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1、力學實驗2
一 、實驗題(本大題共6小題 )
1.現(xiàn)要驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律. 給定的器材如下:一傾角可以調節(jié)的長斜面(如圖所示)、小車、計時器一個、刻度尺.
(1)填入適當?shù)墓交蛭淖?,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):
①讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的時間t.
②用刻度尺測量A1與A2之間的距離s,則小車的加速度a=________.
③用刻度尺測量A1相對于A2的高度h,設小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=________.
④改變________,重復上述測量.
⑤以h
2、為橫坐標,1/t2為縱坐標,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖. 如能得到一條過原點的直線,則可以驗證“當質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律.
(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中,某同學設計的方案是:
①調節(jié)斜面傾角,使小車在斜面上勻速下滑,測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0.
②進行(1)中的各項測量.
③計算與作圖時用(h-h(huán)0)代替h.
對此方案有以下幾種評論意見:
A.方案正確可行
B.方案的理論依據(jù)正確,但利用所給器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動
C.方案的理論依據(jù)有問題,小車所受摩擦力與斜面傾角有關
其中合理的意見是_____
3、___.
2.(2012?深圳一模)某同學利用如圖(a)裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”的實驗.
(1)在安裝刻度尺時,必須使刻度尺保持 狀態(tài).
(2)他通過實驗得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長度x的關系圖線,由此圖線可得該彈簧的原長x0= cm,勁度系數(shù)k= N/m.
(3)他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤,當彈簧秤上的示數(shù)如圖(c)所示時,該彈簧的長度x= cm.
3.用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關系”的實驗時:
(1)下列說法正確的是(填字母代號)
A.為了平衡摩擦力,實驗中可以將長木板的左端適當
4、墊高,使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動
B.每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同,拉伸的長度要一樣
C.可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值
D.可以通過改變小車的質量來改變拉力做功的數(shù)值
E.實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源
F.通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度
G.通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度
(2)若在實驗中,我們用1條、2條、3條…同樣的橡皮筋進行1次、2次、3次…實驗.實驗中,如果橡皮筋拉伸的長度都相等,那么每次橡皮筋對小車做的功可記作W、2W、3W…對每次打出的紙帶進行處理,求出小車
5、每次最后勻速運動時的速度v,記錄數(shù)據(jù)見下表:
功W
0
W
2W
3W
4W
5W
6W
v/(m?s﹣1)
0
1.00
1.41
1.73
2.00
2.24
2.45
據(jù)以上數(shù)據(jù),在坐標紙中作出W﹣v2圖象.
(3)根據(jù)(2)題中的圖象可以得出的結論是 ?。?
4.某同學將力傳感器固定在小車上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來測量繩對小車的拉力,探究在小車及傳感器總質量不變時加速度跟它們所受拉力的關系,根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標系中作出了如圖所示的a﹣F圖象.
(1)圖線不過坐標原點的原因是 ?。?
(2)
6、本實驗中是否仍需要砂和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量. ?。ㄌ睢笆恰被颉胺瘛保?
(3)由圖象求出小車和傳感器的總質量為 kg.
5.(2014秋?重慶月考)如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質量的關系”的實驗裝置圖.圖中A為小車,B為裝有砝碼的托盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點計時器,打點計時器接50HZ交流電.小車的質量為m1,托盤及砝碼的質量為m2.實驗處理數(shù)據(jù)時,將托盤及砝碼的重力視為小車所受拉力.
①下列說法正確的有 ?。?
A.長木板C必須保持水平
B.實驗時應先釋放小車后接通電源
C.實
7、驗中m2應遠小于m1
D.作a﹣圖象便于得出加速度與質量關系
②實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a﹣F圖象,可能是圖2中的圖線 ?。ㄟx填“甲、乙、丙”)
③圖3為某次實驗得到的紙帶,紙帶上標出了所選的四個計數(shù)點之間的距離,相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出,第2段的數(shù)據(jù)被漏記了.由此可求得小車的加速度的大小是 m/s2.(結果保留二位有效數(shù)字)
6.用如圖甲所示的實驗裝置可以測量重力加速度,經(jīng)正確操作后得到一條紙帶,在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5、6七個測量點,相鄰兩測量點的時間間隔為0.04s,測量出各測量點到0測量點的距
8、離d,記入下表中,對這些數(shù)據(jù)進行處理后便可得重力加速度值.
測量點
0
1
2
3
4
5
6
d/cm
0
1.20
4.16
8.60
14.50
21.90
30.85
時間t(s)
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
(m/s)
0.30
0.52
0.72
0.91
1.10
1.29
甲 乙
(1)根據(jù)表格中的測量數(shù)據(jù)和如圖乙所示的坐標紙(坐標紙上已經(jīng)標出了刻度),選擇合適的坐標軸代表的物理量,其橫軸所代表的物理量為 ,
9、縱軸所代表的物理量為 .并在坐標紙上畫出實驗圖線.
(2)根據(jù)你畫出的圖線,求出重力加速度g= m/s2.(保留3位有效數(shù)字)
0.2016萬卷作業(yè)卷(三十七)答案解析
一 、實驗題
1.【答案】(1)② ③mg ④斜面傾角(或h的數(shù)值)
2.【答案】(1)豎直;(2)4,50;(3)10.
考點:
探究彈力和彈簧伸長的關系..
專題:
實驗題;彈力的存在及方向的判定專題.
分析:
(1)彈簧是豎直的,要減小誤差,刻度尺必須豎直;
(2)彈簧處于原長時,彈力為零;根據(jù)胡克定律F=k△x求解
10、勁度系數(shù);
(3)直接從彈簧秤得到彈力,再從圖象b彈簧彈簧長度.
解答:
解:(1)彈簧是豎直的,要減小誤差,刻度尺必須與彈簧平行,故刻度尺要保持豎直狀態(tài);
(2)彈簧處于原長時,彈力為零,故原長為4cm;彈簧彈力為2N時,彈簧的長度為8cm,伸長量為4cm;根據(jù)胡克定律F=k△x,有:;
(3)由圖c得到彈簧的彈力為3N,根據(jù)圖b得到彈簧的長度為10cm;
故答案為:(1)豎直;(2)4,50;(3)10.
點評:
本題關鍵是明確實驗原理,然后根據(jù)胡克定律F=k△x并結合圖象列式求解,不難.
3.
考點:
探究功與速度變化的關系..
專題:
實驗題;動能定理的應
11、用專題.
分析:
1、小車在水平的平面上被橡皮筋拉動做功,導致小車的動能發(fā)生變化.小車的速度由紙帶上打點來計算,從而能求出小車的動能變化.每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致,則一根做功記為W,兩根則為2W,然后通過列表描點作圖探究出功與動能變化的關系.
2、根據(jù)題目圖表中所給數(shù)據(jù)可以W﹣v、計算出v2,再作出W﹣v2圖象,依據(jù)數(shù)學關系可以得出W和v2的關系.
解答:
解:(1)A、小車在水平面運動時,由于受到摩擦阻力導致小車速度在變化.所以適當傾斜以平衡摩擦力.小車所能獲得動能完全來于橡皮筋做的功.故選項A正確;
B、實驗中每根橡皮筋做功均是一樣的,所以所用橡皮筋必須相同,且伸長的
12、長度也相同.故選項B正確;
C、每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致,則一根做功記為W,兩根則為2W,故選項C正確;
D、是通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值,故選項D錯誤;
E、只要使用打點計時器的實驗,都是先接通電源后釋放紙帶,故選項E錯誤;
F、G:由于小車在橡皮筋的作用下而運動,橡皮筋對小車做的功與使小車能獲得的最大速度有關,故選項F正確,選項G錯誤;
故選:ABCF
(2)根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出各個拉力做功下的v2,依次為:0,1,2,3,4,5,6.
用描點法得出圖象如下所示:
(3)由W﹣v2圖線可知,圖象為過原點的直線,因此W和v2成正比關系.
故答案為:
13、(1)ABCF;(2)W﹣v2圖象如圖;(3)外力做功與物體速度平方成正比.
點評:
本題關鍵之處:明確實驗原理,在原理的基礎上,理解橡皮筋相同之外,伸長也相同;同時要算出小車的最大速度.本題利用數(shù)學知識解決物理問題的好題.
4.
考點:
探究加速度與物體質量、物體受力的關系..
專題:
實驗題;牛頓運動定律綜合專題.
分析:
(1)由圖象可知,當F≠0時,加速度仍然為零,說明沒有平衡摩擦力,或平衡的不夠;
(2)該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小,故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量.
(3)a﹣F圖象中的斜率表示質量的倒數(shù).
解答:
解:(1
14、)由圖象可知,當F≠0時,加速度仍然為零,說明沒有平衡摩擦力,或平衡的不夠;
(2)該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小,不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力,故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量.
(3)a﹣F圖象中的斜率表示質量的倒數(shù),由圖可知,k=,所以質量M=kg
故答案為:沒有平衡摩擦力,或平衡的不夠;否;1
點評:
實驗中我們要清楚研究對象和研究過程,明確實驗原理是解答實驗問題的前提.
5.
考點:
探究加速度與物體質量、物體受力的關系.
專題:
實驗題.
分析:
①根據(jù)實驗原理和具體實驗步驟可判定各個選項
②沒有平衡摩擦力時,當存在
15、一定的力時首先平衡摩擦力,之后才產(chǎn)生加速度;
③根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布,由逐差法可以得到小車的加速度
解答:
解:①A、實驗中要平衡摩擦力,長木板的一端要墊高,A錯誤;
B、為節(jié)省紙帶增加小車運行時間先接通電源后松小車,B錯誤;
C、以托盤作為研究對象有m2g﹣T=m2a
以小車作為研究對象有T=m1a
聯(lián)立以上兩式可得T=,要使繩子拉力等于鉤碼的重力,即T=m2g,故有m2>>m1,C正確;
D、如果作出a﹣M圖象,卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比,所以我們可以作出a﹣的圖象,只要a﹣的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與M成反比例關系,D正確;
②沒用平衡摩擦力,則當施加
16、一定力時,首先平衡摩擦力后才會產(chǎn)生加速度,通過圖象知,當力F不為零時,加速度為零,故丙圖對;
③計數(shù)點之間有4個點未畫出,時間間隔為0.1s,有公式△x=2aT2得:a===0.49m/s2.
故答案為:①CD;②丙;③0.49.
點評:
掌握好實驗的步驟及實驗的原理很重要,對實驗的注意事項及數(shù)據(jù)的處理也要做到明確和理解.
6.
考點:
驗證機械能守恒定律..
專題:
實驗題;機械能守恒定律應用專題.
分析:
(1)、根據(jù)題意選取坐標的含義,再使用描點法描點,然后連線;(2)、根據(jù)實驗的原理:y=gt2,以及圖線斜率的意義解答即可.
解答:
(1)由題意可知,選擇合適的坐標軸代表的物理量,其橫軸所代表的物理量為時間t,
縱軸所代表的物理量為平均速度;
使用描點法首先描點,然后連線如圖;
(2)由圖線可求得斜率為:k==4.84,
因為=gt,即=?t,
故=4.84,g=9.68m/s2.
故答案為:(1)t,;(2)9.68.
點評:
解決本題的關鍵掌握在較短時間內的平均速度可以表示瞬時速度,正確利用勻變速直線運動公式求出加速度.