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专题七实验

第15练力学实验

1.(2023·浙江6月选考·16Ⅰ(2))如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度xA、xB的数据如表。

钩码个数

1

2

…

xA/cm

7.75

8.53

9.30

…

xB/cm

16.45

18.52

20.60

…

钩码个数为1时，弹簧A的伸长量ΔxA＝cm，弹簧B的伸长量ΔxB＝cm，两根弹簧弹性势能的增加量ΔEpmg(ΔxA+ΔxB)(选填“＝”“”或“”)。?

答案0.781.29

解析钩码个数为1时，弹簧A的伸长量ΔxA＝8.53cm－7.75cm＝0.78cm

弹簧B的伸长量ΔxB＝18.52cm－16.45cm－0.78cm＝1.29cm

根据系统机械能守恒可知弹簧增加的弹性势能等于弹簧减少的重力势能和钩码减少的重力势能之和ΔEpmg(ΔxA+ΔxB)

2.(2024·辽宁鞍山市一模)为了探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中带小滑轮的小车的质量为M，小滑轮的质量为m0，沙和沙桶的质量为m。力传感器可测出轻绳的拉力大小。

(1)实验时，需要进行的操作是。(填序号)?

A.将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力

B.用天平测出沙和沙桶的质量

C.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源

D.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M

(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在C点的瞬时速度为m/s，加速度为

m/s2。(结果保留两位有效数字)?

(3)乙同学根据测量数据作出如图丙所示的a－F图线没经过原点，该同学做实验时存在的问题是。?

答案(1)A(2)0.804.0(3)补偿阻力不足或者没有补偿阻力

解析(1)实验时需将长木板右端垫高，以补偿阻力，故A正确；本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使小桶(包括沙)的质量远小于车的总质量，故B、D错误；实验时，为充分利用纸带，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故C错误。

(2)打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，相邻两计数点间还有四个点没有画出，则相邻两计数点间的时间间隔为

T＝5×1f＝0.1

C点的速度为BD两点间的平均速度，则

vC＝xBD2T＝(18-2)×10-22×0.1

根据逐差法可知

a＝xCE-xAC(2T)2＝(32-8)-84×0.01×10－

(3)由图丙中可看出当加速度为零时，拉力F不为零，可知存在的问题为补偿阻力不足或者没有补偿阻力。

3.(2023·湖北卷·11)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。

如图(a)所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n＝0，1，2，3，4，5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0g)，向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。

(1)实验中，拉动木板时(填“必须”或“不必”)保持匀速。?

(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量，则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m＝。?

(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m－n图像，如图(b)所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数μ＝

(保留2位有效数字)。?

答案(1)不必(2)mB－μ(mA+nm0)(3)0.40

解析(1)木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速；

(2)对木块A和砝码有μ(mA+nm0)g＝FT

对重物B有FT+mg＝mBg

解得m＝mB－μ(mA+nm0)

(3)根据m＝mB－μmA－μm0·n

结合图像可知μm0＝59-195g＝8

则μ＝0.40。

4.(2022·浙江6月选考·17)(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图甲所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行.图乙是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为cm.由图丙中小车运动的数据点，求得加速度为m/s2(保留两位有效数字)。?

②利用图甲装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是.?

A.换成质量