高考物理二轮复习专题训练15力学实验与创新(含解析)
2016年高考物理二轮复习——力学实验与创新
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高频考点 题组冲关 真题试做 新题预测 限时规范训练
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高频考点 题组冲关
高频考点二 “纸带类”实验的处理
知能必备
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题组冲关
(1)当电磁打点计时器打下B、C、D时，滑块运动的速度分别为vB＝ ________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s； (2)以电磁打点计时器打A点时为计时的0时刻，利用以上数据在图丙的 坐标纸中画出滑块的速度随时间变化规律的图线； (3)由图线分析知图线纵截距为___内__容___m/s，此截距的物理意义是 ____________________________________________________________； (4)由图线可知该滑块的加速度大小为________． 尝试解答 __________
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高频考点 题组冲关
高频考点一 基本仪器的读数
知能必备
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题组冲关
解析 (1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度 尺测量，根据图甲所示的游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标 尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线与主尺上的刻度线对齐，可知玻 璃杯的内高为100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm. (2)螺旋测微器的读数规则：测量值内＝容固定刻度读数(注意半毫米刻度线 是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，所以玻璃 厚度为2.5 mm＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm. (3)因1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a 应为20，b应为0.
2020年高考物理二轮复习重点专题附解答：力学实验与创新
专练：力学实验与创新1、某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中必要的措施是( ) A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出);1234563.59cm, 4.41cm, 5.19cm, 5.97cm, 6.78cm,7.64cm s s s s s s ======;则小车的加速度a =a =__________2m/s (要求充分利用测量数据),打点计时器在打B 点时小车的速度B v =__________m/s;(结果均保留两位有效数字)【答案】(1)AB; (2)0.80; 0.40解析：(1)实验时,细线必须与长木板平行,以减小实验的误差,选项A 正确;实验时要先接通电源再释放小车,选项B 正确;此实验中没必要小车的质量远大于钩码的质量,选项C 错误;此实验中不需平衡小车与长木板间的摩瘵力,选项D 错误;故选AB 。
(2)两点间的时间间隔0.1s T =;由逐差法可得: 65432129s s s s s s a T ++---=()2227.64 6.78 5.97 5.19 4.41 3.5910m/s 90.1-++---⨯=⨯20.80m/s =.打点计时器在打B 点时小车的速度()212 3.59 4.4110m/s 0.40m/s 20.2B s sv T -+⨯+===.2、某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。
实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a )所示。
保持桌面水平,用手轻推一下小车。
在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b )记录了桌面上连续6个水滴的位置。
(已知滴水计时器每30s 内共滴下46个小水滴)(1)由图(b )可知,小车在桌面上是__________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。
安徽省高考物理二轮复习 专题升级训练十五 力学实验专题升级训练卷
专题升级训练十五力学实验（满分：100分时间：60分钟）1．（15分）（2012·华师附中高三模拟）某学习小组用如图所示装置探究“加速度和力的关系”。
该小组已经测量了两个光电门间的距离为L，遮光条的宽度为d，遮光条通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则：（1）小车的实际加速度可以表示为____________（用题中所给物理量表示）。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可在坐标纸上画出aF关系的点迹（如图所示）。
经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是（）。
A．轨道与水平方向夹角太大B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲的趋势D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲的趋势2．（15分）（2012·安徽名校高三联考）如图所示，在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法作出小球做平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描出运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不需要的是（）。
A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次应从同一位置由静止释放小球C．斜槽轨道必须光滑D．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触（2）下图中A、B、C、D为某同学描绘的平抛运动轨迹上的几个点，已知方格边长为L。
则小球的初速度v0＝________；B点的速度大小为v B＝________。
（重力加速度为g）3．（15分）（2012·江西上饶高三二模）在探究求合力的方法时，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位置，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
（1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。
（2）关于此实验，下列情况正确的是（）。
A．两弹簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两个弹簧秤的拉力是分力C．如果将两个绳套换成两根橡皮筋，那么实验结果将不变D．本实验采用的科学方法是控制变量法4．（15分）（2012·河北唐山模拟）某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时，利用气垫导轨和光电门进行实验。
2021年高考物理二轮复习试卷：力学创新实验(附答案解析)
2021年高考物理二轮复习试卷：力学创新实验
考点一
实验器材的等效与替换
1.[用电子秤替换弹簧测力计]
一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。
图1
(1)如图1(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。
(2)如图(b)，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A 和水壶杯带上。
水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、____________和电子秤的示数F1。
(3)如图(c)，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上。
手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使______________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。
(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若______________，则平行四边形定则得到验证。
2．[气垫导轨、力传感器、光电门替代长木板、打点计时器]
如图2甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。
他在气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。
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高考物理二轮复习热点训练解析—力学创新实验
高考物理二轮复习热点训练解析—力学创新实验1.(2021·广东省高考模拟)某研究性学习小组在学习了圆周运动知识以后，设计了一个研究玩具小车通过凹形桥最低点和凸形桥最高点时对轨道压力大小的实验。
所用器材有玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥和凸形桥模拟器(圆弧部分的半径均为R ，重力加速度为g )。
图1(1)如图1所示，将模拟器静置于托盘秤上，托盘秤的示数为m 0。
(2)将玩具小车静置于模拟器最低点时，托盘秤的示数为M ，则玩具小车的质量为m ＝________。
(3)将玩具小车从模拟器右侧某一位置由静止释放，小车经过A 、B 、C 、D 、E 点后滑向左侧的过程中，在这五个点观察到托盘秤的示数变化情况依次是增大、减小、增大、减小、增大，从而说明玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力________(填“大于”或“小于”)玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力。
(4)若玩具小车通过A 的速度是v A ，则托盘秤的示数为________________；若玩具小车通过B 的速度是v B ，则托盘秤的示数为________________。
答案(2)M －m 0(3)大于(4)M ＋(M －m 0)v 2A gR M －(M －m 0)v 2B gR解析(2)依题意有M ＝m 0＋m ，所以m ＝M －m 0。
(3)玩具小车向凹形桥底端运动时，对桥的压力大于重力，向凸形桥顶部运动时，对桥的压力小于重力，所以玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力大于玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力。
(4)若玩具小车通过A 的速度是v A ，依据向心力公式有N A －mg ＝m v 2A R 托盘秤的示数为M ＋(M －m 0)v 2A gR若玩具小车通过B 的速度是v B ，依据向心力公式有mg －N B ＝m v 2B R 托盘秤的示数为M －(M －m 0)v 2B gR。
2.(2021·湖南省高考模拟)将位移传感器和速度传感器获得的数据同时输入计算机，可一次性直接得到位移和速度的关系图像。
2021年高考物理二轮复习专题强化练十五力学实验与创新含解析.doc
专题强化练(十五)题组一 长度读数1．某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图(a)和图(b)所示．由图可读出，圆管内壁的直径为________cm ，圆管外壁的直径为________cm. 答案：2.23 2.992．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm ，图(b)所示读数为________mm ，所测金属板的厚度为________mm.解析：图(a)：0 mm ＋0.01×1.0 mm ＝0.010 mm ；图(b)：6.5 mm ＋0.01×37.0 mm ＝6.870 mm ；故所测金属板的厚度为6.870 mm －0.010 mm ＝6.860 mm.答案：0.010 6.870 6.860 题组二 纸带、光电门类实验3．在“研究匀变速直线运动规律”的实验中，小车拖动纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示，选定五个计数点，每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s ，用刻度尺测量出的数据如图所示，则小车在C 点的速度v ＝________m/s ，小车运动的加速度a ＝________m/s 2.(结果保留三位有效数字)解析：求v C 的大小，可求得，利用这一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求得，v C ＝BD 2t ＝27.87－3.070.2 m/s ＝1.24 m/s ；利用逐差法求加速度，a ＝CD ＋DE －AB －BC 4t 2＝AE －2AC 4t2＝0.496 2－2×0.123 80.04m/s 2＝6.22 m/s 2.答案：1.24 6.224．用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．主要实验步骤如下：a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F…所示．c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E…点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5…d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示．结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有________和________(填选项前的字母)．A．电压合适的50 Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图象．(3)观察v-t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是________．v-t图象斜率的物理意义是______________________．(4)描绘v-t 图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度ΔxΔt 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt 的要求是______(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx 大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)．答案：(1)A C (2)如图所示(3)小车的速度随时间均匀变化 加速度 (4)越小越好 有关5.(2018·江苏卷)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g .细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M 的重锤．实验操作如下：①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H ； ②在重锤1上加上质量为m 的小钩码；③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t . 请回答下列问题：(1)步骤④可以减小对下落时间t 测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差． (2)实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小很多，主要是为了________． A ．使H 测得更准确B ．使重锤1下落的时间长一些C ．使系统的总质量近似等于2MD ．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，怎么做？ (4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m 0.用实验中的测量量和已知量表示g ，得g ＝________．解析：(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差． (2)设系统运动的加速度为a ，则根据牛顿第二定律得 (M ＋m )g －Mg ＝(2M ＋m )a ， 即a ＝mg2M ＋m，而H ＝12at 2，在H 一定时，a 越小，则t 越长，这时测量出时间t 的误差越小．因此实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小很多，主要是为了使重锤1下落的时间长一些，选项B 正确．(3)由于摩擦阻力的影响，会产生系统误差，可利用平衡摩擦阻力的方法，平衡摩擦力，其方法为在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量使轻拉重锤1时能观察到其匀速下落．(4)根据牛顿第二定律得 (M ＋m )g －Mg ＝(2M ＋m ＋m 0)a ，① 又有H ＝12at 2，②联立①②解得g ＝2（2M ＋m ＋m 0）Hmt2. 答案：(1)偶然 (2)B (3)在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落． (4)2（2M ＋m ＋m 0）H mt26．(2020·黄山一模)某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A 点自由下落，下落过程中经过A 点正下方的光电门B 时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t ，当地的重力加速度为g .(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量__________． A ．小球的质量m B ．AB 之间的距离HC ．小球从A 到B 的下落时间t ABD ．小球的直径d(2)小球通过光电门时的瞬时速度v ＝__________(用题中所给的物理量表示)． (3)调整AB 之间距离H ，多次重复上述过程，作出1t2随H 的变化图象如图乙所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k 0＝________．(4)在实验中根据数据实际绘出1t2-H 图象的直线斜率为k (k ＜k 0)，则实验过程中所受的平均阻力f 与小球重力mg 的比值f mg＝________(用k 、k 0表示)．解析：(1)根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A 错误；根据实验原理可知，需要测量的是A 点到光电门B 的距离H ，故B 正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C 错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D 正确．(2)已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度，故v ＝d t.(3)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH ＝12mv 2；即：2gH ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 2， 解得：1t 2＝2g d 2·H ，那么该直线斜率k 0＝2g d2.(4)乙图线1t 2＝kH ，因存在阻力，则有：mgH －fH ＝12mv 2；所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为f mg ＝k 0－kk 0.答案：(1)BD (2)d t(3)2g d2 (4)k 0－kk 07．(2017·北京卷)如图1所示，用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．(1)打点计时器使用的电源是__________(选填选项前的字母)．A．直流电源B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力．正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．计时器不打点B．计时器打点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…，如图2所示．实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B 点的过程中，拉力对小车做的功W＝________，打B点时小车的速度v＝________．(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2-W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________．根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是__________．(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2-W关系的是______________．解析：(1)打点计时器使有交变电流，故应选用交流电源．(2)平衡摩擦力和其他阻力时采用垫高长木板右端，使小车的重力的分力与摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打点时振针与纸带之间的摩擦，故需要在打点状态下判断是否达到平衡要求．(3)由做功公式知：W ＝mgx 2；利用匀变速直线运动中间时刻的速度等于本段时间内的平均速度知，B 点速度等于AC 段的平均速度，v B ＝x 3－x 12T. (4)根据图线，关系式写为v 2＝kW ＋b ，在直线上取两点，如(1.4×10－2，0.07)(8×10－2，0.38)，代入上式，解得k ≈4.7，b ≈0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v 2＝4.7W .把功的单位用基本单位表示，J ＝N·m＝kg·m 2·s －2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg －1，故与图线斜率有关的物理量应是质量．(5)若重物质量m 不满足远小于小车质量M ，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力，由mg ＝(M ＋m )a 和F ＝Ma ， 知F ＝MM ＋mmg ， 由动能定理得：12mv 2＝Fx ，v 2＝2F m x ＝2Mg M ＋m x ， 而W ＝mgx ，则实际v 2W 图线的斜率k ＝2M（M ＋m ）m，重物质量m 与小车质量M 不变，速度虽然增大，但斜率不变，选项A 正确．答案：(1)B (2)A B (3)mgx 2x 3－x 12T(4)v 2＝4.7W (4.5W ～5.0W 均正确) 质量 (5)A 题组三 探究“平行四边形定则”、“胡克定律”类8．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条．(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项： A ．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是________．(填入相应的字母)(2)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．②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(3)某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2 N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有________．A．F1＝4 N B．F＝12 NC．θ1＝45° D．θ1<θ2解析：(1)两细绳套不要太短，但是不一定要等长，选项A错误；橡皮条与两绳夹角的平分线是否在同一直线上，由两分力的大小和方向决定，选项B错误；用弹簧秤拉细绳套时，弹簧秤与木板平面必须平行，选项C正确；验证力的平行四边形定则实验中，测量分力大小的两个弹簧秤的读数不一定要相等，选项D错误；在同一次实验中，需要保持F1和F2的作用效果与合力F的作用效果相同，所以选项E正确，本题答案为C、E.(2)F′是利用一个弹簧秤将橡皮条拉到结点O位置的力，F是利用平行四边形定则作出的与F′作用效果相同的两个分力F1和F2的合力，所以沿AO方向的力一定是F′.本实验中，需要保证单个拉力的作用效果与两个拉力的作用效果相同，即采用了等效替代法．(3)以F 1和F 2为邻边作平行四边形，如图所示，其对角线表示合力F ，由图可知，F 1＝4 2 N ，F ＝12 N ，θ＝45°，θ1>θ2，所以选项B 、C 正确．答案：(1)CE (2)①F ′ ②B (3)BC9．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了如图甲所示的F-x 图象，其中F 为弹簧弹力，x 为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x 0＝________cm ，弹簧的劲度系数k ＝________N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x ＝________cm.(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a 和b ，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是________．A ．a 的原长比b 的长B ．a 的劲度系数比b 的大C ．a 的劲度系数比b 的小D ．测得的弹力与弹簧的长度成正比解析：(1)当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为x 0＝8 cm ，在F-x 图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则k ＝ΔF Δx ＝60.24 N/m ＝25 N/m ，在题图乙中弹簧秤的示数F ′＝3.0 N ，可知：x ′＝F ′k ＝3.025m ＝0.12 m ＝12 cm ，故此时弹簧的长度x ＝x ′＋x 0＝20 cm. (2)在题图丙中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b 的原长大于a 的原长，故A 错误；斜率代表劲度系数，故a 的劲度系数大于b 的劲度系数，故B 正确，C 错误；弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D 错误．答案：(1)8 25 20 (2)B题组四 综合练习10．(2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下： (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺子的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺子)，准备用手指夹住下落的尺子．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)．(3)已知当地的重力加速度大小为g 取9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为__________s(结果保留两位有效数字)．(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：______________ _____________________________________________________. 解析：(2)根据自由落体运动的规律，得L －L 1＝12gt 2，解得t ＝2（L －L 1）g.(3)将g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ＝0.300 m ，L 1＝10.4 cm ＝0.104 m ，代入t ＝ 2（L －L 1）g，解得t ＝0.20 s.(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子． 答案：(2) 2（L －L 1）g(3)0.20 (4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子11．利用如图(a)所示的实验装置可以测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数．将弹簧放置在水平桌面上，左端固定，右端在O 点；在O 点右侧的A 、B 位置各安装一个光电门．让带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置C ，由静止释放滑块，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从A 至B 所用的时间t .改变光电门B 的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一位置由C 静止释放并用米尺测量AB 之间的距离x .记下相应的t 值，所得数据如下表所示．x /mm 650.0 600.0 550.0 500.0 450.0 400.0 t /ms 373 330 293 259 228 199 x t/(m·s －1) 1.74______1.871.931.972.01(2)请在图(b)给出的坐标纸上画出x t -t 图线．(3)由所画出的x t -t 图线可得出滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝________(重力加速度大小g 取9.8 m/s 2，保留两位有效数字)．(4)若保持光电门B 的位置不变，改变光电门A 的位置，重复上述实验．图(c)中作出的x t-t 图线可能正确的是____________．解析：(1)表中记录的数据空格处应填x t ＝600330m/s ≈1.82 m/s ； (2)描点作图如下(3)由公式x ＝12at 2可知，x t ＝12at ＝12μgt ，所以图线的斜率k ＝12μg ， 由图象可得：k ＝2.1－1.70.42－0.14≈1.43， 联立解得：μ≈0.29；(4)由公式x ＝v 0t ＋12at 2可知， x t ＝v 0＋12at 如果A 光电门移到C 点，则物块的初速度为零，所以x t ＝12at ，对应的图象为C ， 如果A 光电门移到C 点的右边，则x t ＝v 0＋12at ，对应图象为B. 答案：(1)1.82 (2)见解析图 (3)0.29(0.27～0.33) (4)BC12．某探究小组用能够显示并调节转动频率的小电动机验证匀速圆周运动的向心力关系式F ＝mr ω2.(1)把转动频率可调的小电动机固定在支架上，转轴竖直向下，将摇臂平台置于小电动机正下方的水平桌面上．(2)在转动轴正下方固定一不可伸长的细线，小电动机转轴与细线连接点记为O .细线另一端穿过小铁球的球心并固定．(3)启动电动机，记录电动机的转动频率f ，当小球转动稳定时，将摇臂平台向上移动，无限接近转动的小球．(4)关闭电动机，测量O 点到摇臂平台的高度h .(5)改变电动机的转动频率，重复上述实验．探究小组的同学除了测量以上数据，还用50分度的游标卡尺测量了小球的直径D ，如图所示，读数为 ________mm ，本实验________(选填“需要”或“不需要”)测量小球的质量．请你根据所记录的O 点到摇臂平台的高度h 和小球的直径D ，重力加速度为g ，若所测物理量满足g ＝________，则F ＝mrω2成立(用所测物理量符号表示)．解析：游标卡尺的读数为：1 cm ＋0.02×26 mm ＝10.52 mm ；设细线与竖直方向的夹角为θ ，根据实验原理可得： mg tan θ＝mω2rω＝2πf由几何关系得：tan θ＝rh －D 2联立以上三式解得：g ＝4π2f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫h －D 2 根据上式可知，实验中不需要测量小球的质量． 答案：(5)10.52 不需要 4π2f 2⎝ ⎛⎭⎪⎫h －D 2。
高考物理二轮复习专题--力学实验(有答案)
高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实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一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器等。
[实验步骤]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两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。
4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，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用画图法求出合力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，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
高考物理二轮复习专题五实验技能与创新第讲力学实验与创新练案.doc
专题五 第13讲 力学实验与创新限时：40分钟1．(2018·陕西省宝鸡市模拟)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。
他在气垫导轨上安装了一个光电门B 。
滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A 处由静止释放。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，如图乙所示，则d ＝__2.30___mm 。
(2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是__遮光条到光电门的距离L (或A 、B 间的距离)___。
(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F 和遮光条通过光电门的时间t ，通过描点作出__1t2－F __(填“t 2－F ”“1t －F ”或“1t2－F ”)的线性图象。
[解析] (3)由题意可知，该实验中保持小车质量M 不变，因此有v 2＝2aL ，其中v ＝d t，a ＝F M ，即d2t2＝2·F M ·L ，得1t2＝2L Md2·F 。
2．(2018·厦门市高三下学期第二次质量检测)如图所示，是探究向心力的大小F 与质量m 、角速度ω和半径r 之间的关系的实验装置。
转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。
塔轮自上而下有三层，每层左右半径比分别是1：1、2：1和3：1。
左右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。
实验时，将两个小球分别放在短槽C 处和长槽的A (或B )处，A 、C 到塔轮中心的距离相等。
两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。
(1)在该实验中应用了__B___来探究向心力的大小与质量m 、角速度ω和半径r 之间的关系。
A ．理想实验法B ．控制变量法C ．等效替代法(2)用两个质量相等的小球放在A 、C 位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左右塔轮半径之比为__2∶1___。
高考物理二轮复习 第一部分 专题六 实验技能与创新 专题强化练十五力学实验
专题增强练(十五) 力学实验1．(2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两同学经过下边的实验测量人的反应时间．实验步骤以下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(地址恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后迅速用手指夹住尺子．若夹住尺子的地址刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为__________________(用L 、L 1和g 表示)．(3)已知当地的重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为________s ．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果正确程度的建议：_____________． 剖析：依照题述，在乙的反应时间t 内，尺子下落高度h ＝L －L 1，由自由落体运动规律，h ＝12gt 2，解得t ＝2（L －L 1）g ，代入数据得：t ＝0.20 s. 答案：(1)2（L －L 1）g(2)0.20 (3)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能凑近尺子．2．(2018·天津卷)某研究小组做“考据力的平行四边形定则”的实验，所用器材有：方木块一块，白纸，量程为5 N 的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)．(1)详尽操作前，同学们提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的有________．A ．橡皮条应和两绳套夹角的角均分线在一条直线上B ．重复实验再次进行考据时，结点O 的地址能够与前一次不相同C ．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D ．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必定都小于只用一个测力计的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的注明信息有结点地址O 、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，以以下列图所示．其中关于提高实验精度最有利的是________．剖析：(1)实验结果应拥有宽泛性，在实验过程中不应让橡皮条的拉力方向拥有特其他角度或地址，故A错误；在一次实验时用一个力和用两个力拉的收效相同即可，即O地址相同，不需要每次实验的O地址相同，故B正确；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，读数时应正对弹簧测力计的刻度，故C 正确；合力能够大于任何一分力，也能够小于任一分力，故D错误．(2)AD实验中采纳的力的标度过大，以致画力时，线段很短，不利于实验精确度；B图和C图采纳的标度相同，但C中力太小，不利于作平行四边形，故B 吻合题意．答案：(1)BC(2)B3．某同学用以下列图装置测物块与长木板间的动摩擦因数．图中长木板固定在水平桌面上，圆滑的四分之一圆弧轨道与长木板的上表面在O点相切，一竖直标尺紧贴圆弧轨道左侧放置，圆弧曲面与标尺竖直面相切．(1)在A点由静止释放物块，物块经圆弧轨道滑上长木板，最后停在a点，改变滑块释放的地址于B点，物块最后停在长木板上的b点，量出A、B间的高度h，a、b间的距离L，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数μ＝__________．(2)为了减小实验误差，多次改变物块释放的地址，测出每次物块释放的地址离A点的高度h，最后停在长木板上的地址离O点的距离为x，作出x-h图象，则作出的图象应该是__________ (填“过原点”或“但是原点”)的一条倾斜的直线，求出图象的斜率为k，则物块与长木板面间的动摩擦因数为μ＝__________．剖析：(1)由能量守恒可知，mgh＝μmgL，得μ＝h L.(2)设OA间的高度为H，则mg(h＋H)＝μmgx，得x＝1μh＋1μH，因此图线是一条但是原点的倾斜直线，图线的斜率k＝1μ，得μ＝1k .答案：(1)h L (2)但是原点 1k4．以下列图的实验装置，能够用来考据动能定理和研究力和加速度的关系两个实验．其中M 为带滑轮的小车的质量，m 为沙和沙桶的质量．(滑轮质量不计)(1)对这两个实验，以下说法正确的选项是________．A ．都要用天平测出沙和沙桶的质量B ．为了让小车碰到的合力等于绳的拉力，都要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C ．都要让小车凑近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D ．为减小误差，实验中都要保证沙和沙桶的质量m 远小于小车的质量M(2)改变沙和沙桶的质量，以弹簧测力计的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的aF 图象是一条直线，求得图线的斜率为k ，则小车的质量为________．(3)以下纸带，若测出各计数点到0点的距离x ，计算出各计数点的速度v ，若要便于考据动能定理，应画________(选填“xv ”“xv 2”或“xv 3”)图象．剖析：(1)装置中有弹簧测力计，所以外力能够经过弹簧测力计读出来，不需要测量沙和沙桶的质量，更不需要保证沙和沙桶的质量m 远小于小车的质量M ，A 、D 错误；两个实验中都必定要求绳子的拉力等于小车碰到的合外力，故需要平衡摩擦力，B 正确；在使用打点计时器时，都要让小车凑近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，C 正确．(2)对aF 图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，弹簧测力计的示数F ＝12F 合，故小车质量为m ＝2k .(3)要考据动能定理，需要比较外力做的功W ＝Fx 和小车动能增加量ΔE k ＝12mv 2的关系，即画出xv 2图象． 答案：(1)BC (2)2k (3)xv 25．(2018·佛山质检)某同学利用如图甲装置研究弹簧的弹性势能E p 与弹簧伸长量Δx 之间的关系．实验步骤以下：(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d .如图乙所示测量值d ＝________ mm.(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端；在立柱上固定一指针，标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的地址，并测出此时弹簧长度x 0.(3)测量出重锤质量m ，用轻质细线在弹簧下方挂上重锤，测量出平衡时弹簧的长度x 1，并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度，已知当地重力加速度为g ，则此弹簧的劲度系数k ＝________．(4)用手缓慢地将重锤向上托起，直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处(保持细线竖直)，迅速释放重锤使其无初速下落，光电门组记下遮光条经过的时间Δt ，则此时重锤下落的速度＝________，弹簧此时的弹性势能＝__________(均用题目所给字母符号表示)．(5)换上不相同质量的重锤，重复步骤3、4，计算出相关结果，并考据弹性势能E p 与弹簧伸长量Δx 之间的关系．剖析：(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d ＝2 mm ＋0.05 mm ×10＝2.50 mm.(3)由胡克定律：mg ＝k (x 1－x 0)，解得：k ＝mg x 1－x 0.(4)遮光条经过光电门时的速度即为重物下落的速度v ＝d Δt ；由能量关系可知弹簧的弹性势能E p ＝mgh －12mv 2＝mg (x 1－x 0)－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2. 答案：(1)2.50 (3)mg x 1－x 0(4)d Δt mg (x 1－x 0)－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2 6．某同学利用如图甲所示装置研究平抛运动中机械能可否守恒．在圆弧槽轨道的尾端安装一个光电门B ，圆弧槽尾端水平．地面上铺有白纸，白纸上铺有复写纸，让小球从圆弧槽上固定地址A 点由静止释放，经过光电门后落在地面的复写纸上，在白纸上留下打击印．重复实验多次，测得小球经过光电门B 的平均时间为Δt ＝2.50 ms.(当地重力加速度g ＝9.8 m/s 2)(1)用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球直径为d ＝__________mm ，由此可知小球经过光电门的速度v B ＝__________m/s.(2)实验测得轨道尾端离地面的高度h ＝0.441 m ，小球的平均落点P 到轨道末正直下方O 点的距离x ＝0.591 m ，则由平抛运动规律解得小球平抛的初速度v 0＝________m/s.(3)在误差赞同范围内，实验结果中小球经过光电门的速度v B 与由平抛运动规律求解的平抛初速度v 0满足__________关系，就可以认为平抛运动过程中机械能是守恒的．剖析：(1)小球的直径d ＝5 mm ＋0.05 mm ×0＝5.00 mm ，小球经过光电门的速度v B ＝d Δt ＝2.0 m/s.(2)由平抛运动规律可得：x ＝v 0t ，h ＝12gt 2，可求得v 0＝1.97 m/s.(3)在误差赞同范围内，能够为v B ＝v 0，平抛运动过程中机械能是守恒的．答案：(1)5.00 2.0 (2)1.97(3)v B ＝v 0(相等)7．(2017·全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不相同的矩形挡光片、光电计时器．图甲 图乙实验步骤以下：①如图甲，将光电门固定在斜面下端周边，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相关于斜面的地址，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光辉被挡光片遮住的时间Δt ；③用Δs 表示挡光片沿运动方向的长度(如图乙所示)，v －表示滑块在挡光片遮住光辉的Δt 时间内的平均速度大小，求出v －；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中地址相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中获取的数据作出v －Δt 图，如图丙所示．图丙完成以下填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小，用v A 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v －与v A 、a 和Δt 的关系式为v －＝________．(2)由图丙可求得，v A ＝______cm/s ，a ＝______cm/s 2.(结果保留三位有效数字)剖析：(1)v －是Δt 时间内中间时辰Δt 2的瞬时速度，v A 为Δt 时间内的初速度，依照速度公式得v －＝v A ＋a ·Δt 2＝v A ＋a 2Δt . (2)由v －＝v A ＋a 2Δt 可知，题图丙中图线与v －轴的交点为v A ，图线的斜率为a 2.将图线延长可知，v A ＝52.1 cm/s ，在图线上采纳较远的两点，求得斜率a 2＝53.34－52.4（150－35.0）×10－3 cm/s 2≈8.17 cm/s 2，即a ≈16.3 cm/s 2. 答案：(1)v A ＋a 2Δt (2)52.1 16.3。
高考物理二轮专题复习：力学实验与创新课件
第2轮 物理(全国版)
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(3)拉细线时，细线要平行于桌面，两细线的夹角不宜太大，也不宜太小．
导 (ⅱ)F合的大小为________ N，F合与拉力F的夹角的正切值为___________.
(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； B．第一次实验时，两细线的夹角应越大越好
01
知识规律链接
航 (ⅱ)F合的大小为________ N，F合与拉力F的夹角的正切值为___________.
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第一部分 专题突破
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第一部分 专题突破
分类 实验名称
装置图
验证力的 平行四边 验 形定则 证 性 实 验 验证牛顿 运动定律
第2轮 物理(全国版)
常考要点 ①考读数：弹簧测力计示数 ②考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉 到同一位置 ③求合力：根据分力F1、F2的大小与方向 用作图法求合力 ①考装置：器材装配正误；平衡摩擦力的 方法、标准；质量控制要求 ②控制变量法的应用 ③图象的处理以及实验的注意事项 ④判成因：给异常a－F图象，判断其可能 成因
两细线的夹角不宜太大，也不宜太小 7 cm，则该地的重力加速度大小为g＝________m/s2.
02
命题热点突破
A．L1
B．L2
两细线的夹角不宜太大，也不宜太小
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________.
2020届高三高考物理二轮综合提高复习：力学实验与创新
力学实验与创新1．(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中的f4值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93回答下列问题：(1)f4＝________ N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f＝______，f－m图线(直线)的斜率的表达式k＝__________；(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________.(保留两位有效数字)2．如图甲所示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，用数字毫秒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.乙回答下列问题：(1)用20分度的游标卡尺测量d时的示数如图乙所示，其读数为________cm；(2)物块的加速度a可用d、s、Δ t A和Δ t B表示为a＝________________；(3)动摩擦因数μ可用M、m、a和重力加速度g表示为μ＝________________；(4)如果滑轮略向下倾斜，细线没有完全调节水平，由此测得的μ________(填“偏大”或“偏小”)；这一误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．3．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某实验小组的同学将一白纸固定在竖直的木板上，取一物块用一段轻绳系住，并与拴接两个弹簧测力计的细绳系于一点，将其中一个弹簧测力计的一端固定于P点，用力将另一个弹簧测力计沿水平方向向左拉动，使结点在O点处于静止状态，读出两弹簧测力计的读数，并在白纸上记录结点O的位置和图中三段细绳的拉力方向．为了减小实验误差应进行多次测量，则每次测量结点__________(填“一定”或“不一定”)到达同一点．由于操作不慎，某次测量时弹簧测力计A的指针略微超过了最大刻度值，则应如何操作？(写出两条即可)①______________________________________________________________；②_______________________________________________________________.4．某物理实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置来“探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”时，完成了如下的操作：该小组的同学将弹簧自由悬挂在铁架台的横梁上，在不悬挂钩码的情况下测量出弹簧下端在刻度尺上所对应的刻度值，而后取质量均相同的钩码，并在弹簧的下端逐渐增加钩码的个数，依次测量出弹簧的下端在刻度尺上所对应的刻度值．并将测量的数据记录在下表中：(重力加速度的大小g取9.8 m/s2)钩码质量0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00m/(×102 g)标尺刻度15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50x/(×10－2m)(1)(2)请根据作出的图线分析，当弹簧的弹力大小在________N以内时胡克定律对该弹簧成立，并求出该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.5．用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用刻度尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用刻度尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________．(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________．A．弹簧原长B．当地重力加速度C．滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________．A．增大B．减小C．不变6．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．7．(2019·江苏高考)某兴趣小组用如图甲所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50 Hz 的打点计时器供实验选用： A ．电磁打点计时器 B ．电火花计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择__________(填“A”或“B”)．(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是__________(填“甲”或“乙”)． (3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器的电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A 点的速度v A ＝__________ m/s.(4)测出小车的质量为M ，再测出纸带上起点到A 点的距离为L .小车动能的变化量可用ΔE k ＝12Mv 2A 算出．砝码盘中砝码的质量为m ，重力加速度为g ，实验中，小车的质量应________(填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W ＝mgL 算出．多次测量，若W 与ΔE k 均基本相等则验证了动能定理．答案1．(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中的f4值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93回答下列问题：(1)f4＝________ N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f＝______，f－m图线(直线)的斜率的表达式k＝__________；(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________.(保留两位有效数字)答案：(1)2.75 (2)如图所示(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40解析：(1)指针在2.7与2.8之间，估读为2.75 N(2)描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边，图见答案．(3)木块受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的定义知f＝μ(M＋m)g把公式化简可得：f＝μ(M＋m)g＝(μg)m＋μMg所以图象的斜率k ＝μg(4)取g ＝9.80 m/s 2，取图象上相距较远的两点求斜率k ＝2.93－2.150.25－0.05＝3.9，则μ＝k g ＝3.99.8≈0.402．如图甲所示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，用数字毫秒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.乙回答下列问题：(1)用20分度的游标卡尺测量d 时的示数如图乙所示，其读数为________cm ； (2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δ t A 和Δ t B 表示为a ＝________________； (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________________；(4)如果滑轮略向下倾斜，细线没有完全调节水平，由此测得的μ________(填“偏大”或“偏小”)；这一误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)． 答案：(1)0.950 (2)12s [(d Δt B )2－(d Δt A)2](3)mg －(M ＋m )aMg(4)偏大 系统误差解析：(1)游标卡尺的主尺读数为9 mm ，游标读数为0.05×10 mm＝0.50 mm ，则最终读数为9.50 mm ＝0.950 cm. (2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，物块通过光电门A 、B 的速度v A ＝d Δt A ，v B ＝dΔt B，根据速度位移公式得，a ＝v 2B －v 2A2s ＝12s [(d Δt B )2－(d Δt A)2]．(3)对物块和重物组成的系统研究，根据牛顿第二定律得，a ＝mg －μMgM ＋m ，解得动摩擦因数μ＝mg －(M ＋m )a Mg.(4)如果滑轮略向下倾斜，使细线没有完全调节水平，则物块对接触面的正压力测量值偏小，测得的加速度偏小，根据动摩擦因数的表达式知，动摩擦因数测量值偏大，该误差属于系统误差．3．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某实验小组的同学将一白纸固定在竖直的木板上，取一物块用一段轻绳系住，并与拴接两个弹簧测力计的细绳系于一点，将其中一个弹簧测力计的一端固定于P点，用力将另一个弹簧测力计沿水平方向向左拉动，使结点在O点处于静止状态，读出两弹簧测力计的读数，并在白纸上记录结点O的位置和图中三段细绳的拉力方向．为了减小实验误差应进行多次测量，则每次测量结点__________(填“一定”或“不一定”)到达同一点．由于操作不慎，某次测量时弹簧测力计A的指针略微超过了最大刻度值，则应如何操作？(写出两条即可)①______________________________________________________________；②_______________________________________________________________.答案：不一定①减小物块的质量②减小PO与竖直线之间的夹角4．某物理实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置来“探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系”时，完成了如下的操作：该小组的同学将弹簧自由悬挂在铁架台的横梁上，在不悬挂钩码的情况下测量出弹簧下端在刻度尺上所对应的刻度值，而后取质量均相同的钩码，并在弹簧的下端逐渐增加钩码的个数，依次测量出弹簧的下端在刻度尺上所对应的刻度值．并将测量的数据记录在下表中：(重力加速度的大小g取9.8 m/s2)钩码质量0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00m/(×102 g)标尺刻度15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50x/(×10－2m)(1)(2)请根据作出的图线分析，当弹簧的弹力大小在________N以内时胡克定律对该弹簧成立，并求出该弹簧的劲度系数k＝__________N/m.答案：(1)见解析(2)4.9 25解析：(1)根据题目中所测量的数据在坐标系中描点连线，如图所示．(2)根据所画图象可以看出，当m ≤5.00×102g ＝0.5 kg 时，刻度值x 与钩码质量m 呈线性关系，所以在F ≤mg ＝0.5×9.8 N＝4.9 N 范围内，弹力大小与弹簧伸长量关系满足胡克定律．由胡克定律ΔF ＝k Δx 可知，k ＝ΔFΔx ＝4.919.6×10－2 N/m ＝25 N/m.5．(2016·四川卷)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O 点；在O 点右侧的B 、C 位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用刻度尺测得B 、C 两点间距离s ，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A ，静止释放，计时器显示遮光片从B 到C 所用的时间t ，用刻度尺测量A 、O 之间的距离x .(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________． (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________． A ．弹簧原长 B ．当地重力加速度 C ．滑块(含遮光片)的质量(3)增大A 、O 之间的距离x ，计时器显示时间t 将________． A ．增大B ．减小C ．不变答案：(1)v ＝s t(2)C (3)B解析：(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块的速率v ＝s t.(2)根据功能关系，弹簧的弹性势能E p ＝12mv 2，所以要求弹性势能，还需要测得滑块的质量，故选项C 正确．(3)弹簧的形变量越大，弹性势能越大，滑块离开弹簧时的速度越大，滑块从B 运动到C 的时间越短，故x 增大时，计时器显示时间t 将变小，故选项B 正确．6．(2016·全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．答案：(1)④①③②(2)1.29 M解析：(1)实验时首先向左推物块使弹簧压缩，测量出弹簧压缩量，然后把纸带向左拉直，先接通打点计时器电源，待打点稳定后，再松手释放物块，故正确的操作顺序是④①③②.(2)物块脱离弹簧后将在光滑水平桌面上做匀速直线运动，由M纸带可知物块脱离弹簧时的速度v＝xt ＝(2.58＋2.57)×10－22×0.02m/s≈1.29 m/s.比较M、L两纸带，物块脱离弹簧后在相同时间内的位移M的比L的大，则M 纸带对应的那次实验中物块在脱离弹簧后的速度大，即M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．7．(2019·江苏高考)某兴趣小组用如图甲所示的装置验证动能定理．(1)有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择__________(填“A”或“B”)．(2)保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是__________(填“甲”或“乙”)．(3)消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器的电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如图2所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A 点的速度v A ＝__________ m/s.(4)测出小车的质量为M ，再测出纸带上起点到A 点的距离为L .小车动能的变化量可用ΔE k ＝12Mv 2A 算出．砝码盘中砝码的质量为m ，重力加速度为g ，实验中，小车的质量应________(填“远大于”“远小于”或“接近”)砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W ＝mgL 算出．多次测量，若W 与ΔE k 均基本相等则验证了动能定理．答案：(1)B (2)乙 (3)0.31(0.30～0.33都算对) (4)远大于解析：(1)电磁打点计时器振针打点时和纸带接触，影响纸带的运动而产生阻力，电火花计时器是火花放电在纸带上留下点迹的，阻力较小，故选B.(2)在砝码盘中慢慢加入沙子直到小车开始运动时，小车是从静止开始加速运动的，拉力大于摩擦力，同学乙认为从盘中取出适量的沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动，此时砝码盘通过细线对小车的拉力等于摩擦力，故此种做法是正确的，应选乙．(3)由题图乙可知，与A 点相邻两点间的距离约为1.24 cm ，打点时间间隔为0.04 s ，所以速度v ＝s t＝0.31 m/s. (4)对小车由牛顿第二定律有：T ＝Ma ，对砝码盘由牛顿第二定律有：mg －T ＝ma ，联立解得：T ＝Mmg m ＋M ＝mg1＋mM，当M ≫m 时有：T ≈mg ，所以应满足：M ≫m .。
高考物理二轮复习第讲力学实验与创新专题训练.docx
感谢倾听第 16 讲力学实验与创新非选择题 (共 64 分)1.(6 分)下边各图均是用游标卡尺丈量时的表示图,图甲为 50 分度游标卡尺 ,图乙为 20 分度游标卡尺 ,图丙为 10 分度游标卡尺 ,它们的读数分别为 :;;。
2.(6 分)如图甲、乙、丙是螺旋测微器的三种刻度,其读数分别为 ,mm 、mm 、mm。
甲乙丙3.(6 分)在测定滑块与桌面间的动摩擦因数时,设计的实验装置如图 1 所示 ,进行以下操作 :首先用天平测出滑块的质量M=300 g, 将纸带与滑块拴接在一同穿过打点计时器,拴接在滑块另一端的轻绳越过定滑轮连结两个质量均为m=100 g 的钩码 ,在实验过程中经过调理一直让轻绳与水平桌面平行。
接通电源 ,由静止开释滑块 ,让滑块在钩码的牵引下做加快运动,获得一条纸带。
在纸带上选用点迹清楚的 A 点为第一个计数点 ,而后每间隔四个点选择一个计数点 ,经丈量各相邻计数点间的距离如图 2 所示。
假如该打点计时器的打点周期为 T=0.02 s, 重力加快度为 g=10 m/s 2。
回答以下问题 :(均保存两位有效数字 )(1)由纸带求出打点计时器打 B 点时的速度为v B=m/s;(2)滑块的加快度大小为a=m/s 2 ;(3)由以上可知 ,钩码数目为 2 个时 ,该滑块与水平桌面之间的动摩擦因数为μ=。
4.(2018 江苏单科 ,11)(10 分)某同学利用以下图的实验装置来丈量重力加快度 g。
细绳越过固定在铁架台上的轻质滑轮 ,两头各悬挂一只质量为 M 的重锤。
实验操作以下 :③左手将重锤 2 压在地面上 ,保持系统静止。
开释重锤 2,同时右手开启秒表 ,在重锤 1 落地时停止计时 ,记录着落时间 ;④重复丈量 3 次着落时间 ,取其均匀值作为丈量值t。
请回答以下问题 :(1) 步骤④能够减小对着落时间t 丈量的(选填“有时”或“系统”)偏差。
(2) 实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小好多 ,主假如为了。
高考物理二轮复习 专题限时训练15 力学实验与创新(含解析)
力学实验与创新(限时45分钟)实验题(第1题10分，其余每小题14分，共80分)1．(2015·百校联盟押题卷)某中学物理兴趣实验小组在完成“探究弹力和弹簧长度的关系”的实验后测出了弹簧的劲度系数，操作过程如下：该小组的同学按照图甲组装好实验装置，调节滑轮的高度使细线呈水平状态，测出不挂钩码时弹簧的长度，然后在细线的下端逐个增加钩码并测出对应的弹簧长度，将测量的数据描绘在图乙的坐标系中，已知纵坐标为每次弹簧所受的拉力，横坐标为每次所对应的弹簧长度．已知每个钩码的质量为m＝0.04 kg，取重力加速度g＝10 m/s2.根据上述操作完成下列问题：甲乙(1)根据图乙中描出的数据点画出F－L图线．(2)根据作出的图线可知，弹簧的自然长度L0为______cm，该弹簧的劲度系数k为________N/m.(3)该实验与弹簧呈竖直状态相比较，优点是：________________________________________________________________________________ _____________________________________；缺点是：___________________________________________.答案：(1)如图所示(2)5 20 (3)见解析解析：(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如答案图所示．(2)弹簧的原长L0，即弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，l0＝5×10－2m＝5 cm.弹簧的劲度系数等于FL图象直线部分的斜率，k＝20 N/m.(3)优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在摩擦使实验的误差增大．2．(2015·山东理综)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．甲实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示．F/N00.50 1.00 1.50 2.00 2.50l/cm l010.9712.0213.0013.9815.05FOO′.乙④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图丙中作出F OA和F OB的合力F′的图示．丙(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案：(1)如解析图甲所示10.0(9.8～10.1均正确) (2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)如解析图乙所示(4)F OO′解析：(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．如图甲所示，由图线可知与横轴的交点为弹簧原长，即l0＝10.0 cm.甲(2)橡皮筋的长度l＝OA＋OB＝13.60 cm，由图甲可得F＝1.80 N，所以F OA＝F OB＝F＝1.80 N.(3)利用给出的标度作出F OA和F OB的图示，然后以F OA和F OB为邻边作平行四边形，对角线即为合力F′，如图乙．(4)F OO′的作用效果和F OA、F OB两个力的作用效果相同，F′是F OA、F OB两个力的合力，所以只要比较F′和F OO′的大小和方向，即可得出实验结论．乙3．(2015·浙江理综)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验．甲(1)图甲中A 、B 、C 、D 、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材有________；乙同学需在图中选用的器材有________．(用字母表示)乙(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图乙所示的两条纸带①和②，纸带________(填“①”或“②”)的加速度大，其加速度大小为________．答案：(1)AB BDE (2)② 2.5 m/s 2解析：(1)甲同学做“验证机械能守恒定律”实验时，只需验证gh ＝12v 2即可，不需要知道重物的质量，但需应用打点计时器打出的纸带计算速度v ，故选A 、B.乙同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，需考虑F 、m 、a 三者的测量，取小车研究，利用钩码的重力作为小车所受的合力，应用打点计时器打出的纸带计算加速度，故选择B 、D 、E.(2)纸带①中第1、2点间与第2、3点间的位移差为Δx 1＝[(32.40－30.70)－(30.70－29.10)] cm ＝0.1 cm ，纸带②中第1、2点间与第2、3点间的位移差为Δx ＝[(30.65－29.00)－(29.00－27.40)]cm ＝0.05 cm ，根据逐差法Δx ＝aT 2可得纸带①的加速度大，大小为a ＝0.1×10－20.22 m/s 2＝2.5 m/s 2.4.(2015·广东理综)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．(1)请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物______(填“靠近”或“远离”)计时器下端；____________，____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．(2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度，在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和______________________．(a)(b)(c)答案：(1)靠近接通打点计时器电源释放纸带(2)b (3)纸带与打点计时器间的摩擦解析：(1)使用打点计时器进行相关实验时，拖动纸带的重物应靠近打点计时器，而且应先接通打点计时器的电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带．(2)纸带在重物的作用下，做匀加速直线运动，打点距离越来越大，而(c)纸带的打点距离先增大后减小，故应选取(b)进行研究．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果小于当地重力加速度的主要原因是空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦．5．(2015·湖南师大附中第6次月考)“探究加速度与力的关系”装置如图所示．带滑轮的长木板水平放置，细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和砂桶连接，细线与桌面平行．将木块放在靠近打点计时器的一端，缓慢向砂桶中添加细砂，直到木块开始运动，记下木块运动后弹簧秤的示数F，通过纸带求出木块运动的加速度a.将木块放回原处，再向砂桶中添加适量细砂，释放木块…获取多组a、F数据．(1)关于该实验的操作，以下说法正确的是( )A ．实验过程中，应先闭合打点计时器开关，再释放小车B ．通过缓慢添加细砂，可以方便地获取多组实验数据C ．每次添加细砂后，必须测出砂及砂桶的质量D ．实验过程要确保砂及砂桶的质量远小于木块的质量(2)某同学根据实验数据做出了两个a －F 图象如图所示，正确的是________；该同学发现图线没有过原点，应该是由于有摩擦力的原因，于是想要作出木块的加速度与合力的关系图象，需要对图象进行修正．修正后的横坐标F 合应该等于________(用F 、F 0表示)．答案：(1)AB (2)B 2F －2F 0解析：(1)纸带长度有限，若先释放小车，再闭合开关时，重物已落一段距离，纸带的打点长度可能就很短，不利于测量，而先闭合开关，再释放小车，保证纸带充分利用，A 正确；缓慢添加细砂，改变小车受到的拉力，可以获取多组实验数据，B 正确；小车受到的拉力可通过弹簧秤读出，因而不用测量砂及砂桶的质量，C 错误；小车受到的拉力可通过弹簧秤读出，不用砂及砂桶的重力代替，故可以不用考虑“确保砂及砂桶的质量远小于木块的质量”这一条件，D 错误．(2)根据牛顿第二定律F 合＝2F －f ＝ma ，得a ＝2F －f m，可知随着拉力的增大，加速度恰好为零时，应满足摩擦力f ＝2F 0，修正后应让图线过坐标系的原点，图线向左平移2F 0，F 合＝2F －2F 0. 6．(2015·山西一模)为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置．甲实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度d ，游标卡尺的示数如图乙所示；②将水平弹簧的一端固定于气垫导轨的左侧；③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；④释放滑块，记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt，算出滑块的速度v；⑤重复步骤③④，作出v与x的关系图象如图丙．乙丙回答下列问题：(1)遮光片的宽度为________cm.(2)若Δt＝3.0×10－2 s，则滑块的速度为________m/s.(3)由图丙可知，v与x成________关系．(4)实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧压缩量的关系是___________________________________________________．答案：(1)0.930 (2)0.31 (3)正比(正比例) (4)弹性势能与弹簧压缩量(x)的平方成正比解析：(1)由题图乙知，遮光片的宽度为d＝9 mm＋6×0.05 mm＝0.930 cm；(2)滑块的速度近似为通过遮光片时的平均速度，其大小为v＝dΔt＝0.31 m/s；(3)由题图丙知，vx图象为过坐标原点的直线，则v与x成正比例关系；(4)由机械能守恒定律知弹簧的弹性势能E p＝12mv2，而v＝kx(k为vx图象的斜率)，联立得E p＝12mk2x2，故弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比．。
大二轮高考总复习物理文档力学实验与创新专题强化训练含答案
专题强化训练(十四) 力学实验与创新1．(2017·成都外国语学校月考)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz ，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离补全填入下列表格中．(1)(2)小车通过计数点“2”的瞬时速度为v 2＝________ m /s ，小车的加速度是a ＝________ m/s 2．解析：d 2＝5.40 cm ；d 3＝12.00 cm ；v 2＝x 132T ＝d 2－d 12T ＝(5.40－1.20)×10－20.2m /s ＝0.21 m/s Δx ＝x 35－x 13＝6.60 cm －4.20 cm ＝2.40 cm ；T ′＝0.2 s ，故a ＝Δx T ′2＝2.40×10－20.22m /s 2＝0.60 m/s 2 答案：(1)5. 40、12.00(12.01及12.02均可)(2)0.21、0.60(0.605及0.61均可)2．(2017·哈尔滨第六中学高三模拟)(1)用游标卡尺测出某圆柱体的直径为8.05 cm ，则使用的是________分度的游标卡尺(选填“10”、“20”或“50”)．(2)关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是________．A．用此装置“研究匀变速直线运动”时不需要平衡摩擦力B．用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量C．用此装置“探究功与速度变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力解析：(1)用游标卡尺测出某圆柱体的直径为8.05 cm，小数部分的读数为0.5 mm，则使用的是10分度的游标卡尺；(2)用此装置“研究匀变速直线运动”时不需要平衡摩擦力，选项A正确；用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量，选项B正确；用此装置“探究功与速度变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力，选项C正确；故选ABC．答案：(1)10(2)ABC3．(2017·山西高三考前测试)某同学为了探究求合力的方法，先用一个弹簧秤通过细线悬吊一个钩码，当钩码静止时，弹簧秤的示数为2.00 N；再用两个弹簧秤a和b通过两根细线互成角度将该钩码悬吊，其中a所拉细线方向水平(如图1)，当钩码静止时，b的示数如图2所示．(1)b的示数为________N，a的拉力为________ N．(2)保持a及其拉的细绳方向不变，将b及其拉的细绳方向沿逆时针在图示平面缓慢转至竖直方向的过程中，b的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)．解析：(1)由图2可知弹簧秤的最小刻度为0.1 N，估读到下一位0.01 N，则b的拉力为2.50 N；对O点分析受三个力而平衡，根据勾股定理可求得F a＝F2b－(mg)2≈1.50 N．(2)以结点O 为研究对象，分析受力情况：重力G 、F b 和F a ，作出受力图，并作出BO 绳在不同位置的力的合成图．由图可以看出，在测力计b 自图所示沿逆时针方向缓慢转至竖直位置的过程中，BO 的拉力一直减小，当两根绳相垂直时，BO 的拉力最小，故b 的示数变小．答案：(1)2.50 1.50(1.48～1.52) (2)变小4．(2017·合肥市第一中学高三月考)某小组测量木块与木板间动摩擦因数，实验装置如图甲所示．(1)测量木块在水平木板上运动的加速度a ，实验中打出的一条纸带如图乙所示，从某个清晰的点O 开始，每5个打点取一个计数点，依次标出1、2、3……，量出1、2、3……点到O 点的距离分别为s 1、s 2、s 3……，从O 点开始计时，1、2、3……点对应时刻分别为t 1、t 2、t 3……，求得v 1＝s 1t 1，v 2＝s 2t 2，v 3＝s 3t 3，……，作出v －－t 图象如图丙所示，图线的斜率为k ，截距为b ，则木块的加速度a ＝________；b 的物理意义是___________．(2)实验测得木块的加速度为a ，还测得钩码和木块的质量分别为m 和M ，已知当地重力加速度为g ，则动摩擦因数μ＝______________．(3)关于上述实验，下列说法错误的是______________．A ．木板必须保持水平B ．调整滑轮高度，使细线与木板平行C ．钩码的质量应远小于木块的质量D ．纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素解析：(1)图线纵轴截距是0时刻对应的速度，即表示O 点的瞬时速度．各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度，以平均速度v －为纵坐标，相应的运动时间t 的一半为横坐标，即v －－t 2的图象的斜率表示加速度a ，则v －-t 图象的斜率的2倍表示加速度，即a ＝2k ． (2)对木块、钩码盘和钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：mg －μMg ＝(M ＋m )a ，解得：μ＝mg －(m ＋M )a Mg； (3)木板必须保持水平，则压力大小等于重力大小，故A 正确；调整滑轮高度，使细线与木板平行，拉力与滑动摩擦力共线，故B 正确；钩码的质量不需要远小于木块的质量，因选取整体作为研究对象的，故C 错误；纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素，故D 正确；答案：(1)2k O 点的平均速度 (2)mg －(m ＋M )a Mg(3)C 5．(2017·厦门市高中质检)探究“做功和物体速度变化的关系”实验装置如图甲所示，图中是小车在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．小车实验中获得的速度v ，由打点计时器所打点的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为W ；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．请回答下列问题：当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……多次实验．请回答下列问题：图甲图乙(1)除了图甲中已给出器材外，需要的器材还有：交流电源、________________；(2)如图乙中，是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为0.02 s ，则小车离开橡皮筋后的速度为_________m/s(保留两位有效数字)．(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功W 和小车离开橡皮筋后的速度v ，进行数据处理，以W 为纵坐标，v 或v 2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是__________．解析：(1)需要的器材除了交流电源外，还有刻度尺；(2)小车离开橡皮筋后的速度为v ＝7.2×10－30.02m /s ＝0.36 m/s (3)因W ＝12m v 2，故以W 为纵坐标，v 或v 2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是AD ．答案：(1)毫米刻度尺 (2)0.36 (3)AD6．(2017·遂宁市高三三诊)某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量动摩擦因数．将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端B 处固定一个光电门以测量滑块通过该处时的速度，实验时滑块由距地面h 高的A 处静止释放，测出滑块滑到B 点的速度v .改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点A 到B 点的水平距离(即B 、C 间的距离)L ＝0.8 m 不变．重复实验，最后做出如图乙所示的h -v 2图象．(1)木板倾斜程度更大时，为了保证L 不变，滑块下滑到底端B 点的位移将________．(填“变大”、“变小”或“不变”)(2)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝__________；(3)若所用木板更粗糙些，重复上述实验步骤，得到的图象的斜率将________．(填“变大”、“变小”或“不变”)解析：(1)根据几何关系得出滑块下滑到底端B 点的位移x ＝L cos θ，木板倾斜程度更大时，为了保证(即B 、C 间的距离)L ＝0.8 m 不变，滑块下滑到底端B 点的位移将变大．(2)根据h -v 2图象得v ＝0时h ＝0.2，即此时滑块处于平衡状态，根据牛顿第二定律得μmg cos θ＝mg sin θ解得μ＝tan θ＝0.20.8＝0.25． (3)若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，根据动能定理得mgh －μmg cos θ×L cos θ＝12m v 2，解得h ＝v 22g＋μL ，所以若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，得到的图象的斜率将不变．答案：(1)变大 (2)0.25 (3)不变7．(2017·哈尔滨二模)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A 、B 同学设计了如图甲所示的实验装置．其中小车的质量为M ，沙和沙桶的质量为m ，与小车相连的滑轮的质量为m 0.力传感器可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为g .实验时先平衡摩擦力．(1)A 同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s 2(结果保留三位有效数字)．(2)A 同学以力传感器的示数F 为纵坐标，加速度a 为横坐标，画出的F -a 图象如图丙所示，求得图线的斜率为k ，则小车的质量M ＝________(用所给物理量的符号表示)．(3)B 同学也以力传感器的示数F 为纵坐标，加速度a 为横坐标，画出的F -a 图象如图丁所示，图线不过原点的原因可能是________________．(答一条即可)解析：(1)相邻两计数点间还有四个点没有画出，计数点间的时间间隔：t ＝0.02×5 s ＝0.1 s ，由匀变速直线运动的推论Δx ＝at 2可知，加速度为：a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 1(3t )2＝ (7.30＋9.09＋10.89－5.51－3.71－1.90)×10－29×0.12m /s 2≈1.80 m/s 2； (2)小车所受合力是测力计示数的2倍，即：2F ，由牛顿第二定律可知：2F ＝(M ＋m 0)a ，则：F ＝M ＋m 02a ，F -a 图象的斜率：k ＝M ＋m 02，小车质量：M ＝2k －m 0；(3)由图丁知，F ＝0时，a ≠0，说明平衡摩擦力过度了．答案：(1)1.80 (2)2k －m 0 (3)平衡摩擦力过度8．(2017·安徽“江南十校”联考)在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率f ＝50 Hz ，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量起始点O 依次到A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的距离分别记作x 1，x 2，x 3，x 4，x 5，x 6，并记录在下表中.(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是__________．A ．重锤的质量B ．重力加速度C ．重锤下降的高度D ．重锤的瞬时速度(2)该同学用重锤在OE 段的运动来验证机械能守恒定律．已知重锤的质量为1 kg ，当地的重力加速度g ＝9. 80 m/s 2.则此过程中重锤重力势能的减少量为______J ，而动能的增加量为______J ．(结果均保留3位有效数字)(3)另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中的加速度a ，为了充分利用记录数据，尽可能减小实验操作和测量过程中的误差，他的计算式应为a ＝________，代入数据，求得a ＝________ m/s 2(结果保留3位有效数字)．因此，______(填“能”或“不能”)用v ＝gt 求重锤在E 点处的速度．解析：(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是重锤下降的高度h ，因为要计算重力势能的减少量，故选项C 正确．(2)重锤从开始下落到E 点时，减小的重力势能ΔE p ＝mgx 5＝1×9.8×4.78×10－2J ＝0.468J ，E 点的瞬时速度v E ＝x 6－x 42T ＝(6.87－3.06)×10－22×0.02 m /s ＝0.9525 m/s ，从重锤下落到达E 点时增加的动能ΔE k ＝12m v 2E＝0.454 J ． (3)利用逐差法，s 1＝x 1，s 2＝x 2－x 1，s 3＝x 3－x 2，s 4＝x 4－x 3，s 5＝x 5－x 4，s 6＝x 6－x 5，则：a ＝s 6＋s 5＋s 4－(s 3＋s 2＋s 1)9T 2＝(x 6－2x 3)f 29，代入数据，求得a ＝9.58 m /s 2，由于a ＝9.58 m/s 2<g ，因此不能用v ＝gt 求重锤在E 点处的速度．答案：(1)C (2)0.468 0.454 (3)(x 6－2x 3)f 299.58 不能。
2024年高考物理二轮复习专题19：力学实验及创新(附答案解析)
出题方向
实验题,题目难度一般为中档。
考点1力学基础实验
【例1】(2022秋•武清区期末)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某小组的实验装置如图1所示。
(1)实验中要调节长木板的倾斜度,将长木板无滑轮的一端适当垫高,使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做运动。
(2)在F一定的情况下,实验小组的同学们测得了加速度a与小车和小车上砝码的总质
专题19·力学实验及创作能力突破
本专题主要力学实验,了解基础实验的实验原理和实验方法的理解与掌握,探究实验的实验方案,实验器材及数据
处理的理解与掌握。
高考热点(1)掌握每一个实验的原理,熟悉实验中的每一个实验步
骤;(2)领会每一个实验步骤的作用,学会每一个实验仪器的使用;
(3)学会每一个实验的数据处理方法,弄清每一个实验误
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:。
A .通过调节使斜槽的末端切线保持水平
B .每次释放小球的位置可以不同
C .斜槽必须是光滑的
D .小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
E .将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L ,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛的初速度的计算式为0v =,c 点的竖直分速度为(用L 、g 表示)。
E 、将球经过不同高度的位置记录在纸上后,取下纸,平滑的曲线把各点连接起来,故E 错误;
故选:AD 。
(2)设相邻两点间的时间间隔为T
竖直方向:2
2L L gT -=
得:T =;
水平方向:02L v T
2015届高考物理二轮复习专题限时集训(A卷)(十五) 力学实验与创新
专题限时集训(十五)力学实验与创新(限时：45分钟)1．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。
该螺旋测微器校零时的示数如图甲所示，测量金属板厚度时的示数如图乙所示。
图甲所示读数为________ mm，图乙所示读数为________ mm，所测金属板的厚度为________ mm。
甲乙2．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。
滑块在细线的牵引下向左加速运动，滑块上的遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。
甲乙(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(填“>”、“＝”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。
(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的砝码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出________和________(写出物理量的名称及符号)。
3．(2014·天津质检)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。
他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A 处由静止释放。
气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计，由于遮光条的宽度很小，可认为遮光条通过光电门时速度不变。
甲乙(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________ mm。
(2)实验时，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，将滑块从A位置由静止释放，测量遮光条到光电门的距离L，若要得到滑块的加速度，还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的________。
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力学实验与创新//(限时45分钟)实验题(第1题10分，其余每小题14分，共80分)1．(2015·百校联盟押题卷)某中学物理兴趣实验小组在完成“探究弹力和弹簧长度的关系”的实验后测出了弹簧的劲度系数，操作过程如下：该小组的同学按照图甲组装好实验装置，调节滑轮的高度使细线呈水平状态，测出不挂钩码时弹簧的长度，然后在细线的下端逐个增加钩码并测出对应的弹簧长度，将测量的数据描绘在图乙的坐标系中，已知纵坐标为每次弹簧所受的拉力，横坐标为每次所对应的弹簧长度．已知每个钩码的质量为m＝0.04 kg，取重力加速度g＝10 m/s2.根据上述操作完成下列问题：甲乙(1)根据图乙中描出的数据点画出F－L图线．(2)根据作出的图线可知，弹簧的自然长度L0为______cm，该弹簧的劲度系数k为________N/m.(3)该实验与弹簧呈竖直状态相比较，优点是：________________________________________________________________________________ _____________________________________；缺点是：___________________________________________.答案：(1)如图所示(2)5 20 (3)见解析解析：(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如答案图所示．(2)弹簧的原长L0，即弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，l0＝5×10－2m＝5 cm.弹簧的劲度系数等于FL图象直线部分的斜率，k＝20 N/m.(3)优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在摩擦使实验的误差增大．2．(2015·山东理综)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．甲实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示．FOO′.乙④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA 段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图丙中作出F OA和F OB的合力F′的图示．丙(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．答案：(1)如解析图甲所示10.0(9.8～10.1均正确) (2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)如解析图乙所示(4)F OO′解析：(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．如图甲所示，由图线可知与横轴的交点为弹簧原长，即l0＝10.0 cm.甲(2)橡皮筋的长度l＝OA＋OB＝13.60 cm，由图甲可得F＝1.80 N，所以F OA＝F OB＝F＝1.80 N.(3)利用给出的标度作出F OA和F OB的图示，然后以F OA和F OB为邻边作平行四边形，对角线即为合力F′，如图乙．(4)F OO′的作用效果和F OA、F OB两个力的作用效果相同，F′是F OA、F OB两个力的合力，所以只要比较F′和F OO′的大小和方向，即可得出实验结论．乙3．(2015·浙江理综)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验．甲(1)图甲中A 、B 、C 、D 、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材有________；乙同学需在图中选用的器材有________．(用字母表示)乙(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图乙所示的两条纸带①和②，纸带________(填“①”或“②”)的加速度大，其加速度大小为________．答案：(1)AB BDE (2)② 2.5 m/s 2解析：(1)甲同学做“验证机械能守恒定律”实验时，只需验证gh ＝12v 2即可，不需要知道重物的质量，但需应用打点计时器打出的纸带计算速度v ，故选A 、B.乙同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，需考虑F 、m 、a 三者的测量，取小车研究，利用钩码的重力作为小车所受的合力，应用打点计时器打出的纸带计算加速度，故选择B 、D 、E.(2)纸带①中第1、2点间与第2、3点间的位移差为Δx 1＝[(32.40－30.70)－(30.70－29.10)] cm ＝0.1 cm ，纸带②中第1、2点间与第2、3点间的位移差为Δx ＝[(30.65－29.00)－(29.00－27.40)]cm ＝0.05 cm ，根据逐差法Δx ＝aT 2可得纸带①的加速度大，大小为a ＝0.1×10－20.22 m/s 2＝2.5 m/s 2.4.(2015·广东理综)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度．(1)请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物______(填“靠近”或“远离”)计时器下端；____________，____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验．(2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度，在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和______________________．(a)(b)(c)答案：(1)靠近接通打点计时器电源释放纸带(2)b (3)纸带与打点计时器间的摩擦解析：(1)使用打点计时器进行相关实验时，拖动纸带的重物应靠近打点计时器，而且应先接通打点计时器的电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带．(2)纸带在重物的作用下，做匀加速直线运动，打点距离越来越大，而(c)纸带的打点距离先增大后减小，故应选取(b)进行研究．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果小于当地重力加速度的主要原因是空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦．5．(2015·湖南师大附中第6次月考)“探究加速度与力的关系”装置如图所示．带滑轮的长木板水平放置，细绳通过两滑轮分别与弹簧秤挂钩和砂桶连接，细线与桌面平行．将木块放在靠近打点计时器的一端，缓慢向砂桶中添加细砂，直到木块开始运动，记下木块运动后弹簧秤的示数F，通过纸带求出木块运动的加速度a.将木块放回原处，再向砂桶中添加适量细砂，释放木块…获取多组a、F数据．(1)关于该实验的操作，以下说法正确的是( )A ．实验过程中，应先闭合打点计时器开关，再释放小车B ．通过缓慢添加细砂，可以方便地获取多组实验数据C ．每次添加细砂后，必须测出砂及砂桶的质量D ．实验过程要确保砂及砂桶的质量远小于木块的质量(2)某同学根据实验数据做出了两个a －F 图象如图所示，正确的是________；该同学发现图线没有过原点，应该是由于有摩擦力的原因，于是想要作出木块的加速度与合力的关系图象，需要对图象进行修正．修正后的横坐标F 合应该等于________(用F 、F 0表示)．答案：(1)AB (2)B 2F －2F 0解析：(1)纸带长度有限，若先释放小车，再闭合开关时，重物已落一段距离，纸带的打点长度可能就很短，不利于测量，而先闭合开关，再释放小车，保证纸带充分利用，A 正确；缓慢添加细砂，改变小车受到的拉力，可以获取多组实验数据，B 正确；小车受到的拉力可通过弹簧秤读出，因而不用测量砂及砂桶的质量，C 错误；小车受到的拉力可通过弹簧秤读出，不用砂及砂桶的重力代替，故可以不用考虑“确保砂及砂桶的质量远小于木块的质量”这一条件，D 错误．(2)根据牛顿第二定律F 合＝2F －f ＝ma ，得a ＝2F －f m，可知随着拉力的增大，加速度恰好为零时，应满足摩擦力f ＝2F 0，修正后应让图线过坐标系的原点，图线向左平移2F 0，F 合＝2F －2F 0. 6．(2015·山西一模)为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置．甲实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度d ，游标卡尺的示数如图乙所示；②将水平弹簧的一端固定于气垫导轨的左侧；③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；④释放滑块，记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间Δt，算出滑块的速度v；⑤重复步骤③④，作出v与x的关系图象如图丙．乙丙回答下列问题：(1)遮光片的宽度为________cm.(2)若Δt＝3.0×10－2 s，则滑块的速度为________m/s.(3)由图丙可知，v与x成________关系．(4)实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧压缩量的关系是___________________________________________________．答案：(1)0.930 (2)0.31 (3)正比(正比例) (4)弹性势能与弹簧压缩量(x)的平方成正比解析：(1)由题图乙知，遮光片的宽度为d＝9 mm＋6×0.05 mm＝0.930 cm；(2)滑块的速度近似为通过遮光片时的平均速度，其大小为v＝dΔt＝0.31 m/s；(3)由题图丙知，vx图象为过坐标原点的直线，则v与x成正比例关系；(4)由机械能守恒定律知弹簧的弹性势能E p＝12mv2，而v＝kx(k为vx图象的斜率)，联立得E p＝12mk2x2，故弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比．。