第10讲 力学实验中常考的3个问题1．如图10－11甲、乙所示，游标卡尺的示数为________cm；螺旋测微器的示数为________mm.图10－112．如图10－12所示，在“力的平行四边形定则”的实验探究中，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根带有绳套的细绳，每根绳套分别连着一个弹簧测力计．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮条的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小并标出方向；再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小和方向．图10－12(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉到O点，这样做的目的是_______________________________________________________________．(2)(多选)为尽可能减小实验误差，下列操作中正确的是________．A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行B．两细绳必须等长C．标记同一细绳方向的两点要远些D．用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大3．某小组利用如图10－13甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，5\n物体的加速度与质量之间的关系．(1)将滑块从图甲位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d，则滑块经过光电门1时的速度表达式v1＝________；经过光电门2时的速度表达式v2＝________.滑块加速度的表达式a＝________.(以上表达式均用已知字母表示)．如图乙，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为________mm.图10－13(2)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h(见图甲)．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是________．A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小4．某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(如图10－14甲所示)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2.(1)用游标卡尺测量AB、AC的长度，其中AB的长度如图乙所示，其值为________mm.甲5\n乙图10－14(2)若狭缝宽度不能忽略，则该同学利用h＝gt2，x＝vt，AC＝，g＝及相关测量值得到的重力加速度值比其真实值________(填“偏大”或“偏小”)．5．(2012·苏北四市第三次调研)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图10－15甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象．图10－15(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平．(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________mm.(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d5\n已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________(写出物理量的名称及符号)．(4)若上述物理量间满足关系式________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．参考答案1．解析 游标卡尺的示数为：13mm＋0.05×9mm＝13.45mm＝1.345cm.螺旋测微器的示数为：6.5mm＋0.01×29.0mm＝6.790mm.答案 1.345 6.788～6.7922．解析 (1)实验中，两次拉至同一点O，可知其目的为了等效替代，效果相同．(2)实验中尽可能做到，平行拉力，保证力的方向；标记过程中两点描绘一条直线，两点尽可能要远点；两弹簧夹角适中为宜．答案选A、C.答案 (1)与F1、F2共同作用的效果相同 (2)AC3．解析 考查探究牛顿第二定律实验并综合其他相关知识．从题中看，遮光条的宽度极小，因而可以将滑块通过光电门时的速度近似看作不变，所以v1＝、v2＝.我们用气垫导轨做实验时往往忽略物体与轨道间的摩擦，所以滑块的合力为Mgsinθ＝g，其中θ为导轨与水平面的夹角，L为导轨长度．题中要求合力不变，则选B、C.答案 (1) 8.15 (2)BC4．解析 根据实验的已知条件可知g的真实值应为g′＝，由于狭缝不能忽略，故t>t1＋t2，设t＝t1＋t2＋Δt，则g′＝＝，显然测量值比真实值偏大．答案 (1)74.3 (2)偏大5．(1)＝ (2)8.474(在8.473～8.475之间均算对)(3)滑块质量M 两光电门间距离L5\n(4)mgL＝(M＋m)2－(M＋m)25
