力与运动实验练习一（含答案）

高考物理实验复习训练（一）

一、DIS实验系统

利用现代信息技术进行实验研究，我们称做DIS（Digital Information System）实验。DIS实验系统主要由_______________、________________、_________________三部分组成。常见的传感器有________________________________________________________。 答案：数据采集器、传感器、计算机；（位移、光电门、温度、压强、电压、电流）传感器

二、用dis测定位移、速度和加速度

1．小车以某一初速沿水平长木板作向右作匀加速运动，长木板左端外有一传感器，通过数据采集器和计算机相连，可测得小车每隔0.1s离传感器的距离，测得的数据如下表： s1 2.84 s2 7.24 s3 13.22 s4 20.80 s5 29.94 （1）根据表格中所测得的数据，可以求出小车的初速：v0＝＿＿＿＿m/s，及每隔0.1s的瞬时速度分别为v1=_______m/s，v2=_______m/s，v3_______m/s，v4_______m/s。

（2）在左图的坐标上作出v-t图线，并求出小车运动的加速度a=_____m/s2。

（3）求出各时刻的瞬时速度后，由图线求加速度时，合理的做法

（A）任取两时刻的速度，用公式a?（ ）

?v算出小车的加速度； ?t?v算出小车的加?t（B）量出图线的倾角α，由公式a=tgα算出小车的加速度； （C）在图线上任取两点对应的速度，用公式a?速度；

（D）依次由相邻两时刻速度算出各段的加速度，取其平均值作为小车的加速度。 答案：(1) 0.36 0.52 0.68 0.84 1 (2) 1.56 (3) B

s 2．“用DIS实验系统研究匀速直线运动”实验中，要把运动传感器的 部

分固定在小车上，把 部分固定在长木板上。若实验时得到如右图所示的s-t图像，则表明小车的运动 匀速直线运动（选填“是”或“不是”）。为了达到实验目的，这时应 长木板的倾角（选填“增大”或“减小”） 答案：发射、接受、不是、减小

0 3．图A是研究小车运动的示意图，图中的装置是一个接收器，它能发出红外线

信号，并接收返回的超声波信号（固定在小车上的发射器接收到红外线信号后立即发射超声波）。某同学做实验时把接收器用信号线与示波器相连，得到了图B所示的扫描图像，图中的P1和n1是第一组红外线和超声波??。

（1）超声波是一种＿＿＿＿＿＿（选填“机械波”或“电磁波”）；

（2）根据图像可以判断：小车 （选填“靠近”或“远离”）接收器；小车的运动是_____________（选填“匀速运动”或“变速运动”）。

t

图A

答案：机械波、靠近、变速运动

P1

n1

P2

n2 图B

P3

n3

P4 n4

4．科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交

流等．一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下： A．有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关．

B．他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设．

C．在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移—时间图线．然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度—时间图线，如图（b）中图线1、2、3、4、5所示．

D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设． 回答下列提问：

（1）与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是 、 ． （2）图（a）中的AB段反映了运动物体在做 运动，表中X处的值为 ． （3）图（b）中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做 运动，最后“小纸杯”做 运动．

（4）比较图（b）中的图线1和5，指出在1.0～1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异： ．

v(m/s) S (m) 330.0 0.000 2.52.50.4 0.036 222.0 2.0 0.8 0.469 1.51.5B

111.2 0.957 1.0 1.0 A

0.50.51.6 1.447

000 0 2.0 X 00.511.520.511.50 0.5 1.0 1.5 t(s) 01.5 1.0 0.5 0 图（a） 图（b） 表

答案：（1）作出假设、搜集证据 （2）匀速运动，1.937

（3）加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动（仅回答加速运动不得分）

（4）图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大（或图线1反映纸杯做匀速运动，图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动）．

时间(s) 下落距离(m) 5 4 3 2 1 2t(s) 三、描绘平抛运动的轨迹

1．在实验中，需要小球重复运动，要求小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下，其目的是______________。 答案：保证小球初速度都一样

2．学生做平抛运动实验时，平抛物体采用小铁球而不用同体积的小木球，从实验效果讲这是因为( )

A．物体运动时有空气阻力，铁球较木球重，空中轨迹更接近平抛运动

B．下落同一高度时铁球速度远大于木球，碰撞挡板时可在纸上留下清晰的撞击点 C．铁球重力较大，从斜轨上滚下时摩擦力的影响相对较小 D．铁球重力较大，实验时不易飞出纸面 答案：A

3．在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了如图所示的段落轨迹ABC。已知物体是由原点O水平抛出，C点的坐标为（60、45），则平抛物体的初速度为v0＝_________m/s，物体通B点时的速度大小为vB＝__________m/s。

答案：2 2.83

4．如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）关于这个实验，以下说法中正确的是（ ） A．小球释放的初始位置越高越好

A

B．每次小球要从同一高度由静止释放 h1

B C．实验前要用重锤线检查平板是否竖直

x1 D．小球做平抛运动时要靠近平板但不能与平板接触 h2

C （2）若小球每次从斜槽上滚下的初始位置不同，则（ ） x2 （A）小球的初速度不同；

甲 乙

（B）小球通过相同的水平位移的时间不同； （C）小球每次沿不同的抛物线运动； （D）小球每次在空中的飞行时间不同。

（3）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到相邻两点间的竖直距离h1=10.20cm，h2=20.20cm，水平距离x1=x2=12.40cm，则物体平抛运动的初速度大小为_________m/s。（g取10m/s2） 答案：（1）BCD（2）ABC（3）1.24

5．在做研究平抛运动规律的探究实验中．槽口高为h，测得小球离开槽口的速度为v0，小球做平抛运动的水平位移为d．落地时间为t．当小球从h=0.45m处下落得到数据表如表a所示．第二次从0.8 m高处下落的实验数据表设计如表b所示． h=0.45m h=0.8m

2 3 4 2 4 v0 (m/s) 0 v0 (m/s) 0

d(m) O O.60 0.90 1.20 d(m) 0

t(s) 0.3 0.3 0.3 0.3 t(s)

(1)从表(a)中第③行数据可得出初步的结论是______________________． (2)从表(a)中第①、②两行可得出的初步结论是______________________. (3)猜测平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在表(b)的五个空格中填上可能出现的数据。

答案：（1）在同一高度以不同初速度抛出的物体下落时间相同

（2）在同一高度以不同初速度抛出的物体其水平位移与初速度成正比 （3）（第一行）0.8 1.6 （第二行）0.4 0.4 0.4 6．在如图所示“研究平抛物体的运动”的实验中，采用以下方法： （1）为使小球作平抛运动，必须调整斜槽末端的切线方向， 其目的是________________________________．

（2）小球抛出点的位置必须先记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是以重锤线为基准的．建立x轴和y轴的目的是___________________________________．

（3）检验实验得到的轨迹是否准确的一种方法：从曲线上某点处画三段y1y2连续等长的水平直线，再在该水平线等间距处对应作三条竖直线与曲线交

y3于三点，相应得到三段y轴方向的位移y1、y2、y3，如右图所示．若轨迹正确，则三段y轴位移之间应满足的关系是y3=_____________．

答案：（1）平抛运动的初始条件是初速度与重力垂直，现在重力竖直，所以初速度必须水平

（2）根据运动的独立性原理，将平抛运动分解为水平和竖直方向两分运动加以研究 （3）3y2-3y1

四、研究共点力的合成

1．在“验证力的平行四边形定则”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___________是为F1和F2的合力的理论值；___________是力F1和F2的合力的实际测量值。

(2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？ 答：______________________。(选填“变”或“不变”)

⑶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 答案：（1）F F’ （2）不变 （3）B

2．做：“互成角度的共点力合成”实验，实验步骤如下： ⑴ 在水平放置的木板上，固定一张白纸。

⑵ 把橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴两根带套的细线，细线

和橡皮筋的交点叫做结点。

⑶ 在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点。

⑷ 用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉至A

点，如图8所示，记下此时两力F1和F2的方向和大小。 ⑸ 改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点记

下此时力F的方向和大小。 ⑹ 撤下弹簧秤和橡皮筋。

⑺ 在A点按同一标度尺，作F1、F2、F力的图示。请你写出

下面应继续进行的实验步骤，完成实验。

⑻ ⑼ 答案：（8）利用平行四边形定则作F1和F2的合力F

（9）比较F合和F的大小和方向并得出结论