力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題1

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列實(shí)驗(yàn)中紙帶的處理1根據(jù)紙帶上點(diǎn)的密集程度選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打n個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為n個(gè)打點(diǎn)時(shí)間間隔，即T=0.02n（s）。一般取n5，此時(shí)T=0.1s。s6436210s5s4s3s2s1SSSSSSS62計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離：，3測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度。物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。如上圖中第4點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：。4測(cè)定作勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的加速度，一般用逐差法求加速度。將如上圖所示的連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移、分成兩組，利用可得：、，再算出的、平均值，即：就若為奇數(shù)組數(shù)據(jù)則將最短的一組去掉，然后再將數(shù)據(jù)分組利

2、用逐差法求解。例1某學(xué)生用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶，他在紙帶上便于測(cè)量的地方選取第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明，第六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明，第十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明，第十六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明，第二十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明。測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)已模糊不清，于是他測(cè)得長為，長為，長為，則打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_。（保留三位有效數(shù)字）例2 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置，另外他們還找到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源一臺(tái)、天平、刻度尺、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、砝碼若干實(shí)驗(yàn)步驟如下：將長木板左端墊起，平

3、衡小車與木板之間的摩擦力；測(cè)量托盤及砝碼的總質(zhì)量m；接通電源后靜止釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下帶著紙帶一起運(yùn)動(dòng)圖2是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶(1)紙帶的_(填“左端”或“右端”)與小車相連圖 1 圖2 (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz，在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，打點(diǎn)1時(shí)小車的速度v1_ m/s，打點(diǎn)3時(shí)小車的速度v3_ m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)用天平測(cè)得托盤及砝碼的總質(zhì)量為m0.10 kg，若將托盤及砝碼的重力看做小車受到的合外力，由點(diǎn)1到點(diǎn)3過程中合力對(duì)小車做功W合_ J(g9.8 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)考慮實(shí)驗(yàn)過程

4、中存在誤差后，請(qǐng)判斷此次實(shí)驗(yàn)中使用的小車的質(zhì)量可能是：_.A0.88 kg B0.98 kg C1.00 kg D1.08 kg打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖3例3 一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如圖3所示。圖4是打出的紙帶的一段。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用圖2給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_。為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需測(cè)量的物理量有 。用測(cè)得的量及加速度a表示小車在下滑過程中所受的阻力計(jì)算式為f =_ 。 圖4（單位：cm）5.125.746.417.057.688.339.618.9510.26例4 (1)如圖5所示，在“探

5、究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，為了平衡小車運(yùn)動(dòng)中受到的阻力，應(yīng)該采用下面所述的_方法(填“a”、“b”或“c”)圖 5a逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使靜止的小車開始運(yùn)動(dòng)b逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使小車在木板上保持靜止c逐步調(diào)節(jié)木板的傾斜程度，使夾在小車后面的紙帶上所打的點(diǎn)間隔均勻(2)在上述實(shí)驗(yàn)操作中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz.某同學(xué)打出的一段紙帶如圖6所示，O、A、B、E為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，則小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為_ m/s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)圖 7圖 6(3)若某同學(xué)分別用1根、2根、5根相同的橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度分別為0.52

6、m/s、0.78 m/s、0.96 m/s、1.08 m/s、1.22 m/s.請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖7的坐標(biāo)紙上畫出橡皮筋所做的功W與小車獲得的速度v之間的關(guān)系圖象甲 圖 8 乙二、驗(yàn)證力的平行四邊形法則和探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系例5 在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容：A將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細(xì)線B其中一根細(xì)線掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖8甲所示，記錄：_、_、_.C將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度，如圖乙所示，小心調(diào)整B、C的位

7、置，使_圖 10_，記錄_(2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，那么圖乙中sin sin _.例6 小華在豎直懸掛的彈簧下端加掛鉤碼，測(cè)量一輕彈簧的勁度系數(shù)，根據(jù)所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在彈力F跟彈簧長度L關(guān)系的坐標(biāo)系中描點(diǎn)如圖10所示全過程未超過彈簧的彈性限度 (1)請(qǐng)根據(jù)已描出的點(diǎn)作出FL圖象；(2)由圖象知彈簧的勁度系數(shù)K= Nm.三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例7 光電計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)如圖11(a)所示，當(dāng)有物體從M、N間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間，若知道物體的長度，就可知道物體通過光電門的速度如圖(b)，E、F為上下兩個(gè)光電門，現(xiàn)要利用此裝置探究機(jī)械能守恒定律圖 11(1)讀出圖(c)中游標(biāo)卡尺測(cè)

8、量的物塊A厚度為_ cm.(2)讓物塊A從某一位置下落，通過測(cè)量并計(jì)算得出它通過光電門E和F的速度分別為v1和v2 ，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，若要探究物塊在E、F之間運(yùn)動(dòng)的過程機(jī)械能是否守恒，還需測(cè)量的物理量為_若_和_在誤差允許的范圍內(nèi)相等，則可說明物塊的機(jī)械能守恒(用物理量的字母符號(hào)表示)例8 如圖a所示，在“用DIS系統(tǒng)測(cè)量小車加速度”的實(shí)驗(yàn)中，將長為1m的水平軌道一端墊高1Ocm形成斜面從斜面頂端由靜止釋放質(zhì)量為05kg的小車后，得到圖b所示的v-t圖象(小車與軌道末端碰撞后立刻停下)，若g取1Oms2則小車在下滑過程中 (1)加速度大小為 ms2； (2)受到的平均阻力大小為 N&#

9、183;例9 如圖12甲所示為測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓形卡紙的旁邊安裝一個(gè)改裝了的電火花計(jì)時(shí)器下面是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟：.使電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙保持良好接觸；圖 12.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起來；.接通電火花計(jì)時(shí)器的電源，使它工作起來；.關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，拆除電火花計(jì)時(shí)器；研究卡紙上留下的一段痕跡(如圖19乙所示)，寫出角速度的表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)，得出的測(cè)量值(1)要得到角速度的測(cè)量值，還缺少一種必要的測(cè)量工具，它是 ()A秒表 B游標(biāo)卡尺C圓規(guī) D量角器(2)寫出的表達(dá)式，并指出表達(dá)式中各個(gè)物理量的含義：_ _ _.例1

10、0科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題，作出假設(shè)，制定計(jì)劃，搜集證據(jù)，評(píng)估交流等。一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與其運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過程如下：A有同學(xué)認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。B他們計(jì)劃利用一些“小紙杯”作為研究對(duì)象，用超聲波測(cè)距儀等儀器測(cè)量“小紙杯”在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)。C在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同學(xué)們首先測(cè)量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時(shí)刻的下落距離，將數(shù)據(jù)填入下表中，圖（a）是對(duì)應(yīng)的位移-時(shí)間圖線。然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落，分別測(cè)出它們的速度-時(shí)間圖線，如圖（b）中圖線1、2、3、4、5所示

11、。D同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，證實(shí)了他們的假設(shè)?；卮鹣铝刑釂枺号c上述過程中A、C步驟相應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)分別是_，_。圖（a）中的AB段反映了運(yùn)動(dòng)物體在做_運(yùn)動(dòng)，表中X處的值為_。圖（b）中各條圖線具有共同特點(diǎn)：“小紙杯”在下落開始階段做_運(yùn)動(dòng)，最后“小紙杯”做_運(yùn)動(dòng)。比較圖（b）中的1和5，指出在1.01.5s時(shí)間段內(nèi)，速度隨時(shí)間變化關(guān)系的差異：_。時(shí)間（s）1.02.01.0s(m)t(s)0 0.5 1.0 1.52.0AB圖（a）v(m/s)t(s)0 0.5 1.0 1.5圖（b）54321下落距離（m）0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.

12、4472.0X四、讀數(shù)練習(xí)1、如圖13所示，用螺旋測(cè)微器測(cè)定某一金屬絲直徑，測(cè)得的直徑為_ mm；用20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)一工件的長度，測(cè)得的長度為_ cm.圖 14圖132、圖14中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為13.873mm，請(qǐng)?jiān)谙聢D中的可動(dòng)刻度盤的方框中填上刻度值力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題答案例1、【解】0.986 2.58例2、答案(1)左端(2)0.400.60(3)0.098(或9.8×102)(4)A提示：W合(mm車)v32(mm車)v12，代入數(shù)據(jù)解得m車0.88 kg例3、4.00m/s2（3分，3.904.10 m/s2之間都正確）小車質(zhì)量m、斜面上任意兩點(diǎn)間距離l及這兩點(diǎn)的高度差h；。例4、答案(1)c(2)1.40(3)橡皮筋所做的功W與小車獲得的速度v之間的關(guān)系圖象如圖所示例5、(1)B.鉤碼個(gè)數(shù)(或細(xì)線拉力)；橡皮筋與細(xì)線結(jié)點(diǎn)的位置O；細(xì)線的方向(說明：能反映細(xì)線方向的其它記錄也可以)C橡皮筋與細(xì)線結(jié)點(diǎn)的位置與步驟B中結(jié)點(diǎn)位置重合；鉤碼個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的細(xì)線方向(2)例6(1)如圖(2分) (2)23-26(2分) 例7、答案(1)1.21(2)E、F之間的距離Lm(v22v12)mgL例