高中物理力学实验实验题

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在      方向（填“水平”或“竖直”）．
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L_x；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆，数据如表：

代表符号	L	Lx	L1	L2	L3	L4	L5	L6
数值[cm]	25.35	27.35	29.35	31.30	33.4	35.35	37.40	39.30

表中有一个数值记录不规范，代表符号为      ．
（3）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与      的差值（填“L”或“L_x”）．

（4）由图可知弹簧的劲度系数为      N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为      g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s²）．

在做“探究共点力的合成规律”实验时
(1)除已有的器材(方木板、三角板、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外，还必须有_______和________.
(2)要使每次合力与分力产生相同的效果，必须（    ）

A．每次将橡皮条拉到同样的位置	B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧秤的示数	D．每次记准细绳的方向

如图所示为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针以及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺，测得在挂钩上挂上一定数量钩码时，指针在刻度尺上的读数如表


已知所有钩码的质量可认为相同且为m=50g，重力加速度取，请回答下列问题：
（1）与相比较有很大的区别，其可能的原因是：______________
（2）小刘同学通过，得：劲度系数公式
请根据小刘同学的方法计算出弹簧的劲度系数k=_________N/m,(结果保留两位有效数字)

为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．(g＝9.8 m/s²)

(1)作出m－l的关系图线；
(2)弹簧的劲度系数为________N/m.

“研究共点力的合成”的实验情况如图所示，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，完成下列问题：

（1）实验中需要注意的事项有

A．两个分力大小必须保持一致

B．两个分力间夹角必须保持

C．将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些

D．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

（2）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图所示，其中，细绳BO对O点的拉力大小为
N。

(1)在做“验证力的平行四边形定则”的实验中有同学各自画了以下力的图，图中F₁、F₂是用两把弹簧秤同时拉橡皮筋时各自的拉力，F′是用一把弹簧秤拉橡皮筋时的拉力；画出了F₁、F₂、F′的图示，以表示F₁、F₂的有向线段为邻边画平行四边形，以F₁、F₂交点为起点的对角线用F表示，在以下四幅图中，只有一幅图是合理的，这幅图是______

(2)在做完实验后，某同学将其实验操作过程进行了回顾，并在笔记本上记下如下几条体会，你认为他的体会中正确的是______

A．两根细绳套必须等长

B．用两只弹簧测力计拉绳套时，两测力计的示数要相同

C．若F1、F2方向不变，而大小各增加1 N，则合力的方向也不变，大小也增加1 N

D．用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时图示F′不完全重合，在误差允许范围内，可以说明“力的平行四边形定则”成立

某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则。在竖直木板上钉上白纸，固定两个滑轮A和B（绳与滑轮间的摩擦不计），三根绳子的结点为O，在左右及中间的绳端分别挂上个数为N₁、N₂和N₃的钩码，每个钩码的质量相等。当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F₁、F₂和F₃。

甲                             乙
（1）关于本实验，以下说法中正确的是
A．若钩码的个数N₁＝N₂＝2，N₃＝4时可以完成实验
B．若钩码的个数N₁＝N₂＝N₃＝4时可以完成实验
C．拆下钩码和绳子前应当用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．拆下钩码和绳子前应当用天平测出钩码的质量
E．拆下钩码和绳子前应当标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
（2）在作图时，图乙中正确的是         （选填“A”或“B”）。

某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，根据测量结果在白纸上画出如图所示的图，其中O为橡皮筋与细绳的结点．

（1）图中的        是F₁和F₂的合力的理论值；      是F₁和F₂的合力的实际测量值．
（2）本实验采用的科学方法是      （填字母代号）

A．理想实验法	B．等效替代法
C．控制变量法	D．建立物理模型法

如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．

（1）为完成实验，还需要的一个实验器材是：     
（2）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的图线，由此可求出弹簧的劲度系数k为      N/m．

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）， $\bar{v}$ 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 $\bar{v}$ ；

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 $\bar{v}-∆t$ 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 v _A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则 $\bar{v}$ 与 $v_A$ 、 $a$ 和 $∆t$ 的关系式为 $\bar{v}$ =       。

（2）由图（c）可求得， $v_{A=}$        $cm/s$ ， $a=$        $cm/s^2$ 。（结果保留3位有效数字）

如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：

   

（1）铁块与木板间动摩擦因数 μ=________（用木板与水平面的夹角 θ、重力加速度 g和铁块下滑的加速度 a表示）    

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角 θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8 m/s ²。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________（结果保留2位小数）。

2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

$\left(i\right)$如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为 $53°$，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。

$\left(\mathit{ii}\right)$调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离 $L$与运动时间 $t$的数据。

$\left(\mathit{iii}\right)$该同学选取部分实验数据，画出了 $\frac{2L}{t}-t$图象，利用图象数据得到小物块下滑的加速度大小为 $5.6m/s^2$。

$\left(\mathit{iv}\right)$再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

（1）当木板的倾角为 $37°$时，所绘图象如图乙所示。由图象可得，物块过测量参考点时速度的大小为　　 $m/s$；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的 $A$、 $B$两点，利用 $A$、 $B$两点数据得到小物块下滑加速度的大小为　　 $m/s^2$（结果均保留2位有效数字）。

（2）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为　　 $m/s^2$．（结果保留2位有效数字， $\sin 37°=0.60$， $\cos 37°=0.80)$

“探究合力和分力的关系”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）图乙中的F和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	B．等效替代法
C．控制变量法	D．建立物理模型法．

某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．
①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在      方向（填“水平”或“竖直”）；
②弹簧自然悬挂，待弹簧      时，长度记为L₀，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L_x；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆，数据如表：

代表符号	L0	Lx	L1	L2	L3	L4	L5	L6
数值（cm）	25.35	27.35	29.35	31.30	33.4	35.35	37.40	39.30

表中有一个数值记录不规范，代表符号为      ．由表可知所用刻度尺的最小长度为      ．
③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与      的差值（填“L₀或L₁”）．

④由图可知弹簧的劲度系数为      N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为      g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s²）．

如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连.当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象（如图乙）.则下列判断正确的是（     ）

A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比

B．弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比

C．该弹簧的劲度系数是2 N/m

D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变