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力学实验专题训练 2017、04 1.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,测得的质量分别为m1和m2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,测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2(1)图22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: 来源:学.被压缩弹簧开始贮存的弹性势能 2.为验证“动能定理”,某同学设计实验装置如图5a所示,木板倾斜构成固定斜面,斜面B处装有图b所示的光电门.(1)如图c所示,用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d (2)装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑,读出挡光条通过光电门的挡光时间t,则物块通过B处时的速度为_ (用字母d、t表示);(3)测得A、B两处的高度差为H、水平距离L.已知物块与斜面间的动摩擦因数为,当地的重力加速度为g,为了完成实验,需要验证的表达式为_ _.(用题中所给物理量符号表示)3.在“验证机械能守恒定律”的实验中,小明同学利用传感器设计实验:如图10甲所示,将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放,小球正下方固定一台红外线计时器,能自动记录小球挡住红外线的时间t,改变小球下落高度h,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径d_mm;(2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列哪一个图象_;A.ht图象 B.h图象 C.ht2图象 D.h图象(3)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会_(填“增大”“缩小”或“不变”).4.某同学用如图甲所示的装置测滑块与长木板间的动摩擦因数,将木板水平固定在桌面上,木板左端固定挡板上连接一轻质弹簧,长木板上A、B两点安装有光电门,滑块放在长木板上,靠近轻质弹簧.(1)用游标卡尺测出挡光片的宽度,读数如图乙所示,则挡光片的宽度d_ mm.(2)在滑块上装上挡光片,用手推动滑块向左移动压缩弹簧,将弹簧压缩到适当的程度松手,滑块在弹簧弹力的作用下向右滑去,滑块离开弹簧后分别通过A、B两点的光电门,与光电门相连的计时器分别记录下滑块上挡光片通过A、B两点光电门的时间t1和t2,则滑块通过A点的速度为_,通过B点的速度为_(用物理量的字母表示).(3)通过改变滑块压缩弹簧的程度大小进行多次实验,测出多组滑块通过A点和B点的速度vA和vB,作出vv图象,若图象与v轴的交点为a,重力加速度为g,要求出动摩擦因数,还需要测出_,若此需要测出的物理量用x表示,则滑块与长木板间的动摩擦因数为_(用题中给出的字母表示).5.小明用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端路过跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(mb)时的速度,重力加速度为g。(1)在A从静止开始下落h的过程中,验证以A、B、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为 (用题目所给物理量的符号表示);(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值v,因而系统减少的重力势能 系统增加的动能(选填“大于”或“小于”); (3)为减小上述v对结果的影响,小明同学想到了以下一些做法,其中可行的是A.保持A下落的初始位置不变,测出多组t,算出多个平均速度然后取平均值B.减小挡光片上端到光电门的距离hC.增大挡光片的挡光宽度b D.适当减小挡光片的挡光宽度b(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g,则测量值 真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。6.某实验小组利用图4所示装置进行“探究动能定理”的实验,实验步骤如下:A.挂上钩码,调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;B.打开速度传感器,取下轻绳和钩码,保持A中调节好的长木板倾角不变,让小车从长木板顶端静止下滑,分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2;C.重新挂上细绳和钩码,改变钩码的个数,重复A到B的步骤.回答下列问题:(1)按上述方案做实验,长木板表面粗糙对实验结果是否有影响?_(填“是”或“否”);(2)若要验证动能定理的表达式,还需测量的物理量有_;A.悬挂钩码的总质量m B.长木板的倾角C.两传感器间的距离l D.小车的质量M(3)根据实验所测的物理量,动能定理的表达式为:_.(重力加速度为g)7如图所示,某实验小组用光电数字计时器测量小车在斜面上下滑时的加速度,实验主要操作如下: 用游标卡尺测量挡光片的宽度d; 测量小车释放处挡光片到光电门的距离x; 由静止释放小车,记录数字计时器显示挡 光片的挡光时间t; 改变x,测出不同x所对应的挡光时间t。(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度时的结果如图,则挡光片的宽度d=_mm;(2)小车加速度大小的表达式为a=_(用实验中所测物理量符号表示);(3)根据实验测得的多组x、t数据,可绘制图象来得到小车运动的加速度,如果图象的纵坐标为x,横坐标为,实验中得到图象的斜率为k,则小车运动的加速度大小为_(用d、k表示)。8.为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切,A为桌子右边缘,O点为A在地面上的竖直投影点。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,且其末端与桌子右边缘A对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平地面的P点,如图甲所示;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出其末端与桌子边缘A的距离为L,滑块仍从滑槽顶端由静止释放,落在水平地面的Q点,如图乙所示。已知重力加速度为g,不计空气阻力。(1)实验还需要测出的物理量是(填写选项前面的字母) 。A滑槽顶端距桌面的高度hB桌面距地面的高度HCO点到P点的距离d1 DO点到Q点的距离d2E滑动的质量m(2)根据已知量和测量的量,可以得出动摩擦因数的表达式为= 。(3)如果该同学在进行第二次实验时,滑块没有滑出桌面,测得滑块在水平桌面上滑行的距离为,则动摩擦因数可表示为 。9.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8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=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示,该图线斜率的理论值k_ (ms)2m1.(保留2位有效数字)(3)实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量Ep,可能的原因是_ _(任意答出一条原因即可).1. .3.505(3.5033.507均可)(1分),3.485(3.4833.487均可)(1分);m1dt1=m2dt2(2分) Ep=m12(dt1)2+m22(dt2)2 (2分)2 (1)0.52(2)(3)gHgL答案(1)17.806(17.80417.808均可)(2)D(3)增大解析(1)螺旋测微器的读数为d17.5 mm30.60.01 mm17.806 mm(2)减小的重力势能若全部转化为动能,则有mghmv2,小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬时速度,故v,联立可得h()2,故作h图象,D正确.(3)由于实验中存在空气阻力,所以发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,若增加释放高度h,则阻力做功增大,系统损失的机械能增加,所以两者的差值会增大.答案(1)2.60(2)(3)AB间的距离解析(1)主尺读数为2 mm,游标尺读数为12,由图知该游标尺为二十分度的卡尺,精度为0.05 mm,故测量结果为:d2 mm120.05 mm2.60 mm.(2)根据公式v可知:A点的速度为vA,B点的速度为v2.(3)根据速度位移公式vv2gx可知,vv2gx,因此还需要测量AB间的距离.由题意知2gxa,解得.23.(1)(3分);(2)大于(2分);(3)D (2分);(4)小于答案(1)否(2)ACD(3)mglMvMv解析(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态,挂上钩码后小车的合外力等于钩码的重力,所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响.(2)(3)根据动能定理可知,合外力对小车做的功等于小车动能的变化量,则有:mglMvMv,所以要测量悬挂钩码的总质量m、两传感器间的距离l和小车的质量M.(1)2.55 (2分) (2)(2分) (3)(2分)【命题立意】以测量加速度为实验命题背景考查学生的实验能力 【解析】(1)略(2),得(3)由 可知,斜率 ,所以22(1) BCD (2) (3)答案(1)4.700103(2)0.89(3)受到空气阻力或者H测量值偏大(任意答出一条原因即可)
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