江西省都昌县第一中学2016届高考物理二轮复习专题限时训练15力学实验与创新

专题限时训练(十五) 力学实验与创新

(限时45分钟)

实验题(第1题10分，其余每小题14分，共80分)

1．(2015·百校联盟押题卷)某中学物理兴趣实验小组在完成“探究弹力和弹簧长度的关系”的实验后测出了弹簧的劲度系数，操作过程如下：该小组的同学按照图甲组装好实验装置，调节滑轮的高度使细线呈水平状态，测出不挂钩码时弹簧的长度，然后在细线的下端逐个增加钩码并测出对应的弹簧长度，将测量的数据描绘在图乙的坐标系中，已知纵坐标为每次弹簧所受的拉力，横坐标为每次所对应的弹簧长度．已知每个钩码的质量为m＝0.04 kg，取重力加速度g＝10 m/s2.

根据上述操作完成下列问题：

甲

乙

(1)根据图乙中描出的数据点画出F－L图线．

(2)根据作出的图线可知，弹簧的自然长度L0为______cm，该弹簧的劲度系数k为________N/m.

(3)该实验与弹簧呈竖直状态相比较，优点是：_____________________________________________________________________________________________________________________；

缺点是：___________________________________________. 答案：(1)如图所示 (2)5 20 (3)见解析

解析：(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如答案图所示． (2)弹簧的原长L0，即弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，l0＝5×10－2 m＝5 cm.弹簧的劲度系数等于F-L图象直线部分的斜率，k＝20 N/m.

(3)优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在摩擦使实验的误差增大．

2．(2015·山东理综)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．

甲

实验步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向． ②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示．

F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/cm l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′.

乙

④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB.

完成下列作图和填空：

(1)利用表中数据在坐标纸上画出F-l图线，根据图线求得l0＝________cm.

(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为________N. (3)根据给出的标度，在图丙中作出FOA和FOB的合力F′的图示．

丙

(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论． 答案：(1)如解析图甲所示 10.0(9.8～10.1均正确) (2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)如解析图乙所示 (4)FOO′

解析：(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．如图甲所示，由图线可知与横轴的交点为弹簧原长，即l0＝10.0 cm.