力學(xué)實驗綜合應(yīng)用

1．某興趣小組的同學(xué)看見一本物理書上說“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時彈性勢能為Ep＝kx2”，為了驗證該結(jié)論就嘗試用“研究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗裝置(如圖甲)設(shè)計了以下步驟進行實驗．

實驗步驟：

A．水平桌面上放一長木板，其左端固定一彈簧，通過細(xì)繩與小車左端相連，小車的右端連接打點計時器的紙帶；

B．將彈簧拉伸x后用插銷鎖定，測出其伸長量x；

C．打開打點計時器的電源開關(guān)后,拔掉插銷解除鎖定，小車在彈簧作用下運動到左端；

D．選擇紙帶上某處的A點測出其速度v；

E．取不同的x重復(fù)以上步驟多次，記錄數(shù)據(jù)并利用功能關(guān)系分析結(jié)論．

實驗中已知小車的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，則：

(1)長木板右端墊一小物塊，其作用是__________________________________________________；

(2)如圖乙中紙帶上A點位置應(yīng)在________(填s1、s2、s3)的段中取；

(3)若Ep＝kx2成立，則實驗中測量出物理量x與m、k、v關(guān)系式是x＝________．

【答案】(1)平衡摩擦力(2)s2(3)v

2．圖(a)為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置示意圖．實驗步驟如下：

①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；用米尺測

量兩光電門之間的距離s；

②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；

③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間ΔtA和ΔtB，求出加速度a；

④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值；

⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ.回答下列問題：

(1)測量d時，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1

mm)的示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為________cm.(2)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a＝________.(3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、和重力加速度g表示為μ＝_____.(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．

【答案】(1)0.960(2)

(3)(4)系統(tǒng)誤差

3．利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動．

(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度b，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出b＝________mm.(2)滑塊通過B點的瞬時速度可表示為________．

(3)某次實驗測得傾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為ΔEk＝________，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp則可認(rèn)為系統(tǒng)的機械能守恒．

(4)在上次實驗中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2－d圖像如圖丙所示，并測得M＝m，則重力加速度g＝________

m/s2.【答案】(1)3.85

mm(2)

(3)、(m－)gd(4)9.6

4．某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置：水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．實驗時，保持軌道和細(xì)線水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動實現(xiàn)平衡摩擦力．

(1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？(回答“是”或“否”)

(2)實驗需要用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度l，如圖2所示，則l＝________mm；

(3)實驗獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車(含傳感器和擋光板)的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度l，光電門1和光電門2的中心距離x，某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)F，小車通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1、t2.小車通過光電門2后砝碼盤才落地，重力加速度為g.該實驗對小車需驗證的表達(dá)式是_______________________________

(用實驗中測出的物理量表示)．

【答案】(1)否(2)5.50

(3)Fx－m0gx＝M[()2－()2]

5．某興趣小組的同學(xué)看見一本物理書上說“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時彈性勢能為Ep＝kx2”，為了驗證該結(jié)論就嘗試用“研究加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗裝置(如圖甲)設(shè)計了以

下步驟進行實驗．學(xué)&科網(wǎng)[來源:學(xué)科網(wǎng)]

實驗步驟：

A．水平桌面上放一長木板，其左端固定一彈簧，通過細(xì)繩與小車左端相連，小車的右端連接打點計時器的紙帶；

B．將彈簧拉伸x后用插銷鎖定，測出其伸長量x；

C．打開打點計時器的電源開關(guān)后,拔掉插銷解除鎖定，小車在彈簧作用下運動到左端；

D．選擇紙帶上某處的A點測出其速度v；

E．取不同的x重復(fù)以上步驟多次，記錄數(shù)據(jù)并利用功能關(guān)系分析結(jié)論．

實驗中已知小車的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，則：

(1)長木板右端墊一小物塊，其作用是_______________________________

_________________________________________；

(2)如圖乙中紙帶上A點位置應(yīng)在________(填s1、s2、s3)的段中??；

(3)若Ep＝kx2成立，則實驗中測量出物理量x與m、k、v關(guān)系式是x＝________．

【答案】(1)平衡摩擦力(2)s2(3)v

6.某探究學(xué)習(xí)小組用如圖所示的方案測滑塊與木板間的動摩擦因數(shù).在實驗桌上固定一斜面，在斜面上距斜面底端擋板一定距離處放置一小滑塊，系住小滑塊的輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪后系住一小球，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷細(xì)線后，小滑塊沿斜面向下運動與擋板相碰，小球自由下落與地面相碰，先后聽到兩次碰撞的聲音.反復(fù)調(diào)節(jié)擋板的位置，直到只聽到一次碰撞的聲音.測得此情況下小滑塊距擋板的距離x＝0.5

m，距桌面距離h＝0.3

m，小球下落的高度H＝1.25

m，取g＝10

m/s2.不考慮空氣的阻力，則：[來源:Zxxk.Com]

（1）小滑塊與擋板碰前的速度大小為　　　　m/s.（2）滑塊與木板間動摩擦因數(shù)的表達(dá)式為（用所給物理量的符號表

示），代入數(shù)據(jù)得μ＝

Ｗ.[來源:學(xué),科,網(wǎng)]

【答案】（1）2（2）μ＝　0.25

7.“動能定理”和“機械能守恒定律”是

物理學(xué)中很重要的兩個力學(xué)方面的物理規(guī)律.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置.一個電磁鐵吸住一個小鋼球,當(dāng)將電磁鐵斷電后,小鋼球?qū)⒂伸o止開始向下加速運動.小鋼球經(jīng)過光電門時，計時裝置將記錄小鋼球通過光電門所用的時間t，用直尺測量出小鋼球由靜止開始下降至光電門時的高度h.（1）該同學(xué)為了驗證“動能定理”,用游標(biāo)卡尺測量了小鋼球的直徑，結(jié)果

如下圖所示，他記錄的小鋼球的直徑d＝　　　　cm.（2）該同學(xué)在驗證“動能定理”的過程中,忽略了空氣阻力的影響，除了上

述的數(shù)據(jù)之外是否需要測量小鋼球的質(zhì)量（填“需要”或“不需要”）.（3）如果用這套裝置驗證機械能守恒定律,下面的做法能提高實驗精度的是

Ｗ.A.在保證其他條件不變的情況下，減小小球的直徑

B.在保證其他條件不變的情況下，增大小球的直徑

C.在保證其他條件不變的情況下，增大小球的質(zhì)量

D.在保證其他條件不變的情況下，減小小球的質(zhì)量

【答案】（1）1.320（2）不需要（3）AC

8.某課外活動小組利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律.（1）某同學(xué)用20分度的游標(biāo)卡尺測量一小球的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則小球的直徑d＝　　　cm.（2）如圖乙所示，彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為ΔtA、ΔtB.用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，用游標(biāo)卡尺測得小球直徑為d，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，在誤差范圍內(nèi)，若公式　　　　　　　　成立，就可以驗證機械能守恒（用題中

給出的物理量符號表示）.【答案】（1）1.020（2）（）2－（）2＝2gh

9.如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置.他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B,滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放.（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，則d＝　　　　mm.（2）實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光

電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是__________

______________________________________________________________；

（3）下列不必要的一項實驗要求是　　　?。?（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

（4）改變鉤碼質(zhì)量,測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時

間t,通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)

作出　　　　圖象.（選填“t2F”、“F”或“F”）.【答案】（1）2.25（2）遮光條到光電門的距離L（3）A（4）F

10．在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中

(1)備有器材：A.長木板；B.電磁打點計時器、低壓交流電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車、砝碼;D.裝有細(xì)砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺．還缺少的一件器材是______________．

(2)實驗得到如圖(a)所示的一條紙帶,相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T；B、C間距s2和D、E間距s4已量出，利用這兩段間距計算小車加速度的表達(dá)式為

__________．

(3)同學(xué)甲根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖(b)所示a圖線，從圖線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為______kg；(g取10

m/s2)

(4)同學(xué)乙根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了圖(c)，從圖線可知乙同學(xué)操作過程中可能_____________．

【答案】(1)天平(2)a＝(3)0.02(0.018～0.022均正確)

(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

11．某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恒的實驗,實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器．實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t1，通過B的擋光時間為t2，重力加速度為g.為了證

明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明．

(1)下列必要的實驗測量步驟是________．

A．用天平測出運動小物體的質(zhì)量m

B．測出A、B兩傳感器之間的豎直距離h

C．測出小物體釋放時離桌面的高度H

D．用秒表測出運動小物體由傳感器A到傳感器B所用時間Δt

(2)若該同學(xué)用d和t1、t2的比值分別來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度,并設(shè)想如果能滿足_______關(guān)系式,即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的．

【答案】(1)B(2)－＝2gh

12．如圖甲是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點，加速度大小用a表示．

(1)OD間的距離為________cm.(2)圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的x-t2圖線(x為各計數(shù)點至同一起點的距離)，斜率表示_____________，加速度大小為________m/s2(保留三位有效數(shù)字)．

【答案】(1)1.20(2)加速度的一半(或)0.933

13．某同學(xué)設(shè)計了以下的實驗來驗證機械能守恒定律:在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個磁性滑塊m，滑塊可沿米尺自由下落．在米尺上還安裝了一個連接了內(nèi)阻很大數(shù)字電壓表的多匝線框A，線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過線框，如圖所示．把滑塊從米尺的0刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過線框時的電壓U.改變h，調(diào)整線框的位置，多做幾次實驗，記錄各次的h，U.(1)如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進行分析論證，用圖線________(選填“Uh”或“U2h”)更容易得出結(jié)論．

(2)影響本實驗精確程度的因素主要是____________________________(列舉一點即可)．

【答案】(1)U2h(2)空氣阻力(或電磁感應(yīng)損失機械能)

14．在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中

(1)備有器材：A.長木板；B.電磁打點計時器、低壓交流電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車、砝碼;D.裝有細(xì)砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺．還缺少的一件器材是______________．

(2)實驗得到如圖(a)所示的一條紙帶,相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T；B、C間

距s2和D、E間距s4已量出，利用這兩段間距計算小車加速度的表達(dá)式為__________．

(3)同學(xué)甲根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖(b)所示a圖線，從圖線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為______kg；(g取10

m/s2)

(4)同學(xué)乙根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了圖(c)，從圖線可知乙同學(xué)操作過程中可能

_____________________．

【答案】(1)天平(2)a＝(3)0.02(0.018～0.022均正確)(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

15.某研究小組設(shè)計了一種“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案.如圖所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端與桌面相切)，B是質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點).第一次實驗，如圖(a)所示，將滑槽末端與桌面右端M對齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點，測出滑槽最高點距離桌面的高度h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1；

第二次實驗，如圖(b)所示，將滑槽沿桌面向左移動一段距離并固定，讓滑塊B再次從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P′點，測出滑槽末端與桌面右端M的距離L、M與P′間的水平距離x2.(1)在第二次實驗中，滑塊到M點的速度大小為________.(用實驗中所測物理量的符號表示，已知重力加速度為g).(2)通過上述測量和進一步的計算，可求出滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ，下列能引起實驗誤差的是________.(選填序號)

A.h的測量

B.H的測量

C.L的測量

D.x2的測量

(3)若實驗中測得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，則滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝________.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)

【答案】(1)x2(2)BCD(3)0.5

16.用如圖所示裝置做“驗證動能定理”的實驗.實驗中，小車碰到制動擋板時，鉤碼尚未到達(dá)地面.[來源:學(xué)_科_網(wǎng)]

(1)為了保證細(xì)繩的拉力等于小車所受的合外力，以下操作必要的是________(選填選項前的字母).A.在未掛鉤碼時，將木板的右端墊高以平衡摩擦力

B.在懸掛鉤碼后，將木板的右端墊高以平衡摩擦力

C.調(diào)節(jié)木板左端定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行

D.所加鉤碼的質(zhì)量盡量大一些

(2)如圖是某次實驗中打出紙帶的一部分.O、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出，所用交流電源的頻率為50Hz.通過測量，可知打點計時器打B點時小車的速度大小為______m/s.(3)甲同學(xué)經(jīng)過認(rèn)真、規(guī)范地操作，得到一條點跡清晰的紙帶.他把小車開始運動時打下的點記為O，再依次在紙帶上取等時間間隔的1、2、3、4、5、6等多個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離s及打下各計數(shù)點時小車的瞬時速度v.如圖是根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)繪出的v2－s圖象.已知此次實驗中鉤碼的總質(zhì)量為0.015kg，小車中砝碼的總質(zhì)量為0.100kg，取重力加速度g＝9.8m/s2，則由圖象可知小車的質(zhì)量為________kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).(4)在鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況下，乙同學(xué)認(rèn)為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小.但經(jīng)多次實驗他發(fā)現(xiàn)拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些，造成這一情況的原因可能是__________(選填選項前的字母).A.滑輪的軸處有摩擦

B.小車釋放時離打點計時器太近

C.長木板的右端墊起的高度過高

D.鉤碼做勻加速運動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力

【答案】(1)AC(2)0.36(3)0.18(4)C

17.在探究“彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，小張同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置進行實驗．將該彈簧豎直懸掛，在自由端掛上鉤碼，通過改變鉤碼的個數(shù)，記錄鉤碼的質(zhì)量m和彈簧上指針在刻度尺上的讀數(shù)x.(1)小張同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上用描點法畫出x－m圖象如圖乙所示，由圖象可求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝________

N/m(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.8

m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．

(2)在本次實驗中，考慮到彈簧自身有重量，測得彈簧勁度系數(shù)k的值與真實值相比較________(填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”)．

【答案】(1)73.5(73.0～74.0均可)

(2)沒有影響

18．如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H(H遠(yuǎn)大于d)，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則：

(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d＝________

mm.(2)多次改變高度H，重復(fù)上述實驗，作出隨H的變化圖象如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達(dá)式________時，可判斷小球下落過程中機械能守恒．

(3)實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量ΔEk總是稍小于重力勢能減少量ΔEp，增加下落高度后，則ΔEp－ΔEk將________(選填“增加”、“減小”或“不變”)．

【答案】(1)7.25(2)＝H0(或2gH0t＝d2)

(3)增加

19．某物理興趣小組利用DIS(由加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機組成)驗證牛頓第二定律實驗裝置如圖甲所示．

(1)在該實驗中應(yīng)該采用的研究方法是________，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力F，用DIS測小車的加速度a.(2)保持鉤碼質(zhì)量一定，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可作出a與F的關(guān)系圖線，如圖乙所示；

①分析圖乙中圖線的OA段(直線)可得出的實驗結(jié)論是________________________________________________________________________．

②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________(選正確答案標(biāo)號)．

A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車的質(zhì)量太大

③若繩子拉力不斷增大，AB曲線不斷延伸，那么小車的加速度趨向________；若所掛鉤碼不斷增加，那么繩子的拉力趨向________．

(3)圖丙為研究在外力一定，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時所得的圖象，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量，設(shè)圖丙中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，已知牛頓第二定律成立，則小車受到的拉力為________，小車(含加速度傳感器)的質(zhì)量為________．

【答案】(1)控制變量法

(2)①當(dāng)質(zhì)量一定時，加速度與外力成正比?、贑?、壑亓铀俣取⌒≤嚭图铀俣葌鞲衅鞯目傊亓?/p>

(3)

20．用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點到A球球心的距離為L，使懸線伸直并與豎直方向夾角為β，釋放后A球擺到最低點時恰與B球?qū)π呐鲎?，碰撞后，A球把原來靜止于豎直方向的輕質(zhì)指示針OC推到與豎直方向夾角為α處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙，保持α角度不變，多次重復(fù)上述實驗，白紙上記錄到多個B球的落點，進而測得B球的水平位移x，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.(1)A、B兩個鋼球的碰撞近似看成彈性碰撞，則A球質(zhì)量________(填“大于”“小于”或“等于”)B球質(zhì)量．為了對白紙上打下的多個B球的落地點進行數(shù)據(jù)處理，進而確定落點的平均位置，需要用到的器材是________．

(2)用題中所給的字母表示，碰撞前A球的動量pA＝________，碰撞后A球的動量p′A＝________，碰撞后B球的動量pB＝________.【答案】(1)大于　圓規(guī)

(2)mA　mA　mBs

21.在探究“彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，小張同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置進行實驗．將該彈簧豎直懸掛，在自由端掛上鉤碼，通過改變鉤碼的個數(shù)，記錄鉤碼的質(zhì)量m和彈簧上指針在刻度尺上的讀數(shù)x.(1)小張同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上用描點法畫出x－m圖象如圖乙所示，由圖象可求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝________

N/m(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.8

m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．

(2)在本次實驗中，考慮到彈簧自身有重量，測得彈簧勁度系數(shù)k的值與真實值相比較________(填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”)．

【答案】(1)73.5(73.0～74.0均可)

(2)沒有影響

22．如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H(H遠(yuǎn)大于d)，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則：

(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d＝________

mm.(2)多次改變高度H，重復(fù)上述實驗，作出隨H的變化圖象如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達(dá)式________時，可判斷小球下落過程中機械能守恒．

(3)實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量ΔEk總是稍小于重力勢能減少量ΔEp，增加下落高度后，則ΔEp－ΔEk將________(選填“增加”、“減小”或“不變”)．

【答案】(1)7.25(2)＝H0(或2gH0t＝d2)

(3)增加

23．某物理興趣小組利用DIS(由加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機組成)驗證牛頓第二定律實驗裝置如圖甲所示．

(1)在該實驗中應(yīng)該采用的研究方法是________，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力F，用DIS測小車的加速度a.(2)保持鉤碼質(zhì)量一定，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可作出a與F的關(guān)系圖線，如圖乙所示；

①分析圖乙中圖線的OA段(直線)可得出的實驗結(jié)論是_______________________________________．

②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________(選正確答案標(biāo)號)．

A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車的質(zhì)量太大

③若繩子拉力不斷增大，AB曲線不斷延伸，那么小車的加速度趨向________；若所掛鉤碼不斷增加，那么繩子的拉力趨向________．

(3)圖丙為研究在外力一定，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時所得的圖象，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量，設(shè)圖丙中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，已知牛頓第二定律成立，則小車受到的拉力為________，小車(含加速度傳感器)的質(zhì)量為________．

【答案】(1)控制變量法

(2)①當(dāng)質(zhì)量一定時，加速度與外力成正比?、贑　③重力加速度　小車和加速度傳感器的總重力

(3)

24．用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律，質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點到A球球心的距離為L，使懸線伸直并與豎直方向夾角為β，釋放后A球擺到最低點時恰與B球?qū)π呐鲎玻鲎埠?，A球把原來靜止于豎直方向的輕質(zhì)指示針OC推到與豎直方向夾角為α處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙，保持α角度不變，多次重復(fù)上述實驗，白紙上記錄到多個B球的落點，進而測得B球的水平位移x，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.(1)A、B兩個鋼球的碰撞近似看成彈性碰撞，則A球質(zhì)量________(填“大于”“小于”或“等于”)B球質(zhì)量．為了對白紙上打下的多個B球的落地點進行數(shù)據(jù)處理，進而確定落點的平均位置，需要用到的器材是________．

(2)用題中所給的字母表示，碰撞前A球的動量pA＝________，碰撞后A球的動量p′A＝________，碰撞后B球的動量pB＝________.【答案】(1)大于　圓規(guī)

(2)mA　mA　mBs

25．某同學(xué)設(shè)計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動．他設(shè)計的裝置如圖甲所示．在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50

Hz，長木板下墊著小木片以平衡摩擦力．

(1)若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點的間距(已標(biāo)在圖上)．A為運動的起點，則應(yīng)選________段來計算A碰撞前的速度，應(yīng)選________段來計算A和B碰撞后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)．

(2)已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.4

kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.2

kg，則碰撞前兩小車的總動量為________kg·m/s，碰撞后兩小車的總動量為________kg·m/s.(3)實驗得到的結(jié)論是___________________________________________________．

【答案】(1)BC　DE(2)0.420　0.417(3)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的動量守恒

26．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則．在豎直木板上鋪有白紙，如果鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5一定，光滑的滑輪A固定，光滑的滑輪B與A等高且可沿水平方向移動，移動到某一位置平衡后，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的質(zhì)量相等，回答下列問題：

(1)實驗中OA、OB與水平方向的夾角α、β的值是______．

A．α＝30°，β＝60°　　　　　　B．α＝60°，β＝60°

C．α＝37°，β＝53°

D．α＝45°，β＝45°

(2)在作圖時，你認(rèn)為圖2中________是正確的．(填“A”或“B”)

(3)如圖3甲中O為輕繩的結(jié)點，圖乙中光滑的輕質(zhì)小滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼，兩裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將圖甲中右側(cè)滑輪的端點B沿虛線稍稍上移一些，圖乙中的端點B沿虛線稍稍上移一些，圖乙中的繩長不變，則關(guān)于θ角和OB繩的張力F的變化情況，下列說法正確的是________．

A．甲、乙圖中的θ角均增大，F(xiàn)均不變

B．甲、乙圖中的θ角均不變，F(xiàn)均不變

C．甲圖中θ角增大，乙圖中θ角不變，張力F均不變

D．甲圖中θ角減小、F不變，乙圖中θ角增大，F(xiàn)減小

【答案】(1)C(2)A(3)B

27．如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上B處安裝了一個光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

甲

乙

(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________mm.(2)下列實驗要求不必要的是________(填選項前字母)．

A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(3)改變鉤碼的質(zhì)量，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出________________圖象，若增大滑塊的質(zhì)量，則該圖象的斜率將________(填“增大”“減小”或“不變”)，若增大滑塊釋放處到光電門的距離，則該圖象的斜率將________(填“增大”“減小”或“不變”)．

【答案】(1)2.25(2)A(3)－F　減小　增大