（高中物理）物理模擬專題16力學(xué)實驗VIP

1、備戰(zhàn)年高考物理最新模擬 專題16 力學(xué)實驗1像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如下列圖，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖9所示裝置測量滑塊和長lm左右的木塊間的動摩擦因數(shù)，圖中mn是水平桌面，q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。此外在木板頂端的p點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門l、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為s和s。用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d=.。 1滑塊通過光電門1的速度：v1 =

2、m/s，滑塊通過光電門2的速度：v2 = _ m/s2假設(shè)僅提供一把米尺，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，為完成測量，除了研究v1、v2和兩個光電門之間的距離l外，還需測量的物理量是說明各量的物理意義，同時指明代表物理量的字母3用2中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式=用字母表示。2在學(xué)了自由落體運動這一局部內(nèi)容后，有同學(xué)計算，假設(shè)有雨滴從距地面2.5km高空自由落下，到達地面時速度將超過200ms，事實上誰也未見過如此高速的雨滴這引發(fā)了一些同學(xué)的思考：雨滴在下落時肯定受到了空氣阻力的作用那它究竟是如何運動的呢?有一組同學(xué)設(shè)計了一個實驗，用膠木球在水中的自由下落來模擬雨滴在空氣中的下落過程實驗中，膠木球從某一高

3、度豎直落下，用閃光照相方法拍攝了小球在不同時刻的位置，如下列圖(1)請你根據(jù)此閃光照片定性描述出小球的運動情形： _；(2)對于小球下落時所受的阻力，我們可以作最簡單的猜想：阻力(f)與小球速度(v)_，即fk_( k為阻力常數(shù))照相機的閃光頻率為f，圖中刻度尺的最小分度為s0，小球的質(zhì)量為m假設(shè)猜想成立，那么由此閃光照片及上述條件可求得膠木球在水中下落時的阻力常數(shù)k_。3與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如下列圖，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖所示裝置驗證機械能守恒定律。圖

4、中ab是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出。讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×102s、2.00×102s?；瑝K質(zhì)量為，滑塊沿斜面方向的寬度為，光電門1和2之間的距離為，g/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度?；瑝K通過光電門1時的速度v1m/s，通過光電門2時的速度v2_m/s：滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為j，重力勢能的減少量為_j。4現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比這一物理規(guī)律給定的器材如下：一傾角

5、可以調(diào)節(jié)的長斜面如圖、小車、計時器一個、米尺1填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下實驗步驟不考慮摩擦力的影響： 小車自斜面上方一固定點1從靜止開始下滑至斜面底端2，記下所用的時間 用米尺測量1與2之間的距離s，那么小車的加速度_ 用米尺量出1相對于2的高h(yuǎn)設(shè)小車所受重力為mg，那么小車所受的合外力f_ 改變_，重復(fù)上述測量 以h為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖如能得到一條過原點的直線，那么可以驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比這一規(guī)律2在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計的方案是： 調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑測量此時a1點相對于斜面底端a2的

6、高度ho 進行1中的各項測量 計算與作圖時用hho代替h對此方案有以下幾種評論意見：a方案正確可行b方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動c方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)其中合理的意見是_5在做“研究平拋物體的運動的實驗中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實驗時用如下列圖的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡a；將木板向后移距離x，再使小ba球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡b；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，再得

7、到痕跡c。假設(shè)測得木板每次后移距離x=，a、b間距離y1=1.50cm，a、c間距離y2=15.80cm。g取m/s2 根據(jù)以上直接測量的物理量導(dǎo)出測小球初速度的公式為v0=。用題中所給字母表示。小球初速度值為_m/s。6如下列圖，質(zhì)量不同的兩個物體a和b，用跨過定滑輪的細(xì)繩相連開始時b放在水平桌面上，a離地面有一定的高度，從靜止開始釋放讓它們運動，在運動過程中b始終碰不到滑輪，a著地后不反彈不計滑輪與軸間摩擦及繩子和滑輪的質(zhì)量，用此裝置可測出b物體與水平桌面間的動摩擦因數(shù)在本實驗中需要用到的測量工具是_；需要測量的物理量是_；寫出物理量的名稱并用字母表示動摩擦因數(shù)的表達式為=_7如圖a，質(zhì)量

8、為的滑塊放在氣墊導(dǎo)軌上，為位移傳感器，它能將滑塊到傳感器的距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示滑塊的位移時間s-t圖象和速率時間v-t圖象。整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為了l、高度為h。取重力加速度g=/s2，結(jié)果可保存一位有效數(shù)字現(xiàn)給滑塊一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，的v-t圖線如題(b)圖所示。從圖線可得滑塊下滑時的加速度a= m/s2 ,摩擦力對滑塊運動的影響。填“明顯，不可忽略或“不明顯，可忽略此裝置還可用來驗證牛頓第二定律。實驗時通過改變，可驗證質(zhì)量一定時，加速度與力成正比的關(guān)系；實驗時通過改變，可驗證力一定時，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。將氣墊導(dǎo)軌換成滑板

9、，滑塊換成滑塊，給滑塊一沿滑板向上的初速度，的s-t圖線如題c圖。圖線不對稱是由于造成的，通過圖線可求得滑板的傾角用反三角函數(shù)表示，滑塊與滑板間的動摩擦因數(shù)8將打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如下列圖是打出的紙帶的一段當(dāng)電源頻率為50 hz時，每隔0.1 s取一個計數(shù)點，它們是圖中a、b、c、d、e、f等點，這段時間內(nèi)加速度的平均值是_(取兩位有效數(shù)字)假設(shè)電源頻率高于50hz，但計算仍按50hz計算，其加速度數(shù)值將_ (填“偏大、“偏小或“相同)為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，除需要測出小車的質(zhì)量m外，還需要測量的物理量是_，用測得的量及加速度a表

10、示的阻力的計算式為f=_9如下列圖是某小球做平拋運動時所拍閃光照片的一局部. 圖中背景方格的實際邊長均為5cm，橫線為水平方向，豎線為豎直方向，由此可以斷定，照片拍攝時，閃光的頻率為hz ，小球拋出的初速度大小是m/s，拋出點距b的距離為 cm.(g取10m/s2，結(jié)果可保存根式)101如下列圖是某次實驗得到的一條紙帶，在ad段上，相鄰兩點間的距離已標(biāo)在圖上。假設(shè)所用電源頻率是50hz，那么紙帶從a點到d點所用的時間為_ _ s這段時間內(nèi)紙帶運動的平均速度為_ _m/s。用逼近的思想可粗略求出b點的瞬時速度為vb= _m/s。2如下列圖，在研究平拋運動時，小球a沿軌道滑下，離開軌道末端(末端水

11、平)時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)s，被電磁鐵吸住的小球b同時自由下落。改變整個裝置的高度h做同樣的實驗，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的a、b兩球總是同時落地，該實驗現(xiàn)象說明了a球在離開軌道后 ( )a水平方向的分運動是勻速直線運動 b水平方向的分運動是勻加速直線運動c豎直方向的分運動是自由落體運動 d豎直方向的分運動是勻速直線運動11為了“探究功與物體速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供圖示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并答復(fù)以下問題：1為了 消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施？_2當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進行第一次、第二次、第三次實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都應(yīng)保持一

12、致，我們把第一次實驗時橡皮筋對小車做的功記為w。3橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器和紙帶測出，所得數(shù)據(jù)已填在下表中。 v為小車獲得的最大速度w0123456v/m/sv2/m/s2試作出wv2圖象，并由此得出實驗結(jié)論：。12某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理，他們在實驗室組裝了一套如下列圖的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)假設(shè)你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，那么：1你認(rèn)為還需要的實驗器材有 2實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小根本

13、相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_，實驗時首先要做的步驟是_1實驗過程：第一步，在保持斜面傾角不變時，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。實驗中，通過向小車放入鉤碼來改變物體質(zhì)量，只要測出小車由斜面頂端滑至底端用時t，就可以由公式a=_求出a，某同學(xué)記錄了數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)，在誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑用時_填“改變或“不改變，經(jīng)過分析你得出加速度和質(zhì)量的關(guān)系為_。第二步，在物體質(zhì)量不變時，探究加速度與傾角的關(guān)系。實驗中通過改變方木塊墊放位置來調(diào)整長木板傾角，由于沒有量角器，我們可以測量出木板頂端到水平面高度h，那么傾角的正弦值sin=h/l。某同學(xué)記錄下高度h和加速度a如

14、下表：l (m)h (m)sin=h/la (m/s2)請先在坐標(biāo)紙上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸后描點作圖，然后根據(jù)你所作的圖線求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=_。進一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為_。(3)再給你一架天平和砝碼，你能利用本實驗裝置研究功與質(zhì)量、速度間的關(guān)系嗎？請說說你的設(shè)想。d1d2d3012315某校學(xué)習(xí)興趣小組在研究“探索小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗，圖是某次實驗得出的紙帶，所用電源的頻率為50hz，舍去前面比較密集的點，從0點開始，每5個連續(xù)點取1個計數(shù)點，標(biāo)以1、2、3。各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為d1=3cm，d2=cm,d3=cm，那么1物體做的運動，

15、理由是；2物體通過1計數(shù)點的速度v1=m/s；3物體運動的加速度為a =m/s2.16當(dāng)物體從高空下落時，所受阻力會隨物體的速度增大而增大，因此經(jīng)過下落一段距離后將勻速下落，這個速度稱為此物體下落的收尾速度。研究發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境條件下，球形物體的收尾速度僅與球的半徑r和質(zhì)量m有關(guān)。下表是某次研究的實驗數(shù)據(jù)：小球編號abcde小球的半徑×10-3m2小球的質(zhì)量×10-6kg254540100小球的收尾速度m/s1640402032(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),求出b球和c球在到達收尾速度時所受阻力之比為(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),歸納出球型物體所受的阻力f與球的速度v及球的半徑r的關(guān)系,寫

16、出其表達式為:，其比例系數(shù)k=。17氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器。它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板c和d的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊a和b來驗證動量守恒定律，實驗裝置如下列圖彈簧的長度忽略不計，采用的實驗步驟如下：3利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大??？如能，請寫出表達式。18小玲同學(xué)平時使用帶彈簧的圓珠筆寫字，她想估測里面小彈簧在圓珠筆尾端壓緊情況下的彈性勢能的增加量請你幫助她完成這一想法1寫出實驗所用的器材：2寫出實驗的步驟和所要測量的物理量用字母量表示：要求能符合實際并盡量減少誤差3彈性勢能的增加量

17、的表達式ep= 19利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設(shè)計方案如圖a所示，在懸點o正下方有水平放置的熾熱的電熱絲p，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；mn為水平木板，懸線長為l，懸點到木板的距離oo/hhl。1將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的c點， o/cs，那么小球做平拋運動的初速度為v0_。2在其他條件不變的情況下，假設(shè)改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角q，小球落點與o/點的水平距離s將隨之改變，經(jīng)屢次實驗，以s2為縱坐標(biāo)、cosq為橫坐標(biāo)，得到如圖b所示圖像。那么當(dāng)q30°時，s為_m；假設(shè)懸線長l1.0 m，懸點到木板間的距離oo/為_m。ahbn阻擋條20光滑斜面

18、上有一個小球自高為h的a處由靜止開始滾下，抵達光滑的水平面上的b點時速率為v0。光滑 水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個與小球運動方向垂直的阻擋條，如下列圖，小球越過n條阻擋條后 停下來假設(shè)讓小球從2h高處以初速度v0滾下，那么小球能越過阻擋條的條數(shù)為條設(shè)小球每次越過阻擋條時損失的動能相等。21一同學(xué)要研究輕彈簧的彈性勢能與彈簧改變量的關(guān)系，他的實驗如下：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一小鋼球接觸。當(dāng)彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣，如下列圖，讓鋼球每次向左壓縮彈簧一段相同的距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向飛出桌面，小球在空中飛行后落到水平地面，水平距離為s，重力加速度為g。1請你推導(dǎo)出彈簧的彈性勢能e