物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題

1、<p><b>　　力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題</b></p><p><b>　　第一天</b></p><p>　　例1：圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。</p><p>　?。?）以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有 。</p><p>　　

2、a．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平</p><p>　　b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇</p><p>　　c．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放</p><p>　　d．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接</p><p>　?。?）實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測(cè)量它們的水平坐標(biāo)x和豎直

3、坐標(biāo)y，圖2中y-x2圖象能說(shuō)明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是 。</p><p>　　（3）圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為 m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度vC為 m/

4、s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)。</p><p>　　答案與解析：（1）ac （2）c （3）2.0 4.0</p><p>　?。?）“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)斜槽軌道末端保持水平為了保證水平初速度。從同一高度由靜止釋放為了保證每次使用水平初速度相同。a、c正確。</p><p>　　（2）平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律：得：，y-x2圖象是一條傾

5、斜直線。c正確。</p><p>　?。?）由于，則t1=0.1s、t2=0.3s，所以平拋小球的初速度。而，故C點(diǎn)的速度。</p><p><b>　　第二天</b></p><p>　　例2：現(xiàn)用頻閃照相方法來(lái)研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)。在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示。拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz；通過斜面

6、上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g＝9.80m/s2。</p><p><b>　　:</b></p><p>　　根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：</p><p>　?、盼飰K的加速度a＝ m/s2(保留3位有效數(shù)字)。</p

7、><p>　　⑵因?yàn)?，可知斜面是粗糙的。</p><p>　　答案與解析：（1）4.30 （2）物塊加速度小于gh/s＝5.88m/s2(或：物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)</p><p>　　（1）根據(jù)逐差法可求得物塊的加速度為：；若斜面是光滑的，小物塊下滑的加速度應(yīng)該為：

8、，由于物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度，所以說(shuō)明斜面是粗糙的。</p><p>　　例3：為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有</p><p>　　A．兩球的質(zhì)量應(yīng)相等</p><p><b>　　B．兩球應(yīng)同時(shí)落地&l

9、t;/b></p><p>　　C．應(yīng)改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn)</p><p>　　D．實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A 球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　　答案與解析：BC</b></p><p>　　平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，故兩球同時(shí)落體，B項(xiàng)正確，為了減小實(shí)驗(yàn)的誤差，可以多次實(shí)驗(yàn)提高實(shí)驗(yàn)的

10、準(zhǔn)確性，C項(xiàng)正確；球體的質(zhì)量對(duì)小球的運(yùn)動(dòng)沒有影響，A項(xiàng)錯(cuò)誤；水平方向分運(yùn)動(dòng)無(wú)法確定，D項(xiàng)錯(cuò)誤。</p><p><b>　　第三天</b></p><p>　　例4：某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系，</p><p>　　如圖23（a），將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái)，在上端的托盤中依次增加砝碼，測(cè)量相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度

11、，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k= N/m，（g取9.8m/s2）</p><p>　　取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖23（b）所示；調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過兩個(gè)光電門的速度大小 。</p><p>　　用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為

12、 。</p><p>　　重復(fù)中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖23（c），由圖可知，v與x成 關(guān)系，由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的 成正比。</p><p>　　答案與解析：①50N/m ②相等 ③動(dòng)能 ④正比，壓縮量的平方</p><p>　　①根據(jù)，，有，則，同理求得，

13、則勁度系數(shù)，</p><p>　?、谑够瑝K通過兩個(gè)光電門時(shí)的速度相等，就可以認(rèn)為滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng) </p><p>　?、蹚椥詣?shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能 </p><p>　　④圖線是過原點(diǎn)的直線，所以成正比，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即，彈性勢(shì)能與速度平方成正比，則彈性勢(shì)能與壓縮量的平方成正比</p><p><b>　　

14、第四天</b></p><p>　　例5：小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。</p><p>　　(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如題11-1圖所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置，兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn)，一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過P3點(diǎn)。三個(gè)力的大小分別為：F1=3. 30N、F2 = 3. 85N和F3= 4. 25 N。請(qǐng)根據(jù)圖

15、中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力。</p><p>　　(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對(duì)橡皮筋彈性的影響。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)裝置如題11-2圖所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點(diǎn)，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平

16、力緩慢地移動(dòng)N，在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡。</p><p>　　兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如題11-3圖所示。過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn),則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為 。</p><p>　　(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些? (填寫選項(xiàng)前的字母)</p><p>

17、　　A．橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比</p><p>　　B．兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng)</p><p>　　C．兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大</p><p>　　D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大</p><p>　　(4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則

18、實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。</p><p>　　答案與解析：（1）見下圖，F(xiàn)合＝4.6~4.9都算對(duì)；</p><p>　?。?）Fa＝Fb （3）BD （4）橡皮筋不宜過長(zhǎng)；選用新橡皮筋。（或拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧。）</p><p>　　根據(jù)標(biāo)度值，連接OP1和OP2，以及OP3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的拉力的大小畫出相應(yīng)的力的圖示，根據(jù)平行四

19、邊形的畫法，畫出兩個(gè)分力的合力，見下圖：</p><p>　?。?）根據(jù)力的合成與分解可知橡皮筋的端點(diǎn)N受到的三個(gè)力的作用，其中重力的大小方向均不變，另一個(gè)水平拉力一直沿水平方向，可知橡皮筋上的彈力為；</p><p>　?。?）有實(shí)驗(yàn)想象可以看出，兩次橡皮筋受到的拉力相同，但是橡皮筋的長(zhǎng)度不同，第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng)些；拉力越大，橡皮筋的形變量越大，兩次的長(zhǎng)度之差越大。BD項(xiàng)正確。</p

20、><p>　　（4）為了使實(shí)驗(yàn)誤差較小，選用的橡皮筋不宜過長(zhǎng)；考慮到橡皮筋形變的恢復(fù)情況，應(yīng)盡量選用新橡皮筋。（或拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧。</p><p>　　（2014年 江蘇卷）</p><p><b>　　第五天</b></p><p>　　例6：某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系

21、統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖.如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到?；卮鹣铝袉栴}：</p><p>　　(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成 （填“線性”或“非線性”關(guān)系。</p><p>　　(2)由圖(b)可知，a-m圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的

22、原因是存在 。</p><p>　　(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實(shí)臉中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是 ，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是 。</p><p><b>　　答案與提示：</b>