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1、-高中物理力学实验专题训练(有答案)-第 6 页力学实验专题训练 2017、04 1.在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为m1和m2实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2（1）图22为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d时所得的不同情景。由该图可知甲同学测得的示数为mm，乙同学测得的示数为mm。（2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式： 来源:学.被压缩弹簧开始贮存的弹性势能 2.为验证“动能定理”，某同学设计实验装置如图5a所示，木板倾
2、斜构成固定斜面，斜面B处装有图b所示的光电门.(1)如图c所示，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d (2)装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t，则物块通过B处时的速度为_ (用字母d、t表示)；(3)测得A、B两处的高度差为H、水平距离L.已知物块与斜面间的动摩擦因数为，当地的重力加速度为g，为了完成实验，需要验证的表达式为_ _.(用题中所给物理量符号表示)3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图10甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外
3、线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d_mm；(2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象_；A.ht图象 B.h图象 C.ht2图象 D.h图象(3)经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会_(填“增大”“缩小”或“不变”).4.某同学用如图甲所示的装置测滑块与长木板间的动摩擦因数，将木板水平固定在桌面上，木板左端固定挡板上连接一轻质弹簧，长木板上A、B两点安装有光电门，滑块放在长木板上，靠近轻质弹
4、簧.(1)用游标卡尺测出挡光片的宽度，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d_ mm.(2)在滑块上装上挡光片，用手推动滑块向左移动压缩弹簧，将弹簧压缩到适当的程度松手，滑块在弹簧弹力的作用下向右滑去，滑块离开弹簧后分别通过A、B两点的光电门，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上挡光片通过A、B两点光电门的时间t1和t2，则滑块通过A点的速度为_，通过B点的速度为_(用物理量的字母表示).(3)通过改变滑块压缩弹簧的程度大小进行多次实验，测出多组滑块通过A点和B点的速度vA和vB，作出vv图象，若图象与v轴的交点为a，重力加速度为g，要求出动摩擦因数，还需要测出_，若此需要测出的物理量用x表示，则滑
5、块与长木板间的动摩擦因数为_(用题中给出的字母表示).5.小明用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端路过跨过光滑轻质定滑轮与质量为m（mb）时的速度，重力加速度为g。（1）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为 （用题目所给物理量的符号表示）；（2）由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值v，因而系统减少的重力势能 系统增加的动能（选填“大于”或“小于”）； （3）为减小上述v对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是A.保持A下落的
6、初始位置不变，测出多组t，算出多个平均速度然后取平均值B.减小挡光片上端到光电门的距离hC.增大挡光片的挡光宽度b D.适当减小挡光片的挡光宽度b（4）若采用本装置测量当地的重力加速度g，则测量值 真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。6.某实验小组利用图4所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B
7、的步骤.回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？_(填“是”或“否”)；(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有_；A.悬挂钩码的总质量m B.长木板的倾角C.两传感器间的距离l D.小车的质量M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：_.(重力加速度为g)7如图所示，某实验小组用光电数字计时器测量小车在斜面上下滑时的加速度，实验主要操作如下： 用游标卡尺测量挡光片的宽度d； 测量小车释放处挡光片到光电门的距离x； 由静止释放小车，记录数字计时器显示挡 光片的挡光时间t； 改变x，测出不同x所对应的挡光时间t。（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度
8、时的结果如图，则挡光片的宽度d=_mm；（2）小车加速度大小的表达式为a=_(用实验中所测物理量符号表示)；（3）根据实验测得的多组x、t数据，可绘制图象来得到小车运动的加速度，如果图象的纵坐标为x，横坐标为，实验中得到图象的斜率为k，则小车运动的加速度大小为_（用d、k表示）。8.为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切，A为桌子右边缘，O点为A在地面上的竖直投影点。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端,且其末端与桌子右边缘A对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面的P点，如图甲所示；第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出其末端与桌
9、子边缘A的距离为L，滑块仍从滑槽顶端由静止释放,落在水平地面的Q点，如图乙所示。已知重力加速度为g，不计空气阻力。（1）实验还需要测出的物理量是(填写选项前面的字母) 。A滑槽顶端距桌面的高度hB桌面距地面的高度HCO点到P点的距离d1 DO点到Q点的距离d2E滑动的质量m（2）根据已知量和测量的量，可以得出动摩擦因数的表达式为= 。（3）如果该同学在进行第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑块在水平桌面上滑行的距离为，则动摩擦因数可表示为 。9.为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，装置如图8甲所示，图中A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金
10、属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，单位是毫秒.当地的重力加速度为g=9.8 m/s2，且小球直径d远小于A、B间的距离H.(1)用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，则d_ m.(2)多次改变高度H，重复上述实验，作出H的变化图象如图丙所示，该图线斜率的理论值k_ (ms)2m1.(保留2位有效数字)(3)实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量Ep，可能的原因是_ _(任意答出一条原因即可).1. .3.505（3.5033.507均可）(1分)，3.485（3.4833
11、.487均可）(1分)；(2分) (2分)2 (1)0.52(2)(3)gHgL答案(1)17.806(17.80417.808均可)(2)D(3)增大解析(1)螺旋测微器的读数为d17.5 mm30.60.01 mm17.806 mm(2)减小的重力势能若全部转化为动能，则有mghmv2，小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬时速度，故v，联立可得h()2，故作h图象，D正确.(3)由于实验中存在空气阻力，所以发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，若增加释放高度h，则阻力做功增大，系统损失的机械能增加，所以两者的差值会增大.答案(1)2.60(2)(3)AB间的距离解析(1
12、)主尺读数为2 mm，游标尺读数为12，由图知该游标尺为二十分度的卡尺，精度为0.05 mm，故测量结果为：d2 mm120.05 mm2.60 mm.(2)根据公式v可知：A点的速度为vA，B点的速度为v2.(3)根据速度位移公式vv2gx可知，vv2gx，因此还需要测量AB间的距离.由题意知2gxa，解得.23.（1）（3分）；（2）大于（2分）；（3）D （2分）；（4）小于答案(1)否(2)ACD(3)mglMvMv解析(1)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，挂上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.(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：mglMvMv，所以要测量悬挂钩码的总质量m、两传感器间的距离l和小车的质量M.（1）2.55 (2分) （2）(2分) （3）(2分)【命题立意】以测量加速度为实验命题背景考查学生的实验能力 【解析】（1）略（2），得（3）由 可知，斜率 ，所以22（1） BCD （2） （3）答案(1)4.700103(2)0.89(3)受到空气阻力或者H测量值偏大(任意答出一条原因即可)