实验题题型专练(一)　力学实验

实验题题型专练(一)　力学实验 1．某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x，数据记录如表所示。 钩码个数 0 1 2 3 4 5 6 7 弹力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 弹簧伸长的长度x/cm 0 2.00 3.98 6.02 7.97 9.95 11.80 14.00 (1)根据表中数据在图甲中作出F－x图线： / (2)根据F－x图线可以求得弹簧的劲度系数为_____N/m； (3)估测弹簧弹力为5 N时弹簧的弹性势能为_____J。(4)一位同学做此实验时得到如图乙所示的F－x图线，说明此同学可能出现了哪种错误？_____。 解析　(1)根据描点法可得出对应的F－x图象，如图所示： (2)根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k＝ N/m＝50 N/m / (3)根据图象的性质以及W＝Fx可知，图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功，根据功能关系可知，等于弹簧的弹性势能，故Ep＝×5×0.099 5 J≈0.25 J； (4)由图可知，当力达到某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限度。 答案　(1)见解析图　(2)50　(3)0.25　(4)已超出了弹簧的弹性限度 2．用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系，实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a。 / / (1)关于实验操作，下列说法正确的是_____。 A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行 B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑 C．每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D．实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车 (2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50 Hz，打B点时小车的速度vB＝_____ m/s，小车的加速度a＝_____ m/s2。 (3)改变细线下端钩码的个数，得到a－F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是_____。 解析　(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B错误；由于平衡摩擦力之后有，Mgsin θ＝μMgcos θ，故tan θ＝μ。所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放小车，而当实验结束时应先控制小车停下再停止打点计时器，故D正确； (2)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s。 根据Δx＝aT2可得：xCE－xAC＝a(2T)2。 小车运动的加速度为a＝ ＝ m/s2＝0.93 m/s2 B点对应的速度：vB＝＝ m/s＝0.316 m/s； (3)随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足M?m，因此图线上端出现弯曲现象。 答案　(1)AD　(2)0.316　0.93 (3)随所挂钩码质量m的增大，不能满足M?m。 3．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，装置如图甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，单位是毫秒。当地的重力加速度为g取9.8 m/s2，且小球直径d远小于A、B间的距离H。 / (1)用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，则d＝_____m。 (2)多次改变高度H，重复上述实验，作出－H的变化图象如图丙所 ... ...