课时作业十二 力学实验 1．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图1甲所示，此示数为_____ mm，用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图1乙所示，此示数为_____ mm. 图1 解析：螺旋测微器的固定刻度读数6 mm，可动刻度读数为0.01 mm×12.5＝0.125 mm，所以最终读数为6 mm＋0.125 mm＝6.125 mm；游标卡尺的主尺读数为6.3 cm＝63 mm，游标尺上第12个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.05 mm×12＝0.60 mm，所以最终读数为63 mm＋0.60 mm＝63.60 mm. 答案：6.125(±0.002均可) 63.60 2．(2017年高考·课标全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器． 图2 实验步骤如下： ①如图2(a)，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑； ②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt； ③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度(如图2(b)所示)，v表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出v； ④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②③； ⑤多次重复步骤④； ⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图2(c)所示． 图2 完成下列填空： (1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和Δt的关系式为v＝_____． (2)由图2(c)可求得，vA＝_____ cm/s，a＝_____ cm/s2.(结果保留3位有效数字) 解析：(1)由于滑块做匀变速运动，在挡光片通过光电门的过程中，由运动学公式得v Δt＝vAΔt＋a(Δt)2，则v＝vA＋aΔt.(2)由v＝vA＋aΔt结合题图(c)可知，图线与纵轴的交点的纵坐标即为vA，将图线延长与纵轴相交，得vA＝52.1 cm/s，图线的斜率等于a，即a＝ cm/s2，求得a＝16.3 cm/s2. 答案：(1)vA＋Δt (2)52.1 16.3 3．在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，遮光板的宽度相同，测得滑块的质量分别为m1和m2.如图3a所示，实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得滑块A、B通过光电门的时间分别为t1、t2. 图3 (1)图3b所示为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时所得的不同情景．由该图可知甲同学测得的示数为_____ mm，乙同学测得的示数为_____ mm. (2)用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式为_____(用m1、m2、t1、t2、d表示)，被压缩弹簧开始贮存的弹性势能Ep＝_____． 解析：(1)题图b中甲测得的螺旋测微器的固定刻度读数为3.5 mm，可动刻度读数为0.01 mm×0.5＝0.005 mm，所以最终读数为3.5 mm＋0.005 mm＝3.505 mm.同理，乙的读数为3 mm＋0.485 mm＝3.485 mm. (2)根据动量守恒定律可知，设向右为正方向，则应满足的表达式为0＝－m1v1＋m2v2，即m1v1＝m2v2，根据光电门的性质可知v1＝，v2＝，代入上式可得＝，根据功能关系可知，压缩弹簧贮存的弹性势能等于后来滑块A、B获得的动能，则有Ep＝m1v12＋m2v22＝()2＋()2. 答案：(1)3.505(3.503～3.507均可) 3．485(3.483～3.487均可) (2)＝ ()2＋()2 4．(2016年高考·课标全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图4(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能． 图4 (1)实验中涉及下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块 ③接通打点计时器电源 ④ ... ...
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