力学实验知识点题库

如图是做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中打点计时器打出的纸带．纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出．已知记数点之间的距离：S₁=1.2cm，S₂=2.4cm，S₃=3.6cm，S₄=4.8cm．

则：①记数点3对应的小车速度v₃=m/s；

②小车运动的加速度a=m/s²；

③记数点0对应的小车速度v₀=m/s．

根据所学知识完成题目：

（1）
在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是

A . 第一、二次入射小球的落点依次是B、A B . 第一、二次入射小球的落点依次是C、B C . 第二次入射小球和被碰小球落地时间相同 D . 第二次入射小球和被碰小球落地时间不相同
（2）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m₁和m₂的关系应是m₁m₂
（3）安装和调整实验装置的要求是：斜槽末端切线①；入射小球每次应从②释放．
（4）设入射小球被碰小球的质量分别为m₁、m₂ ，不放球m₂ ，球m₁从槽上滚下，落到B，与O点距离记为OB；放上球m₂ ，落点分别为A和C，与O点距离分别记为OA和OC，则验证两球撞前后动量守恒的表达式为．

用图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验，请完成下列相关内容．

（1）如图乙所示，某同学实验中用两个弹簧测力计将橡皮筋的一端拉至O点，则弹簧测力a的示数为N．
（2）若图乙中弹簧测力计b的示数为3.00N，该同学在图丙中记录下a、b两点用来确定两个拉力的方向，请选好标度在方框中作图N，求出两个力的合力为N．
（3）若两个弹簧测力计的读数分别为3.00N和4.00N，且两弹簧测力计拉力方向的夹角为锐角，则（选填“能”或“不能”）用一个量程为5.00N的弹簧测力计测出它们的合力．

在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作过程中有以下实验步骤：

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源；

B．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路；

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当重的钩码，放手后看小车能否在木板上做平稳的加速运动；

D．断开电源，取下纸带；

E．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使附有定滑轮的一端伸出桌面；

F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；

G．换上新纸带，重复操作两次。

（1）其中有错误的步骤是；应改正为。
（2）将改正后的步骤按合理的顺序写在横线上：步骤顺序为。

某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的示数 $\text{[math]}$ 再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数 $\text{[math]}$ 释放小车，记录小车运动时传感器的示数 $\text{[math]}$ 。

（1）下列实验要求不必要的是______。

A . 应使小车靠近打点计时器 B . 用天平测出细砂和小桶的总质量 C . 先接通电源，再释放小车 D . 应使小车和力传感器的总质量远大于细砂和小桶总质量
（2）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 保留两位有效数字 $\text{[math]}$
（3）同一次实验中， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 选填“ $\text{[math]}$ “、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ” $\text{[math]}$
（4）改变小桶中砂的重力，多次重复实验获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙。不计纸带与计时器间的摩擦。图象中F是实验中测得的。
A. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ . $\text{[math]}$

（1）在“探究功与速度变化的关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，如图甲所示，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，如图乙所示，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是（________）

A . 甲的分析正确，乙的分析不正确； B . 甲的分析不正确，乙的分析正确 C . 甲和乙的分析都正确； D . 甲和乙的分析都不正确
（2）下列对“探究功与速度变化的关系”的实验的理解和看法正确的是（______）

A . 通过改变小车释放的位置来改变橡皮筋对小车所做的功 B . 完成本实验必须计算出每次橡皮筋对小车所做的功的值 C . 每次释放小车的位置必须在同一点 D . 操作时先释放小车再接通电源让打点计时器开始工作

某同学用如图(a)所示的装置 “验证机械能守恒定律”。实验的主要步骤如下：

(ⅰ)调整气垫导轨使之水平；

(ⅱ)用天平测量滑块（含遮光条）质量并记录为M；

(ⅲ)测量遮光条宽度并记录为d

(ⅳ)将滑块放在气垫导轨上，通过轻质细绳与钩码连接，记录钩码总质量为m；

(ⅴ)将滑块从A位置释放后，光电计时器测量遮光条通过光电门的时间并记录为Δt。

(ⅵ)对测量数据进行分析，得出实验结论。

请回答下列问题。（已知当地的重力加速度大小为g）

（1）若步骤(ⅲ)用螺旋测微器测量遮光条宽度d的示数情况如图所示，则d=mm，步骤(ⅴ)中光电计时器记录的时间Δt=4.10×10^-3s,滑块经过光电门时的速度大小为m/s。
（2）本实验中还需要测量的物理量有（写出物理量及符号）；
（3）本实验中需验证的机械能守恒表达式为（用以上对应物理量的符号表示）；
（4）实验数据表明系统动能增加量明显大于重力势能减少量，可能的原因是_____

A . 钩码总质量m远小于滑块质量M B . 钩码总质量m与滑块质量M相差不大 C . 气垫导轨没有调水平，且左高右低 D . 气垫导轨没有调水平，且左低右高

在“利用自由落体运动”来验证机械能守恒定律的实验中，

（1）从下列器材中选出实验所必需的，其编号为_________

A . 打点计时器(包括纸带) B . 重物 C . 天平 D . 毫米刻度尺 E . 秒表 F . 运动小车
（2）实验中由于系统误差的原因,会使重物获得的动能往往它所减少的重力势能。( 填“大于”、“等于”或“小于”)
（3）如果以 $\text{[math]}$ 为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的 $\text{[math]}$ 图线是,该线的斜率等于。

在探究力的运算法则实验时，其步骤是：

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（1）将橡皮条一端固定，用两个测力计对另一端的结点施加互成角度的两个力F₁和F₂ ，使橡皮条伸长后，结点处于某一位置，这时要记录结点O的位置和换成一个测力计对橡皮条施加一个力F₃时，要将结点，其目的是。
（2）在验证力的平行四边形定则的实验中，F₁和F₂表示两个互成角度的力， $\text{[math]}$ 表示由平行四边形定则作出的F₁和F₂的合力， $\text{[math]}$ 表示用一个测力计拉橡皮筋时的力，则如图2中符合实验事实的是。

用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：

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（1）实验中必须测量的物理量有：______________________

A . a、b球的质量m B . 细线的长度L C . 释放时a球偏离竖直方向的角度θ₁ D . 碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ₂ E . 当地的重力加速度g
（2）利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式为：

在“探究求合力的方法”的实验中

①需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，实验中需要两个弹簧测力计分别钩住细绳，并互成角度地拉橡皮筋。某同学认为此过程中必须注意以下几项:

A．两细绳必须等长

B．橡皮筋一定要与两绳夹角的角平分线在同一直线上

C．在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计与木板平面平行

D．两拉力间的夹角要成90度

其中正确的是(填相应的字母代号)

②本实验采用的科学方法是

A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法

③用M、N两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋的结点，使其到达O点，此时α+β=90°然后保持M的示数不变，而使α角减小，为保持结点位置不变，下列方法可行的是。(填相应的字母代号)

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A．减小N的示数同时减小β角 B．减小N的示数同时增大β角

C．增大N的示数同时增大β角 D．增大N的示数同时减小β角

实验小组的同学在“验证牛顿第二定律“实验中，使用了如图所示的实验装置，

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（1）在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有______（选填测量仪器前的字母）

A . 游标卡尺 B . 刻度尺 C . 秒表 D . 天平
（2）实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是_______。（选填选项前的字母）

A . 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂和砂桶的总质量的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B . 将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C . 将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车，观察判断小车是否做匀速运动
（3）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图所示的 $\text{[math]}$ 图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是_______。（选填选项前的字母）

A . 木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小 B . 木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大 C . 小车质量远大于砂和砂桶的质量 D . 砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量
（4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标， $\text{[math]}$ 为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的 $\text{[math]}$ 关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为。

某兴趣小组利用如图（a）装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）有关重物的质量，下列说法正确的是_______

A . 应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B . 应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C . 可以不测量出重物的质量 D . 必须称量重物的质量，而且要估读到0.01g
（2）某同学做实验时，不慎将一条挑选出的纸带的前端的一部分损坏，剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图（b）中，单位为cm。（打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度g取9.8m/s² ，计算结果保留三位有效数字。）
①设重物质量为m=0.2kg，重物在2点的速度 $\text{[math]}$ m/s，在5点的速度 $\text{[math]}$ m/s，由2点到5点的过程中动能增加量 $\text{[math]}$ J，重力势能减少量 $\text{[math]}$ J。由以上可得出实验结论：。

②重物获得的动能往往（填“大于”“小于”或“等于”）减少的重力势能，实验中产生系统误差的原因是。

某同学用图甲所示装置探究系统动能的变化与其合外力做功关系的实验。小车放在木板上，细绳的一端与小车相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码。打点计时器固定在木板右端，所用交流电频率为50Hz，纸带穿过打点计时器连接在小车上。启动打点计时器，释放小车，小车在钩码的作用下拖着纸带运动，打点计时器打出的纸带如图乙所示（图中相邻两点间有4个点未画）。

（1）实验中需要平衡摩擦力，此项操作（填“要”或“不要”）挂上钩码。
（2）根据图乙计算纸带上B点对应的小车速度大小为。
（3）假设由图乙纸带算出B点对应的小车速度为v_B ， D点对应的小车速度为v_D ，测出BD间距离为x，小车质量为M，钩码质量为m，重力加速度为g，请用上述字母写出该同学在本实验中要探究的表达式。

在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须要求的条件是______（填选项前的字母）。

A . 斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B . 斜槽轨道末端的切线必须水平 C . 入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D . 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
（2）图中 $\text{[math]}$ 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上 $\text{[math]}$ 位置由静止释放，找到其落地点的平均位置 $\text{[math]}$ ，测量平抛射程 $\text{[math]}$ 。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上 $\text{[math]}$ 位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的字母）。

A . 测量两个小球的质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . 测量入射小球开始释放时的高度 $\text{[math]}$ C . 测量抛出点距地面的高度 $\text{[math]}$ D . 分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ E . 测量平抛射程 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出的表达式为。（用上一问中测量的量表示）
（4）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球的质量 $\text{[math]}$ 和被碰小球的质量 $\text{[math]}$ 之比为。

用图所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验。

结合实验步骤，请你完成下列任务：

（1）小车受到拉力为F时，打出的一条清晰纸带如图所示。图（b）为某次实验得到的纸带，图中的点为实际打出来的点。已知实验所用电源的频率为 $\text{[math]}$ 。根据纸带可求出小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留二位有效数字）
（2）另一组同学实验时，忘记了平衡摩擦力，绘制出 $\text{[math]}$ 图线如图所示。该图线的斜率为k，纵轴截距绝对值为b。由此可知：小车的质量为，小车所受摩擦力大小为。
（3）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持砝码和托盘质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据。在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出车加速度a与其质量m的图象。乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数 $\text{[math]}$ 的图象。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图所示）。你认为同学（填“甲”、“乙”）的方案更合理。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出．测量各点到A点的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ：

（1）若打点计时器打点的周期为T，则计算F点速度的公式为 $\text{[math]}$ ；用逐差法计算加速度的平均值的公式 $\text{[math]}$ ；
（2）如果当时电网中交变电流的电压略微降低，变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器（频率为 50Hz，即每 0.02s 打一个点）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点。其相邻点间还有 4 个点未画出。其中x₁=7.05cm、x₂=7.67cm、x₃=8.29cm、x₄=8.91cm、x₅=9.53cm、x₆=10.15cm，

（1）关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是___________；

A . 先接通电源，后释放纸带 B . 先释放纸带，后接通电源 C . 释放纸带同时接通电源 D . 先接通电源或先释放纸带都可以
（2）小车运动的加速度为m/s² ，在F 时刻的瞬时速度为m/s（保留 2 位有效数字）；
（3）如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为大于 50Hz，这样计算出的加速度值与真实值相比是（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

如图甲所示是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置图：

（1）若电源频率是50Hz，重物的质量 $\text{[math]}$ 且图中计数点间没有其他点，1号点为起点，测得图中 $\text{[math]}$ ，则6号点的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，对应的动能为J；测得图中 $\text{[math]}$ ，则从起点1到6号点减少的重力势能为J（以上计算结果均保留2位有效数字， $\text{[math]}$ ）；
（2）为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图丙所示，图中A为电磁铁，B为光电门。有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁控制从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A，B间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于A、B间的距离H。则：
①小球经过光电门B时的速度v表达式为；

②多次改变高度H，重复上述实验，作出 $\text{[math]}$ 的图像如图丁所示，当图线斜率 $\text{[math]}$ 时（用已知量g、d表示），可判断小球下落过程中机械能守恒。

如图所示，用碰撞实验器可以“验证动量守恒定律”，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前、后的动量关系。则：

（1）下列说法中符合实验要求的是____。

A . 安装轨道时，轨道末端必须水平且光滑 B . 必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表 C . 入射小球必须比靶球的质量大，且二者的直径必须相同 D . 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射小球必须从同一位置由静止释放
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影实验时，先让入射小球多次从S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把靶球静置于轨道的末端，再将入射小球从同一位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置。
①简述确定平均落点位置的办法：。
②用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。入射小球的质量为 $\text{[math]}$ ，靶球的质量为 $\text{[math]}$ ，若满足关系式 $\text{[math]}$ ，则两球碰撞前、后系统动量守恒。

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