6. 某同学用图16装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次．

⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________．

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H 　B．小球a、b的质量m_a、m_b 　C．小球a、b的半径r　 D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t　 E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC　 F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

⑵小球a、b的质量m_a、m_b应该满足什么关系?为什么?

⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么?这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点

　⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线

跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm．

⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________．

5.在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据。然后根据测得的数据作出如图所示的a-F 图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是 A．没有平衡摩擦力，且小车质量较大 B．平衡摩擦力时，所垫木板太高，且砂和小桶的质量较大 C．平衡摩擦力时，所垫木板太低，且砂和小桶的质量较大 D．平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大 　

4. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为 50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=　　　　　　　　　 　(保留三位有效数字)。

(2)回答下列两个问题：

①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有　　　　 　。(填入所选物理量前的字母)

A.木板的长度l　　　　　　　　　　 B.木板的质量m₁

C.滑块的质量m₂　　　　　　　　　 D.托盘和砝码的总质量m₃

E.滑块运动的时间t

②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是　　　　　　　　　　　　　　 　

(3)滑块与木板间的动摩擦因数＝　　　　　　　　　　 　(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g).与真实值相比，测量的动摩擦因数　　　　 　(填“偏大”或“偏小” )。写出支持你的看法的一个论据：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。

3.某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等.实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置.

①在图2中，从　　　　　　　 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致.

②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：　　　　 、　　　　 (写出2个即可).

2. 一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1 所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。 若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。

挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，

(l)挡光片的宽度为_____________mm。

(2)圆盘的直径为_______________cm。

(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_______弧度/ 秒(保留3位有效数字)。

1. 某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L一T²图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g=　　　　　　　 。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将　　　　　　　　 。(填“偏大”、“偏小”或“相同”)

2.(平抛运动+验证机械能守恒)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，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)若轨道完全光滑，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：

请在坐标纸上作出s²--h关系图．

(3)对比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　　　　 ．

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部分，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)

专题十四　 力学实验　 测试

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。

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h_2；

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t₁

④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值；

⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-关系曲线。

(1)用测量的物理量完成下列各式(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=　　　　　 ；

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，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,如图所示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,则有；(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。　

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，下列表述正确的是

　　 A．实验时应先放开纸带再接通电源

　　 B．(S₆一S₁)等于(S₂一S₁)的6倍

　　 C．从纸带可求出计数点B对应的速率

　　 D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s

点拨：此题考查研究匀变速直线运动。

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。

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。测量方法正确的是__________(选填“甲”或“乙”)。

(2)实验时，若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，则该单摆的振动周期为　　　 。若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倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将　　　　　　 (填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的△t将　　　 (填“变大”、“不变”或“变小”)。

点拨：此题考查探究单摆周期与摆长的关系

(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，但若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