实验题对“力学知识”的考查

1．某同学从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，在家里做实验验证力的平行四边形定则．按如下步骤进行实验：用完全相同的两个弹簧测力计进行操作，弹簧测力计A挂于固定点C，下端用细线挂一重物G，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉至水平，使结点O静止在某位置；分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．

(1)弹簧测力计A的指针如图甲所示，由图可知拉力的大小为________ N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N)；由实验作出FA和FB的合力F的图示(如图乙所示)，得到的结果符合事实的是________．(填“a”或“b”)

(2)本实验采用的科学方法是________(填正确答案标号)． 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)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法可行的是________．

A．改变弹簧测力计B拉力的大小 B．减小重物M的质量

C．将A更换成量程较小的弹簧测力计 D．改变弹簧测力计B拉力方向

解析：(1)由题图知，弹簧测力计A的最小刻度值为0.2 N，读数为5.8 N．解答用平行四边形定则求出的合力可以与重力的方向有偏差，但悬挂重物的线应该竖直向下，故结果a符合实验事实．(2)本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法．(3)当弹簧测力计A超出其量程，则说明与弹簧测力计B及重物相连的这两根细线的力的合力已偏大．又由于挂重物的细线力的方向已确定，所以要么减小重物的重量，要么改变测力计B拉细线的方向，要么改变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程，故A、B、D可行． 答案：(1)5.8 a (2)B (3)ABD

2．(2019·贵州安顺联考)用如图所示的装置，探究物体的加速度与力、质量的关系，图中小车的质量用M表示，钩码的质量用m表示．要顺利完成该实验，在操作中：

1

(1)平衡摩擦力的目的是：______________________________________________； (2)使M远大于m目的是：_____________________________________________；

(3)某次打出的某一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的5个计数点，如图，相邻计数点间还有四个点未标出，所用交流电频率为50 Hz.利用图中给出的数据可求出小车的加速度a＝________m/s.(结果保留两位有效数字)

2

解析：(1)实验中平衡摩擦力的目的是使小车所受的合外力等于绳的拉力．

(2)以钩码作为研究对象有：mg－FT＝ma；以小车作为研究对象有：FT＝Ma；联立以上两式可得：FT＝

Mmg; 要绳子的拉力近似等于钩码的总的重力，即：≈1，则有：M?m；则M＋mM＋mM使M远大于m的目的是：使绳的拉力近似等于钩码的重力． (3)因T＝0.1 s，由逐差法Δx＝aT得：

Δx?21.60－8.79－8.79?×1022

a＝2＝ m/s≈1.0 m/s. 2

T4×0.1答案：(1)使小车所受的合外力等于绳的拉力 (2)使绳的拉力近似等于钩码的重力 (3)1.0 m/s

3．(2019·山东日照联考)图为测试飞机滑跑阶段动力性能的监控屏幕截图．飞机前端装有

2

－22

d＝6 mm的挡光片，跑道上隔一段距离有一个感光装置．图中上方的两个时间表示挡光片经

过感光装置的挡光时间，图中秒表表示飞机到达感光装置的时刻．若飞机做匀加速直线运动，请根据图中提供的信息，完成下列问题．

(1)飞机的加速度大小a＝________m/s.

2

2

(2)最后一个图片是飞机起飞前的瞬间，则飞机起飞的瞬时速度v＝________km/h. 6×10

解析：(1)飞机经过左边挡光片的速度为v1＝m/s，飞机经过右边挡光片－4 m/s＝40

1.5×106×10

的速度为v2＝－4 m/s＝60 m/s，飞机经过两挡光片所用时间为10 s，由加速度定义

1.0×10式

－3

－3

a＝

Δv60－4022

＝ m/s＝2 m/s. Δt10

(2)飞机起飞的瞬时速度为

6×10v2＝－4 m/s＝60 m/s＝216 km/h.

1.0×10答案：(1)2 (2)216

4.(2019·山西吕梁二模)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h及滑块沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略) (1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________． (2)滑块与斜面间的动摩擦因数为________． (3)以下能引起实验误差的是________． a．滑块的质量

b．当地重力加速度的大小 c．长度测量时的读数误差 d．小球落地和滑块撞击挡板不同时

解析：(1)由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，1212ax对滑块，位移x＝at；对小球，位移H＝gt，解得：＝；

22gH－3

hx2－h2

(2)设斜面倾角为α，则sin α＝，cos α＝，

xx对滑块，由牛顿第二定律得：mgsin α－μmgcos α＝ma，

xx21

加速度a＝g，解得μ＝(h－)22；

HHx－h 3

x21

(3)由μ＝(h－)2可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同

Hx－h2

时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选c、d.

xx21

答案：(1) (2)(h－)2 (3)cd

HHx－h2

5．(2019·湖南郴州二次质检)如图甲所示是用光电门测定小车瞬时速度的情境，轨道上a、

c间距离恰等于小车长度，b是ac的中点，某同学采用不同的挡光片重复做同一实验，并对

测量精确度加以比较．

(1)如图乙所示，用螺旋测微器测量某挡光片的宽度，读数为________ mm.

(2)若挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点处，它测量的是小车前端P抵达________(填“a”“b”或“c”)点时小车的瞬时速度．

(3)若每次小车从相同位置释放，更换不同宽度的挡光片重复实验，记录三次数据如表所示，那么测得瞬时速度较精确的值为________ m/s.

次数 1 2 3 挡光片宽(m) 8.000×10 4.000×10 2.000×10 －3－3－3挡光时间(s) 0.0036 0.0020 0.0011 速度(m/s) 2.22 2.00 1.82 解析：(1) 螺旋测微器固定刻度为1 mm，可动刻度读数为20.0×0.01 mm＝0.200 mm，所以螺旋测微器的读数为(1＋0.200) mm＝1.200 mm；(2) 挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，当挡光片到达光电门处时，小球前端P刚好抵达b点，故它测量的是小车前端P抵达b点时的瞬时速度；(3) 光电门测速的原理是用挡光片的宽度除以挡光片通过光电门的时间，即挡光片通过光电门的平均速度近似的表示小车运动的瞬时速度，所以挡光片宽度越小，通过光电门的时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从数据可知测得瞬时速度较精确的值的是第3次实验，故较为精确的瞬时速度为1.82 m/s. 答案：(1)1.200 (2)b (3)1.82

6．(2019·福建龙岩联考)某同学利用如图甲所示的实验装置，探究沿水平面运动的小车加速度a与小车所受的水平拉力F的关系．在滑轮上挂上沙桶，使小车在水平面上做匀加速运动，读出弹簧秤的示数F，由打出的纸带算出小车运动的加速度a.保持小车质量M不变，逐渐增大沙和沙桶的总质量m，重复多次上述实验步骤，得到多组F、a值，不计滑轮的摩擦．

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