专题十四力学实验学案一．专题突破针对典型精析的例题题型，训练以下习题。1.小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如以以下图所示。www.ks5u.com在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。实验次数不同的挡光片通过光电门的时间（s）速度（）第一次I0.230440.347第二次Ⅱ0.174640.344第三次Ⅲ0.116620.343第四次Ⅳ0.058500.342www.ks5u.com那么以下表述正确的选项是①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小www.ks5u.com②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小③四次实验中，www.ks5u.com第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度www.ks5u.comA．①③B．②③C．①④D．②④点拨：此题考察光电门。答案：Dwww.ks5u.com-6-/6\n2.在通用技术课上，某小组在组装潜艇模型时，需要一枚截面为外方内圆的小螺母，如以下图。现需要准确测量小螺母的内径，可选用的仪器有：A.50等分的游标卡尺B.螺旋测微器①在所提供的仪器中应选用。②在测量过程中，某同学在小螺母中空局部360°范围内选取不同的位置进展屡次测量取平均值的目的是。点拨：此题考察游标卡尺与螺旋测微器的区别。①游标卡尺方便地测量内径、外径和深度，www.ks5u.com而螺旋测微器只能测外径应选A；②屡次测量取平均值的目的就是减小偶然误差。3.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的选项是__________（选填“甲”或“乙”）。www.ks5u.com-6-/6\n（2）实验时，假设摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示，那么该单摆的振动周期为。假设保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进展实验，那么该单摆的周期将(填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的△t将(填“变大”、“不变”或“变小”)。点拨：此题考察探究单摆周期与摆长的关系www.ks5u.com（1）应将待测物体正确地放在测脚中如乙图；（2）单摆1个周期遮光两次；单摆周期与小球质量、大小无关，但假设改用直径变为原小球直径的2倍，周期变大，但遮光时间Δt变大。答案：（1）乙（2）2t0，变大，变大4.（研究匀变速直线运动）“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图8所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，以下表述正确的选项是高考资源网www.ks5u.comA．实验时应先放开纸带再接通电源高考资源网B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍高考资源网C．从纸带可求出计数点B对应的速率高考资源网D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s高考资源网点拨：此题考察研究匀变速直线运动。-6-/6\n在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错。根据相等的时间间隔内通过的位移有，可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍，B错。根据B点为A与C的中间时刻点有，C对；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s，D错。www.ks5u.com一．专题综合1.（游标卡尺+光电计时器+匀变速直线运动）某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。www.ks5u.com实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；www.ks5u.com⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值；⑥屡次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-关系曲线。www.ks5u.com-6-/6\n（1）用测量的物理量完成以下各式（重力加速度为g）：①斜面倾角的余弦=；②滑块通过光电门时的速度v=；③滑块运动时的加速度a=；④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=；www.ks5u.com（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如以下图，读得d=。解析：(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如以下图①；根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有；④根据牛顿第二定律,那么有；(2)在游标卡尺中，主尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条www.ks5u.com刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对。2.（平抛运动+验证机械能守恒）某同学利用如以下图的实验装置验证机械能守恒定律．弧形www.ks5u.com轨道末端水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．(1)假设轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝ (用H、h表示)．(2)该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(10－１m)2.003.004.005.006.00www.ks5u.coms2(10－１ｍ２)2.623.895.206.537.78-6-/6\nwww.ks5u.com012345672468101214h/10-1mS2/10-1m2理论请在坐标纸上作出s2--h关系图．(3)比照实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率(填“小于”或“大于”)理论值(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是．012345672468101214h/10-1mS2/10-1m2理论实验解析：（1）根据机械能守恒，可得离开轨道时速度为，由平抛运动知识可求得时间为，可得.（2）依次描点，连线，注www.ks5u.com意不要画成折线。（3）从图中看，同一h下的s2值，理论值明显大于实际值，而在同一高度H下的平抛运动水平射程由水平速率决定，可见实际水平速率小于理论速率。（4）由于客观上，轨道与www.ks5u.com小球间存在摩擦，机械能减小，因此会导致实际值比理论值小。小球的转动也需要能量维持，而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一局部，也会导致实际速率明显小于“理论”速率（这一点，可能不少同学会考虑不到）www.ks5u.comwww.ks5u.comw.w.w.k.s.5.u.c.o.m-6-/6
