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专题17 力学实验（二）1.（2019年1月湖北黄冈市调研）某同学设计如图所示装置来探究动能定理在带有定滑轮的长木板上B位置固定一光电门，用重物通过细线拉小车使其自A位置由静止开始运动实验中，小车(含遮光条)的质量和重物质量均保持不变，通过成倍增加AB间距离s的方法进行多次实验验证。该同学用游标卡尺测出遮光条的宽度d，用光电门连接的计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t，用米尺测出了AB间的距离s。(1)该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度d=0.572cm，则该同学用的是_的游标卡尺(填“10分度”、“20分度”、“50分度”)；(2)下列实验操作中必要的一项是_(填选项前的字母)；A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动B.必须满足重物的质量远小于小车的质量C.必须保证小车由静止状态开始释放(3)本实验的主要误差来源有(写两条)：_、_。【参考答案】22（1）50分度 （2分） （2）C （2分） （3）用遮光条通过光电门的平均速度代替小车过B点的瞬时速度 用米尺测量AB间距离有读数误差（每条1分，其他言之有理的答案也相应给分） 2.（2019山东济南莱芜区训练）.(1)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中某小组同学用如图所示装置，采用控制变量方法，研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系下列说法正确的是()A平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动B每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力C实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源D在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带取计数点A、B、C、D、E、F、G.纸带上两相邻计数点的时间间隔为T 0.10 s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB1.50 cm，BC3.88 cm，CD6.26 cm，DE8.67 cm，EF11.08 cm，FG13.49 cm，则小车运动的加速度大小a_ m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC_ m/s.(结果保留二位有效数字)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示(小车质量保持不变)：a.根据表中的数据在坐标图上作出aF图象b若作出的aF图象不过坐标原点，可能的原因是：_.【参考答案】(1)BD2.40.50或0.51a如图b平衡摩擦过度或木板一端垫得过高故选：B、D.根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可得：设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小，得：x4x13a1T2x5x23a2T2x6x33a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：a2.4 m/s2根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vCm/s0.51 m/s根据表中的数据在坐标图上运用描点法作出aF图象由图象可知，aF图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度或木板一端垫得过高造成的3.(5分) （2019浙江检测）如图所示,用图甲所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验、图乙所示装置做“验证机械能守恒定律”实验、图丙是“探究加速度与力、质量关系”实验。(1)三个实验中哪个实验需要从同一位置释放(填字母);哪个实验需要平衡摩擦力(填字母)A.探究功与速度变化的关系B.验证机械能守恒定律C.探究加速度与力、质量关系(2)用图丙完成“探究加速度与力、质量关系”实验时:下列说法正确的是(填字母)A.实验时先释放小车,再接通电源B.实验所用打点计时器应该接直流电源C.实验过程中,小车质量应该远大于悬挂的重物的质量D.实验过程中,细线应该与长木板平行图丁为实验时获得的某条纸带,请根据图片提供的信息,计算打计数点x2时小车的速度为 m/s。【参考答案】 (1)AAC(2)CD0.40【名师解析】 (1)橡皮筋的势能转化为小车动能,且在平衡摩擦力之后,通过增加橡皮筋条数使做功成倍增加,因此“探究做功与速度的变化”实验需要从同一位置释放;验证机械能守恒定律,重物不一定要从同一位置释放;探究加速度与力、质量的关系,小车要在平衡摩擦力的木板上滑下,也不需要从同一位置释放。(2)探究加速度与力、质量的关系,要先开打点计时器,后释放小车,选项A错误;打点计时器应该使用交流电源,选项B错误;实验过程中,小车质量应该远大于悬挂的重物的质量,这样重物的重力几乎等于小车所受拉力,选项C正确;实验过程中,细线应该与长木板平行,以保证绳子拉力大小等于小车所受合外力,选项D正确。(3)v2=0.397 5 m/s0.40 m/s 4.(5分) （2019浙江测试）利用如图装置做验证机械能守恒定律实验。(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的()A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量和势能变化量C.速度变化量和高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是()A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)(3)实验中,先接通电源,再释放重物,得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量Ep=,动能变化量Ek=。(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是()A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦力阻力D.没有采用多次试验取平均值的方法【参考答案】 (1)A(2)AB(3)mghBm2(4)C5.(5分) （2019浙江质检）打点计时器是高中物理中重要的实验仪器,图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。请回答下面的问题:(1)图乙是(选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是(选填“交流46 V”“交流220 V”或“四节干电池”)。(2)探究合力和分力的关系的实验情况如图丙所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图丁是在白纸上根据实验结果画出的图。图丁中的F和F两力中,方向一定沿AO方向的是。本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法【参考答案】 (1)电火花交流220 V(2)FB6（2019湖南湘东六校联考）某同学用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了五个连续点之间的距离。（1）物块下滑时的加速度a m/s2，打C点时物块的速度v m/s；（结果保留三位有效数字）（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的一个物理量是。A物块的质量 B斜面的高度 C斜面的倾角【参考答案】（1）3.25 1.79 (2) C【命题意图】本题考查测量物块与斜面之间的动摩擦因数实验、纸带处理实验数据、牛顿第二定律及其相关知识点。【解题思路】（1）五个连续点之间的时间间隔t=5T=51/f=0.10s，根据x=at2和逐差法，得出物块下滑时的加速度a3.25m/s2。根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度解得打C点时物块的速度v1.79m/s。（2）物块沿斜面下滑，由牛顿第二定律，mgsin-mgcos=ma，式中滑块质量m可以消去，已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的一个物理量是斜面的倾角，选项C正确8.（2019云南楚雄州姚安一中期末）为了“验证机械能守恒定律”，某学生想利用气垫导轨和光电门及质量为m的小车来进行实验，如图所示，他将长为L、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高H，在导轨上的两点处分别安装光电门A和B，然后将小车从导轨上端释放，光电门自动记录小车经过A、B光电门时，车上挡光片的挡光时间t1、t2，用游标卡尺测得挡光片宽度为d。（1）要验证小车在运动过程中机械能守恒，还必须测出_。（2）本实验验证机械能守恒定律的原理式为_。（用上面已知测量量和还必须测出的物理量的符号表示）【参考答案】.两光电门之间的距离l 2g=（）2-（）2
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