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1、考点 7力学实验1. （2012安徽理综 T21（ I ）图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图. 砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1) 实验中 , 为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力, 先调节长木板一端滑轮的高度, 使细线与长木板平行 . 接下来还需要进行的一项操作是()A. 将长木板水平放置, 让小车连着已经穿过打点计时器的纸带, 给打点计时器通电 , 调节 m的大小 , 使小车在砂和砂桶的牵引下运动, 从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B. 将长木板的一端垫起适当的高度, 让小车连着已经穿过打点计时器的纸带
2、, 撤去砂和砂桶 , 给打点计时器通电 , 轻推小车 , 从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.将长木板的一端垫起适当的高度, 撤去纸带以及砂和砂桶, 轻推小车 , 观察判断小车是否做匀速运动(2) 实验中要进行质量m和 M的选取 , 以下最合理的一组是()A.M=200 g,m=10 g 、15 g 、 20 g 、 25 g 、30 g 、 40 gB.M=200 g,m=20 g 、40 g 、 60 g 、 80 g 、100 g 、 120 gC.M=400 g,m=10 g 、15 g 、 20 g 、 25 g 、30 g 、 40 gD.M=400 g,m=20 g 、40 g
3、 、 60 g 、 80 g 、100 g 、120 g(3) 图乙是实验中得到的一条纸带 ,A 、 B、C、D、E、F、G为 7 个相邻的计数点 , 相邻的两个计数点之间还有四个点未画出 . 量出相邻的计数点之间的距离分别为:s AB=4.22 cm、 sBC=4.65 cm、 sCD=5.08 cm、 sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm 、 sFG=6.34 cm. 已知打点计时器的工作频率为 50 Hz, 则小车的加速度 a= m/s 2( 结果保留 2 位有效数字 ).【解题指南】 解答本题时要注意以下两点 :(1)实验中应注意分析误差来源及减小误差的方法.(2)利用纸带求
4、加速度时应用位移逐差法.【解析】 (1)要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力, 应将长木板远离定滑轮的一端垫起, 使小车所受重力沿木板向下的分力与小车及纸带所受摩擦力平衡, 即选项 B 正确 .（ 2）要使砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，必须使m M，只有选项 C符合这个要求（ 3）小车的加速度为：a(sDEsEFsFG ) (sAB sBCsCD )9t2，其中 t=0.1s，代入数据得： a=0.42m/s 2【答案】（ 1） B（ 2）C（ 3） 0.422. （2012江苏物理 T11）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数, 小亮设计了如图所示的装置进行实验.实验中 ,
5、 当木块 A 位于水平桌面上的O点时 , 重物 B 刚好接触地面. 将 A 拉到 P 点 , 待 B 稳定后静止释放 ,A 最终滑到 Q点. 分别测量 OP、 OQ的长度 h 和 s. 改变 h, 重复上述实验, 分别记录几组实验数据 .- 1 -(1) 实验开始时 , 发现 A 释放后会撞到滑轮 . 请提出两个解决方法 .(2) 请根据下表的实验数据作出s -h 关系的图象 .h/cm20.030.040.050.060.0s/cm19.528.539.048.056.5(3) 实验测得 A、B 的质量分别为 m=0.40 kg、M=0.50kg. 根据 s-h 图象可计算出 A 木块与桌面
6、间的动摩擦因数 =.( 结果保留一位有效数字)(4) 实验中 , 滑轮轴的摩擦会导致 的测量结果( 选填“偏大”或“偏小”).【解题指南】解答本题第 (3) 问时可按以下思路分析：【解析】 (1)B 减少的重力势能转化成系统的内能和AB 的动能， A 释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能对 A 全程用动能定理确定 h 和 s 的关系利用图象斜率代入求解太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B 的质量 ; 增加细线的长度( 或增大 A 的质量 ; 降低 B 的起始高度 ) 解决。(2) 由表中数据作s-h 图像如下：Mghmgh1 ( Mm) v2 , 1 mv2mgs(3) 由能的转化和守恒定
7、律可得：22，又 A、 B 的质量分别为 m1 Mv 25mgs0.4 。= 0.40kg 、M =0.50kg ，可知 24，在 s -h图象上任取一组数据代入可以求得(4) 若考虑滑轮轴的摩擦，有一部分机械能转化成滑轮轴的内能，实际计算时忽略了这部分能量，由于摩擦产生的内能比实际变大，所以测量结果偏大。【答案】 (1) 减小 B的质量 ; 增加细线的长度 ( 或增大 A 的质量 ; 降低 B 的起始高度 )(2) 见解析图(3)0. 4(4)偏大- 2 -3. （2012新课标全国卷 T22）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甲所示，测量金属板厚度时的示数
8、如图乙所示。图甲所示读数为 _mm，图乙所示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm。【解题指南】解答本题应注意以下两点：（ 1）螺旋测微器的读数由两部分组成.（ 2）读数时应注意估读一位.【解析】 根据螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数值=固定刻度值 +可动刻度 0.01mm，读出a、 b两图的读数值分别是0.010mm、 6.870mm；并算出金属板的厚度为6.860mm.【答案】 0.010 ； 6.870 ； 6.8604. （ 2012. 山东理综 T21(1) ）某同学利用图甲所示的实验装置 , 探究物块在水平桌面上的运动规律 . 物块在重物 的牵引下开始运动 , 重物落地后 ,
9、 物块再运动一段距离停在桌面上 ( 尚未到达滑轮处 ). 从纸带上便于测量的点开始 , 每 5 个点取 1 个计数点 , 相邻计数点间的距离如图乙所示 . 打点计时器电源的频率为 50Hz.通过分析纸带数据, 可判断物块在两相邻计数点和之间某时刻开始减速.计数点 5 对应的速度大小为m/s, 计数点 6 对应的速度大小为m/s.( 保留三位有效数字)a物块减速运动过程中加速度的大小为 a=m/s 2, 若用 g 来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g 为重力加速度 ),则计算结果比动摩擦因数的真实值( 选填“偏大”或“偏小” ).【解题指南】 解答本题应把握以下四点：（ 1）判断减速不能根据相邻计
10、数点之间的距离增大或减小.（ 2）利用一段时间内的平均速度表示中间时刻的瞬时速度.as2（ 3）根据公式T求物体的加速度的大小 .（ 4）正确分析摩擦力的来源，判断动摩擦因数偏大还是偏小.【解析】（ 1）由于计数点 6 之前相邻 计数点之间距离之差约为2cm，而 6、7 之间的距离比5、6 之间的距离只大 1.27cm，故可判断物块在相邻计数点6 和 7 之间某时刻开始减速 . 计数点5 对应的速度s46（9.0011.01） 10-2m / sv5 = 2T2 0.1=1.00m/s.纸带加速过程中的加速度s2.0010 222a1T 20.12m / s2.00m / s，则计数点 6 对
11、应的速度为- 3 -v6 v5at (1.002.000.1)m / s 1.2m / s . 物块做减速运动时的加速度大小为as2.00cma2(0.1s)2T22.00m/s . 由牛顿第二定律得： mg=ma，所以，由于除去物块与桌面间有摩擦g力，纸带还受到摩擦力的作用，故计算结果比动摩擦因数的真实值偏大.【答案】 6 7( 或 76)1.00 1.20 2.00 偏大5. （2012广东理综 T34（ 2）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_方向（填“水平”或“竖直”）弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0，弹簧下端挂
12、上砝码盘时，长度记为 Lx ；在砝码盘中每次增加 10g 砝码，弹簧长度依次记为L1 至 L6，数据如下表表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值（ cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号_。由表可知所用刻度尺的最小长度为_。如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值（填“L 0或 L1”）。由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s 2）。【解题指南】 本题要注意测量仪器的精度及正确读数，同时要注意利用
13、图像法求解问题的几个重要的物理量，例如斜率、截距等等。【解析】 测量弹 簧的长度时应在竖直方向.测量仪器是10 分度的需要估读到最小精度的下一位，则此刻度尺的最小精度应为1mm，故 L3 读数错误。横轴表示的是弹簧的形变量，故为弹簧长度与L 0 的差值。kmk1010由 mg kx 得图像的斜率xg210320.5，故 k=4.9N/m ，挂了砝码盘后弹簧伸长了2cm，由 mg kx 知其质量为 10g。【答案】 竖直 稳定L 3 1mm L 0 4.9 10g6. （2012海南单科 T14）一水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与一小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点，
14、如图（ a）所示。- 4 -现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep 与其被压缩时长度的改变量x 的关系。 先推动小 滑块压缩弹簧， 用米尺测出 x 的数值；然后将小滑块从静止释放。肜计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用时间t 。多次改变x 值及其对应的t 值如下表所示。( 表中的 1/t值是根据t 值计算得出的)根据表中数据，在图（b）中1x的方格纸上作出t图线。(2) 回答下列问题：（不要求写出计算或推导过程）1x已知点（ 0， 0）在 t图线上，1x1与 x从 t图线看， t是什么关系 ?1从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek 与 t 是什么关系（不考虑摩擦力）?当弹簧
15、长度改变量为x 时，弹性势能Ep 与相应的Ek 是什么关系？综合考虑以上分析，Ep 与 x 是什么关系？【解题指南】 弹簧压缩量x 越大，弹性势能越大，滑块脱离弹簧时获得的动能越大，滑块从O运动到 A 的时间 t 越小。压缩量x 与滑块从O运动到 A 的时间 t 有一定的关系。【解析】（ 1）描点，作直线，如图所示- 5 -（ 2）滑块运动到O点过程，弹性势能转化为动能，机械能守恒，即压缩x 时的弹性势能Ep 等于滑块在O点时的动能 Ek ，滑块在 O点的右边做匀速直线运动，设vlE p Ek1 ml 2 (1)2OA=l, 则运动速度t , 即2t1从图线可看出， t 与 x 成正比关系（或线性关系） ；Ek1 ml 2 (1) 21滑块脱离弹簧时的动能2tk与 (t，所以 E弹簧压缩量为x 时， Ep=Ek；) 2 成正比；11弹性势能Ep 与 ( t ) 2 成正比，而t 与 x 成正比，所以Ep 与 x2 成正比。1【答案】（ 1） t -x 图线如图所示：11（ 2） t 与 x 成正比关系；E k 与 ( t ) 2 成正比；E p=Ek ；Ep 与 x2 成正比。- 6 -