力学实验知识点题库

某同学用重锺做“验证机械能守恒定律”实验．让重锤从高处由静止开始下落，打点计时器就在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面是本实验的几个操作步骤，请在横线上填写合适的文字．
A．图中图（选填“甲”或“乙”）所示安装方案更好一些，按此示意图组装实验器材
B．将打点计时器接到（选填“直流”或“交流”）电源上；
C．用天平测出重锤的质量m=1.00kg；
D．释放纸带，然后接通电源开关打出一条纸带；
E．重复步骤D多次，得到多条纸带．
在以上实验步骤中，操作不当的是（选填步骤前的字母）．
（2）数据处理
F．从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带如图丙所示．把第一个点记作O，在便于测量的地方另选连续的4个点A、B、C、D，测量出A、B、C、D各点到0点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．
G．已知当地重力加速度为9.80m/s² ，打点计时器的打点周期为0.02s，从打O点到打C点的过程中，重锤减少的重力势能E_p_减=J，增加的动能E_k_增=J．（结果均保留三位有效数字）
（3）得出结论
H．本次实验中可以得到的结论是：．
（4）评估
I．该同学重复分析多条纸带，发现重锤减少的重力势能总是比它增加的动能略大一些，你认为造成此结果的原因是
J．本实验处理数据时，若以 $\text{[math]}$ 为纵轴，以h为横轴，根据实验数据给出的 $\text{[math]}$ ～h图象应是，才能验证机械能守恒定律． $\text{[math]}$ ～h图线的斜率等于的数值．

在用单摆测重力加速度的实验中

（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？将所选用的器材的字母填在题后的横线上．
（A）长1m左右的细绳；（B）长30m左右的细绳；
（C）直径2cm的铅球；（D）直径2cm的铁球；
（E）秒表；（F）时钟；
（G）最小刻度是厘米的直尺；（H）最小刻度是毫米的直尺．
所选择的器材是．
（2）实验时摆线偏离竖直线的要求是
（3）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T²～L图线，如图所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x₁ ， y₁）、（x₂ ， y₂），可求得g=．若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器（发射器）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中力传感器的拉力为F，保持小车（包括位移传感器发射器）的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图（b）所示．

（1）小车与轨道的滑动摩擦力f=N．
（2）从图象中分析，小车（包括位移传感器发射器）的质量为kg．
（3）该实验小组为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ=．

某学习小组做“探究功和物体速度变化的关系”的实验，装置如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条、……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、（填测量工具）和电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可是使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是

A . 不系橡皮筋，放开小车，能够自由下滑即可 B . 不系橡皮筋，放开小车，能够匀速下滑即可 C . 不系橡皮筋，放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D . 不系橡皮筋，放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）关于该实验，下列说法正确的是

A . 当小车速度达到最大时，橡皮筋处于原长状态。 B . 当小车速度达到最大时，橡皮筋处于伸长状态。 C . 本实验中，并不需要计算出每根橡皮筋对小车做的功 D . 根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

图片_x0020_100020

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为m/s（g＝9.8 m/s²）。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长 L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为m/s；B 点的竖直分速度为m/s（g＝10 m/s²）。（结果均保留两位有效数字）

某同学用探究动能定理的装置测滑块的质量M．如图甲所示，在水平气垫导轨上靠近定滑轮处固定一个光电门．让一带有遮光片的滑块自某一位置由静止释放，计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t(t非常小)，同时用米尺测出释放点到光电门的距离s．

（1）该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d，如图乙所示，则d＝ mm．
（2）实验中多次改变释放点，测出多组数据，描点连线，做出的图像为一条倾斜直线，如图丙所示．图像的纵坐标s表示释放点到光电门的距离，则横坐标表示的是______．

A . t B . t² C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（3）已知钩码的质量为m，图丙中图线的斜率为k，重力加速度为g．根据实验测得的数据，写出滑块质量的表达式M＝．(用字母表示)

某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之运动。使其与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续运动，他设计的具体装置如图甲所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源的频率为50Hz。

图片_x0020_100011

（1）长木板右端下面应垫放一小木片，其原因是；
（2）若已得到打点纸带如图乙所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选段来计算小车A的碰前速度，应选段来计算小车A、B碰后的共同速度；（均填“AB”“BC”“CD”或“DE”）
（3）经过多次实验，根据数据分析，他们猜想碰撞前后___________不变。

A . 小车A的质量与速度的乘积 B . 小车B的质量与速度的乘积 C . 小车A、B的质量与速度的乘积之和

某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，设计了如图1所示的实验装置，将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将毫米刻度尺放置在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。他先测出不挂钩码时弹簧的长度，然后在弹簧下端依次挂1、2、3、4、5个钩码，测出弹簧相应的总长度。每只钩码的质量都是10g。实验数据见下表。（g取10N/kg）

图片_x0020_1280915731

钩码质量m/g	0	10	20	30	40	50
弹簧总长度l/cm	3.00	3.50	4.00	4.50	5.00	5.50
弹力大小F/N	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

（1）关于本实验，下列说法不正确的是_____

A . 悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 B . 应在弹簧的弹性限度范围内进行测量 C . 在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态 D . 在测量弹簧原长时，应将弹簧平放在水平桌面上，使其自然伸长，并测出其长度
（2）根据上述实验数据，在图2所在的坐标纸上，作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度l之间的关系图像。请补充图中缺失的数据点，并作出F—l图像；根据图像可以求出该弹簧的劲度系数k=N/m；
（3）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度图像如图3所示。下列表述正确的是____

A . a的原长比b的短 B . a的劲度系数比b的小 C . a的劲度系数比b的大 D . 测得的弹力与弹簧的长度成正比

某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=1kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k．其操作如下：

图片_x0020_100025

（1） a、将弹簧P上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P的长度L₀=12.50cm；
b、将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L₁ ，如图甲所示，则L₁=cm；

c、在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢的拉起弹簧Q，使弹簧P偏离竖直方向夹角为60°，测出弹簧Q的长度为L₂及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示；
（2）取重力加速度g=10m/s² ，则弹簧P的劲度系数k=；
（3）若要验证力的平行四边形定则，L₂和θ需满足的条件是L₂=cm，θ=．

用如图所示的装置探究加速度与质量的关系，把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上，木块的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码。

（1）下列做法正确的是______（填字母代号）；

A . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B . 在调节木板倾斜度以平衡木块受到的滑动摩擦力时，需要挂上装有砝码的砝码桶 C . 实验时，应先接通打点计时器的电源再放开木块 D . 通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是木块和木块上砝码的总质量（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）砝码桶及桶内砝码的总质量；
（3）丙同学用该装置在平衡摩擦力的过程中打了一条如图所示的纸带，已知纸带左端为连接小车处，则应将平板的倾角适当（填“增大”或“减小”）些；
（4）实验中保持托盘和砝码的总质量不变，改变木块和木块上砝码的总质量M，进行实验，打出纸带，算出相应的加速度a. 某小组在实验中作出 $\text{[math]}$ 图像如图所示，图像斜率的物理意义是；若图像纵截距为b，斜率为k，则托盘和砝码的总质量m=（用字母 b、k 表示）

某高中一个学习小组的同学设计了如图所示的“探究碰撞中的不变量”的实验。水平轨道左端M处的固定挡板上连接了一个轻质弹簧，水平面的MN段是光滑的、N点的右边是粗糙的而且足够长。有两个质量均为m、大小不计的相同小物块甲和乙，将小物块甲紧贴弹簧并向左挤压弹簧到最大值，然后放手让物块甲向右运动，甲运动至粗糙水平面上的P点时速度恰好减为0，测量N、P间距为x₀；把小物块乙置于N点，小物块甲仍向左挤压弹簧到最大值，然后放手让其向右运动，小物块甲与小物块乙碰撞后粘在一起，并在粗糙水平面上运动的位移为x。

（1）未放置小物块乙时，甲到达N点时的速度v₀与x₀的关系满足___________。

A . v₀∝x₀ B . v₀∝x₀² C . v₀∝ $\text{[math]}$ D . v₀∝ $\text{[math]}$
（2）为探究两物块碰撞过程中动量是否守恒，需不需要测量小物块与粗糙水平面间的动摩擦因数？（选填“需要”或“不需要”）
（3）若满足关系式，则两物块碰撞过程中动量守恒。

如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律：

（1）对于该实验，下列操作必要且又正确的有___________

A . 重物应选用质量大和体积小的金属锤 B . 两限位孔在同一竖直面内上下对正 C . 精确测量出重物的质量 D . 用夹子夹好纸带稳定后，接通直流电源然后松开夹子释放重物 E . 除图示所示器材外，为了完成实验，还必须增加刻度尺
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量 $\text{[math]}$ ，动能变化量 $\text{[math]}$
（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因是。
（4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘 $\text{[math]}$ 图像如图所示，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，斜率为K，则当满足时，重物下落过程中机械能守恒。
（5）利用（4）小题的纸带通过逐差法求出重锤下落的加速度为a，已知当地的重力加速度为g需要知道一个物理量就可计算出重锤下落过程中所受的平均阻力f=。

如图甲所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、B， A、B的质量分别为m₁和m₂ ，遮光板的宽度相同。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t₁、t₂。

（1）图乙为用螺旋测微器测遮光板宽度d时的情景，由该图可知其示数为 mm 。
（2）用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为（用相应的符号表示）。
（3）若实验通过计算，并不满足（2）中的关系式，说明系统动量不守恒，试列举两条可能的原因
① ；

②。

某实验小组想要验证力的平行四边形定则，他们只找到三根相同的橡皮筋、图钉若干、固定有白纸的平木板、一把刻度尺和一支铅笔。实验步骤如下：

⑴将三根橡皮筋的一端都拴在一个图钉O上。将这三根橡皮筋的另一端分别再拴一个图钉A、B、C，此时四个图钉均未固定在板上；

⑵另一同学用刻度尺测出橡皮筋的自由长度L₀；

⑶使三根橡皮筋互成适当角度适度拉伸（不超过弹性限度），稳定后把图钉A、B、C钉在木板上，再将图钉O固定在木板上，需要记录、测出、；

⑷分别算出三根橡皮筋的伸长量x₁、x₂、x₃。选择合适的比例标度，将x₁、x₂、x₃按一定的标度表示出来。以x₁、x₂为邻边作平行四边形，作出其对角线OF，如图1所示。比较OF与的长度和方向，若两者大小在误差允许范围内相等且几乎在一条直线上，则达到实验目的；

⑸如图2所示，把图钉O从木板上松开，保持力F₃不变（即相当于三条橡皮筋的结点O和x₃不变），且F₁起始位置与F₃垂直，另外保持F₁、F₂夹角不变，F₁、F₂从图示位置顺时针缓慢转过一个锐角过程中，下列结论正确的是。

A．F₁一定逐渐变大 B．F₁可能先变大后变小

C．F₂一定逐渐变小 D．F₂可能先变大后变小

某同学想将一弹簧改装成简易弹簧测力计，进行如下操作（弹簧始终未超出弹性限度范围）。

（1）首先将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长；
接着，将刻度尺靠近弹簧固定。弹簧下端悬挂不同质量的物体，待物体静止后读出指针指示的相应刻度。该同学以悬挂物体的重力为纵轴，弹簧的形变量为横轴，根据测得的实验数据，作出如图所示的图像。由图像可知此弹簧的劲度系数为N/m；
（2）然后再在刻度尺的刻度旁标注对应力的大小。如果未悬挂物体时，指针对应刻度为6cm，则该同学应在6cm处标注为N，在12cm处标注为N。
（3）最后该同学为了验证改装后的弹簧测力计标度是否准确，找了一只标准的弹簧测力计，他可以采用的方法是。（回答一种即可）
（4）将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长，然后用力竖直向下缓慢拉弹簧，当弹簧伸长了6cm时，拉力做的功为。

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中 $\text{[math]}$ 为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为m/s。（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长 $\text{[math]}$ ，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为m/s；B点的竖直分速度为m/s。（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）

某学习小组利用如图装置研究合外力与动能变化的关系。图中滑轮光滑，细线轻质，不计空气阻力，重力加速度为g。

（1）为了较好完成该实验，下列说法正确的是__________（填选项前字母）

A . 打点计时器应该用低压直流电源 B . 实验中必须平衡小车的摩擦力 C . 应先释放小车，后接通打点计时器电源 D . 滑轮与小车之间的细绳应该与长木板平行
（2）如图是该实验中打出的一条纸带，已知打点周期为T ，测出OA、AB间距离分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则A点速度 $\text{[math]}$ ；
（3）用天平测出重物质量为m、小车质量为M（M远大于m），用刻度尺测出纸带AE间距离为s ，应用（2）问的方法算出E点的速度为 $\text{[math]}$ 。以小车为研究对象，在A到E过程中验证动能定理的表达式为（用m、M、g、s、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）

利用如图所示的实验装置，可探究碰撞中的不变量，由于小球的下落高度是定值，所以，小球落在地面上的水平位移就代表了平抛运动时水平初速度的大小，这样碰前速度和碰后速度就可以用平抛运动的水平位移来表示了。

（1）为了尽量准确找到碰撞中的不变量，以下要求正确的是____（填选项前的字母）；

A . 入射球的半径应该大于被碰球的半径 B . 入射球的半径应该等于被碰球的半径 C . 入射球每次应该从斜槽的同一位置由静止滚下 D . 斜槽末端必须是水平的
（2）关于小球的落点，下列说法正确的是____（填选项前的字）；

A . 如果小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，重复几次的落点一定是完全重合的 B . 由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不会完全重合，但是落点应当比较密集 C . 测定落点P的位置时，如果几次落点的位置分别为P₁、P₂、…、P_n ，则落点的平均位置满足 $\text{[math]}$ D . 测定落点的位置时，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置就是小球落点的平均位置
（3）若已知入射小球与被碰小球的质量之比为m₁：m₂=8：3，OP=20cm，PN=16cm，则OM的值大约应该等于cm，本实验才算达到实验目的。

如图所示，用“碰撞实验器”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。

（1）下列说法中正确的是____。

A . 本实验中的斜槽必须是光滑的 B . 入射小球每次都要从同一高度由静止滚下 C . 当把球放在斜槽末端时，球静止，则说明斜槽末端沿水平方向
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 $\text{[math]}$ 多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程OP，然后把被碰小球 $\text{[math]}$ 静置于轨道水平部分的右侧末端，再将入射球 $\text{[math]}$ 从斜轨上S位置由静止释放，与小球 $\text{[math]}$ 相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是____（填选项前的符号）。

A . 用天平测量两个小球的质量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . 测量小球 $\text{[math]}$ 开始释放高度h C . 测量抛出点距地面的高度H D . 分别找到 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 相碰后平均落地点的位置M、N E . 测量平抛射程OM，ON
（3）经测量， $\text{[math]}$ g， $\text{[math]}$ g。小球落地点的平均位置能O点的距离如图所示。碰撞前后 $\text{[math]}$ 的动量分别为 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，若碰撞结束时 $\text{[math]}$ 的动量为 $\text{[math]}$ ；则 $\text{[math]}$ 。实验结果说明，碰撞前后总动量的比值 $\text{[math]}$ 。

某实验小组利用如图甲所示装置，让重物带动纸带从静止开始自由下落验证机械能守恒定律。

（1）要完成此实验，除了图甲中所示的器材及导线和开关外，还必须选用下列器材中____（填字母标号）：

A . 秒表 B . 刻度尺 C . 天平 D . 砝码
（2）在某次实验中，质量为0.3 kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图乙所示。若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02 s，从起点O到打下点B的过程中，重力势能减少量 $\text{[math]}$ J，此过程中物体动能的增加量 $\text{[math]}$ J，（g取 $\text{[math]}$ ，结果均保留3位有效数字）；
（3）多次实验结果显示，重力势能的减少量稍大于动能的增加量，最可能的原因是____：

A . 利用公式 $\text{[math]}$ 计算重物速度 B . 利用公式 $\text{[math]}$ 计算重物速度 C . 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D . 没有采用多次实验取平均值的方法
（4）该小组同学们根据纸带算出了相应点的速度，作出 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，请根据图像计算出当地的重力加速度g＝ $\text{[math]}$ 。（结果保留3位有效数字）

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