力学实验及创新 (满分:100分 时间:45分钟) (共8小题,1~4题每题12分,5~8题每题13分,共100分) 1.某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器所用电源的频率是50 Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记作O,再依次选6个点作为计数点,分别标以A、B、C、D、E和F,如图甲所示。 (1)由实际的纸带测得C、D两点相距2.70 cm,D、E两点相距2.90 cm,则在打D点时小车的速度是 m/s。? (2)该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据在v-t坐标系中描好点,请在图乙中作出小车的v-t图象,并求出小车的加速度a= m/s2。? 答案(1)1.4 (2)图象见图 5 2.小王同学在探究加速度与力、质量的关系时,小车及砝码的质量用M表示,沙桶及沙的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。 (1)往沙桶中加入一定量的沙子,当M与m的大小关系满足 时,可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力;在释放小车 (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。? (2)在平衡摩擦力后,他用打点计时器打出的纸带的一段如图甲所示,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交变电流的频率是50 Hz,则小车的加速度大小是 m/s2,当打点计时器打B点时小车的速度是 m/s。(结果保留三位有效数字)? (3)小张同学用同一装置做实验,他们俩在同一坐标系中画出的a-F关系图线如图乙所示,小张和小王同学做实验,哪一个物理量是不同的 。? 答案(1)m?M 之前 (2)0.390 0.377 (3)小车及砝码的总质量 3.某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。 (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示,F的大小为 N。? (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。 (ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合; 图(a) 图(b) (ⅱ)F合的大小为 N,F合与拉力F的夹角的正切值为 。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。? 答案(1)4.0 (2)(ⅰ)F1、F2和F合如图所示 (ⅱ)3.8 0.05 4.如图甲,某实验小组采用常规方案验证动量守恒定律。实验完成后,该小组又把水平木板改为竖直木板再次实验,如图乙所示。图中小球半径均相同、质量均已知,且mA>mB,B、B'两点在同一水平线上。 (1)若采用图甲所示的装置,实验中还必须测量的物理量是 。? (2)若采用图乙所示的装置,下列说法正确的是 。? A.必须测量BO、BN、BP和BM的距离 B.必须测量B'N、B'P和B'M的距离 C.若,则表明此碰撞动量守恒 D.若,则表明此碰撞动量守恒 答案(1)OM、OP、ON的距离 (2)BC 5.某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”。在水平的圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动。 步骤如下: A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,调整滑轮P2、P3位置并使结点O静止; B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,用同一标度作出三个拉力的图示; C.以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四 ... ...
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