【名师伴你行】2014年高考物理大二轮提能专训十 力学实验（含解析）.doc

提能专训(十)力学实验
1．(山西高三阶段性诊断)小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验．

A．在墙上贴一张白纸，用来记录弹簧的弹力大小和方向；
B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时该弹簧测力计的示数F；
C．将一根长约30cm的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两个弹簧测力计的挂钩上，在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的示数，如图甲所示；
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的示意图，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.
(1)在步骤C中，弹簧测力计的示数为________N.
(2)在步骤D中，合力F′＝________N.
(3)若________________________，就可以验证力的平行四边形定则．
答案：(1)3.00(2)5.20(3)F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等
解析：(1)通过图甲所示读出力的示数为3.00N；(2)在图乙中作出平行四边形，测出长度，对照标度算出力的大小；(3)如果实际的合力和通过平行四边形定则做出的合力在误差允许的范围内相同，则证明平行四边形定则是正确的．
2．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值．下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录.

拉力F/N510152025伸长量x/cm1.63.24.76.48.0(1)请在如图所示的坐标系中作出F—x图象．

(2)由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k＝______N/m.(保留2位有效数字)
答案：(1)图象如图所示(2)3.1×102

解析：由胡克定律得F＝kx，F－x图象的斜率等于该橡皮筋的劲度系数，k＝eq\f(ΔF,Δx)＝3.1×102N/m.
3．(石家庄高中毕业质检)一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，把角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β(即β＝eq\f(Δω,Δt))．我们用电磁打点计时器(所接交流电的频率为50Hz)、复写纸、米尺、游标卡尺、纸带来完成下述实验：

①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；
③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示，圆盘的半径r为________cm；
(2)如图丙所示，纸带上A，B，C，D，……为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，则打下计数点D时，圆盘转动的角速度为________rad/s，纸带运动的加速度大小为________m/s2，圆盘转动的角加速度大小为______rad/s2.(保留三位有效数字)
答案：(1)6.000(2)6.48(在6.48～6.50范围内均视为正确)0.60010.0
解析：游标卡尺读数时需注意其精度，小数点后面的0不可省；由v＝ωr知ωD＝eq\f(vD,r)，又从纸带可求vD＝eq\f(\x\to(CE),2T)，则ωD＝eq\f(\x\to(CE),2Tr)＝6.48rad/s；根据Δs＝aT2可求加速度a＝eq\f(\x\to(AF)－2\x\to(AD)＋\x\to(AB),4T2)＝0.600m/s2；由β＝eq\f(Δω,Δt)，Δω＝eq\f(Δv,r)，联立可求β＝eq\f(Δv,Δtr)＝eq\f(a,r)＝10.0rad/s2.
4．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置．请思考探究思路并回答下列问题：

(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是________；
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则小车加速度的表示式为a＝________；

(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做