力学实验倒数第4天

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运动和力的关系相关实验(解析版)-2024年高考物理实验重难点

运动和力的关系相关实验学习目标对应题号目标01探究加速度与物体受力、物体质量的关系新1，1，2，3，5，8，12，13，16，19，21，25目标02牛顿第二定律简单应用(图像解读)力学创新实验4，7，17，20，22，23，25目标03利用牛顿第二定律测量动摩擦因数6，9，10，11，14，15，19，241(2023·上海·统考高考真题)如图所示，是某小组同学“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置，实验过程中可近似认为钩码受到的总重力等于小车所受的拉力。

先测出钩码所受的重力为G，之后改变绳端的钩码个数，小车每次从同一位置释放，测出挡光片通过光电门的时间Δt。

(1)实验中测出小车质量m车。

A．必须 B．不必(2)为完成实验还需要测量①；②。

(3)实际小车受到的拉力小于钩码的总重力，原因是。

(4)若导轨保持水平，滑轮偏低导致细线与轨道不平行，则细线平行时加速度a1，与不平行是加速度a2相比，a1a2。

(选填“大于”、“小于”或“等于”)【答案】B小车释放点到光电门的距离x遮光条的宽度d钩码有向下的加速度，拉力小于重力大于【详解】(1)[1]实验的研究研究加速度与力的关系，研究加速度与合力正比关系，只需控制小车质量不变即可，不须测出小车的质量。

故选B；(2)[2][3]小车经过光电门的速度为v=dΔt由运动学公式2ax=v2联立可得小车的加速度a=d22xΔt2所以需要测量小车释放点到光电门的距离x和遮光条的宽度d；(3)[4]钩码在重力和拉力作用下向下做匀加速运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿第二定律可知钩码的拉力小于钩码的重力，而钩码的拉力大小等于小车绳子拉力的大小，所以实际小车受到的拉力小于钩码的总重力；(4)[5]本实验忽略摩擦力的影响时，细线平行时T=ma1若滑轮偏低导致细线与轨道不平行，受力方向如图所示由牛顿第二定律有T cosβ=ma2所以有a1>a22(2022·浙江·统考高考真题)(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。

实验四：验证牛顿运动定律

实验四：验证牛顿运动定律, 注意事项1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动。

2．实验条件：小车的质量M 远大于小盘和砝码的总质量m 。

3．操作要领：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车。

误差分析1．因实验原理不完善引起误差。

以小车、小盘和砝码整体为研究对象得mg ＝(M ＋m )a ；以小车为研究对象得F ＝Ma ；求得F ＝M M ＋m ·mg ＝11＋m M·mg ＜mg ，本实验用小盘和砝码的总重力mg 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。

2．摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。

考点一教材原型实验考向1 实验原理与实验操作(2019·广东实验中学月考改编)某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要________、________。

(2)下列做法正确的是________。

A ．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B ．在调节木板倾斜角度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的托盘通过定滑轮拴在小车上C ．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源D ．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度E ．用托盘和盘内砝码的重力作为小车和车上砝码受到的合外力，为减小误差，实验中一定要保证托盘和砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量(3)某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数1M为横坐标，小车的加速度a 为纵坐标，在坐标纸上作出的a -1M关系图线如图甲所示。

牛顿第二定律的实验验证及教学处理

牛顿第二定律的实验验证及教学处理用实验验证牛顿第二定律，历来受到物理教师的重视，历史上最成功的是英国剑桥大学的一位教师阿特武德（1746～1807）设计了一套简单的滑轮装置，即阿特武德机，事先测定质量m1和m2，通过实验测定自由释放后下降或上升的距离及对应的时间，从而求出加速度，其结果与理论值较为一致，牛顿第二定律得到验证，后来，教师们将阿特武德机横向放置于水平桌面，可取得相同效果，而操作测量更加简单、实用，这就是所谓的横式阿特武德机．建国以后，我国历次统编高中物理教材，对牛顿第二定律的教学处理，基本上都是在学生懂得加速度并能测量后，在建立了力和质量的初步概念的基础上，通过演示实验测定在质量一定的情况下加速度与作用力成正比以及相同作用力情况下，加速度与质量成反比，从而导出牛顿第二定律．在理解该定律的基础上，再安排学生分组实验，让学生独立进行操作．这样不仅可以加深对该定律的理解，并通过实验进行实验思想的教育和实验方法的训练．为了提高验证第二定律的实验精确性，20世纪80年代，教师们采用了气垫导轨和光电计时的方法．虽然这种方法在一定程度上提高了实验精确度，但仪器套件昂贵，许多学校因条件所限而无法采用．与此同时，中学教学中又采用了横向导轨、电磁打点计时的方法验证牛顿第二定律．其特点是简单易行、操作方便．但由于方法粗糙、误差较大，且电磁打点计时器难于维修和调试，在实施中弊端越来越突出．我国80年代末新研制并上市的、使用电火花描迹的“一维运动描迹仪”既简单易行、操作方便、安全可靠，又能减小误差、提高精确度，适宜于教师演示和学生操作，从而为验证牛顿第二定律提供需要的可靠数据．牛顿第二定律发现的历史考查在牛顿之前，没有一个科学家定量地研究过力与加速度的量值关系和方向关系．牛顿早在他的《自然哲学的数学原理》发表前22年（即1665年），通过研究惯性运动的变化与作用力的关系，开始注意运动第二定律．他在《流水账》的定理107中，提出使物体运动的力或保持物体运动的力“与物体（即质量）成比例”，因此，“任何一物体发生的运动与作用于它们上的力成比例”，但是，牛顿在1684年之前在没有做大量有关实验和未提出惯性质量概念的条件下，不可能得出第二定律的定量结果．直到1687年出版《原理》一书时，在充分的实验研究和大量的理论准备基础上提出该定律的定量表述．该书《运动的公理或定律》中写道：“运动的变化正比于外力，变化的方向沿外力作用的直线方向．”在该书的进一步阐释中，牛顿还明确提出了“作用力等于加速度乘以质量”的表述．300多年来，直到现在，教科书都采用了这种表述，教科书的数学表述通常是：F＝ma或F＝d（mv）／dt．牛顿第二定律教学纵横谈牛顿第二定律是动力学理论的核心，各类基础物理教科书，历来都将该定律置于中心位置，作为重点内容．在对这一定律的教学处理上，却有各种不同的方式．有的把第二定律作为实验定律引进；有的把它作为动量对时间变化率的数学演绎导出；更多的是在力、质量和加速度概念基础上，以公理的形式直接提出第二定律．处理方式不同，对牛顿第二定律实验取舍的态度也就各异，或在实验基础上归纳定律；或根本不做实验；或在提出定律后安排验证性实验等．本文从定律的历史渊源、理论建构以及教学需要等几个方面的分析入手，归纳出两点处理牛顿第二定律教学的意见：第一，在力、质量和加速度概念基础上，以公理形式提出定律并辅以验证性实验；第二，用先进的电火花计时器和一维描迹仪进行演示实验或分组实验均可取得预期的效果．突破思路超重和失重现象虽然学生可能听说过，但却不知道所代表的含义．所谓超重现象是指物体对支持物的压力（或悬挂处的拉力）大于物体重力的现象，此时物体存在向上的加速度；所谓失重现象是指物体对支持物的压力（或悬挂处的拉力）小于物体重力的现象，此时物体存在向下的加速度；完全失重现象是指物体对支持物的压力（或悬挂处的拉力）等于零的现象，此时物体存在向下的加速度，大小等于g．本节教学中几个注意的问题：（1）要深刻理解超重和失重的物理意义，不能把超重和失重真的看作重力变大或变小．（2）要注意引导学生区分超重和失重与物体的速度方向无关，而只决定于物体的加速度方向．（3）在解决实际问题时，要特别注意选取正方向，正方向选取不明确或混乱，计算往往出错．在计算问题中要按牛顿运动定律的应用过程按步骤进行．牛顿第二定律的理论建构作为第二定律的前提，应当赋予力、质量和加速度三个量以明确的意义和量度方法．加速度a的意义和量度方法早在牛顿之前，伽利略就已经赋予了明确的意义和方法．在牛顿时代对于质量m，人们凭经验知道物体的质量与其重量成正比的关系，从而用比较重量的方法来量度质量m，随着牛顿第二定律建立之后，人们对质量概念的认识深化了，产生了惯性质量、引力质量等新的观念．这里顺便说明，一些基本概念的建立及其精确的定量测量，常引起逻辑上的困难，陷入所谓循环论证的怪圈．事实上，这是囿于实证主义对物理概念一定要给出一套操作程序的困惑．“现代物理已经超越了操作主义，更加倾向于认为基本概念原则上是一组不可预先严格定义的假设，它们的合理性只能靠以此为基础而建立的理论所得出的大量的结果而得到证实．”什么是惯性质量?由于加速度a的定义、意义和量度早已明确，所以马赫和麦克斯韦都采用了加速度定义惯性质量的方法，从而力图克服第二定律中质量定义的困难，即所谓动力学质量定义法．马赫方法，如果我们取某一参考系A的质量为单位，那么另一物体在和A相互作用时给予A的加速度为其自身所得加速度的m倍，我们就称它的质量为m．实际上，马赫是承认牛顿第三定律，即｜F AB｜＝｜F BA｜，若定义m A＝1，则m A a A ＝m B a B，a A＝ma B，得m B＝m．麦克斯韦方法，以一个确定的力先后对两个物体施加作用，这两个物体所获得的加速度的比值的倒数就是它们的质量之比，即m∝l／a．这种方法，只要规定一个标准物体的质量为m0＝1，再通过测量任一物体与标准物体在同一个力作用下获得的加速度a及a0，则可由实验发现得a∶a0＝常数这一结论得出：m／m0＝a0／a，即m＝a0／a，这里应该注意，a∶a0＝常数是在相同力作用于任一物体与标准物体的情况下得出的，因此常数与F无关，是物体加速难易程度即惯性本性的反映，因此才有m／m0＝a0／a，即m＝a0／a．什么是力?与定义质量相似，我们也可利用力的动力学效应定义力．即把物体相对于惯性参考系不再保持静止或做匀速直线运动而产生加速度的能力的大小定义为力．因此，选取某个特定物体，把力F施加于这个特定物体，测定该物体相对于某个惯性参考系的加速度a，a的大小可以作为F的度量，即：F∝a（特定物体）．F、m、a三者都有了明确的意义和度量方法，就可以具体测量各种情况下三者的量值关系．由此可得出：a∝1／m（相等的F）a∝F（相等的m）即：F∝ma或F＝kma（k为比例常数）如果m、a、F都用国际单位制的单位，则k＝1，牛顿第二定律的公式简化为：F＝ma．新题解答【例1】跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法正确的是（）A．运动员给地面的压力大于运动员受到的重力B．地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力C．地面给运动员的支持力大于运动员对地面的压力D．地面给运动员的支持力等于运动员对地面的压力答案：ABD解析：地面给运动员的支持力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力，永远大小相等，方向相反，作用在一条直线上，与运动员的运动状态无关．所以选项C错误，选项D正确．跳高运动员从地面起跳的瞬间，必有向上的加速度，这是因为地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力，运动员所受合外力竖直向上的结果．所以选项B正确．依据牛顿第三定律可知，选项A正确．点评：本题着重考查对力的概念，牛顿第三定律以及超重失重的理解．【例2】质量是60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少?（g＝10m／s2）图6—13（1）升降机匀速上升；（2）升降机以4m／s2的加速度加速上升；（3）升降机以5m／s2的加速度加速下降．解析：人站在升降机中的受力情况如图6—13所示．（1）当升降机匀速上升时，由牛顿第二定律得：F N—mg＝0所以，人受到的支持力FN＝mg＝60×10N＝600N．根据牛顿第三定律，人对体重计的压力即体重计的示数为600N．（2）当升降机以4m／s2的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律得FN—mg＝ma，FN＝mg＋ma＝60×（10＋4）＝840N，此时体重计的示数为840N，人处于超重状态．（3）当升降机以5m／s2的加速度加速下降时，根据牛顿第二定律得mg—FN＝ma，FN＝mg—ma＝60×（10—5）＝300N，此时体重计的示数为300N，人处于失重状态．点评：当物体处于超重、失重状态时，其本身的重力保持不变，物体所受的拉力（或支持力）的大小，可根据牛顿第二定律计算出来，再根据牛顿第三定律可知物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大小．思维过程在地球表面附近，无论物体处于什么状态，其本身的重力G＝mg始终不变．超重时，物体所受的拉力（或支持力）与重力的合力方向向上，测力计的示数大于物体的重力；失重时，物体所受的拉力（获支持力）与重力的合力方向向下，测力计的示数小于物体的重力．可见，在失重、超重现象中，物体所受的重力始终不变，只是测力计的示数（又称视重）发生了变化，好像物体的重量有所增大或减小．发生超重或失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度，与物体的运动方向无关．合作讨论（一）跳高运动员在起跳过程和落到海绵垫子上的过程中哪个过程是超重，哪个过程是失重?我的思路：跳高运动员起跳时先经历一个向上加速的过程，这段时间的加速度是向上的，因此是超重过程，此时它对地面的压力大于人的重力；当人落到海绵垫子上时，开始时重力大于弹力，仍然向下加速一段很短的时间，这段时间是失重，接着弹力大于运动员的重力，运动员减速，这个过程是超重；运动员在空中的运动过程，加速度始终是向下的，并且大小等于g，所以，这个过程是完全失重．（二）一个举重运动员在地球上能举起300kg的重物，这个运动员在什么环境中能举起400kg的重物?我的思路：运动员要举起比平时重的物体必须处于失重环境，例如：在加速向下、减速上升的电梯中；在空间站上；在月球上都可能举起400kg的物体．合作讨论（一）跳高运动员在起跳过程和落到海绵垫子上的过程中哪个过程是超重，哪个过程是失重?我的思路：跳高运动员起跳时先经历一个向上加速的过程，这段时间的加速度是向上的，因此是超重过程，此时它对地面的压力大于人的重力；当人落到海绵垫子上时，开始时重力大于弹力，仍然向下加速一段很短的时间，这段时间是失重，接着弹力大于运动员的重力，运动员减速，这个过程是超重；运动员在空中的运动过程，加速度始终是向下的，并且大小等于g，所以，这个过程是完全失重．（二）一个举重运动员在地球上能举起300kg的重物，这个运动员在什么环境中能举起400kg的重物?我的思路：运动员要举起比平时重的物体必须处于失重环境，例如：在加速向下、减速上升的电梯中；在空间站上；在月球上都可能举起400kg的物体．规律总结规律：牛顿第二定律、牛顿第三定律知识：超重、失重、完全失重方法：超重和失重的判断方法：判断超重和失重要依据加速度的方向来判定．当加速度方向向上时，物体处于超重状态；当加速度方向向下时，物体处于失重状态；当加速度大小为g且方向向下时，物体处于完全失重状态．即使加速度的方向不是竖直向上或向下的，只要加速度存在竖直方向的分量，就会出现超重或失重现象．如果物体处于完全失重状态，会呈现于常规完全不同的物理现象，像宇宙飞船中宇航员飘飘然的举动，满舱飞舞的物品等怪现象都是由于完全失重造成的．在完全失重的情况下，有些实验是不能进行的，例如：沸腾实验、天平测质量的实验、托里拆利实验等；同时也有一些特殊的实验在失重状态下更容易成功，例如：晶体生长实验等．变式练习一、选择题1．下面关于失重和超重的说明，正确的是（）A．物体处于失重状态时，所受重力减小，处于超重状态时所受重力增大B．在电梯上出现失重状态时，电梯必定处于下降过程C．在电梯上出现超重现象时，电梯有可能处于下降过程D．只要物体运动的加速度方向向上，必定处于失重状态解析：加速度向下物体处于失重状态，加速度向上物体处于超重状态，超重和失重并非物体的重量增大或减小，而是使悬绳或支持面的弹力增大或减小；电梯加速向上运动时，物体处于超重状态，电梯减速下降时，也处于超重状态．答案：C2．如图6—14所示，质量分别为M和m的物体用细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M＞m，不计滑轮及线的质量，摩擦不计，则下列说法正确的是（）图6—14A．细线的拉力一定大于mgB．细线的拉力一定小于MgC．细线的拉力等于（m＋M）g／2D．天花板对定滑轮的拉力等于（M＋m）g解析：物体运动过程中，m加速向上，处于超重状态，所以绳子的拉力大于mg，而M 加速向下，处于失重状态，故绳子的拉力小于Mg．答案：AB3．在封闭系统中用弹簧秤称一物体的重量，由弹簧秤读数的变化可以判断系统的运动状态，下列说法正确的是（）A．读数准确，则系统做匀速直线运动或处于静止状态B．读数偏大，则系统一定向上加速运动C．读数时大时小，则系统一定做上下往复运动D．读数偏小，说明加速度一定向下解析：读数准确，则系统做匀速直线运动或处于静止状态；读数偏大，物体超重，则系统向上加速运动或向下减速运动；读数时大时小，则系统可能做一个方向的时加速时减速的运动；读数偏小，物体失重，说明加速度一定向下．答案：AD4．A、B、C三球大小相同，A为实心木球，B为实心铁球，C是质量与A一样的空心球，三球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则（）A．B球下落的加速度最大B．C球下落的加速度最大C．A球下落的加速度最大D．B球落地时间最短，A、C球同时落地解析：根据牛顿第二定律：a＝（mg－f）／m可得m越大，a越大．答案：AD5．物体m静止于固定的升降机中的斜面上，当升降机加速竖直向上时，如图6—15所示，与原来升降机静止时相比，不正确的是（）图6—15A．物体受到的斜面的支持力增加B．物体受到的合力增加C．物体m受到的重力增加D．物体m受到的摩擦力增加解析：当物体加速上升时，物体受到的斜面的摩擦力和支持力的合力增大，由于两力的夹角确定，所以，合力增大，支持力和摩擦力均增大．答案：ABD6．一根弹簧下端挂一重物，上端用手牵引使重物竖直向上做加速运动，加速度a＜g，从手突然停止时起到弹簧恢复原长时止，在这个过程中，重物加速度的数值将是（）A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小解析：弹簧原来处于伸长状态，当手突然停住时，物体仍有向上的速度，先使弹簧缩短至kx＝mg的长度，这个过程，加速度减小，然后弹簧继续缩短，并有可能被压缩，这个过程加速度又增大．答案：C二、非选择题7．自由落体运动的物体处于________状态；竖直上抛运动的物体处于________状态．解析：自由落体和竖直上抛运动加速度均为g，且方向竖直向下，所以均为完全失重状态．答案：完全失重完全失重8．质量为50kg的人站在电梯上．当电梯静止时，人对电梯底板的压力大小为________N；当电梯以lm／s2的加速度上升时，人对电梯底板的压力大小为________N；当电梯以1m／s2的加速度做匀减速下降时，人对电梯底板的压力大小为________N．（g＝10m／s2）解析：根据牛顿第二定律可得．答案：500550450．9．某人在以2.5m／s2的加速度匀加速下降的升降机里最多能举起80kg的物体，他在地面上最多能举起_______kg的物体，若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起40kg 的物体，则此升降机上升的加速度为_______m／s2．答案：60 510．如图6—16所示，A、B两个物体间用最大张力为100N的轻绳相连，m A＝4kg，m B＝8kg，在拉力F的作用下向上加速运动，为使轻绳不被拉断，F的最大值是多少?（g ＝10m／s2）解析：取系统为研究对象，据牛顿第二定律：F－（m A＋m B）g＝（m A＋m B）a取B物体为研究对象：T－m B g＝m B a由以上两式代入T＝100N可得：F＝150N．所以，为使绳不被拉断F不能超过150N．答案：150N。

2024高考物理一轮复习--力学实验专题(二)--探究弹力和弹簧伸长的关系

探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验数据的处理：几种常见情形下的数据处理方法常见情形处理方法根据)(l x F -图像的斜率求出弹簧的劲度系数k 值；若图像不过原点，根据l F -图像的横截距求出弹簧的原长.根据表中的数据,在x F -(或l F -)坐标系中描点连线,结合图像的斜率求出弹簧的劲度系数k 值；在l F -坐标系中,由图像的横截距求出弹簣的原长题中直接给出弹簧弹力F ,以及对应的弹簧伸长量x ∆或题中直接给出所吊钩码质量m ,以及对应的弹簧伸长量x ∆ 利用x k F ∆=或x k mg ∆=求解二、原理迁移的处理方法1.利用等效法来处理数据原始变量等效变量弹簧弹力变化量弹簧圈数弹簧弹力变化量质量变化量或钩码个数变化量弹簧伸长量弹簧长度图像表达式 kx F =)(0l l k F -=（0l 为弹簧原长）相同点弹簧的劲度系数就是图像的斜率不同点图像过原点,横坐标表示形变量,纵坐标表示弹力,图像与横轴所围面积表示该状态下弹簧的弹性势能横坐标表示弹簧长度，纵坐标表示弹力，图像不过原点，且横截距表示弹簧原长2.弹簧串、并联时劲度系数的处理方法实验装置实验参量实验结论两个弹簧的劲度系数分别为1k 、2k ，两个弹簧的伸长量分别为1x 、2x ，总伸长量为x ，重物的重力为mg对于1k ，有mg x k =11，得到11k mgx =。

对于2k ，有mg x k =22，得到22k mgx =。

对于整体，mg kx =，21x x x +=，得2121k k k k k +=两个弹簧的劲度系数均为1k 两个弹簧的伸长量均为x重物的重力为mg对于一根弹簧，有mg x k 211=，得到12k mg x =。

对于整体，有mg kx =，可得12k k =三、针对练习1、小张同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。

他先把弹簧放在水平桌面上，量出弹簧原长为0 4.20m L =，再将弹簧按图甲的装置将弹簧竖直悬挂。

(浙江选考)高考物理二轮复习专题06 实验：探究加速度与力、质量的关系试题(含解析)-人教版高三全

实验：探究加速度与力、质量的关系1．实验原理〔见实验原理图〕〔1〕保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．〔2〕保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．〔3〕作出a －F 图象和a －1m图象，确定其关系．2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺． 3．实验步骤〔1〕用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m 和m′，把数据记录在表格中；〔2〕把实验器材安装好，平衡摩擦力；〔3〕在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的质量m′记录在表格中；〔4〕保持小车的质量不变，改变砝码的质量，按上面步骤再做5次实验；〔5〕算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中；〔6〕用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力m′g，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线；〔7〕用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。

4．数据处理〔1〕利用Δx ＝aT 2与逐差法求a .〔2〕以a 为纵坐标，F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．〔3〕以a 为纵坐标，1m为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m 成反比．1．须知事项〔1〕平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．〔2〕不重复平衡摩擦力．〔3〕实验条件：m≫m′.〔4〕一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．2．误差分析〔1〕因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．〔2〕摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．1．用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50 Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次．〔1〕在验证“质量一定，加速度与合外力的关系〞时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有_____．A．木板右端垫起的高度过小〔即平衡摩擦力不足〕B．木板右端垫起的高度过大〔即平衡摩擦力过度〕C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量〔即〕D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量．〔2〕实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中、、、、、、为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，如此小车运动的加速度＝_____.〔结果保存3位有效数字〕〔3〕小车质量一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为，根据实验数据描绘出的小车加速度与砂桶和沙子的总质量之间的关系图象如图丁所示，如此小车的质量_____.〔g=10m/s2〕【答案】〔1〕BD 〔2〕2.00 〔3〕 0.4〔2〕相邻两计数点间还有4个点未画出，如此两计数点间时间间隔小车运动的加速度〔3〕设绳子拉力为，对砂桶和沙子受力分析，由牛顿第二定律可得：对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律可得：联立解得：，整理得：由关系图象可得：，解得：。

4.2实验探究加速度与力质量的关系(导学案)(原卷版)高一物理

第2节实验：探究加速度与力、质量的关系导学案【学习目标】1.能够设计探究加速度与力、质量的关系实验方案。

2.能够完成实验的操作和测量过程，以及通过控制变量法对数据进行图像处理，体验如何平衡摩擦力，减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作方法。

【学习重难点】1.怎样测量物体的加速度；（重点）2.平衡摩擦力和测量物体所受的合外力；（重点）3.对平衡摩擦力方法的理解以及测量物体所受的合力的方法；（难点）4.指导学生选器材、设计方案、进行实验、作出图像、得出结论。

（难点）【知识回顾】1.牛顿第一定律：一切物体总保持状态或静止状态，除非作用在它上面的迫使它改变这种状态。

2.意义：揭示了运动与力的关系，即力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

3.惯性：物体保持原来状态或静止状态的性质叫作惯性。

牛顿第一定律也被叫作惯性定律。

4.惯性与质量：决定物体惯性大小的物理量是它的质量，质量大的物体惯性。

说明惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关。

【自主预习】1.实验方法：法2.实验思路：本实验有三个需要测量的量：物体的、物体所受的和物体的。

测出它们的值，分析数据，得出结论。

(1)质量M：用测量。

(2)测量物体的加速度a方案一：利用打出的纸带测量小车的加速度a。

“逐差法”求解加速度：方案二：让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内，由x ＝12at 2知，把测量加速度转换成测量位移。

(3)测物体受到的拉力F方案一：用法补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，小车所受的拉力近似等于槽码的总重力。

阻力补偿后，绳的拉力F 为小车所受合外力，绳的拉力F ＝mg 须满足的条件，其中m 为槽码质量，M 为小车质量。

方案二：用测拉力【课堂探究】思考与讨论：(1)由牛顿第一定律的学习，什么是改变物体运动状态的原因？ (2)由牛顿第一定律的学习，质量的大小对物体状态的改变是否有影响？(3)我们知道描述物体状态改变的物理量是速度，那么速度变化的快慢我们通常用哪个物理量来描述？ (4)加速度与力、质量之间存在怎样的定量关系呢？一、实验思路思考与讨论：(1)当我们要探究某个物理量与另外两个或多个物理量之间的定量关系时，我们在探究过程中通常需要如何来做比较合理？(2)我们在探究加速度与力、质量的关系时，我们应当如何应用控制变量法来进行实验？ (3)根据以上讨论，你认为实验过程中我们需要测量哪些物理量呢？(4)为最终实现对加速度与力、质量关系的探究，你是否可以用以下实验器材设计一个或几个方案完成这一任务呢？二、物理量的测量（一）物理量的测量1.质量的测量：用测量2.加速度的测量：方法一：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，则可利用刻度尺测量位移和秒表测量时间，然后由公式可算出。

高考物理专项复习《力学实验》含答案

高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。

理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。

（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。

（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。

由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。

（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。

【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。

（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。

（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。

高考复习(物理)专项练习：力学实验【含答案及解析】

专题分层突破练16力学实验A组1.(2021浙江衢州高三二模)(1)图甲中,探究求合力的方法、研究平抛运动两实验均需使用的器材是(填写器材名称)。

甲(2)在探究求合力的方法实验中,通过对拉的方法来选择两个弹簧测力计。

方案一为两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉,方案二为两弹簧测力计置于水平桌面对拉,下列说法正确的是。

A.弹簧测力计使用前必须进行调零B.实验时,两个弹簧测力计的量程需一致C.若方案一的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用D.若方案二的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用(3)在探究求合力的方法的实验中,某实验小组使用的弹簧测力计量程为0~5.00 N,将橡皮条一端固定,先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端拉到某一位置,标记为O点,紧靠细绳标记A、B两点,并记录弹簧测力计读数;然后用一只弹簧测力计将其拉至O点,标记紧靠细绳的C点,并记录弹簧测力计读数,该小组完成的部分实验数据记录在图乙中。

乙①按实验要求完成作图。

②结合图乙,分析实验过程与结果,下列措施对减小实验误差有益的是。

A.适当增加橡皮条的原长B.适当增大两细绳的夹角C.增大A、B两点到O点的距离D.增大弹簧测力计的拉力2.(2021江西赣州高三一模)图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。

实验步骤如下:甲乙①用天平测量物块和遮光片的总质量m'、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d,用刻度尺测量两光电门之间的距离s;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字计时器分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt A和Δt B,求出加速度a;④多次重复步骤③,求a的平均值a;⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。

回答下列问题:(1)下列说法正确的是。

A.此实验需要平衡摩擦力B.此实验需要遮光片的宽度d尽量小些C.此实验需要满足m'远大于mD.此实验需要两光电门之间的距离s尽量小些(2)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的读数如图乙所示,其读数为 cm。

高中物理-第二篇二、实验题解题策略

由题意可知：IaR＝Ib(rA＋R2) ， Ic(R＋Rx)＝Id(rA＋R2)，
联立解得 Rx＝(IIdc－IIba)(rA＋R2)；由以上分析可知，若考虑电流表A1内阻的影响，则表达式列成：Ia(R ＋rA1)＝Ib(rA＋R2) ，Ic(rA1＋R＋Rx)＝Id(rA＋R2)，最后求得的Rx表达式不变，则用该方法测得的阻值与其真实值相比相等.
例5 (2022·山东淄博市一模)小球在液体中运动时要受到液体的摩擦阻力，这种阻力称为粘滞力或内摩擦力.在一般情况下，半径为r 的小球以速度v在液体中运动时，所受的液体阻力可用斯托克斯公式f＝6πηrv表示，式中η称为液体的粘滞系数(也叫 “内摩擦因数”，其国际单位为Pa·s)，r为小球半径，v为小球运动的速度.某兴趣小组根据所掌握的知识，搜集器材设计了如图甲所示的实验，测定某液体的粘滞系数η，实验操作如下： ①将无线防水速度传感器安装在足够长量筒底部，传感器与计算机(图中未画出)建立联系，待测液体注满量筒；
策略三设计型实验所谓设计型实验，就是根据实验目的，自主运用物理知识、实验
方法和技能，完成实验的各个环节(实验目的、对象、原理、仪器选择、实验步骤、数据处理等)，拟定实验方案，分析实验现象，并在此基础上作出适当评价.要求考生能审清题意，明确实验目的，根据器材或已有的实验步骤联想相关实验原理，实现对知识迁移能力、发散能力和创造能力的考查.
欧姆挡选用“×10”倍率，其示数为60 Ω；游标卡尺的示数为4 mm ＋3×0.1 mm＝4.3 mm；
(2)按图丙所示的电路图，用笔画线代替导线把图丁的实物图补充完整. 答案见解析图
实物图如图所示.
(3) 用图丙电路图测得金属丝电阻的测量值 __偏__小____( 填 “偏大”或“偏小”).若金属丝的有效长度用L表示，横截面的直径用d表示，两端的电压用U0表示，通过金属丝

高三物理力学实验试题

高三物理力学实验试题1.（8分）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50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为___；②选取ABCD纸带上四个点，从图中读出A、B两点间距s=____cm；C点对应的速度是___m/s，匀变速直线运动的加速度为 m/s2（计算结果保留两位有效数字）【答案】（1）①0.02s （1分）② 0.70，（1分）0.50（3分） 5.0 （3分）【解析】①打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为=0.02s；②由图得A、B两点间距为s=（1.70-1.00）cm=0.70cm，，由，解得a=5.0m/s2，【考点】实验“研究匀变速直线运动”2.（1）（8分）如图所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图。

图中小车A的质量为m1，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置一端带有定滑轮且足够长的木板上，重物p的质量为m2， C为测力传感器，实验时改变p的质量，可以读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

①为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须先（填“挂”或者“不挂”）重物p，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列的点。

②下列说法正确的是A．电火花打点计时器应接4-6V低压交流电源B．实验时应先接通电源后释放小车C．实验中m2应远小于m1D．测力计的读数始终为③下图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个点没有画出。

从图中读出AB两点间距s=__________cm；④由此可求得小车的加速度的大小是。

（交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω） B．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω）C．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ） D．直流电压表0～15V（内阻约200kΩ）E．滑动变阻器（10Ω，1A） F．滑动变阻器（1kΩ，300mA）①除电源、开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用（填字母代号）。

专题12 力学创新型实验题(原卷版)-2023年高考物理实验题专项突破

专题12力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景，稍微改变原有的实验目的，或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等)，或探究与原实验密切相关的新关系（如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等）。

2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。

②立足实验要求、选用相关力学规律分析原理，如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。

③加强探究性思考，运用物理方法科学设计。

典例1：（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。

弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m 。

已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g 。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L 。

接通打点计时器电源。

从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。

钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T （在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A 点）。

从打出A 点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。

由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。

典例2：（2021·福建·高考真题）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。

乔佳林学案《力学实验》(含答案)(7)

乔佳林学案《力学实验》大连市物理名师工作室门贵宝1．某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力f的关系图线，如图乙所示．则滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝_________．(重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)甲乙2．某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带，已知打点计时器使用电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为______s．如果用x1、x2、x3、x4、x5、x6来表示从O点开始各相邻两个计数点间的距离，用T表示两相邻记数点的时间间隔，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a＝______________(用符号写出表达式，不要求计算)．打F 点时物体的速度大小为v F＝________m/s.(保留3位有效数字)3．在“探究弹簧弹力和伸长量的关系”实验中，采用如图甲所示的实验装置，利用钩码的重力对弹簧提供恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验，已经把6组数据对应的坐标在坐标系中描出，请作出F －L图象；(2)请根据你作的图象得出该弹簧的原长L＝________cm，劲度系数k＝________N/m；(3)根据该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验内容及数据的表格(不必填写实验测得的具体数据)；(4)该同学实验时，把弹簧水平放置进行测量，与通常将弹簧悬挂进行比较：优点是：______________________________________________________；缺点是：_________________________________________________________.甲乙4．某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：(1)甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示．①根据表中的数据，在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出a －1m图象．②由a －1m 图象，你得出的结论为________________________________________．③物体受到的合力大约为________．(结果保留两位有效数字)(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a—F图象如图所示，则该图象中图线不过原点的原因是：________________，小车的质量为__________kg.(保留两位有效数字)1．0.5 0.2[解析] 本题图象不过原点是因为实验过程没有平衡摩擦力，根据牛顿第二定律有F －μmg＝ma ，则加速度a ＝F m －μg，所以图象斜率k ＝1m ，纵轴截距b ＝－μg，结合图象得总质量m ＝1k ＝0.5 kg ，动摩擦因数μ＝－bg＝0.2.2．0.1（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）（3T ）21.60 [解析] 打点计时器每隔0.02 s 打一个点，则相邻两个计数点的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s ，由(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝a(3T)2，得a ＝（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）（3T ）2；打D 点时物体的速度大小为v D ＝（10.81＋12.70）×10－22×0.1 m/s ＝1.176 m/s ，打E 点时物体的速度大小为v E ＝（15.10＋12.70）×10－22×0.1m/s ＝1.390 m/s ，由v E ＝v D ＋v F2，得v F ＝1.60 m/s.3．(1)如图所示 (2)5 20 (3)如表所示 (4)避免弹簧自身所受的重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间的摩擦产生误差[解析] (1)簧的劲度系数，由图象知L 0＝5 cm ，k ＝20 N/m ；(3)实验数据记录表格如表所示；(4)探究弹簧弹力和伸长量之间的关系实验，一般是将弹簧竖直悬挂，改进后可避免弹簧自身所受的重力对实验的影响，但弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦可产生实验误差.4．(1)①如图所示 ②在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比 ③0.16 N (2)木板倾角过大(或平衡摩擦力过度) 2.0[解析] (1)①a—1m 图象如图所示；②在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比；③由牛顿第二定律F ＝ma得，a ＝F·1m，即图线的斜率等于小车所受的合外力．(2)由图象可得拉力等于零时，加速度不等于零，故木板倾角过大(或平衡摩擦力太过)；由牛顿第二定律F ＝ma 得，a ＝F·1m ，即图线的斜率等于小车质量的倒数，小车质量大小为m ＝42.25－0.25kg ＝2.0 kg.。

2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题

2022年高考物理压轴题预测之力学实验压轴题物理考试注意事项：1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写2、提前xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷客观题第Ⅰ卷的注释(共1题；共5分)1．（5分）做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组装好装置，把打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出4条点迹清晰的纸带。

测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，把照片放大到正常尺寸的10倍，测出了精度更高的数据，分别是：① 1.50mm，②2.00mm，③1.92mm，④2.49mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速度g =9.80m/s2，通过推算，他们选择了编号为的纸带进行研究。

在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n-1、n、n+1，测得它们与0点的距离如图乙所示。

则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m=1kg的重锤动能的增加量ΔE k=J，重锤势能的减少量ΔE P=J，重锤下落的实际加速度a = m/s2，a≠g的原因是。

（结果保留3位有效数字）第Ⅰ卷主观题第Ⅰ卷的注释(共17题；共103分)2．（8分）做“验证力的平行四边形定则”的实验时：（1）（2分）本实验采用的科学方法是____（填正确答案标号）。

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（2）（1分）从如图可读得弹簧秤B的示数为N。

（3）（3分）某同学认为实验中应该注意下列要求，其中正确的是____A．两根细绳必须等长B．在使用弹簧秤时要使弹簧秤与木板平行C．两根细绳的夹角必须成90°角D．在不超出量程的前提下，要使弹簧秤读数适当大一些（4）（1分）图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。

则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿图甲中AO方向的是。

（5）（1分）某同学在完成用两个弹簧秤的实验步骤后，用一个弹簧秤通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向再按同一标度作出这个力的图示。

高中物理力学实验完美知识点版本

常用试验原理设计方法1．限制变量法：如验证牛顿其次定律的试验中加速度、力和质量的关系限制。

2．等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化试验。

如验证碰撞中的动量守恒的试验中，速度的测量就转化为对水平位移的测量。

3．志向模型法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽视电表的非志向性。

4．比值定义法：用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。

如①物质密度②电阻③场强④磁通密度⑤电势差等。

5．微量放大法：微小量不易测量，牵强测量误差也较大，试验时常采纳各种方法加以放大。

卡文迪许测定万有引力恒量，采纳光路放大了金属丝的微小扭转。

6．模拟法：当试验情景不易创设或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，“描绘电场中的等势线”的试验就是用电流场模拟静电场。

试验一：验证力的合成[试验原理]此试验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长肯定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在试验误差允许范围内相等，假如在试验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。

[试验器材]木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。

[试验步骤]1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。

3．用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。

4．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。

在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。

5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，登记弹簧秤的读数和细绳的方向。

按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。

6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在试验误差允许的范围内是否相等。

验证牛顿第二定律实验报告

验证牛顿第二定律实验报告验证牛顿第二定律实验报告引言：牛顿第二定律是经典力学中最基本的定律之一，它描述了物体受力时的加速度与作用力之间的关系。

本实验旨在通过一系列实验验证牛顿第二定律，并探究其在不同条件下的应用。

实验一：质量与加速度的关系实验设置：我们选择了一组不同质量的物体，并在水平面上放置一个光滑的轨道。

通过在轨道上施加一个固定的水平力，记录物体的加速度。

实验步骤：1. 将轨道放置在水平面上，并确保其光滑无摩擦。

2. 选择一个质量较小的物体，将其放置在轨道的起点处。

3. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。

4. 重复步骤3，但使用不同质量的物体进行实验。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组数据，记录了不同质量物体的加速度。

根据牛顿第二定律的公式F = ma，我们可以得到加速度与施加在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

即加速度与质量之间存在一个倒数关系。

实验二：力与加速度的关系实验设置：在这个实验中，我们将固定物体的质量，改变施加在物体上的力，观察加速度的变化。

实验步骤：1. 选择一个质量较小的物体，并将其放置在光滑的轨道上。

2. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。

3. 重复步骤2，但使用不同大小的力进行实验。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了一组数据，记录了不同大小力下物体的加速度。

根据牛顿第二定律的公式F = ma，我们可以得到加速度与施加在物体上的力成正比。

即加速度与力之间存在一个正比关系。

实验三：摩擦力的影响实验设置：在这个实验中，我们将研究摩擦力对物体加速度的影响。

实验步骤：1. 选择一个质量较小的物体，并将其放置在光滑的轨道上。

2. 施加一个水平力，使物体开始运动，并记录下物体通过一定距离所用的时间。

3. 重复步骤2，但在轨道上增加一层摩擦物质，如油脂或沙子。

实验结果与分析：通过实验，我们发现在有摩擦力的情况下，物体的加速度会减小。

牛顿实验

§4.1训练一研究牛顿第二定律的演示实验【实验目的】1.研究演示牛顿第二定律的几种方法，提高实验教学技能。

2.熟悉几种常见的仪器。

【实验器材】斜面小车(J2108型)、电磁打点计时器(J0203型)、纸带、钩码、小桶及砂、细线、气垫导轨、数字计数器、气源、砝码及配重块、游标卡尺、米尺等。

【仪器简介】1.电磁打点计时器(J0203型)J0203型电磁打点计时器是一种计时仪器，它能够把物体的运动情况记录在纸带上。

这种打点计时器为磁电式，仪器构造如图4—1所示。

电磁打点计时器的工作电压一般为交流6～9V(参看说明书)，工作频率50Hz。

通过接线柱接通电源后，线圈1相当于一个通电螺旋管，振动片3被磁化成为一个薄片形的条形磁钢，并受到永久磁钢3磁场的作用而运动。

当永久磁钢的上极片为N极，下极片为S极，振动片悬端为N极时，振动片向下运动，打点针4打击基板5，在纸带11上打下一个痕迹。

如果改变线圈中的电流方向，振动片悬端的极性也就改变，并向相反方向运动，打点针4就离开基板，纸带上不会留下痕迹。

当线圈通以50Hz的交流电时，振动片悬端的极性周期性地变换，振动片就上下振动。

振动片频率为交流电频率50Hz，打点针周期性地打击基板，周期为0.02sec。

纸带上任意两点之间的间距，就是这一运动物体在相对应的时间里通过的位移。

使用电磁打点计时器时，应先将其固定起来。

演示牛顿第二定律时是与斜面小车配合起来做实验，因而一般用弓形夹按图4－2固定在斜面上。

固定时，要使纸带的中心线位于斜面和滑轮凹槽的中间的位置。

接通电源后，要观察一下打点片的振动是否均匀。

如果振动不均匀，可调节打点片上的调节螺母9，直到打点均匀，声音清晰，不拖“尾巴”为止(一般电磁打点计时器出厂时已调试好了)。

使用电磁打点计时器注意以下几点：图4-2①只能接入规定的交流电压，切勿在高于额定电压的情况下工作，以免烧坏线圈。

②电磁打点计时器不宜在未放纸带的情况下长时间通电工作，以免损坏打点针尖与限位板6。

高效提分物理(全国乙卷B卷)单科-学易金卷：2024年高考第一次模拟考试卷(基础必刷)

高效提分物理（全国乙卷B卷）单科-学易金卷：2024年高考第一次模拟考试卷（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，两根长度不同的细线分别系有1、2两个质量相同的小球，细线的上端都系于O点，细线长L1大于L2现使两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的有（）A．球2运动的角速度大于球1的角速度B．球1运动的线速度比球2大C．球2所受的拉力比球1大D．球2运动的加速度比球1大第(2)题如图所示，一个小型交流发电机输出端连接原、副线圈匝数比的理想变压器，变压器副线圈上接有R＝20Ω的电阻。

已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度大小为B＝0.2T，发电机线圈匝数N＝10匝，面积，转动角速度，内阻不计。

当发电机正常工作时，下列说法正确的是（）A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最小B．以图示位置为t＝0时刻，线圈中感应电动势的表达式为C．电阻R两端的电压为D．电阻R消耗的电功率为20W第(3)题如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大第(4)题在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕它们连线上的某点做匀速圆周运动，我们称为“模型一”，月球运行的周期记为；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动，我们称为“模型二”，月球绕地心做圆周运动的的运行周期记为。

已知月球和地球的质量分别为m和M，则为（）A．B．C．D．第(5)题引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（）A．B．C．D．第(6)题抗洪救灾中，战士驾驶冲锋舟欲最快将受困群众送到对岸。

2024年高考物理真题完全解读(甘肃卷)(原卷版)

2024年高考真题完全解读（甘肃卷）2024年是甘肃省新高考元年，试卷题型、题量与2024年1月“九省联考”情况完全一样，映射出“九省联考”演练的重要性。

2024年高考物理甘肃卷依托中国高考评价体系，落实立德树人，坚持素养立意，强化物理观念考查，引导学生夯实知识基础“考什么”（四翼）；适当联系生产生活实际，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，促进学生探索性，创新性思维品质的培养，提升人才选拔培养质量，服务教育强国建设，为科技创新打下竖实的基础。

试卷结构：选择题10道（单选题7道，多选题3道）、实验题两道（传统的一力一电，且前力后电）计算题3道（热学、力学和电磁学各一道题），从知识点分布来看覆盖了力学、电磁学、原子物理、热学和光学，力学知识点分值约占41分，电磁学约点44分，突显出力电在高中的主要地位，热学（包括机械振动）和光学部分（压轴选择题）试题整体难度不大，与平时训练的试题相比难度小得多。

试题特点：本套试题着重考查学生的基础是否扎实，没有出现偏题、怪题，较多试题考查基础知识；如第1题近代物理考查枋反应方程，其实一眼就可以看出结果；第2题通过与实际生活中地铁的运动考运动学中的vt图像即vt图像与坐标轴所围的面积表示位移；再如第4题考查含阻切割中导棒所受的安培力大小和方向，这也是几乎不用动笔就能选出正确结果，与平时训练的电磁学试题相比不值一提，其它试题也同样考查的都为平时训练中基本模型中较为基础的情形，总之，本套试题将中国高考评价体系中四翼基础性作为总基调，很好的完成高考考查的目的。

1.注重物理观念考查，夯实学生知识基础物理观念是物学科核心素养的重要组成部分，也是学生适应未来学和发展的重要知识基础。

2024年高考物理甘肃卷注重物观念的考查，引导学生理解所学的物理概念和规律及其应相互关系。

考查学生应用所学的物理识识解决实际问题的能力，强化做中学、用中学、提高学生的科学素养。

甘肃卷第2题考查学生对vt图像的认识，引导学生理解数学图像是描述物理规律的工具，把握物体本质，辩析真伪；第1题以科学家在兰州重离子加速器合成新核素的突出贡献，激发学生好奇心、想象力和探求欲，培养学生科学兴趣；第6题以工业常用的感应电炉冶练合金为为背景，引导学生运用简单的物理知识理解生产实践中的高新技术，建立起应用物理识识理解解现实生活的桥梁。