力学实验综合(答案)(1)

力学实验综合（参考答案）
一、实验题 1． 【答案】CD
2． 【答案】（1）滑块通过光电门所用的时间t ；（2）；（3）2.0m/s 2；（4）加速度与sinθ成正比，
比例系数为10．
【解析】解：（1）滑块经过光电门时的速度：v=，滑块做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v 2=2aL ，解得：a=
=
，
已知：d 、L ，实验还需要测出：滑块通过光电门所用的时间t ； （2）由（1）的分析可知，加速度：a=
；
（3）由匀变速直线运动的速度位移公式得：v 2=2aL ，则：v 2﹣L 图象的斜率：k=2a==4.0，加速度：
a==
=2.0m/s 2；
（4）由表中实验数据可知，随倾角θ增大，加速度增大，且加速度与sinθ成正比，==10，与cosθ
既不成正比也不反比，由此可知：加速度与sinθ成正比，比例系数为10． 3． 【答案】（2）c.Nmg ；d.钩码个数（或钩码重力）（3）乙
4． 【答案】 (1)F D (2)9.0(8.8～9.2之间均可)
【解析】 (1)F 在以F 1与F 2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的。

该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，故A 、B 、C 错误，D 正确。

(2)根据丙图读出力的值为9.0 N 。

5． 【答案】 (1)1.6 3.2 (2)见解析 (3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
【解析】 (1)AC 这段位移的平均速度等于AC 这段时间中间时刻的瞬时速度，即B 点的瞬时速度，故 v B ＝AB ＋BC 4T ＝（6.19＋6.70）×10－24×0.02 m/s ＝1.6 m/s 。

由逐差法求解小车的加速度， a ＝（CD ＋DE ）－（AB ＋BC ）
4×（2T ）2
＝（7.21＋7.72－6.19－6.70）×10－24×（2×0.02）2
m/s 2 ＝3.2 m/s 2。

(2)将坐标系中各点连成一条直线，连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所示：
(3)图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。

6． 【答案】（1）匀速直线（2）5mgs ()
2
642
8M s s T -
大于
7． 【答案】 （1）否 （2）ACD （3）)(2
1212
2v v M mgl -=
【解析】小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响。

需要测量的物理量有ACD 。

由动能定理可知。

8． 【答案】 (1)交流 (2)D (3)B (4)GJ 【解析】 (1)打点计时器使用的是交流电源。

(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，D 正确。

(3)水平放置木板，放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B 正确。

(4)从纸带上看，纸带的GJ 段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ 段进行测量。

9． 【答案】（1）1.84；（2）C ；（3）d t
；2
2g h d
；（4）消除了纸带与打点计时器之间的阻力的影响
10．【答案】 (1)B
(2)1.50(1.49～1.51都算对) 1.50(1.49～1.51 都算对)
(3)不同意，因为空气阻力会造成ΔE k 小于ΔE p ，但表中ΔE k 大于ΔE p .
(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L 和l ，计算ΔE k 时，将v 折算成钢球的速度v ′＝l L v .
【解析】 (2)读数时要注意最小分度是1毫米，要估读到最小分度的下一位， 速度v ＝d t ＝1.50×
10－2
m 1.00×10－2 s
＝1.50 m/s.
(3)因为空气阻力会使动能的增加量ΔE k 小于重力势能的减少量ΔE p ，但表中ΔE k 大于ΔE p ，所以不同意他的观点．
(4)据图可看出，光电门计时器测量的是遮光条经过光电门的挡光时间，而此时遮光条经过光电门时的速度比小球的速度大，因为它们做的是以悬点为圆心的圆周运动，半径不等，所以速度不能等同，而这位同学误以为相同，从而给实验带来了系统误差．改进方法：根据它们运动的角速度相等，分别测出光电门和球心到悬点的
长度L 和l ，计算ΔE k 时，将v 折算成钢球的速度v ′＝l
L
v .
11．【答案】(1)过坐标原点的倾斜直线 (2)a L a
b
【解析】(1)对铁块运动的全程，运用动能定理有：mgh －μmgx ＝0，得到：x ＝1
μ·h ，故x －h 图象是过坐标原点
的倾斜直线。

(2)对铁块运动的全程，运用动能定理有： mgh －μ1mg cos θ·x 1－μ2mgx ＝0(θ为斜面的倾角) 由几何关系得到：L ＝x 1cos θ
得到：x ＝1μ2·h －μ1
μ2
·L
图线的延长线与两坐标轴的交点坐标分别为(a ，0)和(0，－b )
1μ2＝b a (斜率)，－μ1μ2
·L ＝－b (截距) 解得μ1＝a L ，μ2＝a
b
2【解析】①由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，
根据几何关系可知：
对滑块由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma ，且联立方程解得
③由μ得表达式可知，能引起实验误差的是长度x 、h 、H 测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选cd ．
13．【答案】(1)0.495~0.497m/s 2 (2)① CD (3)g
m a
m m g m 2323)(+-
14．【答案】 (1)④①③② (2)1.29 M
【解析】脱离弹簧后物块应该做匀速直线运动，则v ＝2.58＋2.57
2×0.02
×10－2 m/s ＝1.29 m/s.
由能量守恒定律可知，物块脱离弹簧时动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大，故E p M >E p L . 15．【答案】2k ；2kt 0；kt 02
【解析】根据212x gt =可得，12x gt t =，则1
2
g k =，解得g=2k ；若某次测得小球经过A 、B 门的时间间隔为t 0，则可知铁球经过B 门时的速度大小为v=gt 0=2kt 0，此时两光电门间的距离为2
002
v x t kt ==.
考点：测量重力加速度
16．【答案】（1）10.243 (2)24.220 (3)1.69
【解析】
17．【答案】(1)1.5 (2)4 (3)4
【解析】 (1)根据纸带可知，当所打的点间距均匀时，表示小车匀速运动，此时速度最大，故有
v m ＝x t ＝0.060.04 m/s ＝1.5 m/s.
(2)从右端开始取六段位移，根据逐差法有
a ＝Δx t 2＝(2.59＋3.22＋3.86)－(4.51＋5.15＋5.78)9×0.042
×0.01 m/s 2≈－4 m/s 2，方向与运动方向相反． (3)运动过程中受到的阻力为F f ＝ma ＝1×4 N ＝4 N.
18．【答案】(1)t 20
t 2i
(2)C (3)选取轻质小滑轮(减小滑轮与轴之间的摩擦或选取密度较大的重锤)
【解析】 (1)设挡光条的宽度为d ，则重锤到达光电门的速度v ＝d
t
，
挡光时间为t 0时的速度v 0＝d
t 0①
挡光时间为t i 时的速度v i ＝d
t i ②
重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：2a 0h ＝v 20③
2a i h ＝v 2i ④
由①②③④解得a i a 0＝t 20t 2i
.
(2)重锤的质量约为300 g ，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以1 g 、5 g 和100 g 都不适合，故C 正确．
(3)为了减小实验误差，我们可以选取轻质小滑轮或减小绳与滑轮间的摩擦力或选取密度较大的重锤． 19．【答案】 (2)1.40 (4)7.9 1.4
【解析】 (2)由题图(b)可知托盘称量程为10 kg ，指针所指的示数为1.40 kg.
(4)由多次测出的m 值，利用平均值可求m ＝1.81 kg.而模拟器的重力为G ＝m 0g ＝9.8 N ，所以小车经过凹形桥
最低点时对桥的压力为F N ＝mg －m 0g ≈7.9 N ；根据径向合力提供向心力，即F N －m 车g ＝m 车v 2
R
，解得v ≈1.4 m/s.。