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倒计时第4天力学实验A主干回顾B精要检索1实验要点分类实验名称常考要点探究性实验研究匀变速直线运动数据处理方法：(1)公式法：v、xaT2；(2)图象法：vt图象加速度与物体质量、物体受力的关系控制变量法的应用、图象的处理以及实验的注意事项验证性实验验证机械能守恒定律用自由落体实验，知道如何从纸带的数据中确定Ep和Ek力的平行四边形定则弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力2.物理量的测量方法待测量测量工具方法说明长度刻度尺毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0.1 mm游标卡尺读数方法：测量值主尺上指示的毫米数精度游标尺对齐的格数精度： mm,10分度的游标卡尺精度为0.1 mm,20分度的游标卡尺精度为0.05 mm,50分度的游标卡尺精度为0.02 mm，游标卡尺不估读螺旋测微器读数方法：测量值主尺上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)精度转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(注意刻度值要估读)精度：螺旋测微器精度为0.01 mm时间打点计时器tnT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)打点周期与所接交流电周期相同光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口力弹簧测力计力的大小精度指针指示的格数(注意估读)速度打点纸带若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度频闪照相(利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上光电门v0(d表示滑块上挡光片的宽度，t表示挡光片挡光时间)由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度加速度打点纸带(频闪照相)若纸带做匀变速直线运动，则a或a光电门若纸带做匀变速直线运动，则a(v1、v2分别表示通过光电门测得的滑块在t1、t2两个时刻的速度，t表示对应的时间间隔)C.考前热身1利用如图1装置可以做力学中的许多实验：(1)以下说法正确的是_图1A用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响B用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细绳与滑轨平行C用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力D用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量(2)本装置中要用到打点计时器，如图2所示为实验室常用的两种计时器，其中b装置用的电源要求是_ab图2 A交流220 VB直流220 VC交流46 VD直流46 V(3)在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3，已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为_m/s.(结果保留两位有效数字)图3【解析】(1)小车与滑轨间存在的摩擦力不会影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦力，A项错误；为保持小车所受拉力方向不变，需要调整滑轮高度使连接小车的细绳与滑轨平行，B项正确；平衡摩擦力后，mgsin mgcos ，即tan ，即只需要调整好轨道倾角即可，与砝码与砝码盘总质量无关，C项错误；FMmg，所以为确保小车所受拉力近似等于砝码盘和盘内砝码总重力，盘及盘内砝码总质量应远小于小车总质量，D项正确(2)b为电磁打点计时器，使用46 V低压交流电源，C项正确；a为电火花打点计时器，使用交流220 V电源(3)纸带中A点的瞬时速度等于以它为中间时刻某段位移的平均速度，即vA m/s0.53 m/s.【答案】(1)BD(2)C(3)0.53(0.510.53均对)2某同学利用气垫导轨和数字计时器，探究轻弹簧弹性势能与形变量的关系如图4甲所示，气垫导轨上有很多小孔，气泵输入压缩空气，从小孔中喷出，会使质量为0.5 kg的滑块与导轨之间有一层薄的空气，使二者不接触从而大大减小阻力一端固定有轻弹簧的滑块在导轨上滑行，当通过数字计时器时，遮光片挡住光源，与光敏管相连的电子电路就会记录遮光时间t.图4(1)接通气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使其刚好能够匀速运动，说明气垫导轨已经水平(2)使用10分度游标卡尺测量滑块上遮光片宽度如图乙所示，读出其宽度为d_ cm.(3)压缩弹簧记录其压缩量(4)释放滑块，滑块离开弹簧后通过数字计时器，计时器显示时间t.(5)多次重复步骤(3)和(4)，将数据记录到数据表格中，并计算出滑块相应的动能弹簧压缩量x(cm)1.002.003.004.005.00遮光时间t(ms)57.528.419.114.411.5滑块的动能Ek(J)0.0100.0410.0910.160(6)由机械能守恒定律可知，滑块的动能等于释放滑块时弹簧的势能(7)表格中弹簧压缩量为5.00 cm时，滑块动能为_ J(结果要求保留三位有效数字)(8)由表格中数据可知，弹簧的弹性势能与其形变量的关系为_【解析】游标卡尺的主尺读数为11 mm，十分度卡尺精确度为0.1 mm，游标尺上第5刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.5 mm，所以遮光片宽度为11.5 mm1.15 cm.弹簧压缩量为5 cm时，遮光片通过光电门的瞬时速度为v，滑块的动能Ekmv2，代入已知数据解得Ek0.250 J，由机械能守恒定律可知，滑块的动能等于释放滑块时弹簧的弹性势能，比较第一、三行数据可知，弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比【答案】(2)1.15(7)0.250(8)弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比3用落体法验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器的打点频率为50 Hz，重力加速度为9.8 m/s2.(1)运用公式mv2mgh时，对实验条件的要求是重锤由静止出发，为达到此目的，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近_(2)若实验中所用重锤的质量m1 kg，打点纸带如图5所示，则打下B点时，重锤的动能Ek_J；从开始下落至打下B点，重锤的重力势能的减少量Ep_J(结果保留三位有效数字)图5(3)由上述实验可得出的结论是_【解析】(1)用公式mv2mgh验证机械能守恒定律时，对实验条件的要求是纸带上打下第1点时，重锤的初速度为零，打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重锤开始下落后，在第一个打点周期内下落的高度为hgT29.8(0.02)2 m2 mm，所以所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近2 mm.(2)由题图，利用匀变速直线运动规律，有vB m/s0.58 m/s，打下B点时重锤的动能EkBmv0.168 J；从开始下落至打下B点，重锤的重力势能的减少量Epmgh19.80.017 6 J0.172 J.(3)由以上数据，可得出的结论是在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒【答案】(1)2 mm(2)0.1680.172(3)在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒4某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图6甲为实验装置简图，打点计时器每隔0.02 s打一个点，纸带上每两个打印点取一个计数点甲乙图6(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2.(保留两位有效数字)(2)有一位同学通过实验测量作出了图7中的A图线，另一位同学通过实验测出了如图7中的B图线试分析：图7A图线上部弯曲的原因是_；B图线在纵轴上有截距的原因是_【解析】(1)因为xCExACa(2T)2，所以a m/s23.2 m/s2.(2)随着钩码质量的不断增加，将不再满足钩码质量远小于小车质量这一要求平衡摩擦力时，长木板远离滑轮的一端垫得过高，导致形成斜面的倾角过大【答案】见解析
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