力学实验(B卷)

(45分钟，100分)

1.(10分)(2014·宁波二模)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 。 (2)本实验采用的科学方法是 。 A.理想实验法 C.控制变量法

B.等效替代法

D.建立物理模型法

(3)实验时，主要的步骤是：

A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；

B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套； C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；

D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；

E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；

F.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。 上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是 和 ；

②遗漏的内容分别是 和 。

【解析】(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′。

- 1 -

(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确。 (3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。 ②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O。 答案：(1)F′ (2)B (3)①C E ②记下两条细绳的方向 把橡皮条的结点拉到同一位置O

2.(12分)(2014·温州二模)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02s打一点，当地的重力加速度为g=9.80m/s。那么：

2

(1)纸带的 (选填“左”或“右”)端与重物相连。

(2)根据图中所得的数据，应取图中O点到 点来验证机械能守恒定律。

(3)从O点到(2)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp= J，动能增加量ΔEk= J(结果保留3位有效数字)。

【解析】因O点为打出的第一个点，所以O端，即左端与重物相连，用OB段验证机械能守恒定律，则重力势能的减少量为ΔEp=mghOB=1.88J 动能的增加量为 ΔEk=mvB=

=

-0

由以上两式得ΔEk=1.87J。

答案：(1)左 (2)B (3)1.88 1.87

3.(12分)(2014·绍兴二模)为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Ep=kx，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量。

某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m)运动来探究这一问题。

为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功。 该同学设计实验如下：

- 2 -

2

首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d。

(1)在此步骤中，目的是要确定物理量 ，用m、d、g表示为 。

(2)接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小球被推出去，从高为h的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L。 小球的初动能Ek1= 。 小球的末动能Ek2= 。

弹簧对小球做的功W= (用m、x、d、g表示)。

对比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即在实验误差允许范围内，外力所做的功等于物体动能的变化。

【解析】(1)在图甲所示的实验中，目的是确定弹簧的劲度系数k，由平衡条件得：mg=kd，即k=(2)在图乙所示的实验中，小球的初动能Ek1=0。 又根据小球做平抛运动得： h=gt L=vt

2

。

所以Ek2=mv=m(L

2

)=

2

弹簧对小球做的功等于弹性势能的减少量， 所以W=kx=

2

(2)0

答案：(1)弹簧劲度系数k

4.(16分)(2014·绍兴二模)(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中备有下列器材：

A.电磁打点计时器；B.天平(带砝码)；C.秒表；D.低压直流电源；E.纸带和复写纸；F.导线；G.细绳；H.

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小车；I.砂和小桶；J.一端附有滑轮的长木板；K.砝码。

其中多余的器材是 (填代号)，缺少的器材是 和 。

(2)如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间是0.1 s，距离如图所示，单位是cm，小车的加速度是 m/s。

2

(3)在探究加速度a与质量m的关系时，应以 为纵坐标、 为横坐标作图像，这样就能直观地看出其关系。

【解析】(1)实验的重点是在质量一定时，根据不同力作用下打出的纸带，求出加速度；在力一定时，根据在不同质量条件下打出的纸带，求出加速度，故只要明确打点计时器工作原理和实验步骤，则可判断多余的器材是C、D；缺少的器材是低压交流电源和刻度尺。 (2)利用逐差法求加速度： a==

=1.59m/s

(3)探究加速度a与质量m的关系时，以a为纵坐标，以为横坐标，作出的图像为经过原点的倾斜直线，这样很容易看出它们的关系。

答案：(1)C、D 低压交流电源 刻度尺 (2)1.59 (3)a

2

×10m/s

-2

2

5.(16分)(2014·衢州二模)某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。

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