专题二 实验题突破策略与技巧-提高技能多捞分
力学实验题巧练(一)
1．如图所示，用游标卡尺、刻度尺和螺旋测微器分别测量三个工件的长度，测量值分别为__________cm、________cm、________mm.
答案：1.32 1.20 7.320
2．如图a是甲同学利用A、B、C三根不同型号的橡皮筋做“探究橡皮筋的弹力与橡皮筋伸长长度的关系”实验得到的图线．根据图a得出结论：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________， 若要选一个弹性较好的橡皮筋，应选________型号橡皮筋．乙同学将一橡皮筋水平放置，测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端挂钩码，实验过程是在橡皮筋的弹性限度内进行的，用记录的钩码的质量m与橡皮筋的形变量x作出m－x图象如图b所示．可知橡皮筋的劲度系数为____________．
解析：由题图a可知橡皮筋的弹力F的大小与橡皮筋的伸长量x的变化关系图象为过原点的倾斜直线，所以橡皮筋的弹力F的大小与橡皮筋的伸长量x成正比；A型号橡皮筋的劲度系数相对小，对相同的拉力，橡皮筋的伸长量更大，收缩性更好；题图b中图线斜率为，橡皮筋的劲度系数为k＝200 N/m.
答案：橡皮筋的弹力F的大小与橡皮筋的伸长量x成正比 A 200 N/m
3．(2015·安徽名校联考)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组利用如图甲所示的装置完成实验，橡皮条的一端C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．
(1)则下列叙述正确的是________．
A．该实验中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力 B．两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 C．实验中AO和BO的夹角应尽可能大
D．在实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
-1-
kg
线
(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线，则F与F′两力中，方向一定沿CO方向的是________．
解析：(1)AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，A错误；实验中两次拉伸橡皮条，注意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，以保证两次操作中CO的拉力是相同的，则选项B正确；如果AO和BO的夹角适当，则两个分力可以将结点拉到O点，若夹角过大，则两拉力不一定能将结点拉到O点，所以选项C错误；弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内，正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差，因此D正确．
(2)由题图乙知，F是用平行四边形定则作出的合力，F′是用一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力，故一定与CO共线的是F′.
答案：(1)BD (2)F′
4．某中学的实验小组用如图所示的实验装置探究加速度与力和质量的关系，图中A为小车，B为盘．实验时将小车靠近打点计时器，用绳子牵引小车运动，通过打点计时器得到一条纸带，通过纸带算出小车的加速度(假设小车和砝码的总质量为M，盘和盘中砝码的总质量为m)．
(1)若绳子对小车的牵引力近似等于mg，则需满足________关系．
(2)该小组在探究加速度与质量的关系时，通过多次改变小车的质量，得到多组数据，如果用图象处理数据，作a与________的关系图线能更直观地了解加速度a与质量M的关系．
(3)通过多次实验，甲、乙两同学利用自己得到的数据和第(2)问的关系，各自画出了图线，如图所示，该图象说明在甲、乙两同学做实验时________(填“甲”或“乙”)同学实验中绳子的拉力更大．
解析：(1)只有满足M?m时，绳对小车的拉力才近似等于盘及盘中砝码的重力．
111
(2)由于a∝，a－图象是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与的关系
MMM图线．
(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时，由题图象知甲的加速度大，故甲同学实验中绳子的拉力更大．
-2-
1
答案：(1)M?m (2) (3)甲
M5．某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律：在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m，滑块可沿米尺自由下落．在米尺上还安装了一个连接了内阻很大的数字电压表的多匝线框A，线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示，把滑块从米尺的0刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U.改变h，调整线框的位置，多做几次实验，记录各次的h、U.
2
(1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线________(选填“U－h”或“U－h”)更容易得出结论．
(2)影响本实验精确程度的因素主要是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(列举一点即可)．
解析：(1)电压表内阻非常大，则电压表示数U近似等于磁性滑块穿过线框产生的感应12
电动势E；滑块下落过程中，机械能守恒，则mgh＝mv，由E＝BLv可知，感应电动势大小
2与速度v成正比，故验证机械能是否守恒需要验证U－h关系图象是不是一次函数图象．(2)由于磁性滑块穿过线框时产生感应电流，机械能有损失．
2
答案：(1)U－h (2)空气阻力(或电磁感应损失机械能)
6．(2015·济南适应性训练)为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离．位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化的规律，如图乙所示．
2
(1)根据上述图线，计算0.4 s时木块的速度v＝________m/s，木块的加速度a＝
2
________m/s.
(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________________________________________．(已知当地的重力加速度g)
(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是________． A．A点与传感器距离适当大些 B．木板的倾角越大越好 C．选择体积较大的空心木块
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D．传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻
解析：(1)木块做匀加速直线运动，0.4 s时木块的速度等于0.2～0.6 s时间段内的平（30－14）×102
均速度，可得v＝ m/s＝0.4 m/s；由逐差公式Δx＝aT可知，木块的加速
0.4度大小a＝1 m/s. (2)根据牛顿第二定律可知，木块沿斜面下滑的加速度大小a＝gsin θ－μgcos θ，据此式可知，只要测出倾斜木板与水平面的夹角θ，或者测出A点到位移传感器的高度即可．(3)根据前面的分析可知，为了提高木块和木板间的动摩擦因数μ的测量精度，可以尽可能提高加速度a的测量精度，因此可使A点与传感器的测量距离适当大一些，故A选项正确；木板的倾角不能太小，太小时木块不下滑，但也不是越大越好，B选项错误；
2
木块的体积小些较好，C选项错误；根据Δx＝aT，传感器开始计时的时刻不需要是木块从A点释放的时刻，因此D选项错误．
答案：(1)0.4 1 (2)倾斜木板与水平面的夹角(或者A点到位移传感器的高度) (3)A 7．(2015·长沙二模)某同学用图甲所示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门．设重力加速度为g.
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为________________________．
(2)记下窄片通过光电门的时间Δt＝10 ms，则窄片通过光电门的平均速度v＝________．
2
－2
(3)若物块质量为m，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为____________(用m，L，Δt表示)．
解析：(1)游标卡尺主尺读数为10 mm，20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm，游标尺第3条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.15 mm，故窄片宽度为10.15 mm.(2)窄片通过光电门时间极短，其平均速度v＝LΔt＝10.15
m/s≈1.02 m/s.(3)由机械能守恒10
定律可知，开始时弹簧的弹性势能转化为物块的动能，所以弹簧弹射物块过程中释放的弹性12mL势能Ep＝mv＝2. 22（Δt）
2
mL2
答案：(1)10.15 mm (2)1.02 m/s (3)2
2（Δt）
8．如图所示的实验装置可以用来探究动能定理，长木板倾斜放置，带有挡光片的小车放在长木板上，长木板旁放置两个距离为L的光电门A和B，质量为m的重物通过滑轮与小车相连，调整长木板倾角，使得小车恰好在细绳的拉力作用下处于平衡状态．某时刻剪断细绳，小车加速运动．测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1，通过光电门B的时间为Δt2，挡光片宽度为d，小车质量为M，重力加速度为g，不计摩擦阻力．
(1)小车加速运动受到的合外力F＝________．
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(2)小车经过光电门A、B的瞬时速度为vA＝________、vB＝________． (3)如果关系式
________________________________________________________________________
在误差允许范围内成立，就算是验证了动能定理．
解析：(1)由于在重物的拉力作用下小车处于平衡状态，去掉拉力，小车受到的合外力就等于细绳的拉力，因此合力F＝mg.(2)挡光片经过光电门时的平均速度为vA＝
d、vB＝Δt1
d1，挡光时间极短，可以认为平均速度等于瞬时速度．(3)合力做功W＝mgL，动能变化Δt22
?d?－1M?d?，如果这两部分在误差允许范围内相等，就算是验证了动能定理． M?????Δt2?2?Δt1?
答案：(1)mg (2) Δt1Δt21?d?21?d?2
(3)mgL＝M??－2M?Δt1?
2?Δt2???
力学实验题巧练(二)
1.某课外科技活动小组学习了平行四边形定则后，利用DIS实验装置研究“力的合成与分解”，如图所示A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ； ②对两个传感器进行调零；
③用另一绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器读数；
④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到如下表格.
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ddF1 4.004 2.320 ? 4.008 ? F2 －3.472 －1.164 ? 3.460 ? θ 30° 60° ? 150° ? (1)根据表格，A传感器对应的表中力为________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为
________kg(保留1位有效数字)．
(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________． A．因为事先忘记了调零
B．何时调零对实验结果没有影响
C．为了消除横杆自身重力对结果的影响 D．可以完全消除实验的误差 解析：(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg＝F1·sin θ，当θ＝30°时，F1＝4.004 N，可求得m≈0.2 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是消除横杆自身重力对结果的影响，故C正确．
答案：(1)F1 0.2 (2)C
2．在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中，某同学设计的实验装置如图甲所示．
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