物理力學實驗專題

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1、力學實驗專題第一天圖1例1：圖1是“研究平拋物體運動”的實驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡。（1）以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有。a．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c．每次小球應從同一高度由靜止釋放d．為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖2中y-x2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是。圖2x2yOx2yOx2yOx2yOabcdAy1xyOBCΔxy2y3圖3（3）圖3是某同學根據(jù)

2、實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為m/s，若C點的豎直坐標y3為60.0cm，則小球在C點的速度vC為m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)。答案與解析：（1）ac（2）c（3）2.04.0（1）“研究平拋物體運動”的實驗斜槽軌道末端保持水平為了保證水平初速度。從同一高度由靜止釋放為了保證每次使用水平初速度相同。a、c正確。（2）平拋物體運動規(guī)律：得：，y-x2圖象是一條傾斜直線。c正確。

3、（3）由于，則t1=0.1s、t2=0.3s，所以平拋小球的初速度。而，故C點的速度。第二天例2：現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是10Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g＝9.80m/s2。:根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：⑴物塊的加速度a＝m/s2(保留3位有效數(shù)字)。⑵因為，可知斜面是粗糙的。答案與解析：（1）4.30（2）物塊加速度小于gh/s

4、＝5.88m/s2(或：物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)（1）根據(jù)逐差法可求得物塊的加速度為：；若斜面是光滑的，小物塊下滑的加速度應該為：，由于物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度，所以說明斜面是粗糙的。例3：為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動，用如圖所示的裝置進行實驗。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時B球被松開，自由下落。關(guān)于該實驗，下列說法中正確的有A．兩球的質(zhì)量應相等B．兩球應同時落地C．應改變裝置的高度,多次實驗D．實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動答案與解析：BC平拋運動豎直方向的分運動為自由落體運動，故兩

5、球同時落體，B項正確，為了減小實驗的誤差，可以多次實驗提高實驗的準確性，C項正確；球體的質(zhì)量對小球的運動沒有影響，A項錯誤；水平方向分運動無法確定，D項錯誤。第三天例4：某同學根據(jù)機械能守恒定律，設計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系，如圖23（a），將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測量相應的彈簧長度，部分數(shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=N/m，（g取9.8m/s2）砝碼質(zhì)量（g）50100150彈簧長度（cm）8.627.636.66取下彈簧，將其一端固定于氣墊導軌左側(cè)，如圖23（b）所示；調(diào)整導軌，使滑塊自由滑動時，通過兩個光

6、電門的速度大小。用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為。重復中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖23（c），由圖可知，v與x成關(guān)系，由上述實驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的成正比。托盤砝碼光電門滑塊0.3x/m0123450.10.20.40.5v/m/s0.6(A)(B)(C)圖23答案與解析：①50N/m②相等③動能④正比，壓縮量的平方①根據(jù)，，有，則，同理求得，則勁度系數(shù)，②使滑塊通過兩個光電門時的速度相等，就可以認為滑塊離開彈簧后做勻速直線運動③彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能④圖線

7、是過原點的直線，所以成正比，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，即，彈性勢能與速度平方成正比，則彈性勢能與壓縮量的平方成正比第四天例5：小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。(1)實驗記錄紙如題11-1圖所示，O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點，一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力F3的方向過P3點。三個力的大小分別為：F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N。請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出F1和F2的合力。(2)仔細分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果。他用彈簧測力計先后兩

8、次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進一步