2017-2018学年度人教版物理高二暑假作业：力学实验综合训练

2017-2018学年人教版物理高二暑假作业
力学实验综合训练
实验题
1.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.
（1）实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线__________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛__________. （2）.图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________/
m s. (g取9.82
m s)
/
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长5
=,通过
L cm
实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为__________/
m s;B点的竖直分速度为
__________/
m s.(g取102
m s)
/
2.如图甲所示,在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块,质量为M,气垫导轨右端固定一定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有6个钩码,设每个钩码的质量为m,且4
M m
=。

（1）.用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图所示,则宽度d =__________cm 。

（2）.某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t ,则滑块通过光电门的速度为__________(用题中所给字母表示)。

（3）.开始实验时,细线另一端挂有6个钩码,由静止释放后细线上的拉力为1F ,接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中,当只剩
3个钩码时细线上的拉力为2F ,则1F __________22F (填“大于”、
“等于”或“小于”)。

（4）.若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块,设挡光片距光电门的距离为L ,钩码的个数为n ,测出每次挡光片通过光电门的时间为t ,测出多组数据,并绘出2
1n t -图像,已知图线斜率为k ,则当地重力加速度为__________(用题中字母表示)。

3.
（1）.某次研究弹簧所受弹力F 与弹簧长度L 关系实验时得到如图a 所示的F L -图象,由图象可知:弹簧原长0L =__________cm ,求得弹簧的劲度系数k =__________/N m 。

（2）.如图b 的方式挂上钩码(已知每个钩码重1G N =),使1中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b ,则指针所指刻度尺示数为
__________cm 。

由此可推测图b 中所挂钩码的个数为__________个。

4.同打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a 、b 间通过时,光电计时器說可以显示出物体的挡光时间.现利用图2所示装置研究滑块的运动情况,图中MN 是水平桌面,Q 是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2
5.010-⨯s 和22.010s -⨯.用游标卡尺测量小滑块的宽度d ,示数如图3所示.
（1）.读出滑块的宽度d=__________cm.
（2）.滑块通过光电门1时的速度
v=__________/m s.(结果保留两
1
位有效数字).
（3）.若提供一把米尺,测出两个光电门之间的距离为1.00 m,则滑块运动的加速度为__________2
m s(结果保留两位有效数字)
/
5.某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,实验过程如下:
（1）.用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d,如图乙, d=__________mm。

在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门,将光电门与数字计时器(图中未画出)连接。

（2）.用滑块把弹簧压缩到某一位置,测量出滑块到光电门的距离x。

释放滑块,测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t,则此时滑块的速度v=__________(用题中所给字母表示)。

（3）.通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m,仍用滑块将弹簧压缩到(2)中的位置,重复(2)的操作,得出一系列滑块质量m与它通
过3光电门时的速度V的值。

根据这些数值,作出21
-图象如图丙
v m-
所示。

已知当地的重力加速度为g。

由图象可知,滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=____;弹性势能
E=____。

P
6.同学从实验室里借来两个弹簧秤,在课外做验证力的平行四边形定则实验,实验步骤如下:用完全相同的两个弹簧测力计进行操作,弹簧测力计A挂于固定点C,下端用细线挂一重物G,弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉至水平,使结点O静止在某位置,分别读出弹簧测力计A和B的示数并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向。

（1）. 弹簧测力计A的指针如图所示,由图可知拉力的大小为
__________N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N)。

（2）.由实验作出F A和F B的合力F以及拉线的方向,甲乙同学分别作出如图所示,得到的结果符合事实的是__________填“甲”或“乙”);某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,下列解决办法可行的是__________。

A.改变弹鳘测力计B拉力的大小
B减小重物G的质量
C将A更换成量程较小的弹簧测力计
D改变弹簧测力计B拉力方向
7.如图甲所示是用光电门测定小车瞬时速度的情境,轨道上a、c间距离恰等于小车长度,b是ac的中点某同学采用不同的挡光片重复做同一实验,并对测量精确度加以比较。

（1）.如图乙所示,用螺旋测微器测量某挡光片的宽度,读数为
__________mm
（2）.若挡光片安装在小车中点处,光电门安装在c点处,它测量的是小车前端P抵达__________(填“a”、“b”或“c”)点时小车的瞬时速度
（3）.若每次小车从相同位置释放,更换不同宽度的挡光片重复实验,记录三次数据如表所示,那么测得瞬时速度较精确的值为
__________m/s
次数挡光片宽(m) 挡光时间(s) 速度(m/s)
1 8.000×10-30.0036 2.22
2 4.000×10-30.0020 2.00
3 2.000×10-30.0011 1.82
8.一同学用如图甲所示实验装置(打点计时器、纸带图中未画出),探究在水平固定的长木板上物体加速度随外力变化的关系。

.分别用不同的重物P挂在光滑的轻质滑轮上,使平行于长木板的细线拉动长木板上的物体A,由静止开始加速运动(纸带与打点计时器之间的阻力及空气阻力可忽略).实验后将物体A换成物体B重做实验,进行数据处
理,分别得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图象如图丙A、B所示.
（1）.由图甲判断下列说法正确的是( )
A.实验时应先接通打点计时器的电源,后释放物体P
B.弹簧秤的读数F即为物体A或B受到的合外力
C.实验中物体A或B的质量应远大于重物P的质量
D.弹簧秤的读数始终是重物P的重力的一半
（2）.该同学实验时将打点计时器接到频率为50HZ的交流电源上,某次得到一条纸带,打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画
出).s1=3.61cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.58c m.则小车的加速度a=__________m/s2(结果保留两位有效数字). （3）. 该同学研究得到的两物体的a-F的关系图象,发现两个物体的质量不等,且 m A__ m B(选填“大于”或“小于”)
9.某同学在探究物体弹性碰撞的特点时,先提出了如下假设:两个物体碰撞前后各自的质量与自己的速度的乘积之和是不变的;为了验证这个假设,该同学设计了如图所示的实验装置,先将弹性小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样尺寸大小的弹性小球b放在斜槽轨道末端
水平段的最右端附近静止,让小球a仍从原固定点由静止开始滚下,和小球b相碰后,两小球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.
（1）.在安装斜槽轨道时,要注意__________
（2）. 选择弹性小球a、b时,为了防止小球被反弹,则小球a、b的质量ma、mb最好应该满足的关系是m a __________m b(填“>”、“=”或“<”)
（3）.本实验必须测量的物理量有( )
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的质量m a、m b
C.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
D.记录纸上O点到A、B、C各点的距离s OA、s OB、s OC
E.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h （4）.下图为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线与记录纸上的O点对齐,图中给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm,由实验测得的数据,如果满足等式__________,那么我们认为在碰撞中系统的动量是不变的.
10.小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系,小鲁约爸爸在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小鲁打开汽车天窗,将如图甲所示装置固定在汽车车顶。

爸爸依次以5m/s 、10m/s 、15m/s 、20m/s 的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。

汽车速度v/(m•s -1) 5 10 15 20 弹簧测力计示数F/N 0.20 0.82
3.30 （1）.如图乙所示,为小鲁同学在车速稳定在15m/s 时用手机拍下的测力计照片,此时测力计示数为__________N
（2）.实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小__________对实验结果的影响。

（3）.分析上表中的实验数据,则当弹簧测力计的读数稳定在2.40N 时,车速为__________m/s.(计算结果保留2位有效数字)
11.用落体法验证机械能守恒定律的实验中
（1）.运用公式212
mv mgh 对实验条件的要求是__________,为此所选择的纸带第1、2点间的距离应接近__________
（2）.若实验中所用重锤的质量m=1kg,打点纸带如下图所示,打点时间间隔为0.02s,所标数值单位为毫米,则记录B 点时,重锤的的速度
v B=__________,重锤的动能E k=__________,从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是__________,(以上三空保留两位有效数字)由此可得出的结论是__________
（3）.根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以h为横轴画出的图像应是下图中的哪个__________
12.图示为“探究合力功与物体动能变化的关系”的实验装置,只改变重物的质量进行多次实验,每次小车都从同一位置A由静止释放。

请回答下列问题:
（1）.用螺旋测微器测量遮光条的宽度d,其示数如图所示,则
d=__________mm。

（2）.平衡摩擦力时,__________(填“要”或“不要”)挂上重物。

（3）.实验时,__________(填“需要”或“不需要”)满足重物的总质量远小于小车的总质量(包括拉力传感器和遮光条)。

（4）.按正确实验操作后,为了尽可能减小实验误差,若传感器的示数为F,小车总质量为M,重物的总质量为m,A、B两点间的距离为L,遮光条通过光电门的时间为t,则需要测量的物理量是__________
A.M、m、L
B.F、M、L、t
C.F、m、L、t
D.F、M、L
（5）.在实验误差允许范围内, 关系式__________成立。

(用测量的物理量表示)
参考答案
实验题
1.答案：（1）.水平; 初速度相同;
（2）.1.6;
（3）.1.5; 2.0
解析：（1）1.斜槽末端切线水平保持做平抛运动,每次让小球从同一位置由静止释放,保证每次平抛运动的初速度相同
（2）.由竖直方向2,h h gT T g
∆∆==
,水平方向x vT =,由此可求得水平初速度大小
（3）.由竖直方向2,h h gT T g ∆∆==,水平方向x vT =,由此可求得水平初速度大小, B 点竖直方向分速度等于AC 间竖直距离的平均速度
2.答案：（）11.0.520;
（2）.d/t;
（3）.小于;
（4）.5d 2/KL
3.答案：（1）.3.0; 200;
（2）.1.50; 3
4.答案：（1）.
5.015;
（2）.1.0;
（3）2.6
解析：（1）.由游标卡尺读数规则可知滑块的宽度为
500.053 5.015
d mm mm cm
=+⨯=.
（2）.由于滑块的挡光时间极短,所以可以用滑块通过光电门时的平
均速度代替瞬时速度,滑块通过光电门1时的速度
1
11.0/
d
v m s
t
==,通过
光电门2时的速度
2
22.5/
d
v m s
t
==.
（3）.由22
212
v v ax
-=知滑块运动的加速度为
22
2
21 2.6/
2
v v
a m s
x
-
==.
5.答案：（1）. 5.70mm （2）. d
t
（3）.
2b
gx2
b
a
解析：（1）.由乙图知,游标卡尺读数为5.70mm
（2）.滑块经过光电门的速度为v=d/t;
（3） .根据能量守恒E p=μmgx+1/2mv2,整理得v2=1/m2Ep-2μgx,结合图象得:2E p=a/b,得;Ep=2a/b得b=μmgx得:μ=b/2gx
6.答案：（1）.5.8;
（2）.甲; ABD
7.答案：（1）.1.200;
2）.a;
（3）.1.82
8.答案：（1）.A;
（2）.0.79;
（3）.小于
9.答案：（1）.调整斜槽末端水平;
（2）.> ;
（3）.BD;
（4）.46.41;m a s OB=m a s OA+m b s oc
10.答案：（1）.1.80;
（2）.摩擦力;
（3）.22或23m/s
11.答案：（1）.打第一个点时，重物初速度为零; 2mm; （2）.0.59m/s; 0.17J; 0.17J; 重锤下落过程中机械能守恒（3）.C
12.答案：（1）.1.750;
（2）.不要;
（3）.不需要;
（4）.B;
（5）.
2
1
2
d FL m
t
⎛⎫
= ⎪
⎝⎭。