第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)1(2016成都模擬)利用如圖甲所示裝置做“探究彈力和彈簧伸長量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”所用的鉤碼質(zhì)量均為30 g實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將4個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧下端，每次掛完鉤碼待彈簧穩(wěn)定后測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長度，并將數(shù)據(jù)填在下表中(彈簧始終未超過彈性限度，取g10 m/s2)試完成下列問題：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345鉤碼總質(zhì)量(g)0306090120彈簧總長度(cm)6.007.118.209.3110.40(1)請(qǐng)?jiān)谌鐖D乙所示坐標(biāo)紙中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象(2)由圖象求得該彈簧的勁度系數(shù)k_27_N/m(保留兩位有效數(shù)字)(3)某同學(xué)直接利用表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了如圖丙所示的鉤碼質(zhì)量m跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象，那么該圖象斜率所表示的物理意義是_彈簧勁度系數(shù)k與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的比值；彈簧的原長_；該圖象在橫軸上截距的物理意義是_彈簧勁度系數(shù)k與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的比值；彈簧的原長_解析：(1)彈簧所受的拉力為鉤碼的重力，彈力大小F跟彈簧總長度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象如圖所示(2)彈簧的勁度系數(shù)k等于Fx圖象的斜率，為求直線的斜率，可在直線上取兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的點(diǎn)，如(8.20,0.60)和(10.40,1.20)，則k0.27 N/cm27 N/m.(3)根據(jù)胡克定律有mgkx，所以題圖丙所示圖象斜率的物理意義是彈簧勁度系數(shù)k與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的比值；圖象在橫軸上的截距表示彈簧的原長2(2016河南六市統(tǒng)考)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，提供的器材有：帶定滑輪的長木板、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、木塊、紙帶、米尺、8個(gè)質(zhì)量均為20 g的鉤碼以及細(xì)線等實(shí)驗(yàn)操作過程如下：A長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上并與電源連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與木塊相連，細(xì)線一端與木塊相連，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在木塊上；B使木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，釋放木塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，記下懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)n；C將木塊上的鉤碼逐個(gè)移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作B：D測(cè)出每條紙帶對(duì)應(yīng)木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.n45678a(m/s2)0.501.302.203.003.90(1)如圖是某同學(xué)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫出從紙帶上測(cè)出x13.20 cm，x24.52 cm，x58.42 cm，x69.70 cm.則木塊加速度大小a_1.3_m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(2)根據(jù)表數(shù)據(jù)，在下圖中作出an圖象；由圖線得到_0.30(0.280.32都正確)_(g10 m/s2)，還可求的物理量是_木塊的質(zhì)量_(只需填寫物理量名稱)解析：(1)根據(jù)xat2有x5x6(x1x2)24at2，所以有(8.429.70)102 m(3.204.52)102 m24a0.12，解得1.3 m/s2.(2)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出圖象，如答圖所示；對(duì)木塊與鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得nmg(8n)mMg(8mM)a，ag，由圖象得n0時(shí)，ga3，0.31(0.280.32均正確)，由圖象還可以求出木塊質(zhì)量3(2016合肥一中第一學(xué)期段一考)某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50 Hz，動(dòng)滑輪輕質(zhì)且光滑實(shí)驗(yàn)步驟如下：A按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直；B調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運(yùn)動(dòng)；C掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；D改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程，回答以下問題：(1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_C_.A小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)C與小車相連的輕繩與長木板一定要平行D彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半E.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車的加速度a_0.88_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)乙(3)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是_A_.解析：(1)由實(shí)驗(yàn)裝置可知砝碼盤下落的高度為h時(shí)，小車沿木板下滑的距離為2h，故小車的加速度為砝碼盤的2倍，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于砝碼盤加速下落，故處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若細(xì)繩不與木板平行，則木板方向是由細(xì)繩拉力的分力產(chǎn)生加速度，給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，故要求細(xì)繩一定平行于木板方向，選項(xiàng)C正確；對(duì)砝碼盤由牛頓第二定律有mg2FTma，解得測(cè)力計(jì)的讀數(shù)FTm(ga)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由于本實(shí)驗(yàn)利用測(cè)力計(jì)可以直接讀出細(xì)繩的拉力，故不需要砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，選項(xiàng)E錯(cuò)誤；(2)由題意知時(shí)間間隔T0.1 s，由xaT2，可知a102m/s20.88 m/s；(3)根據(jù)牛頓第二定律Fma，可知aF，選項(xiàng)A正確4(2016吳起5月模擬)某課外活動(dòng)小組利用力傳感器和位移傳感器進(jìn)一步探究變力作用下的“動(dòng)能定理”如圖甲所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細(xì)繩，測(cè)出拉力F1用位移傳感器測(cè)出小車的位移x和瞬時(shí)速度v.已知小車質(zhì)量為200 g.甲 乙 丙(1)某次實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)如表所示，vx圖象已經(jīng)畫出，如圖乙所示，請(qǐng)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙內(nèi)圖丙中畫出Fx圖象，并求出x0.30 m到0.52 m過程中變力F做的功W0.18J，此過程動(dòng)能的變化量Ek_0.17_J(保留2位有效數(shù)字).x/mF/Nv/ms0.301.000.000.310.990.310.320.950.440.350.910.670.400.810.930.450.741.100.520.601.30(2)指出下列情況可減小實(shí)驗(yàn)誤差的操作是_CD_.(填選項(xiàng)前的字母，可能不止一個(gè)正確選項(xiàng))A使拉力F要遠(yuǎn)小于小車的重力B使拉力F要遠(yuǎn)大于小車的重力C實(shí)驗(yàn)時(shí)要先平衡摩擦力D要使細(xì)繩與滑板表面平行解析：(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙內(nèi)題圖丙中畫出Fx圖象，根據(jù)Fx圖象可知，當(dāng)x10.30 m時(shí)，F(xiàn)11.00 N，x20.52 m時(shí)，F(xiàn)20.60 N，因此：W(x2x1)0.18 J.速度v隨位移x變化圖象可知：x10.30 m，v10，x20.52 m時(shí)，v21.30 m/s Ekm(vv)0.17 J.(2)該實(shí)驗(yàn)中不是利用懸掛的重物的重力表示細(xì)繩的拉力，而是直接測(cè)量出細(xì)繩的拉力，因此不需要使拉力F要遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于小車的重力，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)平衡了摩擦力且細(xì)繩與滑板表面平行時(shí)，細(xì)繩上的拉力才等于小車所受合外力，故C、D正確5(2016福州質(zhì)檢題)某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置，將質(zhì)量為m1.5 kg的鉤碼P與質(zhì)量為M5.0 kg的小車Q組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象來驗(yàn)證動(dòng)能定理，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：(重力加速度g取10 m/s2)A將一端帶滑輪的木板放在水平桌面上，有滑輪的一端伸出桌邊沿B在木板不帶滑輪的一端安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器跟頻率為50 Hz的交流電源相連C將小車Q放在木板上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的附近，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并與小車相連D細(xì)繩的一端與小車Q相連，另一端跨過滑輪與鉤碼P相連E接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后釋放小車Q，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)如圖乙所示圖中A、B、C、H是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)記錄點(diǎn)未標(biāo)出，設(shè)紙帶上兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之的時(shí)間間隔為T.乙(1)紙帶上兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T_0.1_s.(2)由圖乙所示的紙帶，通過分析計(jì)算可知，小車Q運(yùn)動(dòng)中受到的阻力f_2_N.(3)從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)到打下C點(diǎn)的過程中，對(duì)鉤碼P與小車Q組成的系統(tǒng)，合外力做的功為W_(mgf)s2_(用M、m、g、f、T、s1、s2、s3、中的相關(guān)符號(hào)表示)；鉤碼P與小車Q組成的系統(tǒng)動(dòng)能的改變量Ek(s2s3)2(s1s2)2(用M、m、g、f、T、s1、s2、s3、中的相關(guān)符號(hào)表示)(4)該實(shí)驗(yàn)中，每次實(shí)驗(yàn)所求得的W都略大于Ek，引起該實(shí)驗(yàn)誤差的原因是_鉤碼P下落過程中受到空氣的阻力_(只需填寫一個(gè)即可)解析：(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T5T0，T0為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期，即T00.02 s，故T0.1 s(2)由紙帶可求得小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a由牛頓第二定律得mgf(Mm)a解得f2 N(3)從B到C的過程中，合外力做的功為W(mgf)s2由紙帶可知：vB，vC則Ek(Mm)(vv)(s2s3)2(s1s2)2(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，W略大于Ek的原因有：鉤碼P下落過程中受到空氣的阻力；計(jì)算過程中忽略了滑輪的質(zhì)量即滑輪獲得的動(dòng)能；滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到軸、空氣的阻力等