2017年高考物理深化复习命题热点提分专题12力学实验

专题12 力学实验

1.在“探究求合力的方法”实验中，橡皮条一端固定于A点.

(1)如图1所示，同时使用两只弹簧测力计通过细绳套将橡皮条的另一端拉至O点.分别记录两个拉力的大小和方向，其中一只弹簧测力计的示数如图所示，则其示数为________N.

图1

(2)关于本实验，下列说法正确的是________.

A.细绳套尽可能短一些

B.橡皮条的伸长量越大越好

C.拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好

D.拉细绳套时，拉力应尽量与木板平行

(3)某同学通过多次实验得出：力的合成遵循平行四边形定则.图2为根据其中一次实验数据画出的两个力F1、F2的图示，请利用平行四边形定则在图中作出这两个力的合力F合，根据图示可以确定合力大小为

________N.

图2

答案(1)2.60 (2)D (3)如图所示7.0

(3)根据力的平行四边形定则画出图象如图所示：

根据图象可知，合力大小为F合＝7.0N.

2.在利用如图3甲所示的实验装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.所用的钩码的质量都是30g.实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将4个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次挂完钩码待弹簧稳定后测出相应的弹簧总长度，并将数据填在了下面的表中.(弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10m/s2)，试完成下列问题：

图3

实验次数1234 5

钩码总质量(g)0306090120

弹簧总长度(cm) 6.007.118.209.3110.40

(1)请在图乙所示的坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图象.

(2)由图象求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m(保留两位有效数字).

(3)某同学直接利用表中实验数据，作出了钩码质量m跟弹簧总长度x之间的函数关系图象是一条直线，该图象斜率所表示的物理意义是________________；该图象在横轴上截距的物理意义是________________. 答案(1)如图所示

(2)27

(3)弹簧的劲度系数与当地重力加速度的比值弹簧的原长

3.为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图4所示的实验装置：

图4

(1)以下实验操作正确的是( )

A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动

B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行

C.先接通电源后释放小车

D.实验中小车的加速度越大越好

(2)在实验中，得到一条如图5所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.1s ，且间距x 1、x 2、x 3、

x 4、x 5、x 6已量出分别为3.09cm 、3.43cm 、3.77cm 、4.10cm 、4.44cm 、4.77cm ，则小车的加速度a ＝

________m/s 2

(结果保留两位有效数字).

图5

(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a 与所受外力F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a —F 图线，如图6所示.图线________是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量m ＝________kg.

图6

答案 (1)BC (2)0.34 (3)① 0.5

(2)根据作差法得：a ＝

x 6＋x 5＋x 4－x 3－x 2－x 19T

2

≈0.34m/s 2

. (3)由图象可知，当F ＝0时，a ≠0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的，根据F ＝ma 得a －F 图象的斜率k ＝1

m

，由a －F 图象得图象斜率k ＝2，所以m ＝0.5kg.

4.用如图7所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O 点；在O 点右侧的B 、C 位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连.先用米尺测得B 、C 两点间距离s ，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A ，静止释放，计时器显示遮光片从B 到C 所用的时间t ，用米尺测量A 、O 之间的距离x .

图7

(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________. (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________. A.弹簧原长B.当地重力加速度 C.滑块(含遮光片)的质量

(3)增大A 、O 之间的距离x ，计时器显示时间t 将________. A.增大B.减小C.不变 答案 (1)s t

(2)C (3)B

5.如图8甲所示为验证机械能守恒定律的实验简图，地面以下为较松软的泥土.实验时把一质量为m 的铁块举到离地面高为H 的地方，让其自由下落，落入泥土中.铁块下面贴有力传感器(质量忽略不计)，可测得泥土中任意深度h 处铁块受到的阻力F f ，图乙为计算机根据所测数据绘制的拟合图象(横轴表示深度h ，单位cm ，纵轴表示阻力F f ，单位N).

图8

分析图象数据，可得出铁块受到的阻力F f 与深度h 的关系为________(选填“F f ＝kh 2

”、“F f ＝kh 3

”或“F f ＝kh 4

”).某次实验中，铁块下落深度为h 1时停止运动，尝试写出铁块从下落到落地前验证其机械能守恒定律的方程________(比例系数k 为已知)

答案 F f ＝kh 3

mgH ＝14

kh 41－mgh 1(不能移项，移项物理意义不清晰)

6.用如图9所示装置做“验证动能定理”的实验.实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面.

图9

(1)为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是________(选填选项前的字母). A.在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力 B.在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力

C.调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行

D.所加钩码的质量尽量大一些

(2)如图10是某次实验中打出纸带的一部分.O 、A 、B 、C 为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有