(共129张PPT)
专题七 力学实验
考点展示
知识网络
实验一：研究匀变速直线运动
实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三：验证力的平行四边形定则
实验四：验证牛顿运动定律
实验五：探究动能定理
实验六：验证机械能守恒定律
1．要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧测力计、灵敏电流计、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱等．
2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差．
3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果．间接测量的有效数字运算不作要求.
产生原因
减小方法
偶然
误差
读数误差
弹簧测力计数据在允许的条件下尽量大些，读数时眼睛要正视
作图误差
两分力夹角不能太大或太小，作图时两力的对边一定要平行
系统
误差
弹簧测力计
本身的误差
选较准确的弹簧测力计
真题体验
ZHENTI
TIYAN
知识梳理
ZHISHI
SHULI
接电源
纸带
典例精析
DIANLI
JINGXI
考点演练
KAODIAN
YANLIAN
限位孔
墨粉纸盘
振针/永久磁铁
线圈脉冲开郑
复写细b
压纸
纸盘轴
振片
电源插C纸带
甲
0
2
丙
刻度尺
钩
350
300
250审u
■■■■■■■■■■
■■■■■■國啁■■■■■■■■■■
200H
■■■■■
150
100用
■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
20222426283032341cm
图2
11-F11
O
2
B
甲
F
FIF
20
10
传感器
F
1015A5101
ancm
10
o电脑
20
甲
乙
O
2.0
■■■■■■■■■
1.6
1.2
■■□■■□
0.8
0.4
0510152025(×102m
G
E
E
F1
图甲
图乙
打点计时器
M
m合
细绳
纸带
小盘
端有团小车
定滑轮
打点计时器
砝码的长木板实验台
车打点计时器
纸带
乙
丙
a
O
光电门乙光电门甲遮光片
小车
长木板
力传感器
沙桶
O
O
B
O
77
B
C
D
打点计时器
纸带小车
橡皮筋
木板
打点计一-纸带
时器
夹子
重物
带有定滑轮实验小车
接电源
的长木板
纸带
细绳
沙桶
打点计时器合格演练测评（七）
（力学实验）
姓名：__________ 班级：__________ 正确率：__________
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
一、单项选择题
1．在“研究匀变速直线运动”的实验中，使用工作频率为50
Hz的打点计时器，打点时间间隔为( )
A．0.02
s
B．0.04
s
C．0.05
s
D．0.1
s
答案：A
2．如图所示，是电源频率为50
Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点．则a至f之间的时间为( )
A．0.02
s
B．0.10
s
C．0.12
s
D．0.60
s
答案：B
3．(2017年1月·广东学考)如图是在“研究匀变速直线运动”的实验中用打点计时器打出的纸带，纸带上的点记录了物体运动的信息．在纸带上选择3个计数点0、1、2，相邻两点间的时间间隔均为0.1
s，距离如图所示，则打下计数点1时，物体的瞬时速度大小为( )
A．0.156
m/s
B．0.456
m/s
C．0.612
m/s
D．0.912
m/s
答案：B
4．电磁打点计时器和电火花打点计时器的电源频率相同，工作时，下列说法中正确的是( )
A．它们打点周期相同
B．都使用4～6
V的低压直流电源
C．都使用4～6
V的低压交流电源
D．都使用220
V的高压交流电源
答案：A
5.一实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示．下列表述正确的是( )
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
答案：B
6．在“验证力的平行四边形定则”试验中，分别使用一个测力计和两个测力计拉伸橡皮条的结点至相同位置．这样做的目的是( )
A．便于作图
B．便于记录测量点
C．便于读测力计示数
D．保证两次拉伸橡皮条的效果相同
答案：D
7．如图所示，在“验证力的平行四边形定则”实验中，用力F1、F2通过弹簧测力计拉动橡皮条端点的小圆环，使橡皮条再次伸长，实验中必须确保( )
A．F大小等于F1大小与F2大小之和
B．F大小等于F1大小与F2大小之差
C．橡皮条的伸长量可以超过弹性限度
D．两次橡皮条伸长量均应使小圆环处于同一位置
答案：D
8.在探究“弹力和弹簧伸长关系”的实验中，测得弹力F与弹簧长度x的关系如图所示，图中x0表示( )
A．劲度系数
B．弹簧伸长量
C．砝码质量
D．弹簧原长
答案：D
9．根据打点计时器打出的纸带( )
A．能准确地求出某点的瞬时速度
B．只能粗略地求出某点的瞬时速度
C．不能求出某段时间内的平均速度
D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
答案：B
10．在用实验探究加速度和力、质量的关系时，某些同学根据实验数据画出的图象，平衡摩擦力时长木板倾角过大的图象是( )
答案：A
11．用如图所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．
实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a-F关系图象，如图所示．此图象的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是( )
A．小车与平面轨道之间存在摩擦
B．平面轨道倾斜角度过大
C．所挂钩码的总质量过大
D．所用小车的质量过大
解析：在实验中认为细绳的张力F就是钩码的重力mg
实际上，细绳张力F′＝Ma，mg－F′＝ma
即F′＝·mg
a＝·mg＝F
所以当细绳的张力F变大时，m必定变大，必定减小．当M?m时，a-F图象为直线，当不满足M?m时，便有a-F图象的斜率逐渐变小，选项C正确．
答案：C
12．在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是( )
A．需要天平测定重锤质量
B．实验时要先松开纸带让重锤下落，然后接通电源让打点计时器工作
C．应该选用第1，2点之间间距约等于2
mm的纸带进行分析
D．实验结果总是动能的增加量略大于重力势能的减少量
解析：因为我们是要比较mgh，mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平测定重锤质量，A错误；实验过程中应先接通电源，再松开纸带，B错误，应选用第1，2点之间间距约等于2
mm的纸带进行分析，故C正确；因为存在阻力，则结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量，故D错误．
答案：C
13.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示．实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0…实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是( )
A．为了释放小车后小车能做匀加速运动
B．为了增大橡皮筋对小车的弹力
C．为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D．为了使小车获得较大的动能
解析：实验目的是探究合外力做功与物体速度的关系，平衡摩擦力后，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功．
答案：C
14.几名同学利用右图探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度vm的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图象，你认为其中正确的是( )
解析：由W∝v，知D正确．
答案：D
15．做“验证机械能守恒定律”实验中为了验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的( )
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量和势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
D．物体的动能和势能
解析：重物下落过程中重力势能减少，动能增加，故该实验需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量在误差范围内是否相等，A项正确．
答案：A
16．在“验证机械能守恒定律”实验中大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是( )
A．利用公式v＝gt计算重物速度
B．利用公式v＝计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
解析：重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，是因为重物下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，C正确．
答案：C
17．用如图所示的气垫导轨装置验证机械能守恒定律，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，在滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连．在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通电源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左端运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间．下列选项中能够实现调整导轨水平的措施是( )
A．调节P使轨道左端升高一些
B．调节P使轨道左端降低一些
C．遮光条的宽度应适当大一些
D．滑块的质量增大一些
解析：题述“滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间”，说明滑块做加速运动，气垫导轨左端较低，能够实现气垫导轨水平的措施是：调节P使轨道左端升高一些，选项A正确，选项B错误；选项C中遮光条的宽度适当大一些，选项D中滑块的质量增大一些，都不能实现气垫导轨水平，选项C、D错误．
答案：A
18．如图所示，利用打点计时器打出的两条纸带1和2，分别记录了两辆小车的运动情况，纸带1上相邻两点的间距都相等．下列判断正确的是( )
A．纸带1做减速直线运动
B．纸带1做加速直线运动
C．纸带2做变速直线运动
D．纸带2做匀速直线运动
解析：纸带1在相等的时间内位移相等，做的是匀速直线运动，纸带2在相等时间内位移越来越大，做变速运动．
答案：C
19．在探究牛顿第二定律的实验中，使用气垫导轨的主要目的是( )
A．减小噪声
B．减小滑块速度
C．增加摩擦力
D．减小摩擦力
解析：探究牛顿第二定律的实验中使用气垫导轨的主要目的是使物体轨道之间有缝隙，减少摩擦力．
答案：D
20．如图所示为“研究物体做匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，a、b、c、d为计数点，相邻计数点时间间隔为0.1
s．其中b点反映的瞬时速度为( )
A．0.520
m/s
B．6.47
m/s
C．3.92
m/s
D．5.20
m/s
解析：vb＝×10－2
m/s2＝0.520
m/s.
答案：A
二、非选择题
21．某同学利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动．
(1)他实验时将打点计时器接到频率为50
Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．x1＝1.40
cm，x2＝2.15
cm，x3＝2.91
cm，x4＝3.65
cm，x5＝4.41
cm，x6＝
5.15
cm.则小车的加速度a＝______m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打E点时小车的速度vE＝__________m/s.(结果均保留两位有效数字)
(2)如果当时电网中交变电流的频率是f＝51
Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．
解析：(1)根据Δx＝aT2可得a＝＝＝
×10－2
m/s2＝0.75
m/s2.
根据在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度有vE＝＝×10－2
m/s≈0.40
m/s.
(2)如果交流电的频率是51
Hz，f>50
Hz，那么实际打点周期变小，根据运动学公式Δx＝aT2得：真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比偏小．
答案：(1)0.75 0.40 (2)偏小
22．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
(1)合力的测量值是图乙中的________(选填“F”或“F′”)．
(2)实验中“用一个力替代两个力，且效果相同”所运用的科学方法是( )
A．控制变量法
B．等效替代法
(3)为减小误差，可适当________(选填“增大”或“减小”)F1，F2的大小．
解析：合力的测量值是图(乙)中的F′，F是理论值，“验证力的平行四边形定则”实验中，所运用的科学方法是等效替代法，为减小误差可适当增大F1，F2的大小．
答案：(1)F′ (2)B (3)增大
23．如图甲所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图乙所示的a-F图象．
(1)图线不过坐标原点的原因是___________________．
(2)本实验中是否仍需要沙和沙桶的总质量远小于小车和传感器的总质量？______(选填“是”或“否”)．
(3)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.
解析：(1)a-F图象与横轴交点为(0.1，0)，说明施加外力小于0.1
N时小车和传感器没有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．(2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力，因此不需要保证沙和沙桶的质量远小于小车和传感器的总质量．(3)a-F图象斜率为，由图知图象斜率k＝1
kg－1，则小车和传感器的总质量为1
kg.
答案：(1)没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 (2)否 (3)1
