(完整版)高中力学实验习题

力学实验练习题

1．用打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，得到一条比较理想的纸带，如图，纸带上的A、B、C、D、E、F是计数点(每5个连续计时点取一个计数点，计时点未在图上画出)打点计时器是接在频率为50Hz的低压交流电源上，根据纸带上的数据可以判断：小车作______运动，依据是_____，小车的加速度a=____m/s2，小车在B点的速度vB=____m/s．（结果均保留3位有效数字）

2．（12分）（1）（6分）在做“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，取下一段如下图所示的纸带研究其运动情况．设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，每相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，若物体做理想的匀加速直线运动，则计数点“A”与起始点O之间的距离s1为____cm，打计数点“A”时物体的

瞬时速度为____m/s，物体的加速度为_____m/s2（结果均保留3位有效数字） 3.某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验： ①用天平测出电动小车的质量为0.4 kg；

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图9－21所示安装； ③接通打点计时器(其打点时间间隔为0.02 s)；

④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定).

在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹记录了小车停止之前的运动情况，如图所示. 请你分析纸带数据，回答下列问题： (1)该电动小车运动的最大速度为 m/s； (2)该电动小车关闭电源后加速度大小为 m/s2； (3)该电动小车的额定功率为 W. 4．一、(9分) （1）用如图12（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，该装置中的错误有：①

② ③ 。 （2）纠正装置错误后，为消除摩擦力的影响，实验前必须进行平衡摩擦力.某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车水平静止地

放在长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图12（乙），直到小车由静止开始沿木板向下缓慢滑动为止.如果像这位同学这样操作，然后不断改变对小车的拉力F ，他得到的M（小车质量）保持不变的情况下的a—F图线是图13中的 （将选项代号的字母填在横线上）.

（3）打点计时器使用的交流电频率f =50Hz.图14是某同学在正确操作下获得

的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出.写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a = （用英文字母表示）.

根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字）

1

5．（13分）①（2分）在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带．甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm，肯定其中一个学生在操作上有错误，该同学是_____．其错误的操作是________________________________________________．

②（2分）丁同学用甲图所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离16.76cm,已知当地重力加速度

为g=9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为 J，重力势能的减少量为 J. （保留三位有效数字）

③（2分）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a= m/s2（保留三位有效数字） ④（2分）在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能，其原因主要是 ，用题目给出的已知量.球出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为 N. （保留二位有效数字） ⑤（2分）若利用BD段来验证机械能守恒，则还要测量的物理量是 ， 要验证的表达式是 （用题中符号表达）

⑥（3分）以下是几位同学的操作步骤，其中有错误和不必要的有

A．用天平测量重锤的质量m

B．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源的交流电压输出档连接好。 C．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠距打点计时器较远的地方，纸带上端用夹子夹住。

D．松开纸带，接通电源，让重锤自由下落。 E．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。

F．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各计时点依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。

G．应用公式vnghn计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。 H．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量

1mv2，进行比较。再做出结论。

n

26.（16分）（1）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．

若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则： ①还需要补充的实验器材

是 ．（2分）

②某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计

长木板 水平实验台 小沙桶 打点计时器 纸带 滑块 细线 滑轮 时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2．

他用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在图示情况下

2

还应该采取的一项具体操作是：______ _ ___；（2分）

应控制的实验条件是： ____；（2分）

③若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为Ｍ，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由Ｂ点到Ｅ点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W＝ ；该滑块动能改变量的表达式为ΔEK＝ ．（结果用题中已知物理量的字母表示）（3分）

A S1 B S2 C D E F （2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．以下是一实验小组所获取的部分实验数据， ①（4分）根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象，以寻求关系． 表格：滑块受力相同（均取砂桶质量m＝50g）．

次数 1 2 3 4 5 6 7 滑块质量 M/g 200 250 300 350 400 450 500 加速度 －a/m·s2 1.91 1.71 1.50 1.36 1.12 1.00 0.90 1/kg1 M5.00 4.00 3.33 2.86 2.50 2.22 2.00 O

②（1分）根据记录表格判断，该实验步骤目的是探究 与 的关系。 ③（2分）根据图象分析图像产生偏差的原因可能是下列的：__ __。

A. 实验中没有保持mM，故图线有弯曲。 B.平衡摩擦力时倾角太大，故图线不过原点。C. 平衡摩擦力时，忘记取下沙桶，故图线不过原点。

D.改变滑块质量后，没有重新平衡摩擦力，故图线不过原点。

7．（1）（4分）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为 mm，乙图中游标卡尺的读数为 cm．

8.如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小

甲图 乙图

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车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。 ⑴根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为______m/s2。（结果保留两位有效数字）

⑵打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。 ⑶如果取重力加速度10 m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。 9.“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法。

2mv（1）用公式mgh时，对纸带上起点的要求是 ，为此目的，所选择的纸带第2一、二两点间距应接近 。

（2）若实验中所用重锤质量m=1kg，打点纸带，如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤动能EKB= 。从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得出的结论是 。 （计算结果保留3位有效数字，当地重力加速度取10m/s2）

v2（3）根据纸带算出相关各点的速度V，量出下落距离h ，则以为纵轴，以h为横轴画出图线，若图线是图

2中的 ，且 ，则说明重锤下落过程中机械能守恒。

(4)以下说法，正确的是（ ）

A. 此实验须选取1、2两点间距是2mm的纸带，否则无法验证机械能守恒 B. 用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v ＝C. 需验证的表达式中mgh2gh计算出瞬时速度v.

12mv中g表示当地的重力加速度值 2D. 释放重物前，重物应该远离打点计时器，且重锤要落到桌面上 E. 需验证的表达式中mgh12mv中,mgh表示重力做的功 210、如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出．

(1)除图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有___________；

4

(2)以下关于该实验的说法中不正确的是 ．

A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、无需确定合外力做功的具体数值 B． 须选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致． C．实验中使木板适当倾斜．目的是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动 D．求小车获得的速度的方法是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．

E．某同学在一次实验中得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因可能是没有使木板倾斜或倾角太小．

F.从理论上讲，应该作出橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系图

（3）如图为实验中得到的一条纸带，已知小车的质量为1.0kg，则小车动能的增加量为 。

11、利用如图所示的装置 可以做力学中的一些实验，已知交流 电的频率为f，小车质量为M，钩码 质量为m.

①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是 ，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M ____ m(选填大于、远大于、小于或远小于）

②如果利用它来探究外力做功与动能的关系时,得到的纸带如图所示.O为小车开始 运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，要探究动能定理， （选填需要、不需要）平衡摩擦力，要验证一

个怎样的关系式 (用题中字母符号表示）

③如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力 对小车的影响：则小车质量和钩码的质量关系应该满足M_____m (选填大于、远大于、 小于或远小于）

力学实验练习题---参

1．匀变速直线，Δs=aT2， 1.20， 0.360． 2.（1）（6分）4.00；0.500；2.00 3．

4．一、：（1）细线与木板不平行；小车太靠近定滑轮，打出的纸带不够长；打点计时器应使用交流电源 （2） C

5

（3）a[(s3s4)(s1s2)]2f 0.60

1005．①甲，先释放重锤后接通电源 ②8.00；8.25 ③9.50 ④因为在重锤带着纸带下落过程中存在着阻力的作用；0.30 ⑤BD段的长度，mgBD1CE21AC2m(f)m(f) 2222⑥A、因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重锤的质量。C. 竖直提起纸带使重锤停在靠近打点计时器较近的地方，以使打出的纸带够长D. 先接通电源，后松开纸带，F. 在起始点标上0，舍去前面较密2，3……，h2、h3……。G．集的计时点，以后各计时点依次标上1，用刻度尺测出对应点到0点的下落高度h1、应用公式vn=

hn1hn1计算各点对应的即时速度v、v、v……。 123

2T6.（16分）（1）①天平 刻度尺 小木块

②具体操作是：平衡摩擦力，先将小沙桶和滑块的连线断开，用小木块将长木板的左端稍稍垫起，直至轻推滑块，打下点距分布均匀的纸带为止．

应控制的实验条件是：实验中保持mM．

221S5S3S2③WmgS4S1 EKM

22T2T（2）①（4分）作a-1/M图，如图 ②（1分）加速度、质量 ③（2分）AC 10.155

8．⑴5.0 m/s2（结果是4.8 m/s2的得1分） ⑵2.98区间内 ⑶1:1

9. (1)初速度为零 1.96mm (2) 0.174J 0.178J (3)在误差允许范围内，重锤动能的增加量等于重锤重力势能的减少量 (3) C 图线斜率等于当地的重力加速度值 （4）C 10. (1)

刻度尺 (2)CDF (3)1.00J

(Mm)f2(hChA)211.(1)平衡摩擦力,远大于 (2) 需要 mghB (3) 远小于

200

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