倒計(jì)時(shí)第4天力學(xué)實(shí)驗(yàn)A主干回顧B精要檢索1實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)分類實(shí)驗(yàn)名稱?？家c(diǎn)探究性實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理方法：(1)公式法：v、xaT2；(2)圖象法：v­t圖象加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系控制變量法的應(yīng)用、圖象的處理以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律用自由落體實(shí)驗(yàn)，知道如何從紙帶的數(shù)據(jù)中確定Ep和Ek力的平行四邊形定則彈簧測(cè)力計(jì)的使用注意事項(xiàng)及讀數(shù)、力的圖示、根據(jù)平行四邊形定則求出合力2.物理量的測(cè)量方法待測(cè)量測(cè)量工具方法說(shuō)明長(zhǎng)度刻度尺毫米刻度尺精度為1 mm，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到0.1 mm游標(biāo)卡尺讀數(shù)方法：測(cè)量值主尺上指示的毫米數(shù)精度×游標(biāo)尺對(duì)齊的格數(shù)精度： mm,10分度的游標(biāo)卡尺精度為0.1 mm,20分度的游標(biāo)卡尺精度為0.05 mm,50分度的游標(biāo)卡尺精度為0.02 mm，游標(biāo)卡尺不估讀螺旋測(cè)微器讀數(shù)方法：測(cè)量值主尺上指示的毫米數(shù)(注意半毫米刻線是否露出)精度×轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒上與主尺中心刻線所對(duì)應(yīng)刻度值(注意刻度值要估讀)精度：螺旋測(cè)微器精度為0.01 mm時(shí)間打點(diǎn)計(jì)時(shí)器tnT(n表示打點(diǎn)的時(shí)間間隔的個(gè)數(shù)，T表示打點(diǎn)周期)打點(diǎn)周期與所接交流電周期相同光電計(jì)時(shí)器光電計(jì)時(shí)器能自動(dòng)記錄擋光時(shí)間，顯示在讀數(shù)窗口力彈簧測(cè)力計(jì)力的大小精度×指針指示的格數(shù)(注意估讀)速度打點(diǎn)紙帶若紙帶做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則打某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度等于對(duì)應(yīng)的平均速度頻閃照相(利用等時(shí)間間隔照片信息記錄物體在不同時(shí)刻的位置)同上光電門v0(d表示滑塊上擋光片的寬度，t表示擋光片擋光時(shí)間)由于擋光片的寬度很小，在這里可用平均速度表示其瞬時(shí)速度加速度打點(diǎn)紙帶(頻閃照相)若紙帶做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則a或a光電門若紙帶做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則a(v1、v2分別表示通過(guò)光電門測(cè)得的滑塊在t1、t2兩個(gè)時(shí)刻的速度，t表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔)C.考前熱身1利用如圖1裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)：(1)以下說(shuō)法正確的是_圖1A用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響B(tài)用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)繩與滑軌平行C用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力D用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(2)本裝置中要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖2所示為實(shí)驗(yàn)室常用的兩種計(jì)時(shí)器，其中b裝置用的電源要求是_ab圖2 A交流220 VB直流220 VC交流46 VD直流46 V(3)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖3，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源上，則此次實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為_(kāi)m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖3【解析】(1)小車與滑軌間存在的摩擦力不會(huì)影響小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故不需要平衡摩擦力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；為保持小車所受拉力方向不變，需要調(diào)整滑輪高度使連接小車的細(xì)繩與滑軌平行，B項(xiàng)正確；平衡摩擦力后，mgsin mgcos ，即tan ，即只需要調(diào)整好軌道傾角即可，與砝碼與砝碼盤總質(zhì)量無(wú)關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；FM·mg，所以為確保小車所受拉力近似等于砝碼盤和盤內(nèi)砝碼總重力，盤及盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量，D項(xiàng)正確(2)b為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用46 V低壓交流電源，C項(xiàng)正確；a為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使用交流220 V電源(3)紙帶中A點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以它為中間時(shí)刻某段位移的平均速度，即vA m/s0.53 m/s.【答案】(1)BD(2)C(3)0.53(0.510.53均對(duì))2某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器，探究輕彈簧彈性勢(shì)能與形變量的關(guān)系如圖4甲所示，氣墊導(dǎo)軌上有很多小孔，氣泵輸入壓縮空氣，從小孔中噴出，會(huì)使質(zhì)量為0.5 kg的滑塊與導(dǎo)軌之間有一層薄的空氣，使二者不接觸從而大大減小阻力一端固定有輕彈簧的滑塊在導(dǎo)軌上滑行，當(dāng)通過(guò)數(shù)字計(jì)時(shí)器時(shí)，遮光片擋住光源，與光敏管相連的電子電路就會(huì)記錄遮光時(shí)間t.圖4(1)接通氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，輕推滑塊，使其剛好能夠勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平(2)使用10分度游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊上遮光片寬度如圖乙所示，讀出其寬度為d_ cm.(3)壓縮彈簧記錄其壓縮量(4)釋放滑塊，滑塊離開(kāi)彈簧后通過(guò)數(shù)字計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t.(5)多次重復(fù)步驟(3)和(4)，將數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)表格中，并計(jì)算出滑塊相應(yīng)的動(dòng)能彈簧壓縮量x(cm)1.002.003.004.005.00遮光時(shí)間t(ms)57.528.419.114.411.5滑塊的動(dòng)能Ek(J)0.0100.0410.0910.160(6)由機(jī)械能守恒定律可知，滑塊的動(dòng)能等于釋放滑塊時(shí)彈簧的勢(shì)能(7)表格中彈簧壓縮量為5.00 cm時(shí)，滑塊動(dòng)能為_(kāi) J(結(jié)果要求保留三位有效數(shù)字)(8)由表格中數(shù)據(jù)可知，彈簧的彈性勢(shì)能與其形變量的關(guān)系為_(kāi)【解析】游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11 mm，十分度卡尺精確度為0.1 mm，游標(biāo)尺上第5刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為0.5 mm，所以遮光片寬度為11.5 mm1.15 cm.彈簧壓縮量為5 cm時(shí)，遮光片通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度為v，滑塊的動(dòng)能Ekmv2，代入已知數(shù)據(jù)解得Ek0.250 J，由機(jī)械能守恒定律可知，滑塊的動(dòng)能等于釋放滑塊時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能，比較第一、三行數(shù)據(jù)可知，彈簧的彈性勢(shì)能與其形變量的平方成正比【答案】(2)1.15(7)0.250(8)彈簧的彈性勢(shì)能與其形變量的平方成正比3用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，重力加速度為9.8 m/s2.(1)運(yùn)用公式mv2mgh時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是重錘由靜止出發(fā)，為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近_(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量m1 kg，打點(diǎn)紙帶如圖5所示，則打下B點(diǎn)時(shí)，重錘的動(dòng)能Ek_J；從開(kāi)始下落至打下B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能的減少量Ep_J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖5(3)由上述實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是_【解析】(1)用公式mv2mgh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是紙帶上打下第1點(diǎn)時(shí)，重錘的初速度為零，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，打點(diǎn)周期為0.02 s，重錘開(kāi)始下落后，在第一個(gè)打點(diǎn)周期內(nèi)下落的高度為hgT2×9.8×(0.02)2 m2 mm，所以所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近2 mm.(2)由題圖，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有vB m/s0.58 m/s，打下B點(diǎn)時(shí)重錘的動(dòng)能EkBmv0.168 J；從開(kāi)始下落至打下B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能的減少量Epmgh1×9.8×0.017 6 J0.172 J.(3)由以上數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘下落過(guò)程中機(jī)械能守恒【答案】(1)2 mm(2)0.1680.172(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘的機(jī)械能守恒4某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖6甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，紙帶上每?jī)蓚€(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)甲乙圖6(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為_(kāi)m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)(2)有一位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量作出了圖7中的A圖線，另一位同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了如圖7中的B圖線試分析：圖7A圖線上部彎曲的原因是_；B圖線在縱軸上有截距的原因是_【解析】(1)因?yàn)閤CExACa(2T)2，所以a m/s23.2 m/s2.(2)隨著鉤碼質(zhì)量的不斷增加，將不再滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量這一要求平衡摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板遠(yuǎn)離滑輪的一端墊得過(guò)高，導(dǎo)致形成斜面的傾角過(guò)大【答案】見(jiàn)解析