福建省晋江市首峰中学届高三高考物理专项复习学案力学实验Word格式文档下载.docx
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(2)如图(b),用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时测力计的示数F1和F2,及________________________。
(3)如图(c),用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点拉到O点,记下此时测力计的示数F=________N和细绳的方向。
(4)如图(d),已按一定比例作出了F1、F2和F的图示,请用作图方法作出F1和F2的合力F′。
(5)合力F′与F大小相等,方向略有偏差,如果此偏差仅由F1引起,则原因是F1的大小比真实值偏________、F1与F2的夹角比真实夹角偏________。
(填“大”或“小”)
[答案]
(2)两条细绳的方向 (3)3.00 (4)略(5)大 大
6、在“验证力的平行四边形定则”实验中.
(1)某同学的实验操作主要步骤如下:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点,在橡皮筋的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮筋使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按照同一标度作出这个力F′的图示;
F.比较力F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中,有重要遗漏的步骤的序号是________.
(2)如图为利用实验记录的结果作出的图,则图中的________是力F1和F2的合力理论值,________是力F1和F2的等效合力的实际测量值.
(3)如果某同学实验中测出F1>
F2的同时,还用量角器测量出F1和F2的夹角为75°
,然后做出如下的几个推断,其中正确的是________.
A.将F1转动一定的角度,可以使合力F的方向不变
B.将F2转动一定的角度,可以使合力F的方向不变
C.保持F1的大小和方向,将F2逆时针转动30°
,可以使合力F的大小和方向都不变
D.只有保持F1和F2的大小不变,同时转动一定的角度,才可能使合力F的大小和方向都不变
(1)CE
(2)F F′ (3)AB
7、⑴在《探究求合力的方法》实验中,做好实验准备后,先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时学生需要记录的是,,,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,要特别注意的是.
⑵某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验。
他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长X,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下列所示图线的哪一个?
()
⑴
两个弹簧秤的读数,两个细绳套的方向,橡皮条结点的位置.把橡皮条的结点拉到同一位置O。
⑵C
8、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:
A.在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记下O点的位置,读出两个弹簧秤的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;
E.只用一只弹簧秤,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F/的图示;
F.比较力F/和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:
(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和____________;
(2)遗漏的内容分别是__________________________和____________________________________.
(1)C和E
(2)描下两拉力的方向和结点拉至O点
【实验4】《验证牛顿第二定律》
9、某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图.(所用交变电流的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2.(保留三位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的
,数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度a/m·
s–2
0.633
0.572
0.497
0.418
0.332
0.250
0.167
0.101
小车质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
小车质量倒数
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
0.60
请在方格坐标纸中画出
图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数
之间的关系式是.
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。
该图线不通过原点,其主要原因是_____________________________
(1)0.510
(2)略(3)没有平衡摩擦力
10、[2013·
长沙一模]研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系,该小组在实验室设计了一套如图所示的装置,图中A为小车,B为打点计时器,C为力传感器,P为小桶(内有砂子),M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板.
(1)要顺利完成该实验,除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外,还需要的实验仪器是________(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”).
(2)按上述方案做实验,是否要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量?
________(填“是”或“否”).
(3)已知交流电源的频率为50Hz,某次实验得到的纸带如图所示,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,则计时器打点D时,纸带的速度大小vD=________m/s,由该纸带可求得小车的加速度a=________m/s2.(结果均保留2位有效数字)
(1)刻度尺
(2)否 (3)0.69 0.90
11、某研究性学习小组采用如图1所示的装置,探究物体的加速度与质量的关系.提供的器材有:
气垫导轨、滑块(总质量为M,左端装有遮光板)、光电门(配接数字计时器)、米尺、铁架台.实验中,测出导轨顶端A与光电门所在位置B的距离为L,导轨顶端距B的高度为h.
(1)用游标卡尺测量遮光板的宽度d,如图2所示,则d=________mm;
(2)实验中为了测量多组数据,在滑块上多次添加砝码(砝码质量为m),为使滑块受到的合外力保持不变,应调节________,使________保持不变;
(3)图3为研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象,横坐标m为小车上砝码的质量.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为________,小车的质量为________.
(1)3.25
(2)高度h (M+m)h (3)
【实验5】《探究动能定理》
12、[2013·
海淀模拟](17分)实验小组利用如图甲所示的实验装置,探究外力对滑块做功与滑块动能变化的关系.
(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平.气源供气后,利用现有器材如何判断导轨是否水平?
答:
______________________________________________.
(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=________cm;
实验时将滑块从图甲所示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=0.624×
10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为________m/s(保留3位有效数字).在本次实验中还需要测量的物理量有:
钩码的质量m、________和________.(文字说明并用相应的字母表示)
(3)本实验中,外力对滑块做功W的表达式为________,滑块(和遮光条)动能变化量Ek2-Ek1的表达式为________.通过几次实验,若两者在误差允许的范围内相等,从而说明合外力对滑块做功等于滑块动能变化量.
(4)本实验中产生系统误差的主要因素:
___________________________________________
(1)将滑块轻放到导轨上,看滑块是否能静止,若静止,说明轨道水平
(2)1.560 2.50 滑块与遮光条的质量M 光电门与滑块在运动起点时遮光条之间的距离L (3)mgL
M(
)2 (4)钩码重力大于滑块受到的拉力、滑轮的轴受到的阻力等(18分)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动,如图甲所示.
B.第二步保持木板的倾角不变,将打点计时器安装在木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示.
试回答下列问题:
(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点的时间间隔为Δt,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打A点时滑块速度vA=________,打点计时器打B点时滑块速度vB=________.
(2)已知重锤质量m,当地的重力加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功,还必须测出这一过程滑块________(写出物理量名称及符号),合外力对滑块做功的表达式W合=________.
(3)测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功以及vA、vB、vC、vD、vE.以v2为纵轴,以W为横轴建立坐标系,描点作出v2W图象,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量M=________.
(1)
(2)下滑的位移x mgx(3)
14.(海口市2008年高考调研测试题)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
①摆好实验装置如图。
②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车。
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。
④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带。
(1)在多次重复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:
①第一个点到第N个点的距离为40.0cm。
②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。
该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:
拉力对小车做的功为J,小车动能的增量为J。
(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大。
显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。
请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是:
(1)0.1960.1
(2)①小车质量没有远大于钩码质量;
②没有平衡摩擦力;
③操作错误:
先放小车后开电源
15、
(1)①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某同学采用如图甲所示的装置的实验方案,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项必要措施是:
a.__________;
b._____.
②如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图乙.则打C点时小车的速度表达式为(用题中所给物理量表示);
要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有.
(2)用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验.以下是一实验小组所获取的部分实验数据,根据表格中数据,在图中取合适的坐标系,作出图象.
次数
小车质量
M/g
加速度
a/m·
s-2
200
1.91
5.00
250
1.71
300
1.50
3.33
350
1.36
2.86
400
1.12
450
2.22
500
0.90
表格:
小车受力相同(均取砂桶质量m=50g).
根据图象判断,实验产生误差的最主要原因是:
_______________________________.
(1)①a.平衡摩擦力b.钩码的重力远小于小车的总重力②
钩码的重力和小车的总质量
(2)图象略作为外力的砂桶质量偏大
15、.(南安一中、安溪一中、养正中学高三物理试卷)某实验小组采用图示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50Hz.
(1)实验的部分步骤如下,请将步骤②补充完整:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近,,,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列点,断开开关;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。
(2)下图是钩码质量为0.03kg,砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.
表1纸带的测量结果
测量点
S/cm
v/(m·
s-1)
0.00
0.35
A
1.51
B
3.20
0.45
C
D
7.15
0.54
E
9.41
(1)接通电源;
释放小车
(2)5.06;
0.49
实验6《验证机械能守恒定律》
5.(福建省福州三中2008—2009学年高三年级第二次月考)在“验证机械能守恒定律”的实验中:
①某同学用图所示装置进行实验,得到如下图所示的纸带。
测出点A、C间的距离为14.77cm,点C、E间的距离为16.33cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量
为m=1.0kg,则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Fƒ=N.
②某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能,则出
现这一问题的原因能是(填序号)()
A.重锤的质量测量错误B.该同学自编了实验数据
C.交流电源的频率不等于50HzD.重锤下落时受到的阻力过大
①0.05N②BC
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U,频率为f的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图所示,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为S0,点AC间的距离为S1,点CE间的距离为
,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则:
①起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为△EP=,重锤动能的增加量为△EK=。
②根据题中提供的条件,还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=,经过计算可知,测量值比当地重力加速度的真实值要小,其主要原因是:
。
(1)①不变②B
(2)①
②
,纸带与限位孔之间的摩擦力(或纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力)。
16.(东北师大附中2008年高三“三年磨一剑”第二次摸底考试)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否
等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是.
(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=_________.
(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大
于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通
过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要
测量的物理量是.试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出
重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=.
(1)BCD
(2)
(3)重锤的质量m,
或
7、其他实验
17.(启东市2009届高三第一次调研测试)某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表1是其记录的实验数据。
木块的重力为10.00N,重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):
表1
运动状态
水平拉力F/N
静止
3.62
匀速
4.01
匀加速
5.01
5.49
(1)木块与桌面间的最大静摩擦力
>N;
(2)木块与桌面间的动摩擦因数
;
(3)实验次数5中监测到的加速度
m/s2.
(1)4.01
(2)0.401(3)1.45
19.(山东嘉祥一中2009届阶段性测试)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上。
飞船上备有以下实验器材
A.精确秒表一只B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M。
(已知万有引力常量为G)
(1)两次测量所选用的器材分别为.。
(用序号表示)
(2)两次测量的物理量分别是.。
(3)用该数据写出半径R.质量M的表达式。
R=,M=。
(1)A,BC
(2)周期T物体重力F
(3)
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