力学实验一专题测试附解析

高中力学实验试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1. 在探究物体的加速度与合外力、质量的关系实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力D. 必须平衡细线的重力答案：A2. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力答案：A3. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力D. 必须平衡细线的重力答案：A4. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力答案：A5. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力D. 必须平衡细线的重力答案：A6. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力答案：A7. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力D. 必须平衡细线的重力答案：A8. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力答案：A9. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力D. 必须平衡细线的重力答案：A10. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是（）。

A. 必须平衡摩擦力B. 必须平衡空气阻力C. 必须平衡细线的拉力答案：A二、填空题（每题4分，共20分）11. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，小车从静止开始运动，通过打点计时器打下的纸带可以测量小车的加速度。

填空题1. 对于铸铁试样，拉伸破坏发生在横截面上，是由最大拉应力造成的。

压缩破坏发生在50-55度斜截面上，是由最大切应力造成的。

扭转破坏发生在45度螺旋面上，是由最大拉应力造成的。

2. 下屈服点s sl是屈服阶段中，不计初始瞬时效应时的最小应力。

3. 灰口铸铁在拉伸时，从很低的应力开始就不是直线，且没有屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，因此，在工程计算中，通常取总应变为%时应力一应变曲线的割线斜率来确定其弹性模量，称为割线弹性模量。

4. 在对试样施加轴向拉力，使之达到强化阶段，然后卸载至零，再加载时，试样在线弹性范围内所能承受的最大载荷将增大。

这一现象称为材料的冷作硬化。

5. 在长期高温条件下，受恒定载荷作用时材料发生蠕变和松驰现象。

6. 低碳钢抗拉能力大于抗剪能力。

7. 铸铁钢抗拉能力小于—抗剪能力。

8. 铸铁压缩受最大切应力破坏。

9. 压缩实验时，试件两端面涂油的目的是减少摩擦；低碳钢压缩后成鼓形的原因：两端面有摩擦。

10. 颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因—此应力为名义应力，真实应力是增加的。

11. 已知某低碳钢材料的屈服极限为s，单向受拉，在力F作用下，横截面上的轴向线应变为1，正应力为，且s;当拉力F卸去后，横截面上轴向线应变为2。

问此低碳钢的弹性模量E是多少（）1 212. 在材料的拉伸试验中，对于没有明显的屈服阶段的材料，以_ 产生％塑性变形时对应的应力作为屈服极限。

13. 试列举出三种应力或应变测试方法：机测法、电测法、光测法。

度最好的是杆 1 ，强度最好的是杆 218.通常对标准差进行点估计的方法有 高斯法和贝塞尔法等。

19•在拉伸和压缩实验中，测量试样的直径时要求在一个截面上交叉 90度测取两次是为了 消除试样的（椭圆化）。

而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是（ 正应力最大点为 危险点）。

20.在拉伸实验中引起低碳钢断裂的主要原因是 （最大切应力引起塑性屈服 ）而引起铸铁断 裂的主要原因是（最大拉应力引起脆性断裂 ），这说明低碳钢的（抗拉）能力大于（抗剪 能 力 ）。

训练13 力学实验1．(12分)(2016·天津卷)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．(1)实验中，必要的措施是________．A ．细线必须与长木板平行B ．先接通电源再释放小车C ．小车的质量远大于钩码的质量D ．平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．s 1＝3.59 cm ，s 2＝4.41 cm ，s 3＝5.19 cm ，s 4＝5.97 cm ，s 5＝6.78 cm ，s 6＝7.64 cm.则小车的加速度a ＝________m/s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝________m/s.(结果均保留两位有效数字)解析：本题主要考查研究匀变速直线运动规律实验、纸带数据处理及其相关知识点，意在考查学生对研究匀变速直线运动规律实验操作的掌握情况和数据处理能力．(1)利用长木板、小车、打点计时器等研究匀变速直线运动规律，在实验中，必要的措施是：细线必须与长木板平行；先接通电源，再释放小车；不需要平衡摩擦力，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量．因此正确选项是AB.(2)由Δx ＝aT 2，T ＝0.10 s 和逐差法可得小车的加速度a ＝(s 4－s 1)＋(s 5－s 2)＋(s 6－s 3)9T 2＝0.80 m/s 2.利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打点计时器打出B 点时小车的速度v B ＝s 1＋s 22T＝0.40 m/s. 答案：(1)AB (2)0.80 0.402．(12分)(1)用游标为20分度的卡尺测量某物体的长度如图甲所示，由图可知其长度为________mm.(2)用螺旋测微器测量某物体的直径如图乙所示，由图可知其直径为________mm.解析：(1)根据游标卡尺的读数方法，读数为50 mm ＋3×0.05 mm ＝50.15 mm(2)根据螺旋测微器的读数规则，读数为4.5 mm ＋20.0×0.01 mm ＝4.700 mm答案：(1)50.15 (2)4.7003．(14分)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，实验装置如图所示．所用每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L 0，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度L .(实验时弹簧没有超出弹性限度)(1)某同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F—L图线．(2)由图线可得该弹簧的劲度系数k＝________N/m.解析：(1)做一条直线，使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在两侧．如图所示．(2)弹簧的劲度系数等于图象的斜率，k＝40 N/m.答案：(1)见解析图(2)40(±2)4．(14分)图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置．实验操作如下：(1)弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，测量________并记录为F.(2)弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置(如图甲)，此时需记下结点O的位置和两测力计的示数F1、F2以及________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)某同学已在图乙纸上作出F1、F2的图示，请根据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′.(4)改变两细线的夹角，重复做几次实验．若F的方向近似在________方向上，且大小近似等于F，则平行四边形定则得以验证．解析：(1)只挂重物M于测力计A上，测量重物M的重力．(2)用测力计B拉结点O，平衡后应记录O点的位置、两测力计的示数F1、F2以及Oa、Ob、Oc三段细线的方向．(3)用作图法求出F1、F2的合力如图所示．(4)通过多次重复实验，只要F ′的方向近似在Oc 方向上，且大小近似等于F ，则力的平行四边形定则得以验证．答案：(1)M 的重力 (2)细线Oa 、Ob 、Oc 的方向 (3)见解析图 (4)细线Oc5．(16分)某同学用图示装置来验证机械能守恒定律．质量均为M 的物体A 、B 通过细绳连在一起，物体B 上放置质量为m 的金属片C ，在其正下方h 处固定一个圆环，P 1、P 2是相距为d 的两个光电门．释放后，系统由静止开始运动，当物体B 穿过圆环时，金属片C 被搁置在圆环上，数字计时器测出物体B 通过P 1、P 2的时间为t .(1)物体B 刚穿过圆环后的速度v ＝________.(2)实验中验证下面________(填正确选项的序号)等式成立，即可验证机械能守恒定律；A ．mgh ＝12M v 2 B ．mgh ＝M v 2C ．mgh ＝12(2M ＋m )v 2 D ．mgh ＝12(M ＋m )v 2 (3)本实验中的测量仪器除了图中器材和刻度尺、电源外，还需要________．解析：(1)根据平均速度等于瞬时速率，则有：物体B 刚穿过圆环后的速度v ＝d t. (2)由题意可知，系统A 、B 、C 减小的重力势能转化为系统增加的动能，得：mgh ＋Mgh－Mgh ＝12(2M ＋m )v 2，得：mgh ＝12(2M ＋m )v 2，故选C. (3)由mgh ＝12(2M ＋m )v 2知除了刻度尺、光电门、数字计时器外，还需要天平测出金属片的质量．答案：(1)d t(2)C (3)天平 6．(16分)用如图所示实验装置测量滑块A 与木板间的动摩擦因数．长木板水平固定，细线跨过定滑轮与滑块A 、重锤B 相连．将细线拉直，测出B 离地面的高度h ，将重锤从h 高处静止释放，B 落地后，测出A 在木板上滑动的距离x ；改变B 释放高度重复实验，实验数据如下表所示．实验次数 1 2 3 4 5 6h /cm 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0x /cm 14.7 22.4 30.3 37.6 44.9 52.4(1)A B ＝112.0 cm ，木板的长度l ＝98.0 cm ，要达到实验目的，以上四个量中没有必要测量的是________(用物理量的符号表示)．(2)作出x 随h 变化的图象．(3)由图象并结合(1)中所测数值求得滑块与木板间的动摩擦因数为________．解析：(1)由题意可知，B 距地面的高度h ，A 在木板上滑行的距离x ，A 、B 的质量m A 、m B .从静止释放让它们运动到B 着地，根据动能定理得m B gh －μm A gh ＝12(m A ＋m B )v 2① 从B 着地到A 停在木板上，根据动能定理得12m Av 2＝μm A g (x －h )② 由①②解得μ＝m B h (m A ＋m B )x －m B h③ 可知没有必要测量L 和l .(2)作出x 随h 变化的图象如图所示．(3)由③得x ＝(1＋μ)m B μ(m A ＋m B )h 根据数学知识得到图象中直线的斜率k ＝(1＋μ)m B μ(m A ＋m B )由图得k ≈1.5代入数据得(1＋μ)×1μ(3＋1)＝1.5 解得μ＝0.2答案：(1)L 、l (2)见解析图 (3)0.27．(16分)探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒定律， 实验装置如图1所示．在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计．实验过程如下：(1)测量小球质量m ，摆线长L .(2)将小球拉离平衡位置某一高度h 处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F ，小球摆到最低点时的动能表达式为________(用上面给定物理量的符号表示)．(3)改变高度h ，重复上述过程，获取多组摆动高度h 与对应过程的拉力最大值F 的数据，在F —h 坐标系中描点连线如图2所示．(4)通过描点连线，发现h 与F 成线性关系，可证明小球摆动过程中机械能守恒．(5)根据F —h 图线中数据，可知小球质量m ＝________kg ，摆线长L ＝________m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g ＝10 m/s 2)．答案：(2)12(F －mg )L (5)0.10 0.80。

高中物理高考复习力学实验讲解和练习题(含答案)参考答案与试题解析一．实验题（共17小题）1．（2016•天津）某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．①实验中.必要的措施是AB ．A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量D．平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上.得到一条纸带.打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点.图中未画出）s1=3.59cm.s2=4.41cm.s3=5.19cm.s4=5.97cm.s5=6.78cm.s6=7.64cm.则小车的加速度a= 0.80 m/s2（要求充分利用测量的数据）.打点计时器在打B点时小车的速度v B= 0.40 m/s．（结果均保留两位有效数字）【解答】解：①A、为了让小车做匀加速直线运动.应使小车受力恒定.故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定.应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动.故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知.只要摩擦力恒定即可.不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；②每两个计数点间有四个点没有画出.故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；根据逐差法可知.物体的加速度a===0.80m/s2；B点的速度等于AC段的平均速度.则有：v===0.40m/s；故答案为：①AB；②0.80；0.40．2．（2016•高港区校级学业考试）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器.接通打点计时器的电源.松开纸带.使重物下落.打点计时器会再纸带上打出一系列的小点.（1）若实验时用到的计时器为电磁打点计时器.打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直（选填“水平”或“竖直”）线上.以减少摩擦阻力；（2）实验过程中.下列说法正确的是CDA、接通电源的同时要立刻释放重物B、选取纸带时要选取第1个点与第2个点之间的距离接近4mm且清晰的纸带C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器D、为了使实验数据更加准确.可取多次测量结果的平均值（3）为了测得重物下落的加速度.还需要的实验仪器是 CA、天平B、秒表C、米尺．【解答】解：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上.从而减小阻力；（2）A、应先接通电源.稳定后再释放纸带.故A错误；B、选择纸带时应选择点迹清楚.前两个点间距接近2mm的纸带.故B错误；C、释放重物时.应让重物靠近纸带；故C正确；D、为了使实验数据更加准确.可取多次测量结果的平均值；故D正确；故选：CD．（3）据运动学公式得：△x=at2.a=.为了测试重物下落的加速度.还需要的实验器材有：米尺.用来测量计数点之间的距离．该实验中不需要天平.通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔.所以也不需要秒表．故选：C．故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．3．（2017春•涞水县校级月考）某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值.该学生将重锤固定在纸带下端.让纸带穿过打点计时器.实验装置如图1所示．（1）以下是该同学正确的实验操作和计算过程.请填写其中的空白部分：①实验操作：接通电源.释放纸带.让重锤自由落下. 实验结束关闭电源．②取下纸带.取其中的一段标出计数点如图2所示.测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm.x2=4.14cm.x3=5.69cm.x4=7.22cm.x5=8.75 cm.x6=10.29cm.已知打点计时器的打点间隔T=0.02s.则重锤运动的加速度计算表达式为a= .代入数据.可得加速度a= 9.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．【解答】解：（1）①实验时.应先接通打点计时器的电源.再释放纸带.实验结束.应立即关闭电源．②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2.有：x6﹣x3=3a1（2T）2…①x5﹣x2=3a2（2T）2…②x4﹣x1=3a3（2T）2…③a=…④联立①②③④解得：a=；代入数据解得：a=9.60m/s2．答案：（1）①接通电源.实验结束关闭电源；②.9.60．4．（2016春•哈尔滨校级期中）某同学进行“验证力的平行四边形定则“实验.试完成主要步骤：（1）如图甲.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套.互成角度地拉橡皮条.使橡皮条伸长.记下结点的位置O 点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到同一位置O .记下细绳的方向（如图丙中的Oc）．如乙图所示.读得弹簧测力计的示数F= 4.0N（3）如丙图所示.按选定的标度作出了力的图示.请在图丙中：a．按同样的标度作出力F的图示b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′（4）关于该实验注意事项.下列说法中正确的是 BA．实验中所用的两根细绳越短越好B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°．【解答】解：（1）如图甲.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套.互成角度地拉橡皮条.使橡皮条伸长.记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向.（2）如图乙.用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O.记下细绳套的方向.由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N；（3）a、按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b、根据力的平行四边形定则.作出F1、F2的合力F′.如图所示．（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些.以方便画出力的方向.故A错误；B、测量力的实验要求尽量准确.为了减小实验中因摩擦造成的误差.操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行.故B正确；C、在实验中两个分力的夹角大小适当.且二力的大小要适量大些.这样有利于减小实验中偶然误差的影响.不需要夹角必须大于90°.故C错误；故选：B故答案为：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．5．（2016春•衡阳校级期末）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示.其中A为固定橡皮筋的图钉.O为橡皮筋与细绳的结点.OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验采用的科学方法是 BA．理想实验法 B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置.此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数.他还应该记录下两细线的方向．（3）图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示.F′为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示.这两个力中.方向一定沿AO方向的是F′．【解答】解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同.采用的科学方法是等效替代法．故选：B．（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时.必须记录下两弹簧秤读数.及两细线的方向.O点的位置；（3）图乙中的F与F′中.F是由平行四边形得出的.而F′是通过实验方法得出的.其方向一定与橡皮筋的方向相同.一定与AO共线的是F′．故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．6．（2016春•临沂校级期末）在“探究求合力的方法”实验中.可以设计不同的方案探究．以下是甲、乙两位同学设计的两个实验方案.（1）甲同学设计的方案如图1.需要将橡皮条的一端固定在水平木板上.另一端系上两根细绳.细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套.并互成角度地拉橡皮条.使橡皮条伸长.结点到达某一位置O．①某同学在做该实验时认为：A．拉橡皮条的绳细一些且长一些.实验效果较好B．拉橡皮条时.弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好.拉结点到达某一位置O时.橡皮条方向必须在两细绳夹角的角平分线上D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是AB （填入相应的字母）②若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N.且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直.则不能（选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力.理由是：合力为4N＞5N.超出了弹簧测力计的量程．（2）乙同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法.如图2所示.三根橡皮筋在O点相互连接.拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中.可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小.并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向.从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中.下列说法正确的是AD ．A．实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B．为减小误差.应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C．以OB、OC为两邻边做平行四边形.其对角线必与OA在一条直线上且两者长度相等D．多次实验中O点不必是同一位置．【解答】解：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差.应让标记同一细绳方向的两点尽量远些.故细绳应该长一些.故A正确；B、作图时.我们是在白纸中作图.做出的是水平力的图示.若拉力倾斜.则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别.故应使各力尽量与木板面平行.故B正确；C、橡皮条弹性要好.拉结点到达某一位置O时.拉力与拉力的夹角应适当大些.但橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上.故C错误；D、两个拉力的夹角过大.合力会过小.量取理论值时相对误差变大.夹角太小.会导致作图困难.也会增大偶然误差.故D错误．故选：AB．②两力均为4N.且相互垂直.则其合力大小为F=4N＞5N.合力超过了弹簧秤的量程.故弹簧秤无法测出物体所受的合力.故不能使用．（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力.故应该测量橡皮筋的原长.故A正确；B、为了减小误差.橡皮筋的伸长量应该大些.故应选择劲度系数稍小的橡皮筋.故B错误；C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比.所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合.故C错误；D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点.所以即使O点不固定.也可以探究求合力的方法.故D正确．故选：AD．故答案为：（1）①AB；②不能；合力为4N＞5N.超出了弹簧测力计的量程；（2）AD．7．（2016•广州二模）用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：（1）实验时.为平衡摩擦力.以下操作正确的是 BA．连着砂桶.适当调整木板右端的高度.直到小车被轻推后沿木板匀速运动B．取下砂桶.适当调整木板右端的高度.直到小车被轻推后沿木板匀速运动C．取下砂桶.适当调整木板右端的高度.直到小车缓慢沿木板做直线运动（2）图乙是实验中得到的一条纸带.已知相邻计数点间还有四个点未画出.打点计时器所用电源频率为50Hz.由此可求出小车的加速度a= 1.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．（3）一组同学在保持木板水平时.研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系.得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f= 0.10 N；小车质量M= 0.20 kg．若该小组正确完成了步骤（1）.得到的a﹣F图线应该是图丙中的②（填“②”、“③”或“④”）．【解答】解：（1）平衡摩擦力时.取下砂桶.适当当调整木板右端的高度.直到小车被轻推后沿木板匀速运动.故B正确．（2）根据△x=aT2.运用逐差法得.a===1.60m/s2．（3）根据图①知.当F=0.10N时.小车才开始运动.可知小车运动时受到的摩擦力f=0.10N.图线的斜率表示质量的倒数.则m=kg=0.20kg．平衡摩擦力后.a与F成正比.图线的斜率不变.故正确图线为②．故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10.0.20.②．8．（2016秋•天津月考）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中.某同学使用了如图（1）所示的装置.计时器打点频率为50Hz．（1）该同学得到一条纸带.在纸带上取连续的六个点.如图（b）所示.自A点起.相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm.则打E点时小车的速度为0.85 m/s.小车的加速度为 5 m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持拉力F恒定不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车质量M恒定不变．（3）该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象.如图（c）所示.则①图中的直线不过原点的原因是平衡摩擦力过度．②此图中直线发生弯曲的原因是不满足m＜＜M ．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：v E== m/s=0.85m/s小车的加速度为a== m/s2=5m/s2（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系.应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系.应该保持小车的质量M不变．（3）图中当F=0时.a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时.小车的加速度不为0.说明小车的摩擦力小于重力的分力.所以原因是实验前木板右端垫得过高．设小车的加速度为a.绳子拉力为F.以砂和砂桶为研究对象得：mg﹣F=ma以小车为研究对象F=Ma解得：a=故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小.必有m＜＜M.而不满足m＜＜M时.随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力过度.不满足m＜＜M．9．（2016秋•濮阳月考）为了探究物体的加速度与质量的关系时.某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置．装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂捅（总质量用m表示）、刻度尺等.请回答下列问题：（1）为了完成本实验.下列实验器材中必不可少的是CD ．A．低压直流电源 B．秒表 C．天平（附砝码） D．低压交流电源（2）实验误差由偶然误差和系统误差.本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论.应尽量地减少摩擦阻力的影响.即按如图的方式将长木板的一端适当垫高.以平衡摩擦力.在平衡摩擦力时.取下沙桶并将纸带穿过打点计时器.使小车带动纸带在长木板上做匀速直线运动．（3）探究小车的加速度与其质量的关系时.可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完成本实验时.为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力.则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足M＞＞m ．（4）该实验小组的同学在某次测量时.得到了如图所示的纸带.其中0、1、2为相邻的三个计数点.且相邻两计数点的打点频率为f.0、1两点间的距离用x1表示.1、2两点间的距离用x2表示.则该小车加速度的表达式a= （x2﹣x1）f2m/s2．如果f=10Hz.x1=5.90cm.x2=6.46cm.则加速度的值应为a= 0.56 m/s2（保留两位小数）（5 ）在完成以上操作后.将得到的数据用图象进行处理.则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是 C ．【解答】解：（1）本实验中需测小车质量.则需要天平.电磁打点计时器需要低压交流电源.故选：CD．（2）平衡摩擦力时.把木板一端垫高.调节木板的倾斜度.使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；（3）根据实验误差的来源.在 M＞＞m条件下.可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．（4）根据△x=aT2得：a==（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56 m/s2；（5）根据牛顿第二定律得：a=.则=M+.则以为纵轴.以总质量M为横轴.作出的图象为一倾斜直线.且纵坐标不为0.故C正确.ABD错误．故选：C故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．10．（2016春•锦州期末）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．（1）实验前应对实验装置反复调节.直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放.是为了每次平抛初速度相同．（2）图乙是正确实验取得的数据.其中O为抛出点.则此小球做平抛运动的初速度为 1.6m/s．（g=9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸.每个格的边长L=5cm.通过实验.记录了小球在运动途中的三个位置.如图丙所示.则该小球做平抛运动的初速度为 1.5 m/s；B点的竖直分速度为 2 m/s；平抛运动的初位置坐标（﹣1.1）（如图丙.以O点为原点.水平向右为X轴正方向.竖直向下为Y轴的正方向.g 取10m/s2）．【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平.因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平.为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的.这就要求小球平抛的初速度相同.因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．（2）由于O为抛出点.所以根据平抛运动规律有：x=v0t将x=32cm.y=19.6cm.代入解得：v0=1.6m/s．（3）由图可知.物体由A→B和由B→C所用的时间相等.且有：△y=gT2.由图可知△y=2L=10cm.代入解得.T=0.1sx=v0T.将x=3L=15cm.代入解得：v0=1.5 m/s.竖直方向自由落体运动.根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v By==2 m/s．故从抛出到B点所用时间为：t=故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m.故从抛出到B点的竖直位移为：y=gt2=所以x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L.y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L.平抛运动的初位置坐标为（﹣1.1）．故答案为：（1）水平.初速度相同；（2）1.6；（3）1.5.2.（﹣1.1）．11．（2016春•衡阳校级期末）（1）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示.在实验前应ABC A．将斜槽的末端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向.并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O.作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究物体的平抛运动.可做下面的实验：如图2所示.用小锤打击弹性金属片.A球水平飞出；同时B球被松开.做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度.重新做此实验.结果两小球总是同时落地．则这个实验 BA．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律．【解答】解：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动.而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用.故A正确；B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内.因此在实验前.应使用重锤线调整面板在竖直平面内.即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行.故B正确；C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故C正确；D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O.不能作为小球做平抛运动的起点放.故D错误．故选：ABC．（2）在打击金属片时.两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地.则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动.不能说明水平方向上的运动规律.故B正确.ACD错误．故答案为：（1）ABC；（2）B．12．（2016•花溪区校级三模）为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系.现提供如图1所示的器材.让小车在橡皮筋的作用下弹出后.沿木板滑行.当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时.每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致.我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理.求出小车每次最后匀速运动时的速度v.记录数据如下．请思考并回答下列问题功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6Wv/（m•s﹣1）0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45（1）实验中木板略微倾斜.这样做 C （填答案前的字母）．A．是为了释放小车后.小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动（2）据以上数据.在坐标纸中作出W﹣v2图象．（3）根据图象2可以做出判断.力对小车所做的功与力对小车所做的功与．【解答】解：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系.应平衡摩擦力.使得橡皮筋做功等于合外力做功.以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动.故C正确.ABD错误．故选：C．（2）根据描点法作出图象.如图所示：（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线.根据图象可知.力对小车所做的功与小车速度平方成正比．故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．13．（2016•蔡甸区校级一模）某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B.滑块上固定一遮光条.滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连.传感器下方悬挂钩码.每次滑块都从A处由静止释放．（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d.如图乙所示.则d= 2.30 mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是 A （请填写选项前对应的字母）．A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调至水平D．应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变.改变钩码质量m.测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t.通过描点作出线性图象.研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系.处理数据时应作出的图象是 C （请填写选项前对应的字母）．A．作出“t﹣F图象”B．作出“t2﹣F图象”C．作出“t2﹣图象”D．作出“t=3s图象”【解答】解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐.d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；（2）A、拉力是直接通过传感器测量的.故与小车质量和钩码质量大小关系无关.故A不必要；B、应使A位置与光电门间的距离适当大些.有利于减小误差.故B是必要的；C、应将气垫导轨调节水平.保持拉线方向与木板平面平行.这样拉力才等于合力.故CD是必要的；本题选不必要的.故选：A．（3）根据牛顿第二定律得：a=.那么解得：t2=所以研究滑块的加速度与力的关系.处理数据时应作出图象或作出t2﹣图象.故C正确．故选：C故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C14．（2015春•菏泽期末）为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”.采用了如图所示实验装置．请回答下列问题：（1）为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是 CA．将木板不带滑轮的一端适当垫高.使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将木板不带滑轮的一端适当垫高.使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将木板不带滑轮的一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D．将木板不带滑轮的一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动（2）若实验中所用小车的质量为200g.为了使实验结果尽量精确.在实验室提供的以下四种规格钩码中.应该挑选的钩码是 AA．10g B．20g C．30g D．50g（3）某实验小组挑选了一个质量为50g的钩码.在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算.得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0cm；打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力.则拉力对小车做的功为0.196 J.小车动能的增量为0.144 J．（g=9.8m/s2.结果保留三位有效数字）【解答】解：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是.将不带滑轮的木板一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动.以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消.那么小车的合力就是绳子的拉力．故C正确．故选：C．。

工程力学实验报告学生姓名：学号：专业班级：南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 2 实验二金属材料的压缩试验 6 实验三复合材料拉伸实验9 实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定12 实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验16 实验六弯曲正应力电测实验19 实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验23 实验八弯扭组合变形的主应力测定32实验九偏心拉伸实验37 实验十偏心压缩实验41 实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验45 实验十三冲击实验47 实验十四压杆稳定实验49 实验十五组合压杆的稳定性分析实验53 实验十六光弹性实验59 实验十七单转子动力学实验62 实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l = mm实验前低碳钢弹性模量测定()F lE l Aδ∆⋅=∆⋅ =实验后屈服载荷和强度极限载荷载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。

金属材料的拉伸及弹性模量测定原始试验数据记录实验二金属材料的压缩试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因；（2）分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。

金属材料的压缩试验原始试验数据记录实验三复合材料拉伸实验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理试件尺寸电阻应变片数据载荷和应变四、问题讨论复合材料拉伸实验原始试验数据记录实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理弹性模量E= 泊松比 =实验前低碳钢剪切弹性模量测定PI l T G ⋅⋅=ϕ∆∆0=理论值)1(2μ+=EG = ；相对误差（%）==⨯-%100理实理G G G 载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及结果四、问题讨论（1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成45o 螺旋断裂面？（2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转试验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。

高考物理力学实验探究练习20题1.某同学用图所示的 “碰撞实验装置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

①在实验中小球速度不易测量，可通过仅测量_____解决这一问题。

A ．小球做平抛运动的时间B ．小球做平抛运动的水平距离C ．小球做平抛运动的初始高度D ．小球释放时的高度②图中PQ 是斜槽，QR 为水平槽，R 为水平槽末端。

利用铅垂线在记录纸上确定R 的投影点O 。

实验时先使A 球从斜槽上G 处由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹；此后，再把B 球放在R 处，将A 球再从G 处由静止释放，与B 球碰撞后在记录纸上分别留下A 、B 两球落点痕迹。

由测量可知，碰撞前A 球做平抛运动的水平距离为x 0；碰撞后，A 、B 两球做平抛运动的水平距离分别为x 1、x 2。

用天平称量A 、B 两球的质量分别为m A 、m B 。

若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____（用题目给出的物理量符号表示）。

【答案】 (1). B; (2). 012A A B m x m x m x =+ ;【解析】(1)因为平抛运动的速度等于射程与落地时间的比值，而当高度一定时，落地时间一定，所以可以测量射程代替速度，故选B ；(2) 要验证动量守恒定律定律，即验证：123A A B m v m v m v =+，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t 相等，上式两边同时乘以t 得，111223m v t m v t m v t =+，若两球相碰前后的动量守恒，得：012A A B m x m x m x =+2.某同学研究小滑块与水平长木板之间的动摩擦因数，查阅资料得知当地的重力加速度为g 。

选用的实验器材是：长木板、小滑块(可安装挡光片)、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、螺旋测微器、刻度尺。

器材安装如图甲所示。

(1)主要的实验过程如下：①用螺旋测微器测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=___________mm；②让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；③用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L；④求出小滑块与木板间动摩擦因数μ=___________(用物理量g、d、L、t表示)(2)为了减小测量动摩擦因数的误差，可采用的方法是___________。

⼟⼒学实验⼀相对密度实验⼀相对密度、密度、含⽔量测定A 、实验⽬的测定⼟的相对密度、密度和含⽔量，以了解⼟的疏密、⼲湿状态和含⽔情供计算⼟的其它物理指标和设计以及控制施⼯质量之⽤。

B 、实验要求1、由实验室提供⼀份扰动⼟样，要求学⽣测定该上样的含⽔量、密度和该⼟的相对密度；2、根据实验结果要求学⽣确定该⼟的孔隙⽐（e ）、孔隙率（n ）、饱和度(r S )、⼲⼟密度(d ρ)及饱和⼟密度(sat ρ)等物理指标；3、参观原状⼟样。

C 、实验⽅法⼀、相对密度实验(⼜称⽐重实验)⼟粒的相对密度是⼟在100℃—105℃下烘⾄恒重时⼟粒的密度与同体积4℃时纯⽔密度的⽐值。

（⼀）实验⽬的测定⼟的相对密度(⽐重)，为计算⼟的孔隙⽐、饱和度以及为其它⼟的物理⼒学实验(如颗粒分析的⽐重计法实验、压缩实验等)提供必需的数据。

（⼆）实验⽅法相对密度实验的⽅法取决于试样的粒度⼤⼩和⼟中是否含有⽔溶盐，如果⽔中不含⽔溶盐时，可采⽤⽐重瓶和纯⽔煮沸排⽓法。

⼟中含有⽔溶盐时，要⽤⽐重瓶和中性液体真空排⽓法。

粒径都⼤于5mm 时则可采⽤缸吸筒法或体积排⽔法。

本实验采⽤⽐重瓶和纯⽔煮沸排⽓法。

（三）仪器设备1、⽐重瓶：容量100毫升：2、天平：称量200克，感量0.001克；3、恒量⽔槽：灵敏度±1℃；4、电热砂浴（或可调电热器）；5、孔径5mm ⼟样筛、烘箱、研钵、漏⽃、盛⼟器、纯⽔、蒸馏⽔发⽣器等。

（四）实验步骤 1、试样制备将风⼲或烘⼲之试样约100克放在研钵中研碎，使全部通过孔径为5mm 的筛，如试样中不含⼤于5mm 的⼟粒，则不要过筛。

将已筛过的试样在100℃—105℃下恒重后放⼊⼲燥器内冷却⾄室温备⽤。

(此项⼯作由实验室⼯作⼈员负责完成)2、将烘⼲⼟约15克，⽤漏⽃装⼊烘⼲了的⽐重瓶内并称其质量，得瓶加上的质量m l ，准确⾄O.001克。

3、将已装⼊⼲⼟的⽐重瓶注纯⽔⾄瓶的⼀半处。

4、摇动⽐重瓶，使⼟粒初步分散，然后将⽐重瓶放在电热砂浴上煮沸(注意将瓶塞取下)。

2020年全国百所名校最新高考模拟试题全解汇编（四月第一周周三红版） 力学实验（一） 1、（2020·湖北省黄冈市高三八模一）用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全

相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，

(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是___________． (2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝_____cm. (3)实验主要步骤如下： ①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材； ②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝________，

合外力对木板做功W＝________.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）

③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论． 2、（2020·安徽省芜湖市高三仿真模拟一）如图所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化

信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为1 m，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g. （1）下列说法正确的是__________. A.每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力 B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C.本实验 m2应远小于m1

D.在用图象探究加速度与质量关系时，应作a和21m图象

（2）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的21ma图象，如图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数____，钩码的质量1