实验1:研究匀变速直线运动
1、打点计时器电源频率为50Hz,(每个计数点间有四个点没有画出)。,于是他测得AC长为14.56 cm、CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm,
①打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s, ②小车运动的加速大小为________m/s2,
③AB的距离应为_______cm。(保留三位有效数字)
2、相邻计数点间的时间间隔为0.1s。
A B C D
24.1mm 52.2mm 84.0mm 119.8mm ① 打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为 ▲ m/s,
② 小车的加速度为 ▲ m/s(结
果均保留两位有效数字)。
3、打点计时器电源频率为20Hz,每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出,
计算出打下点4时小车的瞬时速度为________,求出小车的加速度为________.(要求计算结果保留三位有效数字)
4、①已知打点计时器电源频率为20Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。 ②ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s=__________;C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。
2
A B C D E E
5、(每相邻两个计数点间还有3个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是30Hz的交变电流.如图(下述第(1)、(2)、(3)小题结果均保留两位有效数字)
(1)由以上数据计算打点计时器在打C点时,物体的即时速度vC是______m/s; (2)计算该物体的加速度a为________m/s2;
(3)纸带上的A点所对应的物体的即时速度vA=______m/s;
(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=50Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______(填“大”或“小”).
6、(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为f。
O A B C D E 5.00 7.10 9.10 10.81 12.70 15.10单位:cm
如果用S1、S2、 S3、S4、S5、S6 来表示各相邻两个计数点间的距离由这些已知数据计算: 加速度的表达式为a=__________________。 若f=50Hz,其大小为a=_____m/s2
D点瞬时速度v=_________ m/s。(答案均要求保留3位有效数字)
实验2:探究弹力与弹簧伸长的关系
例1(福建卷—19.2)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约
200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩
码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)
【解析】本题属于中等题,解题的关键在于弄清为什么两条图像会错开。实验中由于增
挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度,弹簧无法及时恢复原长,两条图像才会出现差异。所以答案为D
例2(2010年浙江卷—21)在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中,甲、乙两位同
学选用不同的橡皮绳代替弹簧,为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端依次逐个
2
挂下钩子(每个钩子的质量均为m=0.1kg,取g=10m/s),并记录绳下端的坐标X加i(下标i表示挂在绳下端钩子个数)。然后逐个拿下钩子,同样记录绳下端面的坐标X减i,绳下端坐标的值Xi=(X加i+X减i)/2的数据如下表:
挂在橡皮绳下端的钩码个数 1 2 3 4 5 6 橡皮绳下端的坐标(Xi/mm) 甲 216.5 246.7 284.0 335.0 394.5 462.0 乙 216.5 232. 246.5 264.2 281.3 301.0
A.增挂钩码时l与F成正比,而减挂钩码时l与F不成正比
B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度
(1)同一橡皮绳的X加i X减i(大于或小于); (2) 同学的数据更符合实验要求(甲或乙); (3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m);
(4)为了更好的测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些?
【答案】(1)小于;(2)乙;(3)由所给数据的该变量如下表所示:
挂在橡皮绳下端的钩码个数 1 2 改变量(Xn-X1)/mm 甲 30.2 乙 15.5 3 4 5 6
由上表作图得:
67.5 118.5 178.0 245.5 30.0 47.7 64.8 84.5
由图可得 k乙=57-70(N/m)或对于甲同学的数据,因为只有前几个数据可认为在弹性范围内,由图中切线的斜率得,k甲=25-34(N/m)。
(4)尽可能使伸长量在弹性范围内,同时有足够大的伸长量,以减小长度测量的误差。
实验3:验证力的平行四边形定则
例1、在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另
一端系上两根细绳,细绳的一另一端都有绳套(如图)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项: A 两根细绳必须等长
B 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 其中正确的是 。(填入相应的字母)
【答案】 C
例2、某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)
和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。 为完成实验,下述操作中必需的是 。
A.测量细绳的长度 B.测量橡皮筋的原长
C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 D.记录悬挂重物后结点O的位置
【答案】 BCD
13.在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,橡皮条的一端固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,则下列说法中错误的是
A.同一次实验中,O点位置不允许变动
B.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90° D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
【答案】BCD
【解析】同一次实验中,O点位置不允许变动,否则合力变化,选项A说法正确;实验中,除了需记录弹簧测力计的读数和O点的位置外,还要记录细绳套或者弹力的方向,选项B说法错误;实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角可以取任何值,不一定要取90°,选项C说法错误;实验中,如果先将其中一个弹簧测力计拉到最大量程,再调节,很容易使其超出量程,造成损坏,所以说法D错误。本题答案为BCD。
。
实验4:验证牛顿第二定律
图14
(1)某组同学用如图14(甲)所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到的力的关系,下列措施中不需要和不正确的是( )
①首先要平衡摩擦力,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力 ②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动