第13讲 力学实验
1.请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验”中，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录________．改变钩码个数，重复上述步骤．
某同学在如图7－13－18所示的坐标系中，根据外力F与弹簧形变x的数据标出了五个点．请你在图7－13－18中描绘出相应的F－x图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为________N/m.(保留两位有效数字)
图7－13－18
解析 由物体的平衡条件可知：钩码的重力大小等于弹簧的拉力；根据图象中点迹连线，由胡克定律可知：图线的斜率大小等于该弹簧的劲度系数，则k＝19 N/m. 答案 钩码个数(或钩码总质量、钩码总重量) F－x图线如图 19
2．[2013·重庆卷，6(1)]我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图7－13－19所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系．要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是________．忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据________定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率．
1
图7－13－19
解析 根据实验目的，要定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系，就需要知道这两个量的值．用刻度尺可测量钢球在橡皮条阻拦下前进的距离，根据12
动能定理或机械能守恒定律：mgh＝mv，测出h，就可求出钢球被阻拦前的速率v.
2答案 (1)高度(距水平木板的高度) 刻度尺 机械能守恒(动能)
3．(1)图7－13－20甲中游标卡尺的读数是________ cm，图乙中螺旋测微器的读数是______ mm.
甲
乙 图7－13－20
(2)某同学用落体法做“验证机械能守恒定律”实验时，得到如图的纸带，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，所用交流电的频率为50 Hz，O到A、
B、C各点的距离如图7－13－21中所示(单位：cm)，若该同学所用重锤的质量为1 kg，
并利用重锤在OB段所显示的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度表示B点对应的瞬时速度，则该过程中重锤重力势能的减少量为________ J，动能的增加量为________ J(均保留三位有效数字)．实验结果发现重力势能的减少量________(填“大于”、“小于”或“等于”)动能的增加量，原因可能是________．(已知当地重力加速度g＝9.80 m/s)
2
2
图7－13－21
解析 (2)重力势能的减少量ΔEp＝mgh＝1×9.80×0.121 8 J＝1.19 J，动能的增加量121?0.155 0－0.093 1?2J＝1.20 J. ΔEk＝mvB＝×1×??2×0.0222??答案 (1)2.98 5.680(5.679～5.681均对)
(2)1.19 1.20 小于 先释放纸带后接通打点计时器的电源 4．某同学用如图7－13－22甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
图7－13－22
实验步骤如下： A．安装好实验器材；
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、
c、d等点；
C．测出s1、s2、s3、….
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)，小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号) A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．秒表 D．刻度尺 E．天平 F．重锤 G．弹簧秤 H．滑动变阻器
(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图7－13－22乙所示，则s1、s2、s3的关系是________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度是________． 解析 c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度． 答案 (1)AD (2)s3－s2＝s2－s1
s2＋s3
10t5．某学习小组利用自行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”．人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，自行车的速度会逐渐减小至零，
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