最新【通用版】高考物理专题训练《力学实验》(含解析)

通用版高考物理专题训练（含解析）
专题一、力学实验
第一部分名师综述
综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。

考纲要求
1、掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。

2、了解打点计时器的构造，会使用打点计时器；会计算纸带上各点的瞬时速度；会利用纸带计算加速度；会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度。

3、学会用列表法、图象法等处理实验数据。

命题规律
1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。

在力学部分，考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺，大多数时候是填空题，注意估读和误差分析。

2、力学中有多个实验都要用到打点计时器,能否正确使用打点计时器,并根据纸带进行正确的数据运算，是能否完成这些实验的关键，利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其它物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如：计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。

3、图象法是一种重要的实验数据处理方法．图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点．当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。

第二部分精选试题
1．某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素，进行了模拟实验研究。

如图为测定风力的实验装置图。

其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触)。

(1)已知电源电动势为E，内阻不计，理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连，球P的质童为m，重力
加速度为g，由此可推得风力大小F与电压表示数U的关系为F=_______。

(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因数有关，于是他们进行了实验后获得了如下数据：(下表中风速v的单位为m/s，电压U的单位为V，球半径r的单位为m)根据表中数据可知，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系是_______(比例系数用k表示)。

【答案】mmmm
mm
m=mmm
【解析】
【详解】
(1)以小球为研究对象，对小球受力分析，设金属丝与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件可得，风力F=
mgtanθ。

金属丝与电阻丝交点与C点间长度为x=Htanθ，电阻R x=Htanθ
L
R；由串联分压规律可知电压表
示数U=R x
R E=Htanθ
L
E。

联立解得：F=mgL
EH
U。

(2)由表中数据可得，在球半径一定的情况下，电压表示数与风速成正式，则风力大小与风速成正比，即F与v成正比。

由球的体积公式、密度公式和F=mgL
EH U可得，F=mgL
EH
U=ρgL
EH
⋅4
3
πr3U；在风速一定的情况下，球半径增大到
原来的两倍，电压表示数减小为原来的1
4
，可得风速一定的条件下，风力与半径的关系为F与r成正比。

综上，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系是F=kvr。

2．恢复系数是反映碰撞时物体形变恢复能力的参数，它只与碰撞物体的材料有关，两物体碰撞后的恢复系
数为m=|m1′−m2′
m1−m2
|，其中m1、m2和m1′、m2′分别为质量为m1和m2的物体碰推前后的速度某同学利用如图所示的实验装置测定质量为m1和m2的物体碰摘后的恢复系数。

实验步骤如下：
①将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中质量为m 1和m 2的两球与木条的撞击点； ②将木条竖直放在轨道末端右侧并与轨道接触，让质量为m 1的入射球从斜轨上A 点由静止释放，摘击点为B′； ③将木条向右平移到图中所示位置，质量为m 1的入射球仍从斜轨上的A 点由静止释放，确定撞击点； ④质量为m 2的球静止放置在水平槽的末端，将质量为m 1的入射球再从斜轨上A 点由静止释放，确定两球相撞后的撞击点；
⑤目测得B′与撞击点N 、P 、M 的高度差分别为h 1、h 2、h 3。

(1)两小球的质量关系为m 1_____ m 2(填“>”“=”或“<”)
(2)利用实验中测量的数据表示两小球碰撞后的恢复系数为e=_______。

(3)若再利用天平测量出两小球的质量为m 1、m 2，则满足_____________________表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足_____________________表示两小球碰撞前后机械能守恒。

【答案】>√m 2(√m √m )√m =
√m +
√m m =
m 1m 3
+
m 2
m 1
【解析】 【分析】
（1）明确动量守恒规律，知道实验原理，从而确定实验要求；
（2）根据平抛运动规律进行分析，利用水平位移相等求出利用下落高度所表达式的速度公式，再根据恢复系数公式即可求出对应的表达式；
（3）根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式，代入（2）中所求速度即可求出需要验证的表达式。

【详解】
（1）为了防止两球碰后出现反弹现象，入射球的质量一定要大于被碰球的质量；
（2）由图可知，两小球打在竖直板上，则可知，三次碰撞中水平位移相等，则可知，水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，则由碰撞规律可知，碰后被碰球的速度最大，故其下落高度最小，而碰后入射球速度最小，其下落高度最大，则可知，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A 点由静止释放，m1的落点在图中的P 点，而碰后被碰球落到N 点；根据平抛运动规律可知，下落时间t =√2h g ，则可知，速度v =x t =x √g
2h
，
则可解得：v 1=x √g 2h
2
，v 1′=x √g 2h 3
；v 2′
=x √g
2h 1
，代入给出恢复系数表达式可得：e =√h 2(h 1h 3
)； （3）若满足动量守恒，则一定有：mv1=m1v1’+m2v2' 代入（2）中所求速度可得：表达式应为：h 2＝
m h 3
+h 1；
若满足机械能守恒，则有：12
mv12=12
m1v1'2+12m2v2'2 代入求出的速度可得：m 1h 2
=m 1h 3
+m
2h 1
【点睛】
本题是由验证动量守恒定律的实验改进而来，关键要分析清楚实验的原理，同时要结合动量守恒定律和平抛运动的相关知识列式分析。

3．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实践和探究：
（1）用游标卡尺测量摆球直径 d ，如右图所示，则摆球直径为_____cm ，测量单摆摆长为l ；
（2）用秒表测量单摆的周期。

当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为 0，单摆每经过最低点记一次数，当数到 n=60 时秒表的示数如右图所示，秒表读数为______s ，则该单摆的周期是 T=______s （保留三位有效数字）；
（3）将测量数据带入公式 g=_____（用 T 、l 表示），得到的测量结果与真实的重力加速度值比较，发现测量结果偏大，可能的原因是_____； A.误将 59 次数成了 60 次 B.在未悬挂单摆之前先测定好摆长 C.将摆线长当成了摆长
D.将摆线长和球的直径之和当成了摆长
（4）该同学纠正了之前的错误操作，尝试测量不同摆长l 对应的单摆周期 T ，并在坐标纸上画出 T 2与l 的关系图线，如图所示。

由图线计算出的重力加速度的值g=_____m/s 2，（保留 3 位有效数字） 【答案】2.06cm ；67.4s 2.24s m =4m 2m
m 2
AD m =9.86m /m 2
【解析】 【详解】
（1）游标卡尺的主尺读数为20mm,游标读数为0.1×6=0.6mm ,则最终读数为20.6mm=2.06cm. （2）秒表的读数为60s+7.4s=67.4s,则周期T =67.430
=2.24s ,
（3）根据T =2π√L
g 解得：g =
4π2l T 2
,
A.误将 59 次数成了 60 次，导致测量时周期T 测小，根据g =4π2l T 2
可知g 值测量值偏大，故A 对；
B.在未悬挂单摆之前先测定好摆长，导致测量的摆长小于真实的摆长，根据g =4π2l T 2
可知g 值偏小；故B 错
C.将摆线长当成了摆长没有加小球的半径，导致测量的摆长偏小，根据g =4π2l T 2
可知g 值偏小，故C 错；
D.将摆线长和球的直径之和当成了摆长，导致测量的摆长变长，根据g =4π2l T 2
可知g 值偏大；故D 对；
故选AD
（4）根据T =2π√L
g 可得：T 2
=4π2l g
，则在T2与l 的关系图线中，斜率代表k =
4π2g
根据图像可求出：
k =
4.85−3.25
1.20−0.80
=4
则g =9.86m /s 2
故本题答案是：（1）2.06cm ；（2）67.4s ； 2.24s （3）g =4π2l T 2
；AD （4）g =9.86m /s 2
【点睛】
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读.秒表的读数等于小盘读数加上大盘读数. 根据单摆的周期公式得出T 与L 的关系式,结合关系式得出图象的斜率.
解决本题的关键掌握单摆测量重力加速度的原理,以及掌握游标卡尺和秒表的读数方法,难度不大 4．(1) 如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。

为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采用如下两个措施：
A ．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；
B ．在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量m 远小于小车和砝码的总质量M 。

以上哪一个措施中有何重大错误？(说明错误点)______________________。

(2) 某实验小组设计了如下左图所示的实验装置，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 的关系图象。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F 图线，如下右图所示．
①图线________(填“甲”或“乙”)是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。

②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＝________。

(取g＝10m/s2)
【答案】A错误，平衡摩擦力时不能悬挂砝码盘甲0.50.2
【解析】
【详解】
（1）A中平衡摩擦力时，不应用砝码盘拉动小车做匀速运动，应让小车自身下滑（即无拉力）来平衡摩擦力即可．
（2）①由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线甲是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
②由牛顿第二定律得：a=F−μmg
m =1
m
F−μg，由图乙所示图象可知，图象斜率：k=1
m
，质量：m=1
k
=1
0−(−2)
1
=0.5kg，
图象的截距：b=μg，动摩擦因数：μ=b
g =2
10
=0.2。

【点睛】
本题考查了实验数据处理、考查了求加速度与速度、质量、动摩擦力因数问题，掌握基础知识、应用匀变速直线运动的推论可以解题；处理图象问题时求出图线的函数表达式是解题的关键．
5．实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。

（1）实验操作步骤如下：
A．按实验要求安装好实验装置。

B．使重锤靠近打点计时器，接着先释放重锤，再接通电源，打点计时器在纸带上打下一系列的点。

C．图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。

分别测出若干连续打点A、B、C……与 O点之间的距离h1、h2、h3……。

以上A、B、C三个选项中哪个选项是错误的_________。

（2）已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的h1、h2、h3，可得重锤下落到B点时的速度大小为________，纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为________，减小的重力势能为__________，在误差允许范围内重锤动能增加量______重力势能减少量（填写“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能E k 和重力势能E p，
建立坐标系，横轴表示h ，纵轴表示E k 和E p ，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。

已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k 1=2.94 J/m ，请计算图线Ⅱ的斜率k 2=____J/m （保留3位有效数字）。

重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k 1和k 2字母表示）。

【答案】B m 3−m 12m m (m 3−m 1)28m mgh 2等于
2.80（2.73～2.83均可）
m 1−m 2
m 1
（k 1用mg 表示也可）
【解析】 【详解】
（1）步骤B 中如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后让纸带运动．
（2）B 点的瞬时速度v B ＝
h 3−h 12T
，则重物动能的增加量△Ek＝1
2mvB2＝
m (h 3−h 1)2
8T 2
，重力势能的减小量为
△Ep=mgh2．在误差允许范围内重锤动能增加量等于重力势能减少量；
（3）取打下O 点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．根据图中的数据可以计算计算图线Ⅱ的斜率k2=2.80 J/m ．根据动能定理得，mgh-fh=1
2mv2，则mg-f=
12
mv 2
h
，图线斜率k1＝
mgh h
＝mg ，图线斜率k2＝
12
mv 2h
，知k1-f=k2，则阻力f=k1-k2．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k 1−k 2
k 1
．
【点睛】
解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度．
6．某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关 K,电磁铁吸住第 1 个小球. 手动敲击弹性金属片 M,M 与触头瞬间分开,第 1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第 2 个小球.当第 1 个小球撞击时,M 与触头分开,第 2 个小球开始下落…….这样,就可测出多个小球下落的总时间.
（1）在实验中,下列做法正确的有_________. A ．电路中的电源只能选用交流电源 B ．实验前应将 M 调整到电磁铁的正下方
C ．用直尺测量电磁铁下端到 M 的竖直距离作为小球下落的高度
D ．手动敲击 M 的同时按下秒表开始计时
（2）实验测得小球下落的高度 H=1.980m,10 个小球下落的总时间 T =6.5s.可求出重力加速度g=______m/s 2
.(结果保留两位有效数字)
（3）在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的一个有效办法._____________.
（4）考虑到电磁铁在每次断电后需要时间 Δt 磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差 Δt,这导致实验误差.则重力加速度的测量值应________.(填“偏大”或“ 偏小”）。

某同学为了消除 Δt 对实验结果的影响，他分别取高度 H 1和 H 2,测量 n 个小球下落的总时间 T 1和 T 2.,他利用这两组数据消除 Δt 对实验结果的影响后，重力加速度测量值的表达式：_____________________. 【答案】BD9.4增加小球下落的高度，多次重复实验，结果取平均值偏小m =2m 2(√m 1−√m 2)2
(m 1−m 2)2
【解析】 【详解】
（1）电路中的电源目的是线圈产生磁性，因此直流电也可以，故A 错误；小球沿竖直方向自由下落，因此要使小球能够撞击M ，M 调整到电磁铁的正下方，故B 正确；球的正下方到M 的竖直距离作为小球下落的高度，故C 错误；敲击M 的同时小球开始下落，因此此时应该计时，故D 正确．故答案为BD ． （2）一个小球下落的时间为：t =
t 总n
＝
6.5s 10＝0.65s
根据自由落体运动规律h ＝12
gt2可得：g＝
2h t
2＝
2×1.9800.65
2
≈9.4m /s 2
（3）通过多次测量取平均值可以减小误差，同时该实验的误差主要来自小球下落过程中空气阻力的影响，因此增加小球下落的高度或者选择密度更大的实心金属球．
（4）考虑到电磁铁在每次断电后需要时间 Δt 磁性才消失，因此每个小球的实际下落时间偏小，下落的距离与理论上对应的时间偏小，则导致实验得到的重力加速度的测量值偏小；（5）应由自由落体运动的规律可得：H 1＝1
2g (T
1n −△t )2① H 2＝1
2g (T
2n −△t )2②
联立①②可得：g=2n 2(√H1−√H2)2
(T1−T2)2
，因此可以消去△t对实验结果的影响．
7．某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。

（1）用如图甲所示装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。

做实验时，下列操作必要且正确的是_______。

A．将长木板右端适当垫高，小车未挂砂桶时，在木板上静止释放，轻推小车后，恰能匀速下滑
B．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数
C．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
D．用天平测出砂和砂桶的质量
（2）实验时，该小组同学平衡了摩擦力后，在小车质量 M 保持不变的情况下，不断往砂桶里加砂，直到砂和砂桶的质量最终达到 M。

测出每次加砂后拉力传感器的示数 F 和小车的加速度 a,作 a-F 的图象。

下列图线中正确的表示该小组的图象是________。

（3）该小组通过分析求出 a-F 图线线性部分的斜率 K 与小车质量 M 关系式为:___________.
【答案】ABA m=2
m
【解析】
【详解】
（1）实验前要平衡摩擦力，将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，故A正确；为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故B正确；小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中一定不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故C错误；小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故D错误；故选AB；（2）此实验中平衡了摩擦力，在小车质量 M 保持不变的情况下，不断往砂桶里加砂，直到砂和砂桶的质量最终达到 M，由于用传感器可直接测出小车的拉力F，则小车质量M不变时，加速度与拉力F成正比，所以a-F图象是一条过原点的倾斜的直线，故选A．
（3）小车所受的合力为2F，加速度a=2
M F，a-F图象的斜率k与小车质量 M 关系式：k=2
M
．
【点睛】
本题实验源于课本，但是又不同于课本，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．注意
在本实验中不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，因为拉力可以弹簧秤直接测出．
8．在验证牛顿第二定律的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．
(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力
(2)一同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地确定出加速度a与质量M的关系，应该作a与________的图象．
(3)如图实(a)所示为甲同学根据测量数据作出的a－F图线，说明实验存在的问题是______________．
(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量（_______________）取值不同？
(5)若图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（____）
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．所挂钩码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
【答案】（1）m≪m；（2）F；（3）没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。

（4）M；（5）C
【解析】
【详解】
（1）以整体为对象：mm=(m+m)m，则小车的加速度为：
m=
mm m+m
再以小车及车中的砝码为研究对象，可以求出绳子的拉力，即：
m=mm=m⋅
mm
m+m
=
m
m+m
mm
当m≪m可以近似认为m=mm
所以要认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力，则必须满足条件m≪m
（2）根据牛顿第二定律：m=mm，a与M成反比，两者图像是一条曲线，因而很难判定出a与M的关系，但存在关系：m=1
m
m，即a与F成正比，两者图像是一条直线，因此很容易判定出两者关系，故应作m−m 图像。

（3）(a)图中拉力F到一定值后才产生加速度，故实验存在的问题是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。

（4）由关系式m=1
m m易知，a-F图像中，斜率代表1
m
，(b)图中两条直线斜率明显不同，故两位同学的实
验中M的取值不同。

（5）若m≪m，则m=1
m m，即图像a-F是正比例函数，当m不在远远小于M时，关系式m=1
m
m不在
成立，此时图像a-F会出现弯曲，故选C
综上所述本题答案是：（1）m≪m；（2）F；（3）没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够。

（4）M；（5）C
9．物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为 50 Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。

图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的 5 个计数点 A、B、C、D、E，每相邻两计数点间还有 4 个打点（图中未标出），测出各计数点到 A 点之间的距离如图所示．请完成下列小题：
（1）根据图中数据计算：（保留两位有效数字）
①打 C 点时滑块的速度的大小为_____m/s；
②滑块的加速度a=_____m/s2；
（2）为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是_____．
A.木板的长度 L
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
（3）不计打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力，则滑块与木板间的动摩擦因数 ＝______用被测物理量的字母表示，重力加速度为 g）．
【答案】（1）0.54m/s；1.0m/s2（2）CD（3）m=m3m−(m2+m3)m
m2m
【解析】
【详解】
（1）①根据匀变速直线运动规律知道C点的瞬时速度等于B点到D点的平均速度，有：
v C=0.147−0.039
=0.54m/s
2×0.1
=②每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，根据逐差法有：m=m mm−m mm
4×0.12
0.216−2×0.0879
=1.0m/m2
4×0.12
（2）要测量动摩擦因数，由f=μF N可知要求μ，需要知道摩擦力和压力的大小，压力就是滑块的重力，所以需要知道滑块的质量，摩擦力要根据铁块的运动来求得，滑块做的是匀加速运动，拉滑块运动的是托盘和砝码，所以也要知道托盘和砝码的质量，故ABE错误，CD正确．故选CD．
（3）以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有：
m3g-f=（m2+m3）a ①
f=μm2g ②
．
联立①②解得：m=m3m−(m2+m3)m
m2m
【点睛】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题.
10．用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。

(1)实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是________________ ______________________________________________.
(2)为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行。

第一次:让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。

给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为mm1,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为mm2,滑块B通过光电门2的时间为mm3
第二次:在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的
某一适当位置。

给A 一个向右的初速度,通过光电门1的时间为mm 4,A 与B 碰撞后粘连在一起,滑块B 通过光电门2的时间为mm 5
为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)。

A.挡光片的宽度d B.滑块A 的总质量m 1 C.滑块B 的总质量m 2 D.光电门1到光电门2的间距L
(3)在第二次实验中若滑块A 和B 在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)。

(4)在第一次实验中若滑块A 和B 在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示)
【答案】使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平
BC m 1
1mm 4
=
(m 1+m 2)1mm 5m 1(1
mm 1
)
2=
m 1(1
mm 2)
2+m 2(1
mm 3
)2 【解析】 【详解】
（1）检验气垫导轨是否水平的方法是：使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平；
（2）要验证动量守恒，则m 1m 1=m 1m 2+m 2m 3，滑块经过光电门的速度用
m mm 计算，则m 1m
mm 1
=
m 2m
mm 2
+m 2m
mm 3
，即m
1mm 1
=m
1mm 2
+m
2
mm 3
，则还需要测量的物理量是：滑块A 的总质量m 1和滑块B 的总质量
m 2；故选BC.
（3）在第二次实验中若滑块A 和B 在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为m 1m 4=(m 1+m 2)m 5，
滑块经过光电门的速度用m mm 计算，则m 1m mm 4
=(m 1+m 2)m mm 5
，即m
1mm 4
=
(m 1+m 2)
mm 5
（4）在第一次实验中若滑块A 和B 在碰撞的过程中机械能守恒，则应该满足的表达式为：1
2m 1m 12=1
2m 1m 22+12
m 2m 32， 即12
m 1(m mm 1
)2
=12
m 1(
m mm 2
)2
+12
m 2(
m mm 3
)2
， 即m 1(
1mm 1
)2=m 1(
1mm 2
)2+m 2(
1mm 3
)2
. 【点睛】
本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律列式即可求解。

11．如图是“验证力的合成的平行四边形定则”实验示意图。

将橡皮条的一端固定于A 点，图甲表示在两个拉力F 1、F 2的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到O 点；图乙表示准备用一个拉力F 拉橡皮条，图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。