“力学基础实验”学前诊断

“力学基础实验”学前诊断

1.[

如图1是用游标卡尺测量时的刻度图，为20分度游标尺，读数为：__________cm。图2中螺旋测微器的读数为：________mm。

解析：20分度的游标卡尺，精确度是0.05 mm，游标卡尺的主尺读数为13 mm，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为15×0.05 mm＝0.75 mm，所以最终读数为：

13 mm＋0.75 mm＝13.75 mm＝1.375 cm。

螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm，

可动刻度为20.0×0.01 mm＝0.200 mm，

所以最终读数为0.5 mm＋0.200 mm＝0.700 mm。

答案：1.3750.700

2．[考查游标卡尺和螺旋测微器的使用和读数]

(1)根据单摆周期公式T＝2πl

g，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示，

将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。

用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________ mm。

(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为________ mm。

解析：(1)该游标尺为十分度的，根据读数规则可读出小钢球直径大小。

(2)由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为0.007 mm，测量后要去掉开始误差。

答案：(1)18.6(2)0.0070.639(0.638～0.640)

3.[

某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。

(1)实验中，必须的措施是________。

A．细线必须与长木板平行

B．先接通电源再释放小车

C．小车的质量远大于钩码的质量

D．平衡小车与长木板间的摩擦力

(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm。则小车的加速度a＝________ m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度v B＝________ m/s。(结果均保留两位有效数字)

解析：(1)利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时，为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则小车受力会发生变化，选项A正确；为打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无须保证小车质量远大于钩码的质量，选项C错误；同理，小车与长木板间可以有不变的摩擦力，无须平衡摩擦力，选项D错误。故必须的措施是A、B选项。

(2)由s 4－s 1＝3aT 2、s 5－s 2＝3aT 2、s 6－s 3＝3aT 2

知加速度a ＝s 4＋s 5＋s 6－s 1－s 2－s 39T 2＝0.80 m/s 2

打B 点时小车的速度v B ＝s 1＋s 22T

＝0.40 m/s 。 答案：(1)AB (2)0.80 0.40

4．[考查验证机械能守恒定律]

用如图甲所示的实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒。m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示。已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ，则(计算结果保留两位有效数字，实验用交流电周期为0.02 s)

(1)在纸带上打下记数点5时的速度v 5＝________m/s ；

(2)在记数点0～5过程中系统动能的增量ΔE k ＝______J ，为了简化计算，g 取10 m/s 2，则系统重力势能的减少量ΔE p ＝________J ；

(3)在本实验中，若某同学作出了12

v 2-h 图像，如图丙所示，h 为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度g ＝____________m/s 2。

解析：(1)利用匀变速直线运动的推论有：

v 5＝x 46t 46＝0.216＋0.2642×0.1

m /s ＝2.4 m/s 。 (2)系统动能的增量为：ΔE k ＝E k5－0＝12(m 1＋m 2)v 52＝12

×(0.05＋0.15)×2.42 J ＝0.58 J ， 系统重力势能减小量为：ΔE p ＝(m 2－m 1)gh ＝0.1×10×(0.384＋0.216)J ＝0.60 J ， 在误差允许的范围内，m 1、m 2组成的系统机械能守恒。

(3)由于ΔE k ＝E k5－0＝12

(m 1＋m 2)v 52＝ΔE p ＝(m 2－m 1)gh ，

由于(m 1＋m 2)＝2(m 2－m 1)，

所以得到：12v 2＝g 2

h ， 所以12v 2-h 图像的斜率k ＝g 2

，解得g ＝9.7 m/s 2。 答案：(1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7

5.[考查探究加速度与力、物体质量的关系]

某同学利用如图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”，图中装有砝码的小车放在长木板上，左端拴有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的滑轮与一砝码盘相连。在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，该同学测得相邻点之间的距离分别是s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6，打点计时器所接交流电的周期为T 。小车及车中砝码的总质量为M ，砝码盘和盘中砝码的总质量为m ，当地重力加速度为g 。

(1)根据以上数据可得小车运动的加速度表达式为a ＝______________。

(2)该同学先探究合外力不变的情况下，加速度与质量的关系，以下说法正确的是________。

A ．平衡摩擦力时，要把装有砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，把木板不带滑轮的一端缓慢抬起，反复调节直到纸带上打出的点迹均匀为止

B ．由于小车受到的摩擦力与自身重力有关，所以每次改变小车质量时，都要重新平衡摩擦力

C ．用天平测出M 和m 后，小车运动的加速度可以直接用公式a ＝mg M 求出

D ．在改变小车质量M 时，会发现M 的值越大，实验的误差就越小

(3)该同学接下来探究在质量不变的情况下，加速度与合外力的关系。他平衡摩擦力后，每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中，用天平测得砝码盘及盘中砝码的总质量m ，并通过打点计时器打出的纸带求出加速度。得到多组数据后，绘出如图丙所示的a -F 图像，发现图像是一条过坐标原点的倾斜直线。图像中直线的斜率表示______(用本实验中可测量