力学试验2014.doc

力学试验(2014)
图a
22．(全国1)（6分）某同学利用图（a）所以实验装置及数学化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示。实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题：
（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 （填“线性”或“非线性”）关系。
（2）由图（b）可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是 。
图b
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的适量应该满足的条件是 。
22(全国1)(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量
23 ．(全国2)（9分）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.

P1
P2
P3
P4
P5
P6
x0 (cm)
2.04
4.06
6.06
8.05
10.03
12.01
x (cm)
2.64
5.26
7.81
10.30
12.93
15.41
n
10
20
30
40
50
60
k(N/m)
163
①
56.0
43.6
33.8
28.8
1/k(m/N)
0.0061
②
0.0179
0.0229
0.0296
0.0347

（1）将表中数据补充完整： ① ， ② ；
（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）
给出的坐标纸上画出1/k-n图像；
（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k= ③ N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k= ④ N/m.

23.（9分）
（1）①81.7 ②0.0122
（2）1/k-n图像如图所示：

（3）③1.75×103 1.67×103 1.83×103
n （在 n ~ n 之间均同样给分）

④3.47 （在3.31 3.62
l0 l0 ~ l0 之间均同样给分）

22．(6 分）(大纲卷)
现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面 向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为&、x2、x3、x4。已知@面顶端的高度/z和斜面的长度〜数据如下表所示。重力加速度大小g = 9.80m/s2。

根据表中数据，完成下列填空：
⑵ 物块的加速度a= m/s2(保留3位有效数字)。
⑵因为 可知斜面是粗糙的。
22．（1）4.30（或4.29或4.31）；（2）物块加速度小于＝5.88m/s2（或物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度）
21（8分）（山东）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤：
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在A端向右拉动木板，等 弹簧秤求数稳定后，将计数记叙F；
③改变尚志上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：
G/N
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
F/N
0.59
0.83
0.99
1.22
1.37
1.61
④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞），测量C、D间的距离S。
完成下列作图和填空：
（1）根据表中数据在给定的坐标纸（见答题卡）上作出F—G图线。
（2）由图线求得滑块和木板间的坳摩擦因数＝____________（保留2位有效数字）
（3）滑块最大速度的大小＝____________（用h、s、和重力加速度g表示。）
21、（1）如右图所示
（2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正确）
（3）

22（10分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。
钩码数
1
2
3
4
LA/cm
15.71
19.71
23.66
27.76
LB/cm
29.96
35.76
41.51
47.36
第21题表1

（1） 某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s2）。由表1数据____________（填“能”或“不能”）计算出弹簧2的劲度系数。21.（1）15.95cm--16.05cm （2）12.2—12.8 N/m 能
（2）

21.（安徽）图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.
a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择
c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.

(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点水平距离为40.0cm，则平抛小球的初速度为______m/s,若C点的竖直坐标为60.0cm，则小球在C点的速度为______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）.

8．（四川）（17 分）（I）（6 分）
小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是 （填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是 （填轨迹字母代号）。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向 （选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动。
（1）（6分）b，c，不在
6 .（江苏） 为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验. 小锤打击弹性金属片,A 球水平抛出,同时 B 球被松开,自由下落. 关于该实验,下列说法中正确的有
( A) 两球的质量应相等
( B) 两球应同时落地
( C) 应改变装置的高度,多次实验
( D) 实验也能说明 A 球在水平方向上做匀速直线运动

11 .（江苏） (10 分) 小明通过实验验证力的平行四边形定则.
(1 ) 实验记录纸如题 11 -1 图所示,O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力 F1和 F2 的方向分别过 P1 和 P2 点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力 F3 的方向过 P3 点. 三个力的大小分别为:F1= 3 . 30 N、F2= 3. 85 N 和 F3= 4 . 25 N. 请根据图中给出的标度作图求出 F1 和 F2 的合力.
(2 ) 仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果. 他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度, 发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.
　 实验装置如题 11 -2 图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于 O 点,下端 N 挂一重物. 用与白纸平行的水平力缓慢地移动 N,在白纸上记录下N 的轨迹. 重复上述过程,再次记录下 N 的轨迹.
　 两次实验记录的轨迹如题 11 -3图所示. 过 O 点作一条直线与轨迹交于 a、 b 两点, 则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a 和 b 时所受拉力 Fa、Fb 的大小关系为　 ▲　 .
(3 ) 根据(2 ) 中的实验,可以得出的实验结果有哪些? ( 填写选项前的字母)
( A) 橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
( B) 两次受到的拉力相同时,橡皮筋第 2 次的长度较长
( C) 两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第 2 次受到的拉力较大
( D) 两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大
(4 ) 根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.
11、（1）如图所示 4.7N（4.6～4.9N均可）
（2）Fa＝Fb；
（3）BD；
（4）橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋。（或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧）
(2)（广东）(10分)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.
①如图23(a)，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，有数据算得劲度系数k= N/m，（g取9.8m/s2）
砝码质量（g）
50
100
150
弹簧长度（cm）
8.62
7.63
6.66
②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示；调整导轨，是滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小 .
③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为 .
④重复③中的操作，得到v与x的关系如图23（c）。有图可知，v与x成 关系，由 上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的 成正比.
托盘
砝码
光电门
滑块
0.3
x/m
0
1
2
3
4
5
0.1
0.2
0.4
0.5
v/m/s
0.6
(A)
(B)
(C)
图23

（2）①50 ②相等 ③滑块的动能 ④正比 压缩量