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    物理20分钟专题突破（17）

    力学实验（二）

    1．在“用单摆测重力加速度”的实验中，

    （1）某同学的操作步骤为：

    a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上

    b．用米尺量得细线长度l

    c．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球

    d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T＝t/n

    e．用公式计算重力加速度

    按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比＿＿＿（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）。

    （2）已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为，式中T0为摆角趋近于0°时的周期，a为常数。为了用图像法验证该关系式，需要测量　的物理量有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图像中的横轴表示＿＿＿＿＿＿。

     

    2．某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径，测微器的示数如图所示，该金属丝直径的测量值为         mm．

    3．某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz．

    （1）实验的部分步骤如下：

    ①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；

    ②将小车停在打点计时器附近，         ，         ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，          ；

    ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。

    （2）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．

    （3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，                做正功，

            做负功．

    （4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是                                                  ．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是                  ．

     

    表1纸带的测量结果

    测量点

    S/cm

    r/(m?s-1)

    0

    0.00

    0.35

    A

    1.51

    0.40

    B

    3.20

    0.45

    C

       

      

    D

    7.15

    0.54

    E

    9.41

    0.60

     

    4． 利用打点计时器验证自由落体机械能守恒时，下列器材中不必要的是

    A.重物  　　 　　B.纸带　　　　　C.天平    　　D.低压电源

     

    5．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议：

    A．适当加长摆线

    B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的

    C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大

    D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期，其中对提高测量结果精确度有利的是         。

    下落时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，

    则钢板与水平面的夹角_____________．

    刚要撞击钢板时小球动量的大小为_________________．

    （取）

    7．已知打点计时器接的交流电源频率是，用它记录一个匀变速运动小车的位移，打出的一条纸带和已选好的计数点0，1、2、3、4如图所示．某同学测量出1与2两点间的距离为，3与4两点间的距离为，由此可算出小车运动的加速度_______________．

    8．在光滑水平面上的O点系一长为I的绝缘细

           线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的

           小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，

           小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初

           速度v0，使小球在水平面上开始运动.若v0很小，

           则小球第一次回到平衡位置所需时间为            .

    9． 用一主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量一工件的长度，

    结果如图所示。可以读出此工件的长度为____________。

    （2）在测量重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆。他已经测得此单摆20个周期的时间为t，从悬挂点到小球顶端的线长为l，还需要测量的物理量为___________。将g用测得量表示，可得

     

      10．一列简谐横波，沿x轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图1所示。

          ①该振动的振幅是          cm；②振动的周期是         s；③在t等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是         cm。图2为该波在某一时刻的波形图，A点位于x＝0.5 m处。④该波的传播速度是          m/s；⑤经过周期后，A点离开平衡位置的位移是         cm。

     

     

     

     

     

     

    1．【答案】：（1）偏小（2）T′（或t、n）、θ，  T′

    【解析】：单摆摆长为摆线长度与小球半径之和，因该同学将偏小的摆长代入公式计算，所得重力加速度的测量值偏小于实际值；为验证该关系式，需要测量单摆在任意摆角θ时的周期T′，根据公式与图像的函数关系式可推导得到摆角θ=0时横轴的截距为T0。

    2．【答案】：2.793（2.791～2.795mm之间均可）      

    【解析】：测量值读数为2.5mm＋0.01mm×29.3=2.793mm。

     

    3．【答案】（1）②接通电源、释放小车     断开开关

    （2）5．06    0．49    （3）钩砝的重力    小车受摩擦阻力

    （4）小车初末速度的平方差与位移成正比   小车的质量

     

    4．C      5．AC      6．（2分）   

    7．2       8．      9．（1）10.405cm

    （2）小球直径d           10．①8  ②0.2  ③0  ④10  ⑤－8

     


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