倒数第12天(力学实验)

倒数第12天(力学实验)1．实验要点分类实验名称常考要点研究性实验研究匀变速直线运动数据处理方法：(1)公式法：v＝、Δx＝aT2；(2)图象法：v－t图象探究弹力和弹簧伸长的关系应在弹簧弹性限度内增加钩码个数；记录弹簧伸长以及所受拉力的数据，在坐标纸上描点，作出图象；写出与图象对应的函数关系，解释函数中各量的物理意义探究动能定理注意平衡摩擦力、功的大小的确定方法以及物体速度的求解方法验证性实验验证机械能守恒定律用自由落体进行实验，知道如何从纸带的数据中确定ΔEp和ΔEk验证力的平行四边形定则弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力验证牛顿运动定律控制变量法的应用、图象的处理以及实验的注意事项2.物理量的测量方法待测量测量工具方法说明长度刻度尺毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0.1 mm游标卡尺①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精度×游标尺对齐的格数②精度：mm,10分度的游标卡尺精度为0.1 mm,20分度的游标卡尺精度为0.05 mm，50分度的游标卡尺精度为0.02 mm，游标卡尺不估读螺旋测微器①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(注意刻度值要估读) ②精度：螺旋测微器精度为0.01 mm时间打点计时器①t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期) ②打点周期与所接交流电周期相同光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口力弹簧测力计力的大小＝精度×指针指示的格数(注意估读)速度打点纸带若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度频闪照相(利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上光电门①v0＝(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片挡光时间) ②由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度加速度打点纸带(频闪照相)若纸带做匀变速直线运动，则a＝或a＝光电门若纸带做匀变速直线运动，则a＝(v1、v2分别表示通过光电门测得的滑块在t1、t2两个时刻的速度，Δt表示对应的时间间隔)考前必做题1．某同学利用如图1所示的实验装置，探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系．图1(1)除备有4个50 g钩码外，另有下列实验器材备选：A．质量为300 g小车         B．质量为2.2 kg小车C．输出电压4～6 V直流电源  D．输出电压3.6～5.6 V交流电源为尽量保证实验成功，你选用的实验小车为___，电源为____ (填字母代号)．(2)某同学正确选择实验器材后，通过实验得到如图2所示a－F图象，造成图线未过坐标原点的原因是_________.解析(1)在探究物体的加速度与合外力关系的实验中应满足小车的质量远大于钩码的质量，因此选用的小车质量尽量大一些，所以选B；打点计时器正常工作时应用低压交流电源，则选D.(2)由图象可知，当小车的牵引力为零时，小车已经具有了加速度，则说明平衡摩擦力时将长木板垫的过高、倾角过大，也就是说平衡摩擦力过度．答案　(1)B　D  (2)平衡摩擦力过度2．某学习小组利用如图3所示的装置验证动能定理．图3(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s＝________cm(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是__________．(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是”或“否”)．解析(1)毫米刻度尺要注意估读一位，是整数的要补零，因此两光电门中心之间距离是500.0 mm，即50.00 cm.(2)要测量物体的动能的变化量必须要测出物体的质量．(3)力的大小是从拉力传感器直接读的，没有必要满足题目叙述的条件．答案(1)50.00(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否3．某实验小组分别设计了如图4甲、乙、丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律．(1)经分析比较后，其中最理想的实验装置是___(选填“甲”、“乙”或“丙”)；(2)图丁是利用最理想的实验装置进行实验得到的一条纸带，图中点1是打点计时器打出的第一个点，其他各点是紧接着连续打出的点，如果发现第1、2两点之间的距离明显大于2mm，这是因为实验操作时_______；(3)已知重锤的质量为m，相邻两计数点的时间间隔为T，仅考虑出现(2)所述情况所带来的影响时，设从打第1点到打第6点过程中重锤减少的重力势能为ΔEp，则下列关系式正确的是________(填选项前的字母)；A．ΔEp＞  B．ΔEp＝  C．ΔEp＜(4)若实验操作正确，某同学根据公式v＝2gh计算出从第1点到第6点重锤动能增加量ΔEk＝mv，由ΔEp＝mgh，计算出重力势能的减少量，再根据ΔEk＝ΔEp得出重锤在下落过程中机械能守恒的结论．则该探究过程是_______(选题“合理”或“不合理”)的，理由是_________.解析(1)图乙中纸带上所打下的点较少，图丙中用手释放纸带，出现人为因素，而影响纸带的释放，故比较理想的实验装置为图甲中的装置；(2)打下第一点的速度不为零，即先释放纸带，后接通电源；(3)根据机械能守恒可得：ΔEp＝－Ek1，故ΔEp＜，选项C正确；(4)重锤下落过程中还受到阻力作用，其下落的加速度a＜g，故不可以用v＝2gh来计算．答案(1)甲(2)先释放纸带，后接通电源  (3)C(4)不合理重锤下落过程中受阻力作用，下落加速度a＜g，不可用v＝2gh计算(其他合理答案也可)4．某探究学习小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了如图5所示甲、乙两套装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有砂子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置．图5(1)如果忽略滑轮与绳间的摩擦，小组成员认为图甲中弹簧测力计的示数即为小车受到的拉力大小，而图乙中弹簧测力计示数的二倍为小车受到的拉力大小，请判断小组成员分析的是否正确，若不正确，简要说明不正确的原因：_______.(2)选择了上述一种合理的方法后，要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外，还必需的两个实验仪器是________、________.(3)该实验中发现小车受的阻力对实验结果影响较大，请你利用该装置测出小车受到的阻力大小，其方法是：________.(4)在上述实验操作中，打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.某同学打出的一段纸带如图6所示，O、A、B……F为打点计时器连续打出的计时点，根据图中数据求出小车运动时与纸带上E点相对应的瞬时速度vE＝________m/s.(结果保留3位有效数字)图6解析(1)图乙的说法不正确．因为当小车加速运动时，考虑滑轮的质量，小车所受到的拉力小于(或不等于)弹簧测力计示数的二倍；(2)利用刻度尺测量纸带上计数点间的距离，利用天平测量小车的质量；(3)根据F－f＝ma，测出拉力F、小车质量m和加速度a，可求得f；(4)小车运动时与纸带上E点相对应的瞬时速度vE＝ m/s＝1.39 m/s.答案(1)图乙的说法不正确　因为当小车加速运动时，考虑滑轮的质量，小车所受到的拉力小于(或不等于)弹簧秤示数的二倍  (2)刻度尺　天平(3)调整小桶内砂子质量，轻推小车，使小车拖动纸带做匀速运动，则弹簧测力计的示数等于小车受到的阻力大小(或根据F－f＝ma，测出拉力F、小车质量m和加速度a，可求得f)  (4)1.39