高考物理习题　力学实验1

作者：fengdandan13 | 发布时间：2021-02-26 06:25:18 收藏本文下载本文

高考物理习题精选力学实验 1 1 1．某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 N＝5 个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：

图(a)(1)将 5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。

(2)将 n(依次取 n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余 N－n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移 s，绘制 s－t 图象，经数据处理后可得到相应的加速度 a。

(3)对应于不同的n 的a 值见下表。n＝2 时的 s－t 图象如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留 2 位有效数字)，将结果填入下表。

n 1 2 3 4 5 a/m·s－ 2 0.20 0.58 0.78 1.00 图(b)(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出a－n图象。从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

图(c)(5)利用 a－n 图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留 2 位有效数字，重力加速度取 g＝9.8 m·s－ 2)。

(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)A．a－n 图线不再是直线 B．a－n 图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a－n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大 2．某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为 R＝0.20 m)。

完成下列填空：

(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为 1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________ kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为 m；多次从同一位置释放小车，记录各次的 m 值如下表所示：

序号 1 2 3 4 5 m(kg)1.80 1.75 1.85 1.75 1.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________ N；小车通过最低点时的速度大小为________ m/s。(重力加速度大小取 9.80 m/s 2，计算结果保留 2 位有效数字)3．某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离。

(1)物块下滑时的加速度 a＝________ m/s 2，打 C 点时物块的速度 v＝________ m/s；(2)已知重力加速度大小为 g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)。

A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的倾角 4．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。

①实验中，必要的措施是________。

A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车 C．小车的质量远大于钩码的质量 D．平衡小车与长木板间的摩擦力 ②他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有 4 个点，图中未画出)。s 1 ＝3.59 cm，s 2 ＝4.41 cm，s 3 ＝5.19 cm，s 4 ＝5.97 cm，s 5 ＝6.78 cm，s 6 ＝7.64 cm。则小车的加速度a＝________m/s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打 B 点时小车的速度 v B ＝________m/s。(结果均保留两位有效数字)5．某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。

②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为 O 1、O 2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录 O 1、O 2 间的距离(即橡皮筋的长度 l)。每次将弹簧秤示数改变 0.50 N，测出所对应的 l，部分数据如下表所示：

F(N)0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l(cm)l 0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为F O O′。

④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到 O 点，将两笔尖的位置标记为 A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为 F OA，OB 段的拉力记为 F OB。

完成下列作图和填空：

(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出 F－l 图线，根据图线求得 l 0 ＝________cm。

(2)测得 OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则 F OA 的大小为________N。

(3)根据给出的标度，作出 F OA 和 F OB 的合力 F′的图示。

(4)通过比较 F′与________的大小和方向，即可得出实验结论。

参考答案 1．解析(3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将图(b)中点(2，0.78)代入 s＝ 12 at2可得，a＝0.39 m/s 2。

(4)根据描点法可得如图所示图线。

(5)根据牛顿第二定律可得nmg＝(M＋5m)a，则a＝mgM＋5m n，图线斜率k＝mgM＋5m ＝1.005，可得M＝0.45 kg(6)若不平衡摩擦力，则有 nmg－μ[M＋(5－n)m]g＝(M＋5m)a，则 a＝ mg＋μmgM＋5mn－ μMg＋5μmgM＋5m，所以 a－n图线仍是直线，但直线不过原点，斜率变大，故 B、C 正确。

答案(3)0.39(4)见解析图(5)0.45(6)BC 2．解析(2)由图(b)可知托盘称量程为 10 kg，指针所指的示数为 1.40 kg(4)由多次测出的 m值，利用平均值可求m＝1.81 kg。而模拟器的重力为G＝m 0 g＝9.8 N，所以小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 F N ＝mg－m 0 g≈7.94 N；根据径向合力提供向心力，即 7.94 N－(1.40－1.00)×9.8 N＝ 0.4v2R，解得 v≈1.4 m/s。

答案(2)1.40(4)7.9 1.4 3．解析(1)根据纸带数据可知，加速度 a＝（x CD ＋x DE）－（x AB ＋x BC）4T 2＝3.25 m/s；打 C 点时物块的速度 v C ＝ x BD2T ＝1.79 m/s(2)由牛顿第二定律得加速度 a＝gsin θ－μgcos θ，所以要求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是斜面的倾角。

答案(1)3.25 1.79(2)C 4．解析 ①实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项 A 正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项 D 错误。

②相邻的两计数点间的时间间隔 T＝0.1 s，由逐差法可得小车的加速度 a＝ s 6 ＋s 5 ＋s 4 －s 3 －s 2 －s 19T 2 ＝（7.64＋6.78＋5.97－5.19－4.41－3.59）×10－ 29×0.1 2 m/s 2 ＝0.80 m/s 2 打点计时器在打 B 点时小车的速度 v B ＝ s 1 ＋s 22T＝（3.59＋4.41）×10－ 22×0.1 m/s＝0.40 m/s

答案 ①AB ②0.80 0.40 5．解析(1)做出 F－l 图象，如图甲所示，求得直线的截距即为 l 0，可得 l 0 ＝10.0 cm(2)可计算橡皮筋的劲度系数 k＝FΔx ＝2.50.05 N/m＝50 N/m 若 OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则橡皮筋的弹力为 F＝kΔx＝50×(6.00＋7.60－10.00)×10－ 2 N＝1.80 N 则此时 F OA ＝F＝1.80 N(3)F OB ＝F OA ＝1.80 N，两力的合力 F′如图乙所示。

(4)通过比较 F 和 F O O ′的大小和方向，可得出实验结论。

答案(1)10.0(9.8、9.9、10.1 均正确)(2)1.80(1.70～1.90 均正确)(3)如图乙所示(4)F O O ′