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专题11 力学实验
一、实验题
1.(2023上·广东中山·高一统考期末)打点计时器通过在纸带上打点的方式记录与纸带相连的物体的运动过程,进而可以测量物体运动的速度和加速度等。
(1)常用的打点计时器有电磁打点计时器和 打点计时器,电磁打点计时器应接低压交流电源,其工作电压是 V。
(2)关于“接通打点计时器电源”和“让纸带开始运动”两个操作步骤的先后顺序应该是( )
A.先接通电源,再让纸带运动 B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(3)如图所示是某次实验中得到的一条纸带,舍去前面比较密的点,从某一清晰的点开始,选取A、B、C、D、E、F、G七个计数点(相邻两个计数点间有四个打印的点未画出,交流电源的频率为50Hz),打印相邻两个计数点之间的时间间隔是T=0.1s,根据图中数据可以判定与该纸带相连的物体做 运动、打印计数点C时物体的速度大小是vC= m/s、物体运动加速度大小的计算式是a= 、物体运动的加速度大小是a= m/s2(结果均保留两位有效数字)。
2.(2023上·上海·高一期末)利用如图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,光电门甲的位置可移动,当一带有挡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挡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,并用刻度尺测量甲、乙之间的距离x,记下相应的t值,所得数据如下表所示。
x(m)
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.850
t(ms)
212.9
281.5
352.3
452.8
573.8
676.4
x/t(m/s)
1.88
1.78
1.70
1.55
1.39
1.26
(1)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x和t四个物理量之间所满足的关系式是 ;
(2)根据表中给出的数据,在图给出的坐标纸上画出图线 ;
(3)若某同学做该实验时误将光电门乙的位置改变多次,光电门甲的位置保持不变,画出图线后,得出的纵坐标截距的物理含义为 ;
(4)若无法测得滑块从光电门甲至乙所用的时间,但能测得滑块经过光电门甲、乙的时间分别为、,且挡光片宽度为d,光电门甲、乙之间的距离为x,则此过程的加速度a= 。
3.(2023·山东潍坊·统考期末)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置,它们到初始点的实际距离经过比例测算已经在图上标出,长度单位为,如图甲所示。已知频闪仪每隔0.04s闪光一次,某次闪光时小球刚好释放。
(1)根据运动学规律可计算各个位置的速度,得到如下表格,0.04s时刻小球的速度为 。
时刻
0
0.04
0.08
0.12
0.16
速度
0
0.79
1.16
1.56
(2)根据表格数据,在图乙中绘出小球下落的图像 。
(3)根据所描绘的图像,可得小球下落的加速度大小为 (保留三位有效数字)。
(4)若频闪仪实际闪光的时间间隔小于0.04s,测得小球下落的加速度大小比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
4.(2021上·河南·高一统考期末)在“探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中:
(1)研究弹簧弹力与弹簧长度的关系时得到如图甲所示的图像。由图像可知:弹簧原长 ,弹簧的劲度系数 ;
(2)如图乙所示,毫米刻度尺水平放置,“0”刻度线上方固定一个有孔挡板,一条不可伸长的轻质细线一端悬挂两个完全相同的钩码,另一端跨过光滑定滑轮并穿过光滑小孔与轻弹簧右端相连接,使(1)中研究的轻弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙,则指针所指刻度尺示数为 ,由此可推测每个钩码重力为 。
5.(2022上·江西赣州·赣州市第四中学校联考)某同学用如图所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。该同学首先将木板倾斜固定,木板的倾角(木板与水平面间的夹角)为,在木板底端固定一