高中物理力学实验实验题

在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下的数据。
①表格中a=          ，b=          。
②根据数据在答题卷的坐标中画出图象。
③弹簧的劲度系数k =     N / m。（取两位有效数字）
由此得到结论：                    。

钩码个数	1	2	3	4	5	6
弹簧弹力F（N）	0.50	a	b	2.00	2.50	3.00
弹簧伸长x（cm）	1.20	2.40	3.60	4.76[	6.10	7.10

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_盘；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L₁至L₆，数据如下表：

代表符号	L0	L盘	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分度值为________．
③右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“”）．

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9.8 m/s²）．

甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：

（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于 L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。

甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L ₁ ， 重力加速度大小为 g ， 则乙的反应时间为________（用 L、 L ₁和 g表示）。

（2）已知当地的重力加速度大小为 g=9.80 m/s ² ， L=30.0 cm， L ₁=10.4 cm，乙的反应时间为________s。（结果保留2位有效数字）    

（3）写出一条提高测量结果准确程度的建议：________。    

“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）．

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， $\sin 37°=0.60$， $\cos 37°=0.80)$

在11月10日，我校高三进行学业水平实验考查，小洁同学做“验证力的平行四边形定则”的实验时，主要步骤是：
（1）在水平放置的木块上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在板的A点，橡皮条的另一端拴有两细绳套，如图所示，两个测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条使之伸长．到达某一位置O时需记下      、      ，      ，再用一个测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点达      的位置，再记下测力计读数和细绳的方向．
（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两弹簧测力计拉力的图示在图中作出，图中方格每边的长度表示1N，O是橡皮筋的一个端点．用两个直角三角板按照作图法作出合力F的图示．得到合力的大小为      N．

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．

在“验证力的平行四边形定则”实验中：
（1）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

（2）其中的两个步骤是：
①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧秤的读数F₁和F₂。
②只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向。以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏：
在①中是
在②中是
（3）某同学的实验记录如图甲所示．

①用如图乙的线段长度表示1 N力的大小，作出力F₁、F₂、F的图示．
②用作图的方法求出F₁、F₂的合力F′.

一位同学在做“探究形变与弹力的关系”的实验
（1）下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，将这些步骤用字母排列出来是_________________

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来

B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码

E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F.解释函数表达式中常数的物理意义
（2）下表是这位同学所测的几组数据

①根据上表的数据在下图的坐标系中作出F-x图线

②写出曲线的函数表达式____________（x用cm作单位）
③函数表达式中常数的物理意义______________

某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有 $N=5$ 个，每个质量均为 $0．010\mathit{kg}$ 。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。

①将n（依次取 $n=1,2,3,4,5$ ）个钩码挂在轻绳右端，其余 $N-n$ 各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制 $s-t$ 图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。

②对应于不同的n的a值见下表。 $n=2$ 时的 $s-t$ 图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。

n	1	2	3	4	5
$a/\text{m}·{\text{s}}^{-2}$	$0．20$	________	$0．58$	$0．78$	$1．00$

（2）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出 $a-n$ 图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（3）利用 $\mathit{a–n}$ 图像求得小车（空载）的质量为________kg（保留2位有效数字，重力加速度取 $g=9.8\mathrm{m}·{\mathrm{s}}^{-2}$ ）。

（4）若以"保持木板水平"来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）

A．	$.\mathit{a–n}$ 图线不再是直线
B．	$\mathit{a–n}$ 图线仍是直线，但该直线不过原点
C．	$\mathit{a–n}$ 图线仍是直线，但该直线的斜率变大

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.数据如下表.

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________．
③下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“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9.8 m/s²)

在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，弹簧竖直悬挂，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再逐个挂钩码，所用的每个钩码质量为50g，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下表中(弹力始终未超过弹性限度，g取10N/kg)

砝码质量m (g)	0	50	100	150	200	250
弹簧总长l (cm)	11.80	12.80	14.00	15.10	16.20	17.40
弹簧的伸长量x（cm）	0	1.00	2.20	3.30	4.40	5.60

 
（1）根据实验数据在答题卡坐标纸上作出弹簧弹力大小F与伸长量x的关系图象。
（2）根据图象可知弹簧的劲度系数k =         N/m。（保留三位有效数字）

 

某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律, 其中打点计时器的电源为 交流电源, 可以使用的频率有 $220\mathrm{Hz},30\mathrm{Hz}$ 和 $40\mathrm{Hz}$, 打出纸带的一部分如图（b）所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率 $f$, 需要用实验数据和其他条件进行推算。

(1) 若从打出的纸带可判定重物匀加速下落, 利用 $f$ 和图（b）中给出的物理量可以写出: 在打点计时器打出 B 点时，重物下落的速度大小为             ，打出 $\mathrm{C}$ 点时重物下落的速度大小为        ， 重物下落的加速度的大小为_        。

(2) 已测得 $s_1=8.89\mathrm{cm}$, $s_2=9.5.\mathrm{cm},s_3=10.10\mathrm{cm}$; 当重力加速度大小为 $9.80\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$, 试验中重 物受到的平均阻力大小约为其重力的 $1\%$ 。由此推算出 $f$ 为_               ${\mathrm{Hz}}_{\circ }$

“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。