第1讲 力学实验 专题训练

第1讲力学实验专题训练

1.用如图甲所示的装置探究加速度与合外力和质量的关系,现有如下一些操作:

(1)在实验中,要进行“平衡摩擦力”的操作,下列关于“平衡摩擦力”的说法正确的是。

A.平衡摩擦力的目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到绳子的拉力

B.平衡摩擦力的目的是为了使小车受到绳子的拉力等于所挂砂桶的总重力

C.平衡摩擦力时,绳子上不挂砂桶,也不挂纸带,只通过改变斜面的倾角,使小车在斜面上能匀速下滑

D.平衡摩擦力时,不改变斜面的倾角,绳子挂上质量适当的砂桶,使小车在斜面上能匀速下滑

(2)选择质量适当的小车和砝码、砂和砂桶,让小车由靠近打点计时器位置无初速度释放,得到如图乙所示的一条纸带,A、B、C、D、E 为5个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。用刻度尺测量计数点间的距离如图所示。已知打点计时器的工作频率

为50 Hz,则小车的加速度a= m/s2(结果保留2位有效数字)。

(3)保持砂和砂桶的总质量不变,改变小车和砝码的总质量,重复上述实验操作,得到对应的加速度,这是为了探究“不变,加速度与的关系”。

2.在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:

①用铅笔描下结点位置,记为O;

②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;

③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3, ;

④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;

⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;

⑥比较的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。

3.(2019·浙江稽阳联谊学校联考)(1)下列器材中,实验“探究小车速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“用自由落体运动验证机械能守恒定律”都需要用到的实验器材是

(填器材的名称)。

(2)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法中不正确或不必要的是(填字母)。

A.长木板的一端必须垫高,使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动

B.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行

C.选择计数点时,可以不从纸带上第一个点开始

D.小车应靠近打点计时器,先接通电源,后释放小车

(3)图中是某两实验得到的纸带①、②,计算可得v b= m/s,纸带(填“①”或“②”)是验证机械能守恒定律实验得到的(计算结果保留三位有效数字)。

4.某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)下列做法正确的是(填选项字母)。

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度,平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶绕过定滑轮拴在木块上

C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量木块和木块上砝码的总质量(选填“远大于”“远小于”或“近似

等于”)。

(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套如图所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲m乙,μ甲μ乙。(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)

5.某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图乙所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:

(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(填“线性”或“非线性”)关系。

(2)由图乙可知,a m图线不经过原点,可能的原因

是。

(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是,钩码的质量应满足的条件是。

6.(2019·西湖高级中学月考)用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系。实验时先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出,沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:

(1)适当垫高木板是为。

(2)通过纸带求小车速度时,应使用纸带的(填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。

(3)若实验做了n次,所用橡皮筋分别为1根、2根…n根,通过纸带

求出小车的速度分别为v1、v2…v n,用W表示橡皮筋对小车所做的功,作出的W-v2图线是一条过坐标原点的直线,这说明W与v的关系是

。

(4)以下关于该实验的说法中有一项正确,它是。

A.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值

B.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带。纸带上打出的点,两端密、中间疏。出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小

C.小车在橡皮筋的作用下弹出,橡皮筋所做的功可根据公式W=FL 算出

D.实验中先释放小车再接通电源

7.(2019·嘉兴模拟)(1)下图实验器材中,能用于“探究小车速度随

时间变化的规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“探究做

功与物体速度变化的关系”、“验证机械能守恒定律”四个分组实

验的是。

(2)某组同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验,实验开始时

器材摆放如图,其中错误或不合理的是(写出其中三处): ;