2018届培优资料9 实验原理推导(力学)一本

2018届培优资料9 实验原理推导（力学）

【2011·广东】图1是“研究匀变数直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示.

试推导原理表达式：a=。

【2011·辽宁】利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并

用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。 试推导原理表达式：a=。

某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验：

①如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间的距离s；

②滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块沿水平导轨匀减速第先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了通过A光电门的时间为????1，通过B光电门的时间为????2； 回答下列问题：

（1）计算出通过光电门A的瞬时速度为__________（用所给出的字母表示）； （2）利用题目已知的数据，请用字母表示出滑块的加速度大小为__________________； （3）若已知滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为??，则实验小组所在地的重力加速度为___________。

【答案】 (1). （1）

??

????1

(2). （2）

2?????2)??2(????212????2??2????21

(3). （3）

2?????2)??2(????212????2??2??????21

【2017·新课标Ⅱ卷】（6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和

加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、

滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。 实验步骤如下： ①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间?t；

③用?s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，v表示滑块在挡光片遮住光线的?t时间内的平均速度大小，求出v； ④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出v–?t图，如图（c）所示。 完成下列填空：

（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和?t的关系式为v=。 答案：v?vA?1a?t 21．【贵州省贵阳市花溪清华中学2016届高三第五次模拟考试理科综合物理试题】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还

有4个点图中没有画出.打点计时器接频率为f=50Hz的交流电源。

如果当时电网中交变电流的频率f＞50Hz,但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值（填“偏大”或“偏小”）。 （3）偏小 6．【2013·天津】某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。 甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与

木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲m乙，μ甲μ乙。（填“大于”、“小于”或“等于”）

（3）小于大于 【2015·全国Ⅱ】某学生用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。

已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是。

A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的倾角

【2011·山东】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和沿斜面运动的位移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__________________。

[来源学§科§网Z§X§X§K]

axx21 ?（2）??(h?)? gHHx2?h2【2013·全国Ⅰ】图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。 实验步骤如下：

①用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s； ②调整轻滑轮，使细线水平；

③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B

所用的时间△tA和△tB，求出加速度a；④多次重复步骤③，求a的平均a； ⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。 回答下列为题：

（1）物块的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示为a=_________。 （2）动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ=__________。

来源学| mg?(M?m)ad2?1212???a?(）?（)??Mg2s??tB?tA?

某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量动摩擦因数。将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端B处固定一个光电门以测量滑块通过该处时的速度，实验时滑块由距地面h高的A处静止释放，测出滑块滑到B点的速度v。改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点A到B点的水平距离（即B、C间的距离）L=0.8m不变。重复实验，最后

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做出如图乙所示的h－v图象。

(1)木板倾斜程度更大时，为了保证L不变，滑块下滑到底端B点的位移将________（填“变大”、“变小”或“不变”）

(2)滑块与木板间的动摩擦因数μ=__________;

(3)若所用木板更粗糙些，“变重复上述实验步骤，得到的图象的斜率将________.（填“变大”、小”或“不变”）

【答案】 (1). 变大 (2). 0.25 (3). 不变

【2016·北京】利用图2装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的。

A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量

【2011·海南】现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；

若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动

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过程中机械能守恒，1/t与s的关系式为1/t= ________.

(

如图所示，质量为M的滑块A放在一端带有滑轮的粗糙长木板上，平衡摩擦力后，安装在水平桌边缘，1、2是固定在木板上的两个光电门，中心间的距离为L。滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端由静止滑下，光电门1、2记录的遮光时间分别为Δt1和Δt2。

（1）用此装置验证牛顿第二定律，且认为A受到外力的合力等于B的重力，则实验必须满足的条件还有；实验测得的加速度为（用上述字母表示）；

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