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3.(07年北京理綜)某同學用右圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動。實驗步驟如下：

a．安裝好實驗器材。

b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面

向下運動，重復幾次。選出一條點跡比較清

晰的紙帶，舍去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數點，如下圖中0、1、2……6點所示。

c．測量1、2、3……6計數點到0計數點的距離，分別記作：S₁、S₂、S₃……S₆。

d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻速直線運動。

e．分別計算出S₁、S₂、S₃……S₆與對應時間的比值。

f．以為縱坐標、t為橫坐標，標出與對應時間t的坐標點，劃出-t圖線。

結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：

①實驗中，除打點及時器(含紙帶、復寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有　　　　 和　　　　　 。(填選項代號)

A．電壓合適的50 Hz交流電源　　　 B．電壓可調的直流電源　

C．刻度尺　　 D．秒表　　　 E．天平　　　 F．重錘

②將最小刻度為1 mm的刻度尺的0刻線與0計數點對齊，0、1、2、5計數點所在位置如圖所示，則S₂＝　　　　 cm，S₅＝　　　　 cm。

③該同學在右圖中已標出1、3、4、6計數點對應的坐標，請你在該圖中標出與2、5兩個計數點對應的坐標點，并畫出-t圖。

④根據-t圖線判斷，在打0計數點時，

小車的速度v₀＝　　　　 m/s；它在斜

面上運動的加速度a＝　　　　 m/s²。

答案 ⑵①A，C　　

②(2.97~2.99)，(13.19~13.21)

③如圖　　 ④(0.16~0.20)，(4.50~5.10)

2.(07年海南卷)設地球繞太陽做勻速圓周運動，半徑為R，速率為v，則太陽的質量可用v、R和引力常量G表示為　　　　　 。太陽圍繞銀河系中心的運動可視為勻速圓周運動，其運動速率約為地球公轉速率的7倍，軌道半徑約為地球公轉軌道半徑的2×10⁹倍。為了粗略估算銀河系中恒星的數目，可認為銀河系中所有恒星的質量都集中在銀河系中心，且銀河系中恒星的平均質量約等于太陽質量，則銀河系中恒星數目約為　　　　　 　。

答案：；　 10¹¹

1.(07年上海卷)在實驗中得到小車做直線運動的s－t關系如圖所示。

⑴由圖可以確定，小車在AC段和DE段的運動分別為　　　　　　

A．AC段是勻加速運動；DE段是勻速運動。

B．AC段是加速運動；DE段是勻加速運動。

C．AC段是加速運動；DE段是勻速運動。

D．AC段是勻加速運動；DE段是勻加速運動。

⑵在與AB、AC、AD對應的平均速度中，最接近小車在A點瞬時速度的是_________段中的平均速度。

答案：⑴C　　　 ⑵AB

13.(08年廣東卷)某實驗小組采用圖所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點針時器工作頻率為50 Hz．

(1)實驗的部分步驟如下：

①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；

②將小車停在打點計時器附近，　　　　 ，　　　　 ，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，　　　　　 ；

③改變鉤碼或小車中砝碼的數量，更換紙帶，重復②的操作。

(2)圖是鉤碼質量為0.03 kg，砝碼質量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及A、B、C、D和E五個計數點，可獲得各計數點到0的距離5及對應時刻小車的瞬時速度v,請將C點的測量結果填在表1中的相應位置．

(3)在上車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統，　　　　　　　　 做正功，　　　　 做負功．

(4)實驗小組根據實驗數據繪出了圖中的圖線(其中Δv²=v²-v²₀),根據圖線可獲得的結論是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　．要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力是　　　　　　　　　 ．

表1紙帶的測量結果

答案：(1)②接通電源、釋放小車　　 斷開開關

(2)5．06　　 0．49　　 (3)鉤砝的重力 　　小車受摩擦阻力

(4)小車初末速度的平方差與位移成正比　 小車的質量

2005-2007年力學實驗

12.(08年海南卷)某同學用螺旋測微器測量一金屬絲的直徑，測微器的示數如圖所示，該金屬絲直徑的測量值為　　　　 mm．

答案：2.793(2.791-2.795mm之間均可)

解析：測量值讀數為2.5mm+0.01mm×29.3=2.793mm。

11.(08年上海卷)在“用單擺測重力加速度”的實驗中，

(1)某同學的操作步驟為：

a．取一根細線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上

b．用米尺量得細線長度l

c．在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球

d．用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期T＝t/n

e．用公式計算重力加速度

按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比＿＿＿(選填“偏大”、“相同”或“偏小”)。

(2)已知單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為，式中T₀為擺角趨近于0°時的周期，a為常數。為了用圖像法驗證該關系式，需要測量　的物理量有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若某同學在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖像中的橫軸表示＿＿＿＿＿＿。

答案：(1)偏小(2)T′(或t、n)、θ，　　　 T′

解析：單擺擺長為擺線長度與小球半徑之和，因該同學將偏小的擺長代入公式計算，所得重力加速度的測量值偏小于實際值；為驗證該關系式，需要測量單擺在任意擺角θ時的周期T′，根據公式與圖像的函數關系式可推導得到擺角θ=0時橫軸的截距為T₀。

10.(08年寧夏卷)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數。實驗裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點。

(1)上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點(圖中未標出)，計數點間的距離如圖所示。根據圖中數據計算的加速度a=　　　　　　　　　 　(保留三位有效數字)。

(2)回答下列兩個問題：

①為測量動摩擦因數，下列物理量中還應測量的有　　　　 　。(填入所選物理量前的字母)

A.木板的長度l　　　　　　　　　　 B.木板的質量m₁

C.滑塊的質量m₂　　　　　　　　　 D.托盤和砝碼的總質量m₃

E.滑塊運動的時間t

②測量①中所選定的物理量時需要的實驗器材是　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)滑塊與木板間的動摩擦因數＝　　　　　　　　　　 　(用被測物理量的字母表示，重力加速度為g).與真實值相比，測量的動摩擦因數　　　　 　(填“偏大”或“偏小” )。寫出支持你的看法的一個論據：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。

答案：(1)0.495~0.497m/s²

(2)①　 CD　 (1分)

(3)

解析：對紙帶的研究直接利用逐差法取平均值計算加速度。

9.(08年重慶卷)某實驗小組擬用如圖1所示裝置研究滑塊的運動.實驗器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板，以及由漏斗和細線組成的單擺等.實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時單擺垂直于紙帶運動方向擺動，漏斗漏出的有色液體在紙帶帶下留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置.

①在圖2中，從　　　　　　　 紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致.

②用該方法測量滑塊加速度的誤差主要來源有：　　　　 、　　　　 (寫出2個即可).

答案：①　 B　　

②擺長測量、漏斗重心變化、液體痕跡偏粗、阻力變化……

解析：本題考查勻加速運動和單擺的運動， 本題中等難度題目。要使速度和加速度方向相同，則只有B，因為B中相等時間內紙帶運動的距離越來越大。用該方法測量加速度的誤差主要來源有：擺長的測量。漏斗重心的變化，液體痕跡偏粗、阻力變化等。

8.(08年江蘇卷)某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H。將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．

(1)若軌道完全光滑，s²與h的理論關系應滿足s²＝　　　(用H、h表示)．

(2)該同學經實驗測量得到一組數據，如下表所示：

請在坐標紙上作出s²--h關系圖．

(3)對比實驗結果與理論計算得到的s²--h關系圖線(圖中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率　　　　　 　(填“小于”或“大于”)理論值．

(4)從s²--h關系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的可能原因是　　　　 ．

答案：(1)4Hh(2)見圖

(3)小于 (4)摩擦，轉動(回答任一即可)

解析：(1)根據機械能守恒，可得離開軌道時速度為，由平拋運動知識可求得時間為，可得.

(2)依次描點，連線，注意不要畫成折線。

(3)從圖中看，同一h下的s²值，理論值明顯大于實際值，而在同一高度H下的平拋運動水平射程由水平速率決定，可見實際水平速率小于理論速率。

(4)由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機械能減小，因此會導致實際值比理論值小。小球的轉動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉化成轉動能的這一部分，也會導致實際速率明顯小于“理論”速率(這一點，可能不少同學會考慮不到)。

7.(08年江蘇卷)某同學想要了解導線在質量相同時，電阻與截面積的關系，選取了材料相同、質量相等的5卷導線，進行了如下實驗：

用螺旋測微器測量某一導線的直徑如下圖所示． 讀得直徑d＝　　　mm．

解析：外徑千分尺讀數先可動刻度左邊界露出的主刻度L，如本題為1mm，再看主尺水平線對應的可動刻度n，如本題為20.0，記數為L+n×0.01=1+20.0×0.01=1.200mm。注意的是讀L時，要看半毫米刻度線是否露出，如露出，則記為1.5或2.5等。