专题17 力学实验（解析版）

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专题 17 力学实验

【2020 年】

1.（2020·新课标Ⅰ）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块

（上方安装有宽度为 d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。

实验步骤如下：

（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________

时，可认为气垫导轨水平；

（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量 m1、滑块（含遮光片）的质量 m2；

（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；

（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过

A、B两处的光电门的遮光时间 Δt1、Δt2及遮光片从 A运动到 B所用的时间 t12；

（5）在遮光片随滑块从 A运动到 B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉

力冲量的大小 I=________，滑块动量改变量的大小 Δp=________；（用题中给出的物理量及重力加速度 g

表示）

（6）某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.50 10-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.900 10-2

s，Δt2=1.270 10-2 s，t12=1.50 s，取 g=9.80 m/s2。计算可得 I=________N·s，Δp=____ kg·m·s-1；（结果均保

留3位有效数字）

（7）定义，本次实验 δ=________%（保留 1位有效数字）。

【答案】 (1). 大约相等 (2). m1gt12 (3). (4). 0.221 (5). 0.212 (6). 4

【解析】（1）[1]当经过 A,B 两个光电门时间相等时，速度相等，此时由于阻力很小，可以认为导轨

是水平的。（5）[2]由I=Ft，知

[3] 由知

6)[4]代入数值知，冲量

[5]动量改变量

（7）[6]

2.（2020·新课标Ⅱ）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球 A和B，如图所示。一实验小组用

此装置测量小球 B运动的加速度。

令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球 B释放时的高度 h0=0.590 m，下降一段距离后的

高度 h=0.100 m；由 h0下降至 h所用的时间 T=0.730 s。由此求得小球 B加速度的大小为 a=_______m/s2（保

留3位有效数字）。

从实验室提供的数据得知，小球 A、B的质量分别为 100.0 g 和150.0 g，当地重力加速度大小为 g=9.80

m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球 B加速度的大小为 a′=_______m/s2（保留 3位有效数字）。

可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：_______

___。

【答案】 (1). 1.84 (2). 1.96 (3). 滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦（或滑轮有质量）

【解析】①有题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有

代入数据解得 a=1.84m/s2；

②根据牛顿第二定律可知对小球 A有

对小球 B有

带入已知数据解得；

③在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小。

3.（2020·新课标Ⅲ）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，

挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。

已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出 B点时小

车的速度大小 vB=_____m/s，打出 P点时小车的速度大小 vP=_____m/s（结果均保留 2位小数）。

若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的

物理量为_________。

【答案】 (1). 0.36 (2). 1.80 (3). B、P之间的距离

【解析】[1][2]由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度

[3]验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以需要测量对应的B、P之间的距

离。

4.（2020·浙江卷）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓

展方案，其实验操作步骤如下：

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