课时跟踪训练(十五)
1．某同学用两个弹簧测力计和重物m验证力的平行四边形定则．如图所示，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物m，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．
(1)实验中弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N. (2)若实验中发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，为正常测量，需要进行适量调整，调整过程中保持PO方向不变，以下操作可行的是________．
A．保持其他条件不变，手拉弹簧测力计B绕O点顺时针转动 B．保持其他条件不变，手拉弹簧测力计B绕O点逆时针转动 C．保持其他条件不变，适当减小重物m的质量 D．保持其他条件不变，适当增大重物m的质量
(3)分析实验时该同学怀疑弹簧测力计A因拉伸超出量程后读数不准而影响实验结果，他改变弹簧测力计B拉力的过程中，结点O的轨迹被描在白纸上，若两次记录O点轨迹如图中的两条虚线所示．保证重物质量不变，沿两条不同的轨迹运动到细线OB水平时，弹簧测力计A的弹力大小为F1、F2，它们的大小关系为F1________F2，由图说明弹簧测力计A拉伸________(选填“超出”或“未超出”)弹性限度．
解析 (1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，则A的读数为3.60 N.
(2)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，可行的方法是减小重物m的质量或减小B的拉力，而此时结点O在三力作用下平衡，在重物m质量不变的情况下，只有让B绕O点顺时针旋转，故选A、C.
(3)由于两次OB水平时，重物m没有变化，合力是一定的，故B的拉力不变，因此测力计A两次的示数是相同的，即F1＝F2，但图中两次O点的轨迹不重合，表明测力计A拉伸超出了弹性限度．
答案 (1)3.60 (2)AC (3)＝ 超出
2．(2024·湖北省黄石市高三调研)在某次动手实践活动中，指导老师要求同学们利用手中的器材测量小物块与木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置．
(1)实验时，该同学用两块完全相同的木板AB、CD组装成了如图所示的轨道，其中AB倾斜，CD水平，两木板连接处平滑相接．将小物块从木块AB的某位置由静止释放，小物块停止运动后，用毫米刻度尺测量小物块释放时距水平面的高度h以及在木板CD上滑行的距离x，为测得动摩擦因数，该同学还需要测量________；
(2)改变释放高度h进行多次实验，记录对应的h1、x1，h2、x2，h3、x3，……之后以x为纵坐标，h为横坐标描点作图，得到一条倾斜直线，斜率为k，则小物块与木板间的动摩擦因数为________(用测量量和k表示)．
h解析 (1)对小物块的整个运动过程由动能定理得mgh－μmgcos θsin θ－1??1
μmgx＝0，整理得x＝?μ－tan θ?h，故实验过程中需要测量木板AB的倾角θ或由
??h
tan θ＝l可知，还可以测量小物块释放时的位置在水平面的投影到B点的距离l.
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(2)x－h图线的斜率k＝μ－tan θ，解得μ＝
h1
得μ＝
1或由tan θ＝l，l. k＋tan θk＋ h1
答案 (1)木板AB的倾角θ或小物块释放时的位置在水平面的投影到B点的距离l (2)
1或l k＋tan θk＋h
3．(2024·河北保定实验中学模拟)如图所示为测量物块与水平固定桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，细线平行于桌面．
①用游标卡尺测出遮光片的宽度d；用刻度尺测出两光电门之间的距离s；
1
1
用天平测出物块和遮光片的总质量为M，重物质量为m.
②让物块从光电门A的左方某位置由静止释放，测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB；
③根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题：
(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图所示，其读数为________mm.
(2)摩擦因数μ可用上述已知量、测量量和重力加速度g表示为μ＝________.(均用字母表示)
(3)遮光片通过光电门时的平均速度________遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度．(选填“大于”、“小于”或“等于”)
解析 (1)从图中可知游标上第12个刻度与21mm对齐，所以游标的零刻度1
对应的整数部分应为9mm处，游标卡尺的读数为9mm＋12×20mm＝9.60mm；
(2)由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故
2
v2ddd2?11?B－vA22
vA＝t，vB＝t，由运动学的导出公式：2as＝vB－vA，解得a＝2s＝2s?t2－t2?；
?BA?AB
对m：mg－F拉＝ma，对M：F拉－μMg＝Ma，解得；
2
d2??d
mg－?M＋m??2st2－2st2??BA?
μ＝ Mg
(3)遮光片通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而物块做加速运动前一半的时间内位移小于后一半时间内的位移，所以时间到一半时，遮光片的中线尚未到达光电门，所以遮光通过光电门的平均速度小于遮光片竖直中线通过光电门的瞬时速度．
2
d2??d
mg－?M＋m??2st2－2st2?
?BA?
答案 (1)9.60 (2)
Mg
(3)小于
4．(2024·河南省郑州市高三调研)某同学利用如图甲所示的实验装置运用牛
2024届高中物理二轮专题复习试题：15 力学实验(含答案)
