内容发布更新时间 : 2024/5/9 4:47:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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专题突破练14 力学实验
(时间:45分钟 满分:100分)
1.(15分)(2018天津南开中学月考)某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上的运动时的加速度。实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉钉住;把滴水计时器固定在小车的末端,调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开。
图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是:s01=1.40 cm、s12=2.15 cm、s23=2.91 cm、s34=3.65 cm、s45=4.41 cm、s56=5.15 cm,试问:
(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的 原理类似。
(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时间的瞬时速度v4= m/s,计算小车的加速度a的
2
表达式为 ,计算结果为 m/s。(结果均保留两位有效数字)
2.(15分)(2018广东潮州测试)如图所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”,也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。
(1)某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速度。用游标卡尺测量遮光条的宽度d,其示数如图所示,则d= mm。测出小车静止时遮光条到光电门的距离为x,光电计时器读出遮光条通过光电门的时间是t,则小车的加速度是 。(用测量的符号表示)
(2)该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验,他通过改变小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验,每次实验时要求小车都由静止释放。
①如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为t,通过描点作出线性图象来反映合力做功与t的关系,则下图中符合实验事实的是( )
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②下列实验操作中必要的是( )
A.调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上做匀速直线运动 B.必须满足重物的质量远小于小车的质量 C.必须保证小车由静止状态开始释放
D.保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变
3.(15分)(2018福建四地六校月考)两个实验小组做了如下两个实验,请回答下列问题:
(1)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。下列表述正确的是( ) A.a的原长比b的长 B.a的劲度系数比b的大 C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
(2)另一个实验小组利用图甲实验装置探究“求合力的方法”实验。
①下列说法中正确的是( )
A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化
B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下
C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程 D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°
②弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为 N; ③本实验采用的科学方法是( ) A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.建立物理模型法
4.(18分)(2017山东日照模拟)装有拉力传感器的轻绳,一端固定在光滑水平转轴O,另一端系一小球,空气阻力可以忽略。设法使小球在竖直平面内做圆周运动(如图甲),通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1,在最低点时绳上的拉力大小是F2。某兴趣小组的同学用该装置测量当地的重力加速度。
(1)小明同学认为,实验中必须测出小球的直径,于是他用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d= mm。
(2)小军同学认为不需要测小球的直径。他借助最高点和最低点的拉力F1、F2,再结合机械能守恒定律即可求得。小军同学还需要测量的物理量有 (填字母代号)。 A.小球的质量m B.轻绳的长度l
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C.小球运动一周所需要的时间T
(3)根据小军同学的思路,请你写出重力加速度g的表达式 。
5.(18分)(2018山西孝义一模)图甲所示为“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验装置。图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B,它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上,P为钩码,C为弹簧测力计,绳与滑轮间的摩擦可以忽略。
甲
(1)实验时一定要进行的操作是 (填选项前的字母)。 A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平
B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数 C.改变P的质量,打出几条纸带
D.为减小误差,实验中一定要保证P的质量远小于小车的质量
(2)按图甲装置(长木板水平放置)完成实验,以弹簧测力计的示数F为横坐标,以加速度a为纵坐标,图乙中画出的a-F图象可能正确的是 (填选项字母)。若测出的a-F图象的斜率为k,则小车的质量为 。
乙
6.(19分)(2018北京卷)用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
甲
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图乙中A、B、C、D、E、F……所示。
乙
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图丙所示。
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