弟五课时力学实验（二轮）.doc

三厂中学2014届高三物理二轮复习 编制：袁红卫 审核：蔡建平
第五课时 力学实验
一　游标卡尺和螺旋测微器的读数
1．毫米刻度尺
长度测量的基本工具是刻度尺，其最小分度一般为1 mm(此时叫做毫米刻度尺)．毫米刻度尺可以精确读到mm位、估读到 mm位(能读取十分之几毫米)．估读的“0”不能舍弃．
2．游标卡尺的读数
游标尺(mm)
精度(mm)
测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的某刻度线对齐时)(mm)
刻度格数
刻度总长度
每小格与1毫米差
10
9
0.1
0.1
主尺上读的毫米数＋0.1 n
20
19
0.05
0.05
主尺上读的毫米数＋0.05 n
50
49
0.02
0.02
主尺上读的毫米数＋0.02 n
3.螺旋测微器的读数
测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.
4．关于估读问题：游标卡尺不需要估读；毫米刻度尺、螺旋测微器需要估读．
【典例1】 (2012·新课标全国卷，22)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图 (a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm.

【典例2】 图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm.

1、图甲中游标卡尺的读数是________ cm，图乙中螺旋测微器的读数是______ mm.

2、某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ时：
(1)用游标卡尺为20分度的卡尺测量其长度如图5－10－5甲所示，由图可知其长度为________cm；

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为________mm.
二　 验证力的平行四边形定则
1.为什么两次结点O的位置不变。
2.为什么要记录弹簧测力计示数大小与细绳套方向．
3.实验中那个合力是测量值，那个合力是真实值。
4.能不能为作图方便分力夹角取30度90度之类的特殊角。
1、(1)某实验小组用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”．将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的挂钩处系一细线，把细线的另一端系在A下端细线上的O点．手持B水平向左拉，使O点缓慢地向左移动，保持B的拉力方向不变．不计弹簧测力计重力，拉力不超出量程，则A、B的示数FA、FB的变化情况是________．
A．FA、FB均变大，其合力大小和方向都不变
B．FA、FB均变大，其合力大小和方向都改变
C．FA变大，FB变小，其合力大小不变，方向改变
D．FA、FB的合力大小改变，方向不变
(2)另一实验小组的甲、乙、丙三位同学做此实验，所用弹簧测力计的量程为0～5 N，他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，此时细绳都与平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小．
甲同学F1和F2的方向互相垂直，F1＝3.0 N、F2＝3.8 N；乙同学F1和F2方向间的夹角约为30°，F1＝F2＝4.0 N；丙同学F1和F2方向间的夹角约为120°，F1＝F2＝4.0 N．这三位同学中操作不合适的是______________．(填“甲”、“乙”或“丙”)

2、图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置，请完成实验操作与记录：
①将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线ac挂一重物G，如图中虚线所示，记录：测力计A的读数F0.
②用弹簧测力计B的挂钩拉另一细线的b端，该细线的另一端系在细线ac上的O点处，手持测力计B保持水平方向缓慢向左拉，到达如图所示位置，记录：O点的位置、________、________、________、______和细线Oc的方向．
③某同学已作出FA、FB和合力实验值F′的图示，请在图乙中作出合力理论值F的图示，比较F′和F的大小和方向，可以得出结论：互成角度的________遵循平行四边形定则．

三 验证机械能守恒定律
1.注意研究对象为个体还是系统。
2.为什么ΔEp总略大于ΔEk?
1、某同学用落体法做“验证机械能守恒定律”实验时，得到如图的纸带，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，所用交流电的频率为50 Hz，O到A、B、C各点的距离如图中所示(单位：cm)，若该同学所用重锤的质量为1 kg，并利用重锤在OB段所显示的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度表示B点对应的瞬时速度，则该过程中重锤重力势能的减少量为________ J，动能的增加量为________ J(均保留三位有效数字)．实验结果发现重力势能的减少量________(填“大于”、“小于”或“等于”)动能的增加量，原因可能是________．(已知当地重力加速度g＝9.80 m/s2)

2、现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上的B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：
(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______，动能的增加量可表示为________．若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为＝_________________________.
(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值．结果如下表所示：

1
2
3
4
5
s/(m)
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
t/(ms)
8.22
7.17
6.44
5.85
5.43
/(×104 s－2)
1.48
1.95
2.41
2.92
3.39
以s为横坐标，为纵坐标，在图5－10－7位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k＝________×104 m－1·s－2(保留三位有效数字)．
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出－s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．

四 验证牛顿第二定律
1.为什么要平衡摩擦。
2.怎样平衡摩擦。
3.为什么m<<M。
1、为了用实验“验证牛顿第二定律”，现提供如图5－10－9所示的实验装置．请回答下列问题：

图5－10－9
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是________；
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中，得到一条打点的纸带，如图5－10－10所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则小车加速度的表示式为a＝________；

图5－10－10

图5－10－11
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，研究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图5－10－11所示．图线________是在轨道倾斜情况下得到的(选填“①”或“②”)；小车及车中的砝码总质量m＝____________ kg.

2、某实验小组利用图5－10－24所示的装置探究加速度与力、质量的关系．

图5－10－24
①下列做法正确的是________(填字母代号)．
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)

图5－10－25
③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码、在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图5－10－25中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木块间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(填“大于”、“小于”或“等于”)
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