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第1讲 力学实验1(2019年武汉模拟)用如图所示的装置来验证动量守恒定律滑块在气垫导轨上运动时阻力不计，其上方挡光条到达光电门D(或E)，计时器开始计时；挡光条到达光电门C(或F)，计时器停止计时实验主要步骤如下：a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b给气垫导轨通气并调整使其水平；c调节光电门，使其位置合适，测出光电门C、D间的水平距离L；dA、B之间紧压一轻弹簧(与A、B不粘连)，并用细线拴住，如图静置于气垫导轨上；e烧断细线，A、B各自运动，弹簧恢复原长前A、B均未到达光电门，从计时器上分别读取A、B在两光电门之间运动的时间tA、tB.(1)实验中还应测量的物理量x是_(用文字表达)(2)利用上述测量的数据，验证动量守恒定律的表达式是_(用题中所给的字母表示)(3)利用上述数据还能测出烧断细线前弹簧的弹性势能Ep_(用题中所给的字母表示)【答案】【答案】(1)光电门E、F间的水平距离(2)mAmB0(3)mA2mB22(2019年安徽蚌埠一模)某同学利用图1所示的装置探究“外力一定时，加速度与质量的关系”图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，小车的质量未知图1图2图3(1)实验之前要平衡小车所受的阻力，具体的步骤是：吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_的点(2)按住小车，在吊盘中放入适当质量的物块，并在小车中放入质量已知的砝码，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是_(3)打开打点计时器电源，释放小车，得到如图2所示的纸带，图示为五个连续点之间的距离(单位：cm)，则小车的加速度a_m/s2.(结果保留两位小数)(4)改变小车中的砝码质量多次试验，得到不同的纸带，记录砝码的质量m，并根据纸带求出不同的m对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，作出m关系图线如图3所示，设图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车的质量为_【答案】(1) 间隔均匀(2) 远小于小车的质量(3)3.25(4)【解析】(1)平衡摩擦力后，用手轻拨小车，小车应做匀速直线运动，打点计时器打出一系列间隔均匀的点(2)设小车质量为M，车上砝码质量为m, 吊盘和盘中物块的质量和为m2，小车所受拉力为F，对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得F(Mm)a；对吊盘和盘中物块受力分析，由牛顿第二定律可得m2gFm2a；解得Fm2g，化简得Fm2g，当m2M时，改变车上砝码质量m，小车所受拉力近似不变故为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是远小于小车的质量(3)图示为五个连续点T0.02s，小车的加速度为：a102 m/s23.25 m/s2.(4)认为拉力不变，则a，变形得.图中直线的斜率为k，纵轴上的截距为b，则k，b，解得M.3(2019年江西新余质检)某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则，在竖直放置、贴有白纸的木板上固定的两个轻质小滑轮，细线AB和OC连接于O点，细线AB绕过两滑轮，D、E是细线与光滑滑轮槽的两个切点，在细线末端A、B、C三处分别挂有不同数量的相同钩码，设所挂钩码个数分别用N1、N2、N3表示，挂上适当数量的钩码，当系统平衡时进行相关记录，改变所挂钩码的数量，重复进行多次实验(1)下列关于本实验操作的描述，正确的有_A需要利用天平测出钩码的质量BEOD不宜过大C两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上D每次实验都应使细线的结点O处于同一位置(2)每次实验结束后，需要记录的项目有N1、N2、N3的数值和_【答案】(1)BC(2)OC、OD、OE三段细线的方向4(2019年安徽合肥三模)为了探究力对初速度为零的物体做功与物体获得速度的关系，某实验小组采用如图甲所示的装置进行实验(1)实验小组按正确的操作，将木板一端倾斜来平衡摩擦力，打出如上三条纸带，其中符合实验要求的是(选填纸带的字母编号)_(2)下列关于橡皮筋及其做功的说法正确的是_A橡皮筋做功的值不需要测量B增加规格相同的橡皮筋条数，使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C在小车运动的过程中，橡皮筋一直对其做功D将橡皮筋的长度拉伸为原来的两倍，橡皮筋做的功增加了两倍(3)在操作正确的前提下，其中打出的一条纸带如图乙所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(4)在某次实验中，实验小组误将木板水平放置，小车在橡皮筋作用下由静止开始运动，当小车运动到某一位置，橡皮筋恰好处于原长状态下列说法正确的是_A此时小车速度最大B此时小车加速度最大C此后小车开始做匀速直线运动D当小车速度最大时，橡皮筋一定处于拉伸状态【答案】(1)B(2)AB(3)HI、HK或IK均可(4)D5(2019年咸阳二模)如图甲所示，用细线竖直拉着包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动测得记号之间的距离依次为20.0 mm,44.0 mm，68.0 mm，92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm，已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样，根据以上内容，回答下列问题：甲乙(1)图乙中的_端是圆柱体的悬挂端(填“左”或“右”)；(2)根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD_m/s；圆柱棒竖直下落的加速度为_m/s2.【答案】(1)左(2)1.609.60【解析】(1)圆柱棒竖直自由下落，速度越来越大，因此毛笔所画出的记号之间的距离越来越大，因此左端的记号是后画上的，所以左端是悬挂端(2)电动机的转速n1 200 r/min，所以周期T min0.05 s，匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度，vD m/s21.60 m/s，加速度为a m/s29.60 m/s2.6(2019年甘肃二模)某同学用电火花计时器(其打点周期T0.02 s)来测定自由落体的加速度(1)下列器材中，不需要的是_(只需填选项字母)A直尺B46 V交流电源C天平D纸带(2)实验中取纸带上的一段，点1、2、3、9为连续打出的，如图所示，由此测得加速度的大小为_m/s2.(计算结果保留2位有效数字)(3)当地的重力加速度大小为9.8 m/s2，测量值与实际值有差异的主要原因是_【答案】(1)BC(2)9.7(3)受摩擦阻力、空气阻力的影响7(2019年东莞模拟)一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间的关系”的实验，采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，实验中作出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x的图象如图乙所示(重力加速度g10 m/s2)(1)利用乙中图象，可求得该弹簧的劲度系数为_N/m.(2)利用乙中图象，可求得小盘的质量为_kg，小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实值_(填“偏大”“偏小”或“相同”)【答案】(1)200 (2)0.1相同8(2019年山西名校模拟)某同学利用如图乙所示的实验装置验证机械能守恒定律，某物块通过细线绕过光滑的小定滑轮拴着放在水平轨道上的小车(可视为质点)，在轨道的A点和B点分别安装有一光电门，小车上有一宽度为d的挡光片，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图甲所示，现把小车拉到水平面上的某点由静止释放，挡光片通过A位置的挡光时间为t1，通过B位置的挡光时间为t2.为了证明小车通过A、B过程中系统的机械能守恒，还需要进行一些实验测量和列式证明(1)挡光片的宽度d_mm.(2)在下列实验测量步骤中，必要的数据测量有_A用天平测出小车的质量m1和物块的质量m2B测出小车通过A、B两光电门之间所用的时间tC测出滑轮上端离水平轨道的高度hD测出小车在A、B位置时绳子与水平方向夹角1和2(3)若该同学用d和t的比值来反映小车经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足_关系式(用上述物理量表示)，即能证明小车和物体组成的系统机械能守恒【答案】(1)5.15(2)ACD(3)m2m1m1g- 6 -
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