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力学实验
一 、实验题（本大题共6小题 ）
1.（2015新课标2高考真题）某学生用图（a）琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。
（1） 物块下滑是的加速度a=m/s2；打点C点时物块的速度V=M/S;
（2） 已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是（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
2.（2015安徽高考真题）
I．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整：
①用铅笔描下结点位置，记为O；
②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳（套）的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；
③只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3， ；
④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；
⑥比较 的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。
Ⅱ．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 μA，内阻为2500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0—999.9 Ω）和若干导线。
（1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱 （填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为 Ω。
（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图1所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。
1
2
3
4
5
6
R(Ω)
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I(mA)
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR(V)
1.42
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
图1
①根据表中数据，图2中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图2中，并画IR—I图线
②根据图线可得电池的电动势E是 V，内阻r是 Ω。
3. 高二某班做“用单摆测重力加速度”实验。
（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，以下做法正确的有( )
A．选用约1m长、不易形变的细线充当摆线
B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的
C．单摆偏离平衡位置的角度不能过大，应控制在5°以内
D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆的振动周期
（2）①用游标卡尺测量摆球直径d，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用米尺测量出悬线长度l。
②在小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为0，数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n，用停表记下所用的时间为t。请根据他的计数方法写出单摆周期的表达式：______________。
③用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g= 。(用物理量l、d、n、t表达)
（3） 某小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中如果测得g值偏小，原因可能是 （ ）
A．把摆线长与小球直径之和做为摆长
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，秒表过迟按下
D．实验中误将49次全振动次数记为50次
（4）. ①根据某组在图中描出的点，请在图中描绘出T2 -l图线；
②该组从图中求出图线斜率k，则重力加速度g与斜率k的关系式为g= ；
代入数据求得g= m/s2 （结果保留3位有效数字）。
4. 某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间，
实验步骤如下：
① 用游标卡尺测测最滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
② 用直尺测量A、B之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；
③ 将滑块从A点静止释放．由光电计时器读出滑块的挡光时间t；
④ 重复步骤 ③ 数次，井求挡光时间的平均值
⑤ 利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα；
⑥ 多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤做出f—cosα关系曲线。
（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）
①斜面倾角的余弦cosα＝ ；
②滑块通过光电门时的速度v ＝ ；
③滑块运动时的加速度a＝ ；
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f ＝ ；
（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d＝ 。
5. 在“验证机械能守恒的实验”中，已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s2．该实验选取的重锤质量为1.00kg，选取如图所示的一段纸带并测量出相邻各点之间的距离，利用这些数据验证重锤通过第2点至第5点间的过程中遵从机械能守恒定律．通过计算可以得出在第2点位置时重锤的动能为 1.13 J；第5点位置重锤时的动能为 2.21 J；重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为 1.06 J．（保留三位有效数字）
次数
△s（cm）
s（cm）
1
2.0
6.1
2
4.0
12.0
3
6.0
18.2
4
8.0
24.1
5
10.0
29.9
6. 某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如下图所示，在高度为h的光滑水平桌面上，沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌面边缘．使钢球压缩弹簧△x后由静止释放，钢球沿桌面水平飞出，落到水平地面，小球在空中飞行的水平距离为s，实验数据记录如表所示，重力加速度为g． 试导出弹簧的弹性势能EP与m、h、s的关系为 ，分析实验数据，写出s和△x的关系为 ．
0.2016万卷周测卷（十九）答案解析
一 、实验题
1.【答案】（1）3.25；1.79；(2)C
【解析】（1）根据纸带数据可知：加速度；打点C点时物块的速度
（2）由牛顿第二定律得：加速度，所以求出动摩擦因数，还需测量的物理量是斜面的倾角。
2. I.【答案】③沿此时细绳（套）的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线；
⑥F 和F3．
Ⅱ.【答案】（1）并联 5.0； （2）①倾斜直线（略）；②1.53 2.0
【解析】（1），，量程，根据并联分流原理，改装成大量程电流表需并联的电阻；（2）根据闭合电路欧姆定律，，即，所以图像的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小，斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小，由图像可求出E=1.53 V，．
3.【答案】（1）AC（2分） ,（2） 2t/n （2分） π2n2(l+d/2)/t2（2分）
(3)AC （2分） (4)图像略（2分）4π2/k（2分）9..72（2分）
4. 【答案】(1)①②③④
解： 物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① 根据三角形关系可得到
，②根据③根据运动学公式，有既有
④根据牛顿第二定律则有.
(2) 在游标卡尺中，主尺上是3．6cm，在游标尺上恰好是第2条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3．6cm+0．2×1mm=3．62cm。
5.
【分析】：纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
【解析】： 解：根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：
v2==1.5m/s
v5==2.1m/s
在第2点位置时重锤的动能为：EK2=mv22=1.13J
在第5点位置时重锤的动能为：EK5=mv52=2.21J
重力做功等于重力势能的减小量，因此有：
重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为△EP=mgx25=1×9.80×0.108=1.06J
故答案为：1.13； 2. 21； 1.06
【点评】： 用运动学公式、推论和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，要注意单位的换算和有效数字的保留．
6.
分析：
（1）弹簧弹性势能的减小量等于小球动能的增加量；根据平抛运动的分位移公式求解平抛的初速度；
（2）分析表格数据，s和△x成正比，求解出比例系数即可．
解答：
小球做平抛运动，有：
s=vt
h=
根据机械能守恒定律，有：
EP=EK=
联立解得：Ep=；
分析表格数据，s和△x成正比，即s=k△x；
故答案为：，s=k△x（k为比例系数）．
点评：
本题关键明确实验原理，然后根据平抛运动的分运动公式列式并结合表格数据分析．
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