14高考力学实验总复习（含习题） - 图文

2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03 2014高考物理实验总复习（力学部分） 一、误差和有效数字 1．误差 测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。 ⑴系统误差。特点是：在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。 ⑵偶然误差。特点是：在多次重复同一实验时，总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。若两个相关物理量间为线性关系时，往往利用图象，用作出拟合直线的方法减小偶然误差。 ⑶绝对误差和相对误差。测量值A和真实值A0之差的绝对值|A-A0|叫绝对误差；绝对误差与真实值的比A?A0AA?A0A0，或绝对误差与测量值的比叫相对误差。 2．有效数字 带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。 ⑴有效数字是指近似数字而言。 ⑵只能带有一位不可靠数字（最后一位），不是位数越多越好。 凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。游标卡尺不要求估读。 利用直接测量值进行计算，所得结果的有效数字一般保留2~3位即可。 考试时要认真审题，若题目对结果的有效数字位数有明确要求，则一律按题目要求做。 二、常用的基本操作 1．长度的测量（游标卡尺和螺旋测微器） ⑴游标卡尺 ①10分度的游标卡尺。游标尺上将9mm长度分成10等份，相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米、毫米位的数值，然后用游标读出0.1mm位的数值：游标的第“几”条刻线跟主尺上“某”一条刻线对齐，0.1mm位就读“几”（不能读“某”）。读数准确到（精确到）0.1mm。 ②20分度的游标卡尺。游标尺上将19mm长度分成20等份，相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米、毫米位的数值，然后用游标读出毫米位以下的数值：游标的第“几”条刻线跟主尺上“某”条刻线对齐，毫米位以下的读数就是“几”乘0.05mm。读数准确到（精确到）0.05mm。 ③50分度的游标卡尺。游标尺上将49mm长度分成50等份，相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度往往是特殊的，读数时先从主尺上读出厘米、毫米位的数值，游标上的刻度值，就是毫米位以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到（精确到）0.02mm。 用20分度的游标卡尺测量，结果的最后一位数字一定是5或0；用50分度的游标卡尺测量，结果的最后一位数字一定是偶数。 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 游标卡尺根据刻线对齐读数，不再往下一位估读。先以 12 3 4 5 6 7 8 9 0 mm为单位读数，再根据要求确定单位。 5 主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。 ⑵螺旋测微器 固定刻度上的最小刻度为0.5mm；可动刻度每旋转一圈，测微螺杆前① ② 进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间的距离代表0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（在最小刻度后必须再估读一位），再③ ④ ⑤ ⑥ 把两部分读数相加，得测量值。 ⑦ 各部结构的名称：图中的①-⑦依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。 例1．读出下列游标卡尺测量的读数。 ⑴ 4 cm 6 7 8 cm 3 ⑵ 0 5 10 力学实验- 81 0 10 20 2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03 ⑶ 0 1 2 3 4 5 6 cm 01234567890 解：⑴2.98cm ⑵6.170cm ⑶1.052cm 例2．读出下列螺旋测微器测量的读数。 ⑴ ⑵ 15 30 0 10 0 5 10 25 解：⑴0.641mm ⑵10.296mm 2．时间的测量 ⑴打点计时器 分电磁打点计时器和火花打点计时器，都使用频率为50Hz的交变电源，打点周期均为0.02s。（前者6V以下，后者220V） ⑵秒表（见右图） 0 31 小圆内的短针是分针，最小刻度是0.5分；大圆内的长针是秒针，最小刻度是28 59 2 57 33 14 0 1 0.1s。秒针每0.1s跳一格，不会停留在两个刻度之间，因此秒表读数只读到0.1s，13 2 4 26 12 3 35 55 不往下估读。秒针走一周是30s，相应的时间内分针走1格，表示0.5分。大圆周的11 4 10 6 24 5 9 8 7 6 刻度分两类：小于30的刻度表示在每分钟的前半分钟内的秒数；大于30的刻度表53 37 示在每分钟的后半分钟内的秒数。 22 8 39 51 读数时，从小圆周刻度读出分钟数（同时判定是在前半分钟还是在后半分钟），20 10 从大圆周刻度读出秒数，只要求读到0.1s。（右图读1分50.5秒） 49 41 12 3．各种传感器的应用 18 47 43 16 45 14 例3．测量物块沿斜面下滑通过B点时的瞬时速度。方法可在B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门过程挡光的时间t；用游标卡尺测量滑块的挡A 光长度d。求滑块通过B点的瞬时速度v。 dB 解：在挡光长度d不太大，挡光时间t非常短的情况下，认为该段时间的平均速度就是B点的瞬时速度，因此v=

d。 t4．平衡摩擦力

力学实验中经常会利用物块（或小车）沿水平长木板滑行的情景，而且希望物块和木板间没有摩擦，但实际上物块与木板间不可能是绝对光滑的。为了消除摩擦力带来的系统误差，需要在开始实验前平衡摩擦力。方法是将木板的一端适当抬高，将物块放在木板上，稍加推动后，如果物块能保持匀速下滑，表明它受到的重力的下滑分力恰好与滑动摩擦力大小相等。

例4．探究橡皮筋对原来静止的小车做的功与物体获得的速度的关系，实

纸带 验装置如图所示。由于小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当橡皮筋 倾斜。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、

打点计时器 中间疏。出现这种情况的原因可能是_________________。

解：如果已经平衡了摩擦力，小车离开橡皮筋后，做匀速运动。纸带上打出的点出现两端密、中间疏，表示小车离开橡皮条后做减速运动，说明实验前没有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力不足。 三、考试说明规定的实验 1．研究匀变速直线运动 ①纸带处理。从打点计时器打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，s1 s2 s3 从便于测量的地方取一个开始点O，每5个点取一个计数点A、B、C、?O A B C （或者说每隔4个点取一个记数点），相邻记数点间的时间间隔是力学实验- 82

2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03 T=0.1s，测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 ? ②判定匀变速直线运动。利用s1、s2、s3 ?计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3?，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。 ③利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如v/(ms-1) s2?s31.4 vB?1.2 2T1.0 ④利用纸带求被测物体的加速度a。有3种常用的方法： 0.8 ?“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则0.6 a??s4?s5?s6???s1?s2?s3?9T2。 sm?sn?m?n?T2。 ?利用任意两段相邻记数点间的位移求a：a?0.4 0.2 O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t/s ?利用v-t图象的斜率求a（见右图，a=1.8m/s2）。 例5．在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。 5.12 7.10 9.11 11.10 13.12 15.11 单位 cm O A B C D E F 由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a=_____m/s2。②纸带上D点相对应的瞬时速度v=_____ m/s。（答案均要求保留3位有效数字） 解：①2.00m/s2（用逐差法或图象法求。）②1.21m/s 2．探究弹力和弹簧伸长的关系 例6.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 ①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向（填“水平”或“竖直”）。

②弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表： L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 代表符号 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 数值(cm) 表中有一个数值记录不规范，代表符号为________。由表可知所用刻度尺的最m/(×10-3kg) 小分度为________。

70 ③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长60 度与________的差值(填“L0”或“Lx”)。 50 40 ④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质

230 量为________g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s)。

20 解：①竖直；②静止，L3，mm；③Lx；④图线斜率为0.5kg/m，因此10 x/(×10-2m) k=F/x=4.9N/m，而mxg=k(Lx-L0)，得mx=0.01kg=10g。

0 2 4 6 8 10 12 14 3．验证力的平行四边形定则

⑴原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条和一只弹簧秤拉橡皮条的效果相同，

A 效果是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。

B O ⑵在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。

a ⑶实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F和用

一只弹簧秤拉橡皮条时的拉力F′的大小、方向在误差允许的范围内相同就可以

b 了。

4．验证牛顿第二定律

c ⑴研究对象是小车（含小车上的砝码）。 ⑵只有小车的总质量m远大于砝码和砝码盘的总质量m′时，才能认为细线对小车的拉力大小F等于砝码和砝码盘的总重量m′g。

砝码 力学实验- 83

砝码盘 小车 打点计时器

2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03

⑶实验前必须平衡摩擦力。平衡摩擦力时小车前面不能和砝码盘相连，但小车后必须带上纸带。 ⑷为研究a、m、F三者的关系，要采用控制变量法。

先保持小车总质量m不变，改变砝码盘内的砝码，即改变F多做几次实验，由纸带算出和每个F对应的a，作出a-F图象，若是过原点的直线，则证明a∝F；

1再保持砝码和砝码盘的总质量不变，即F不变，改变m多做几次实验，由纸带算出和每个m对应的a，作出a?m图象，若是过原点的直线则证明a?1。

m位移传感器 位移传感器 例7．用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和

（发射器） （接收器） 力的关系的实验装置。实验前已平衡摩擦力。

⑴采用控制变量法，应保持_______不变，用钩码所受的重力作为

小车 轨道 ________，用DIS测小车的加速度。 钩码 ⑵改变所挂钩码的数量，多次重复测量。根据测得的多组数据可画

a/(m?s-2) 出a-F关系图线（如图所示）。分析此图线的OA段可得出的实验结论是B ______________。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单A 项选择）

O F/N A．小车与轨道之间存在摩擦 B．实验记录数据有误

C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大

解：⑴为探究a、F间的关系，应保持小车的总质量m不变，由于已平衡摩擦力，在钩码质量m远小于小车总质量M的情况下，可以用钩码所受的重力作为小车所受外力。⑵OA段是线性关系，表明在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；AB段对应的钩码总质量太大，不再满足m<

2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03 本实验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。 8．验证动量守恒定律 A B 利用右图装置探究碰撞中的不变量。A、B两车的质量分别为250g和100g。原来两车都静止在光滑长木板上。接通打点计时器，在很短的时间内给A车一个初速0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14度，A车匀速运动一段时间后与B车相撞，A车前方的撞针迅速插入B车后方的橡皮泥中。打点计时器记录下的纸带如右图。将刻度尺放在纸带上。填写下表： mv mv2/2 总质量m(kg) 速度v(m?s-1) 碰前 碰后 由本次实验得到的结论是：A、B两车发生碰撞前后，总动量mv________；总动能_________。（填守恒或不守恒。） （速度分别为0.77m/s和0.55m/s，总动量守恒；总动能不守恒。） 利用右图装置也可以验证碰撞过程中动量守恒： ⑴保证斜槽末端的切线水平。 ⑵每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。（保证到斜重垂槽末端时有相同的速度。） 线⑶入射小球和被碰小球的大小相等。（保证是对心碰撞。） ⑷由于v1、v1′、v2′均为水平方向，且两球的竖直下落高度相等，所以它N O M P们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O N表示。因此只需验证：m1?OP=m1?OM+m2?ON即可。 ⑸必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动。） ⑹用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑺所用的仪器有：天平、刻度尺、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。 9．研究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 ⑴摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长L′（只要求精确到mm），用游标卡尺量出摆球直径d（只要求精确到mm）算出半径r（只要求精确到mm），则摆长L=L′+r。 ⑵开始摆动时，需注意摆角要小于5o（要保证在同一竖直面内摆动，不要使摆动成为圆锥摆）。 ⑶从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做30~50次全振动所用的时间，算出周期的平均值T。 ⑷改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。 例9．某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g=___________。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将_________。（填“偏大”、“偏小”或“相同”） 解：设摆球重心在球心下方x处，由周期公式得T?2?L?xg，

L/m LB + + A + + + B 整理成L-T2

的关系式：L?g4?2?T?x，该图线的斜率

LA 22?Lg4??LB?LA??，由此得。 g??T24?2TB2?TA2 实验结果与摆球重心就在球心处的情况相同。

+ O TA2 TB2 T2/s2

2014年高考总复习力学实验练习题

1．按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值。

1 2 cm ⑴ 0 1 cm ⑵

0 5 10 0 5 10 力学实验- 85

2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03

读数为_____________cm。 读数为_____________mm。

1 2 3 cm cm 3 ⑶ 2 ⑷

0 10 20 0 5 10 读数为____________m。 读数为_____________cm。

0123456cm ⑸

01234567890

读数为_____________cm.

2．用螺旋测微器测量长度时，可以精确到______m，读数应该读到______mm。读出下列四种情况下的测量结果。

⑴ ⑵ ⑶ ⑷

5 15 0 15

0 0 5 0 0 0 5 10 5 -345 10 ⑴_________mm。⑵_________cm。 ⑶____________m。 10 ⑷_________×10m。 3．图(a)是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示。

①OD间的距离为_______cm

②图(b)是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示_______，其大小为_______m/s2（保留三位有效数字）。 s/cm

O A B 1 cm C 2 图(a) D E 3 1.0 O + 0.01 0.02 0.03 0.04 图(b)

0.05 + + 0.06 t/s

22

3.0 + 2.0 + 4．利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有

遮光片 两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置

滑块 光电门甲 可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连

的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。

图1 光电门乙 s(m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t(ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s/t(m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22 完成下列填空和作图： ⑴若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_________________；

⑵根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出s/t-t图线；

⑶由所画出的s/t-t图线，得出滑块加速度的大小为a=_______m/s2（保留2位有效数字）。

力学实验- 86

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s (m/s) t 2.0

1.9

1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1.0 t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

图2

5．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重

物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。 ⑴本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。 P A ⑵下列不必要的实验要求是_________。(请填写选项前对应的字母)

A．应测量重物M所受的重力 B O 2 2 B．弹簧测力计应在使用前校零 3 3 C．拉线方向应与木板平面平行 M 4 4 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

⑶某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。 6．（津9）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。 ⑴下列做法正确的是_________

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保接电源 木块 带滑轮的长木板 持平行 打点计时器 纸带 B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，细绳 将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上 砝码筒 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

⑵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（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）

⑶甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝

a 甲 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 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

O 摩擦因数分别为μ甲，μ乙，由图可知，m甲 m乙，μ甲 μ乙。（填“大于”、“小F 于”或“等于”） 7．在验证牛顿第二定律的实验中，当研究加速度与质量的关系时，已经正确做到了平衡摩擦力，但没有控制好砂和

砂桶的总质量，结果得到的图象将是下图中的 A． a B． a C． a D． a

O 1 M O 1 M O 1 M 力学实验- 87

O 1 M 2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03

8．图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用

砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

⑴为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是

小车 砝码 A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸打点计时器

带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶

接交流电 的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推图1 砂桶 小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。 ⑵实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是 A．M=20 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g B．M=200 g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C．M=400 g，m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g D．M=400g，m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

⑶图2 是试验中得到的一条纸带， A、B、C、D、E、F、G为7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。量出相邻的计数点之间的距离分别为

A B C D E F G sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、

（单位：cm） sEF=5.91 cm、sFG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率

图2 为50Hz,则小车的加速度a= m/s2 （结果保

留2位有效数字）。 9．研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速

度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在斜槽 x 板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后

1 三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距水平板 2 y 等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依

3 次为x1、x2、x3，机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是

A．x2-x1=x3-x2，ΔE1=ΔE2=ΔE3 B．x2-x1>x3-x2，ΔE1=ΔE2=ΔE3

C．x2-x1>x3-x2，ΔE1<ΔE2<ΔE3 D．x2-x1

打点计时器 小车 纸10．（闽19）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图

小滑甲）：

⑴下列说法哪一项是正确的 。（填选项前字母） A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 钩码 垫甲 B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 单位：cm A B C O C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放

⑵图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，

5.53 已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬11.73 18.59 时速度大小为________m/s（保留三位有效数字）。 乙

11．探究橡皮筋对原来静止的小车做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示。依次用1根、2根??6根同样的橡皮条做实纸带 橡皮筋 验，设每根橡皮条做的功为W，得到如下的数据表：

打点计时器 力学实验- 88

w 6W 5W 4W 3W 2W W O v/(m?s-1)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03 W 2W 3W 4W 5W 6W v(m?s) 0.50 0.71 0.87 1.00 1.12 1.23 v2(m2?s-2) 根据以上数据画出的w-v草图如图中虚线所示，不是直线，而好象是w∝v2。 ⑴请按照以上猜想完成上表的最后一行数据； ⑵将右边图象中的横轴改为v2(m2?s-2)后描点画线； ⑶根据新画出的图线，可得到什么结论？ -1w 12．（琼11）某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重

力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹打点计时器清晰的完整纸带如图(b)所示。纸带上的第一个点记为O， O A B C 另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三纸带 个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计 70.99cm重物78.57cm算结果保留3位有效数字） 86.59cm⑴打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=_____m/s; 图(a) 图(b) ⑵通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验 证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。

13．如下图所示为气垫导轨。导轨上的两滑块质量相等，两滑块上的挡光片宽度相同。现将气垫导轨水平放置做“验

证动量守恒定律”实验。实验中用滑块甲撞击静止在导轨上的滑块乙，碰撞前滑块乙处于静止状态。第一次在两滑块碰撞端安上弹簧片，第二次在两滑块碰撞端粘上橡皮泥。两次实验时滑块甲碰前通过光电门计时装置记录的挡光片的挡光时间相等，碰后滑块乙第一次和第二次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间分别为t1、t2。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断t1、t2的关系应为t1______ t（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 2 挡光片 挡光片 滑块甲 滑块乙

光电门 光电门 导轨

14．如图，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在

S 轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 m1 m2 ⑴试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过h 仅测量 （填选项前的序号），间接地解决这个问题。 A．小球开始释放高度h H B．小球抛出点距地面得高度H C．小球做平抛运动的射程

⑵图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球N M P O m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量

平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是 。（填选项前的符号） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 O M P N 35.20cm B．测量小球m1开始释放高度h

44.80cm C．测量抛出点距地面的高度H 55.68cm D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

图3 E．测量平抛射程OM、ON ⑶若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_______________（用②中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为 （用②中测量的量表示）。

力学实验- 89

2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03

15．某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测定的g值比当地公认值大，其原因可能是

A．单摆的摆角太大了

B．摆球在摆动过程中做圆锥摆运动

C．计算摆长时将摆线长误认为摆长，忘记把小球半径加进去； D．计算周期时，将49次全振动误记为50次全振动.

16．根据单摆周期公式T?2?1，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架

g台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。

⑴用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为____mm。 ⑵以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。 A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些

图1 B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5o，在释放摆

2 球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时， 此时间间隔Δt即为单摆周期T

E．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5o，释放摆0 球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T=Δ

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/50

10 10

17．在“利用单摆测重力加速度”的实验中 图2 ⑴某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代

替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A接到数据采集器上。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于振动的__________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为__________。

⑵多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。然后，分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线为______（填“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”）；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地的重力加速度g＝__________。

A 18．（新Ⅰ22）图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下： ①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；

d 光电门 ②调整轻滑轮，使细线水平； 光电门 B A 遮光片 ③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分细线 轻滑轮 物块 别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA

s 和ΔtB，求出加速度a； ④多次重复步骤③，求a的平均值a；

图(a) ⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。 回答下列问题：

⑴测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图(b)所示，其读数为________cm。 ⑵物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为

1 2 3 a=____________。

⑶动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ=_____________

⑷如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于___________（填“偶然误差”或“系统误差”）。

力学实验- 90

0 5

15 10

图(b)

20 重物

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19．（新Ⅱ22）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端

固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。 回答下列问题：

图(a)

⑴本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已

知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的__________（填正确答案标号）。 A．小球的质量m B．小球抛出点到落地点的水平距离s C．桌面到地面的高度h D．弹簧的压缩量Δx E．弹簧原长l0

⑵用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek= _________。 ⑶图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出，如果h不变，m增加，s-Δx图线的斜率会________（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s-Δx图线的斜率会 ______（填“增大”、“减小”或“不变”）。由图(b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的______次方成正比。 s + + +

+ + O Δx 图(b)

20．如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。 ⑴当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间Δt1和Δt2，则小车加速度a= 。 ⑵（多选题）为减小实验误差，可采取的方法是（ ）

b b A．增大两挡光片宽度b

B A B．减小两挡光片宽度b

C．增大两挡光片间距d d D．减小两挡光片间距d

2012力学实验练习题答案

1.⑴0.56；⑵9.8；⑶0.0203；⑷1.095；⑸1.180

2.10-5，10-3 ⑴3.141；⑵0.5040；⑶0.011645；⑷5.487 3.⑴①1.18-1.22 ②加速度的二分之一，0.450~0.467 4.⑴

s1??at?v1 ⑵图略 ⑶1.8-2.2（提示：a是斜率绝对值的2倍） t25．.⑴3.6 ⑵D ⑶①改变弹簧测力计B拉力的大小；②减小重物M的质量；（或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的的方向等）。 6．⑴AD ⑵远小于 ⑶小于，大于 7．D

8．⑴B ⑵C ⑶0.42 9．B

10．⑴ C ⑵0.653

11．⑴0.25，0.50，0.76，1.00，1.15，1.51 ⑵w-v2图线是过原点的直线（图略）⑶合力做功w与物体动能增量ΔEk成正比。

12．⑴3.90 ⑵设重物质量为m， OB对应的下落过程中，重力势能减少量为mghB=7.70 mJ，动能增加量为mvB2/2=7.61mJ，在误差允许范围内，可以认为相等，因此验证了机械能守恒定律。 13．<

14．⑴C ⑵ADE ⑶m1?OM+m2?ON=m1?OP m1?OM2+m2?ON2=m1?OP2

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2013-2014学年度高考总复习力学实验 2014.03

15．BD

16．⑴18.6 ⑵ABE

2t

17．⑴最低点（或平衡位置），，⑵直线，4?2/102c，

N－1

??d?2?d?2?118．⑴0.960 ⑵ ⑶ mg??M?m?a ⑷系统误差 2s??????????tB?????t?A?????19．⑴ABC ⑵ mgs24h ⑶减小 增大 2

20．⑴ b22d[1(?t2?1?t2] ⑵B，C 2)(1)

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