专题十四 力学实验
『经典特训题组』
1．如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。
答案 (1)0.02 s
(2)0.70 cm(0.68～0.72 cm均可) 0.100 m/s
解析 (1)时间间隔为T＝ s＝0.02 s。
(2)毫米刻度尺的精确度为1 mm，故AB间的距离为xAB＝1.70 cm－1.00 cm＝0.70 cm，vC＝＝ m/s＝0.100 m/s。
2．使用如图所示的气垫导轨装置进行实验测物体加速度a。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器M通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间分别为Δt1、Δt2都可以被测量并记录。挡光片宽度为d，两光电门间距离为s，回答下列问题：
(1)M通过G1的速度为________(用d、Δt1表示)；
(2)M的加速度a＝________(用d、s、Δt1和Δt2表示)。
答案 (1) (2)
解析 (1)利用较短时间内的平均速度等于瞬时速度可得：M通过G1的速度为v1＝。
(2)同理可得M通过G2的速度为v2＝，根据匀变速直线运动的规律可得2as＝v－v，即2as＝2－2，解得a＝。
3．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)如图甲所示，将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)。
(2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：
表中有一个数值记录不规范，代表符号为________。由表可知所用刻度尺的分度值为________。
(3)如图乙是该同学根据表中数据所作的图象，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“Lx”)。
(4)由图乙可知弹簧的劲度系数为________ N/m；通过表中数据可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)。
(5)该同学在测量时没有考虑弹簧的自重，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
答案 (1)竖直 (2)静止 L3 1 mm (3)Lx
(4)4.9 10 (5)相等
解析 (1)安装实验装置时，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
(2)弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；用刻度尺测量长度时读数应估计到最小分度的下一位，可知L3读数不规范，没有向后估读一位；由表内数据可知所用刻度尺的分度值为1 mm。
(3)充分利用测量数据和图象，根据公式ΔF＝Δmg＝kΔx可知横轴是弹簧的长度与Lx的差值。
(4)根据胡克定律公式ΔF＝kΔx，有
k＝＝＝ N/m＝4.9 N/m；
由表格得到，弹簧原长为：L0＝25.35 cm，挂砝码盘时：Lx＝27.35 cm，
根据胡克定律，砝码盘质量为：
M＝＝ kg＝0.01 kg＝10 g。
