高考力学实验训练题
5探究加速度与物体质量、物体受力的关系(高考物理力学实验)含答案与解析
5探究加速度与物体质量、物体受力的关系（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．某同学“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．①打点计时器应接（填“交流”或“直流”）电源．②该同学为平衡摩擦力，适当增大靠近打点计时器一端木板与桌面的夹角，直至．③在平衡小车与桌面之间摩擦力后，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=m/s2，打点计时器打下计数点3时小车的速度v3=m/s．（计算结果均保留三位有效数字）．2．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1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．②一组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．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与的图象．③如图2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小车带动纸带通过电火花计时器，打出的部分计数点如图3所示．每相邻两点间还有四点未画出来，电火花计时器使用的是220V、T=0.02s的交流电，求：电火花计时器打第2个计数点时，小车的速度v2=m/s，小车的加速度a= m/s2．（结果保留两位有效数字）3．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．（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；（3）下列不必要的一项实验要求是A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节水平D．应使细线与气垫导轨平行（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F，已知滑块总质量为M，用（2）问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F=．4．如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲﹑乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的力传感器能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．（1）先用游标卡尺测遮光片的宽度如图2所示，读出遮光片的宽度d= mm．．（2）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使力传感器示数等于小车所受合外力，实验前必要的操作是；此实验是否需要满足小车质量远大于传感器、沙和沙桶总质量（是、否）．（3）实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t，改变小车质量m，测得多组m﹑t的值，建立合适的坐标系，描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，物体的加速度与质量成反比”的结论的图线是图3中的．5．某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）①影响加速度的因素有合外力F和物体的质量．本实验采用的物理学研究方法是．②图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2．（保留两位有效数字）6．①探究小车加速度与外力、质量关系的实验装置如图（甲）所示．把带有滑轮的长木板左端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带打出一行小点，如果，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡．②某同学在做验证机械能守恒定律的实验中，使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，他测量了C点到A点、和E点到C点的距离，如图（乙）所示．则打纸带上C点时物体的速度为m/s，重物的加速度为m/s2．（结果保留两位有效数字）7．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中．请完成下列各实验步骤：（1）某组同学用如图（1）所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．这种研究方法叫法．A．首先要，目的是使小车受到合力就是细绳对小车的拉力．B．实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力．C．实验中，在满足塑料桶和砝码的总质量小车质量关系的前提下，塑料桶和砝码总重力才近似等于小车受到的合外力．D．实验中应先打开打点计时器的电源，然后再释放小车．E．改变砝码的个数，多次测量．（2）某组同学通过实验得出数据，并画出a﹣F图象如图（2）所示，那么该组同学实验中出现的问题是．（3）另一组同学想通过该装置研究塑料桶和砝码及小车组成的系统能量转化关系．已知塑料桶和砝码的总质量为m，小车的质量为M．实验中，他通过对纸带的分析和测量得出：当塑料桶及砝码由静止开始下降高度为h时，小车的瞬时速度为v，则该组同学要得到的能量转化关系式为．（用题目给出的物理量表达，忽略小车重力势能的变化）8．在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”，分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．在运动过程中位移传感器（B）发出信号，位移传感器（A）接收信号且显示小车运动的位移．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a﹣F图象．（1）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是．（2）图（c）中符合甲组同学做出的实验图象的是；符合乙组同学做出的实验图象的是．9．“探究物体质量不变时，加速度与物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．①除实验装置图甲中显示的实验器材外，还缺少哪些器材；②在平衡小车与木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=m/s2．（结果保留2位有效数字）③平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．将砝码盘中砝码总重力mg视为合外力F，本次实验中，砝码盘中的砝码取自小车中，故系统的总质量不变．根据实验数据，并作出a﹣F图象，如图丙．请问：经检验该同学“平衡摩擦力”做得很精确，但作出的a﹣F图线仍不通过原点，主要原因是；本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？（M表示小车总质量，m 表示砝码及砝码盘重物总质量）（填“是”或“否”）．10．要利用轨道、滑块（其前端固定有挡光窄片K）、托盘、砝码、轻滑轮、轻绳、光电计时器、米尺等器材测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图甲所示的装置，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m．轨道上A、B两点处放置有光电门（图中未画出）．实验中，重力加速度g取10m/s2．（1）用游标卡尺测量窄片K的宽度d，如图乙所示，则d=mm，用米尺测量轨道上A、B两点间的距离x，滑块在水平轨道上做匀加速直线运动，挡光窄光通过A、B两处光电门的挡光时间分别为t A、t B，根据运动学公式，可得计算滑块在轨道上加速运动的加速度的表达式为a=；（2）该同学通过改变托盘中的砝码数量，进行了多次实验，得到的多组数据如下：请根据表中数据在图丙中作出a﹣m图象．从数据或图象可知，a是m的一次函数，这是由于采取了下列哪一项措施．A．每次实验的M+m′都相等B．每次实验都保证M+m′远大于mC．每次实验都保证M+m′远小于m D．每次实验的m′+m都相等（3）根据a﹣m图象，可知μ=（请保留两位有效数字）．11．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺．（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）①让小车自斜面上方一固定点A l从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t．②用米尺测量A l与A2之间的距离s．则小车的加速度a=．③用米尺测量A1相对于A2的高度h．所受重力为mg，则小车所受的合外力F=．④改变，重复上述测量．⑤以h为横坐标，为缎坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A1相对于斜面底端A2的高度h0．②进行（1）中的各项测量．③计算与作图时用（h﹣h0）代替h．对此方案有以下几种评论意见：A、方案正确可行．B、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．C、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾向有关．其中合理的意见是．12．如图1所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图．图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50H Z交流电．小车的质量为m1，小桶（及砝码）的质量为m2．（1）下列说法正确的是．A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a ﹣F图象，可能是图2中的图线．（选填“甲”、“乙”、“丙”）13．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．（1）为了平衡小车与木板间的摩擦力，应适当抬高木板端（填“左”或“右”）．（2）在此实验中，要求钩码的质量小车的质量（填“远大于”或“远小于”）（3）若有一位同学按要求打出一条纸带，已知计时器的时间间隔为0.02s，每5个点取一个计数点，如图乙所示，则计数点12间的距离cm，计数点4的速度m/s，小车的加速度是m/s2．14．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图1所示．请你指出该装置中两处错误或不妥之处：①；②．（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为m/s2．（图中数据单位均为cm）15．一同学在探究加速与合外力和质量的关系时，利用了如图甲所示的实验装置完成了实验探究，回答下列问题：（1）如图甲中保持长木板水平，下列操作必要的有．A．通过改变砂桶中砂的质量来改变牵引力大小B．本实验中不必满足砂与砂桶的总质量远小于小车的质量C．如果在小车与细绳之间加一力传感器，则仍需测出砂和砂桶的总质量D．实验时应先释放小车再接通电源（2）为了减小实验误差，可以将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力，则下列叙述正确的是．A．平衡摩擦力时，取下砂桶和纸带，改变斜面的倾角使小车在长木板上匀速下滑B．平衡摩擦力的目的是使细绳的拉力与摩擦力平衡C．平衡摩擦力后小车受到的合外力等细绳的拉力D．平衡摩擦力时将长木板的一端垫高，只要通过砂桶牵引小车匀速运动即可（3）如果某次操作得到的纸带如图乙，其中O、A、B、C为等时间间隔的计数点，打点计时器的打点周期为T=0.02s，则小车的加速度大小为（结果保留两位小数）．（4）该同学在长木板水平和倾斜两种情况下分别探究了加速度与合外力的关系，并将多次操作所得的实验数据描绘在了如图丙的坐标系中，则图线（填“A”或“B”）应为长木板倾斜情况的加速度与合外力的关系图线，由力象可得小车的质量为kg．16．某实验小组利用如图的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系，将右端带有轻小且光滑的定滑轮的长木板左端抬起固定在水平桌面上，并在长木板上合适的位置固定两光电门A和B．现将一带有遮光条的物块放在长木板上，并用轻质细绳跨过定滑轮连接一质量为m的钩码Q，然后将物块由静止释放，已知两光电门之间的距离为L，物块和遮光条的总质量为M，遮光条宽度为d（d远小于L），物块经过两光电门时的挡光时间分别为△t A、△t B．回答下列问题：（1）该小组的同学平衡摩擦力后，实验还需满足，物块受到的合外力才近似等于钩码的重力，物块在长木板上下滑时加速度a=（用d、L、△t A、△t B表示）．（2）实验前，该小组的同学已经平衡了摩擦力，则（填“可以”或“不可以”）用该装置验证物块与钩码Q组成的系统的机械能守恒，其原因为．17．为了探究物体的加速度与质量的关系时，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置，装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂桶（总质量用m表示）、刻度尺等，请回答下列问题：（1）为了完成本实验，下列实验器材中必不可少的是．A．低压直流电源B．秒表C．天平（附砝码）D．低压交流电源（2）实验误差由偶然误差和系统误差，本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论，应尽量地减少摩擦阻力的影响，即按如图的方式将长木板的一端适当垫高，以平衡摩擦力时，取下沙桶并将纸带穿过打点计时器，使小车带动纸带在长木板上做运动．（3）探究小车的加速度与其质量的关系时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完成本实验时，为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力，则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足．（4）该实验小组的同学在某次测量时，得到了如图所示的纸带，其中A，B，C 为相邻的三个计数点，且相邻两计数点的打点频率为f，AB两点间的距离用x1表示，BC两点间的距离用x2表示，则该小车加速度的表达式a=，如果f=10Hz、x1=5.90cm、x2=6.46cm，则加速度的值应为a=m/s2（保留两位小数）．（5）在完成以上操作后，将得到的数据用图象进行处理，则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是．18．某实验小组同学用如图1所示装置“探究物体加速度与力、质量的关系”。
高考物理二轮复习：专题16-力学实验
专题16 力学试验1．如图所示是“测定匀变速直线运动加速度”试验中得到的一条纸带，从O点起先每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50 Hz)，依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得s1＝1.22 cm，s2＝2.00 cm，s3＝2.78 cm，s4＝3.62 cm，s5＝4.40 cm，s6＝5.18 cm.(1)相邻两计数点间的时间间隔T＝________s.(2)打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3＝________m/s.(3)计算小车的加速度大小a＝________m/s2.(计算结果保留2位有效数字)【答案】(1)0.1(2)0.32(3)0.802．如图所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的试验装置，他们的主要操作如下：①安装试验器材，调整试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；③固定光电门B的位置不变，变更光电门A的高度，重复②的操作．测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度v；④画出v—t图象．请依据试验，回答如下问题：(1)设小铁球到达光电门B时的速度为v B，当地的重力加速度为g，则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为__________________．(用v B、g和t表示)(2)试验测得的数据如下表：试验次数h/cm t/s v/(m·s－1)110.00.028 3.57220.00.059 3.39330.00.092 3.26440.00.131 3.05550.00.176 2.84660.00.235 2.55请在坐标纸上画出v—t图象．(3)依据v—t图象，可以求得当地重力加速度g＝________m/s2，试管夹到光电门B的距离约为________cm.(以上结果均保留3位有效数字)(2)描点连线，如图所示．【答案】 (1)v ＝v B －12gt (2)图见解析 (3)9.86 69.83．在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时，小明同学用如图甲所示的试验装置进行试验：将该弹簧竖直悬挂起，在自由端挂上砝码盘，通过变更盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得试验数据如下：试验次数 1 23456砝码质量m /g 0 3060 90120 150 弹簧的长度x /cm6.007.148.349.4810.6411.79(1)小明同学依据试验数据在坐标纸上用描点法画出x —m 图象如图乙所示，依据图象他得出结论：弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系，而是一次函数关系．他结论错误的缘由是：__________________________________________________.(2)作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是：__________________，该弹簧的劲度系数k ＝________N/m.(取g ＝10 m/s 2，保留3位有效数字)(3)请你推断该同学得到的试验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________．(填“偏大”“偏小”或“相同”)【解析】 (1)在x —m 图象中，x 表示弹簧的长度而不是弹簧的伸长量，故他得出弹簧弹力与弹簧伸长量不是正比例关系而是一次函数关系的错误结论．(2)图线与纵坐标的交点表示拉力等于0时弹簧的长度，即弹簧的原长． 图线的斜率表示弹簧的劲度系数，k ＝ΔF Δx ＝ 1.500.117 9－0.060 0N/cm ＝25.9 N/m.(3)依据公式F ＝k Δx 计算出的劲度系数，与是否考虑砝码盘的质量没有关系，故结果相同．【答案】(1)x—m图象的纵坐标不是弹簧的伸长量(2)未挂砝码时弹簧的长度25.9(3)相同4、小杨在学完力的合成与分解后，想自己做试验来验证力的平行四边形定则．他找来两个弹簧测力计，按如下步骤进行试验．A．在墙上贴一张白纸，用来记录弹簧测力计的弹力大小和方向；B．在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，登记静止时刻弹簧测力计的示数F；C．将一根长约30 cm的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两个弹簧测力计的挂钩上，在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示数相等，在白纸上登记细线的方向和弹簧测力计的示数，如图甲所示；D．在白纸上按肯定标度作出两个弹簧测力计的弹力的示意图，如图乙所示，依据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.(1)在步骤C中，弹簧测力计的示数为________N.(2)在步骤D中，合力F′＝________N.(3)若________________，就可以验证力的平行四边形定则．【答案】(1)3.00(2)5.20(肯定范围内也给分)(3)F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等5．一爱好小组探究加速度与力、质量的关系．试验装置如图甲所示，拉力传感器用来记录小车受到拉力的大小．(1)为了使传感器记录的力等于小车所受的合外力，应先调整长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的________点；(2)本试验中________(填“须要”或“不须要”)砂和砂桶的总质量远小于小车和传感器的总质量；(3)该爱好小组依据拉力传感器和打点计时器所测数据在坐标系中作出的a—F图象如图乙所示，图象不通过原点的缘由是____________________；(4)由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.【答案】(1)间隔匀称(2)不须要(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(4)16．某试验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所运用的打点计时器所接的沟通电的频率为50 Hz.试验步骤如下：A．按图所示安装好试验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B．调整长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D．变更砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．依据以上试验过程，回答以下问题：(1)对于上述试验，下列说法正确的是________．A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B．试验过程中砝码盘处于超重状态C．与小车相连的轻绳与长木板肯定要平行D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E ．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量(2)试验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a ＝________m/s 2.(结果保留2位有效数字)(3)由本试验得到的数据作出小车的加速度a 与弹簧测力计的示数F 的关系图象，与本试验相符合的是________．(2)由题意知时间间隔T ＝0.1 s ，由逐差法可得a ＝（8.64＋7.75）－（6.87＋6.00）4T 2，解得a ＝0.88 m/s 2.(3)依据牛顿其次定律可知A 正确． 【答案】 (1)C (2)0.88 (3)A7．某同学利用如图所示的装置验证动能定理．将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H ，并依据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y .变更小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下表．高度H(h 为单位长度) h 2h 3h 4h 5h6h 7h 8h9h 竖直位移y /cm30.015.010.07.56.0 5.04.33.83.3(1)在安装斜槽时，应留意_______________________________________________．(2)已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，木板与斜槽末端的水平距离为x ，小球在离开斜槽后的竖直位移为y ，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立，则应满意的关系式是_________．(3)若想利用图象直观得到试验结论，最好应以H 为横坐标，以________为纵坐标，描点作图．(3)由(2)可知，要利用图象直观得到试验结论，图象应为直线，因而以H 为横坐标，以1y 为纵坐标，描点作图即可．【答案】 (1)使斜槽末端O 点的切线水平 (2)Hy ＝x 24－4μ1tan θ(3)1y8．为验证动能定理，某同学在试验室设计试验装置如图甲所示，木板倾斜构成斜面，斜面B 处装有图乙所示的光电门．(1)如图丙，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d ＝________cm ；(2)装有挡光条的物块由A 处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t ，则物块通过B 处时的速度为________；(用字母d 、t 表示)(3)测得A 、B 两处的高度差为H 、水平距离L ，已知物块与斜面的动摩擦因数为μ，当地的重力加速度为g ，为了完成试验，须要验证的表达式为________．(用题中所给物理量符号表示)(2)挡光条的宽度特别小，通过光电门的时间特别短，可以用平均速度代替瞬时速度，所以v B＝d t； (3)依据动能定理，合外力的功等于动能变更量，整个过程中只有重力和摩擦力做功，则mgH －μmgL ＝12mv 2B ＝12m (d t )2，所以须要验证的表达式为gH －μgL ＝d 22t2.【答案】 (1)0.51 (2)d t (3)gH －μgL ＝d 22t29．用如图甲所示的试验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒．m 2从高处由静止起先下落，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是试验中获得的一条纸带：0是打下的第1个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示．已知m 1＝50 g ，m 2＝150 g ，g 取9.8 m/s 2，全部结果均保留3位有效数字，则乙 丙 (1)在纸带上打下计数点5时的速度v 5＝________ m/s ；(2)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE k ＝________ J ，系统势能的削减量ΔE p ＝________ J ； (3)若某同学作出的v 22—h 图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g ＝________ m/s 2.(3)由机械能守恒定律，得(m 2－m 1)gh ＝12(m 1＋m 2)v 2，整理得v 22＝g 2h ，即图象斜率k ＝g 2，由v 22—h图象可求得当地的实际重力加速度g ＝2×5.821.20m/s 2＝9.70 m/s 2.【答案】 (1)2.40 (2)0.576 0.588 (3)9.7010．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，试验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A 点处有一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的小球相连；遮光条两条长边与导轨垂直；导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到光电门B 处的距离，b 表示遮光条的宽度，将遮光条通过光电门的平均速度视为滑块滑过B 点时的瞬时速度．试验时滑块在A 处由静止起先运动．(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b ，结果如图乙所示，由此读出b ＝________mm. (2)滑块通过B 点的瞬时速度可表示为________．(3)某次试验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时，m 和M 组成的系统动能增加量可表示为ΔE k ＝________，系统的重力势能削减量可表示为ΔE p ＝________，在误差允许的范围内，若ΔE k ＝ΔE p 则可认为系统的机械能守恒．(4)在步骤(3)试验中，某同学变更A 、B 间的距离，作出的v 2—d 图象如图丙所示，并测得M ＝m ，则重力加速度g ＝________m/s 2.(4)由ΔE k ＝ΔE p 得12(m ＋M )v 2＝⎝⎛⎭⎫m －M 2gd 代入m ＝M 可得v 2＝g2d对应v 2—d 图象可得12g ＝2.40.5 m/s 2解得g ＝9.6 m/s 2【答案】 (1)3.85 (2)bt (3)（m ＋M ）b 22t 2⎝⎛⎭⎫m －M 2gd (4)9.6。
高考物理力学实验专题训练
一、实验题1．某同学利用图（a ）的装置验证机械能守恒定律。
细绳跨过固定的轻质滑轮，两端分别挂质量为m 1=0.20kg 、m 2=0.10kg 的槽码1和2。
用手托住m 1，让细绳伸直系统保持静止后释放m 1，测得m 2经过光电门的挡光时间为t 。
以m 1和m 2系统为研究对象，计算并比较从静止至m 2到光电门的过程中，系统势能的减少量△E p 与动能的增加量△E k ，就可以验证m 1和m 2系统的机械能是否守恒。
回答下列问题：（取g =9.8m/s 2，结果保留两位小数）(1)用游标卡尺测m 2的厚（高），示数如图（b ），则d =___________cm ；(2)若t =13.7ms ，则m 2通过光电门时的速度v =________m/s ；(3)测得释放前m 2与光电门的高度差为h =0.50m ，则△E p =___________J ；△E k =___________J ；(4)本次实验的相对误差p kp 100%E E E δ∆-∆=⨯=∆___________。
2．利用图（a ）所示装置研究某弹簧的长度随弹力变化的关系并测定其劲度系数。
一组同学将弹簧竖直悬挂于铁架台上，刻度尺竖直固定在弹簧旁，并使刻度尺的“0”刻度与弹簧上端的固定点对齐。
通过改变其下端悬挂的钩码个数改变弹簧的弹力F ，记录弹簧下端对应的刻度L ，作出L —F 图像如图（b ）所示，则(1)弹簧的劲度系数为______N/m ；(2)另一组同学在实验中刻度尺的“0”刻度在弹簧固定点的上方，你认为这对测量结果有没有影响______（填“有”或“没有”），理由是_________。
3．某同学用图甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数。
光电门固定在水平直轨道上的O 点，拉力传感器固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将滑块与钩码相连，遮光条的宽度为d ，滑块初始位置A 点到O 点的距离为L ，重力加速度为g 。
专题17力学实验-2024年高考真题和模拟题物理分类汇编(教师卷)
2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题17力学实验两球的质量分别为a m 、b m ，实验中须满足条件a m N x 、a m 和b m 在实验误差范围内满足关系式______，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。
实验中，用小球落点与O 点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是______。
①.m x m x m x =+②.小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是_____；B.控制变量法C.补偿法（2）该实验过程中操作正确的是____；A.6322(15)x x a T -=B.6322(3)x x a T -=C.()54322(10)x x x x a T +-+=【答案】①.B②.B ③.远大于④.系统误差⑤.C⑥.6410x x T-（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为_____N（结果保留1位小数）；（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N ，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为_____2m/s （结果保留1位小数）。
【答案】（1）5.0（2）①.失重②. 1.0【解析】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。
（2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N ，小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态；[2]根据5.0NG mg ==根据牛顿第二定律mg T ma-=代入数据联立解得电梯加速度大小21.0m/s a ≈4.（2024年山东卷考题）13.在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。
受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a 、b 两个位移传感器，a 测量滑块A 与它的距离x A ，b 测量滑块B 与它的距离x B 。
部分实验步骤如下：①测量两个滑块的质量，分别为200.0g 和400.0g；②接通气源，调整气垫导轨水平；③拨动两滑块，使A、B 均向右运动；④导出传感器记录的数据，绘制x A 、x B 随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
2022高考物理练习一轮—力学实验：探究加速度与力、质量的关系
2022高考一轮复习课时跟踪训练力学实验：探究加速度与力、质量的关系一、单项选择（下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意）1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中所采用的科学方法是（）A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立模型法2．图甲是用来探究加速度和合力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。
两个相同的小车，并排放在水平光滑板上，前端各系一条细绳，细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里放有砝码打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止运动。
下列说法正确的是（）A．实验中应使小车质量不同、砝码质量相同B．实验中必须用到的测量仪器是秒表、刻度尺、天平C．若将水平光滑板换为水平粗糙板、不会影响实验探究的结果D．若小盘和砝码的总质量远小于小车质量，则小盘和砝码的重力近似等于绳的拉力3．如图是用阻力补偿法“探究加速度与力的关系”的实验装置，小车的前端固定有拉力传感器，跨过定滑轮的轻绳一端固定于传感器，另一端与装有砝码的托盘相连。
实验中保持小车质量不变，改变砝码的质量，测出绳中拉力大小F与相应的加速度大小a，作出a－F图像，下列图像中正确的是（）A．B．C．D．4．实验室用滑轮、小车、打点计时器、砂桶、细线、纸带等实验器材组成右图所示实验装置可以完成多个力学实验，利用该装置进行如下实验时，以下说法正确的是（）A．在“研究匀变速直线运动”时必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力影响B．在“研究匀变速直线运动”时必须使砂和砂桶总质量远小于小车的质量C．在“探究加速度a与小车质量M关系”时每次改变小车质量之后不需要要重新平衡摩擦力D．在“探究加速度a与力F关系”时要调整滑轮高度使连接小车的细线水平5．用如图所示的装置探究加速度与力的关系时，补偿阻力后，用槽码的重力代替细线的拉力，通过分析可知，这种代替是有误差的。
若槽码的质量m与小车质量M满足M=10m，槽码牵引小车加速运动时，细线的拉力大小与槽码重力差值的绝对值为（重力加速度为g）（）A．110mg B．111mg C．110Mg D．111Mg二、多项选择（下列各题中四个选项中有多个选项符合题意）6．在“验证牛顿运动定律”的实验中，保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量。
专题17力学实验-2022年高考真题和模拟题物理分类汇编(解析版)
自撞到挡板所用的时间 t1 和 t2 ；
（5）将 B 放回到碰撞前的位置，改变 A 的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示；
1
2
3
4
5
t1 /s
0.49
0.67
1.01
【答案】 ①. 12 ②. 0.20 ③. 0.13
【解析】
（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于 O 点，A 点到 O 点的距离为 5.00cm。拉动滑块使其左端处 于 A 点，由静止释放并开始计时。结合图乙的 F—t 图有
x = 5.00cm，F = 0.610N
根据胡克定律 计算出
k F x
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到 O。
【答案】 ①. 6.15~6.25 ②. 1.7 ~2.1 ③. BC##CB ④. D ⑤. 3
专题 17 力学实验
【真题汇编】 1、（2022·湖南卷·T11）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a） 所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：
（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为 6.05g ；
（2）将硬币以 5 枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度 l ，记录数据如下表：
利用图 1 装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。
高考物理实验专题复习：力学实验题.docx
高考物理实验专题复习：力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。
二、纸带（一）匀加速直线运动（用纸带计算瞬时速度和加速度）1.（9分）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。
他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带。
他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。
（保留三位有效数字）参考答案1.（每）；旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm（用纸带计算瞬时速度和加速度，分析由于电源频率引起的误差）2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。
、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：（1） __________________________________计算VF的公式V F = ;（2）以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象，利用图象求得其加速度a =m/s2；（3）如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比（选填：偏大、偏小或不变）。
参考答案 4. （12 分）（1）* =<10? （2）=0.425±0.005m/s2；图略（3）偏小（纸带的迁移）3、（本题满分13分（1）（3分）图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图，由图可知此工件的直径应为mm o2（10分）如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。
【高中物理】高考力学实验试题
高考力学实验试题一、 选择题（10分）某同学设计了一个测量物体质量的装置，如图9所示，其中P 是光滑水平面，A是质量为M 的带夹子的已知质量金属块，Q 是待测质量的物体（可以被A 上的夹子固定）．已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为km T π2=（数量级为100s ）,其中m 是振子的质量，K 是与弹簧的劲度系数有关的常数．（1） 为了达到实验目的还需要提供的实验器材是：____________；（2） 写出所需测量的物理量（用字母表示），并简要地写出测量方法①__________________________________________________________；② ；（3） 用所测物理量和已知物理量求解待测物体质量的计算式为m = ；12．（1）为了达到实验目的还需要提供的实验器材是：___秒表___；（2）写出所需测量的物理量（用字母表示），并简要地写出测量方法①不放Q 时用秒表测出振子振动N 的时间t 1 ；②将Q 固定在A 上，用秒表测出振子振动N 的时间t 2；（3）用所测物理量和已知物理量求解待测物体质量的计算式为m =M t t t 212122-；5、探究能力是物理学研究的重要能力之一。
物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关。
为了研究某一砂轮的转动动能E k 与角速度ω的关系。
某同学采用了下述实验方法进行探索：如右图先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间摩擦力做功，砂轮最后停下，测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n ，通过分析实验数据，得出结论。
经实验测得的几组ω和n 如下表所示：另外已测得砂轮转轴的直径为1cm ，转轴间的摩擦力为πN 。
（1）计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中。
（2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能E k 与角速度ω的关系式为 。
（3）若测得脱离动力后砂轮的角速度为 2.5rad/s ，则它转过45圈后的角速度为 rad/s 。
2测定匀变速直线运动的加速度(高考物理力学实验)含答案与解析
2测定匀变速直线运动的加速度（高考物理力学实验）组卷老师：莫老师一．实验题（共50小题）1．如图1所示的（图中长木板水平固定）是高中物理常用的力学实验装置，现用该装置完成测定木块运动加速度a（1）下例实验照片中是否有实验错误、不合理或不必要之处？若存在问题，请指明问题所在．（2）如图2所示为从实验中得到的一条认为最能反映木块匀变速运动纸带的一部分，0，1，2，3，4，5，6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出，从纸带上测得x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm，则木块的加速度大小a=（保留两位有效数字）（3）下列哪些措施能有助于减小实验的误差A．选用输出电压稳定性更佳的稳恒电源B．选用输出电压变化周期更稳定的交流电源C．调节滑轮高度，使拉线与长木板平行D．实验中满足砝码盘和砝码的总质量为m远小于木块的质量ME．实验前先平衡滑块与木板间的摩擦力．2．某实验小组采用如图甲所示的装置研究“小车运动变化规律”．打点计时器工作频率为50Hz．实验的部分步骤如下：a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；b．在小车中放入砝码，带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作．（1）设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车的加速度为：a=（用题中所给字母表示）；（2）如图丙是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D 和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v．请将C点对应的测量x C值和计算速度v C值填在下表中的相应位置．（3）实验小组通过绘制△v2﹣s图线来分析运动规律（其中△v2=v2﹣v02，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是O点对应时刻小车的瞬时速度）．他们根据实验数据在图乙中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你图乙中标出计数点C对应的坐标点，并画出△v2﹣s图线．（4）实验小组绘制的△v2﹣s图线的斜率k=（用题中所给字母表示），若发现该斜率大于理论值，其原因可能是．3．某实验小组利用图甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律．①下列做法中对于提高实验结果精度有利的是A．选用尽可能光滑的木板B．选用质量尽量小一些的砝码桶C．开始时让小车尽可能接近打点计时器D．细绳保持与木板平行②图乙为该小组得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出，根据已知数据可计算出小车运动的加速度a=m/s2 （结果保留两位有效数字）；③若实验中采用的交流电频率低于50Hz，则计算结果与实值相比（填“偏大”“偏小”“不变”）．4．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点，（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图1，他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐，求：（1）打点计时器在打D点时物体的瞬时速度v D=m/s，打点计时器在打B、C、E各点时物体的瞬时速度如下表：（2）根据（1）中得到的数据，试在图2中所给的坐标系中，画出v﹣t图象，并从中可得出物体的加速度a=m/s2．（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏．5．图甲所示为研究小车做匀变速直线运动的实验装置，打点计时器的工作频率为50Hz．图乙为实验中选取的一段纸带，其中每相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s．①以下实验操作步骤正确的是和；A．打点前需要平衡摩擦B．若是电火花计时器，应该使用220V的交流电源C．先接通电源，再释放小车D．该宴验所需要的测量工具是秒表和刻度尺②计数点2对应的瞬时速度大小为v=m/s，小车下滑的加速度大小为a= m/s2．（保留三位有效数字）6．甲同学用图①所示装置测量重物的质量M．初始时吊盘上放有5个槽码，吊盘与每个槽码的质量均为m0（M＞m0）在吊盘下固定纸带，让其穿过打点计时器．先调整重物的高度，使其从适当的位置开始下落，打出纸带，测得其下落的加速度．再从左侧吊盘依次取下一个槽码放到右侧重物上，让重物每次都从适当的高度开始下落，测出加速度．描绘出重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线，根据图线计算出重物的质量M．请完成下面填空：（1）某次实验获得的纸带如图②，则纸带的（填“左端”或“右端”）与吊盘相连．若已知纸带上相邻两计数点间还有4个点未画出，且s1=1.60cm，s2=2.09cm，s3=2.60cm，s4=3.12cm，s5=3.60cm，s6=4.08cm，则a=m/s2（保留2位有效数字）（2）重物下落的加速度a与加在其上的槽码个数n的关系图线可能是图③中的（填字母代号）（3）若算出a一n图线的斜率为k，则计算重物质量的表达式为M=（用k、m0、g等表示）（4）乙同学说直接让重物拉着左边5个槽码下落，测出加速度，一次就可算出M的值了，乙同学的说法（填“对”，“错”），与乙相比，甲同学做法的优点是．7．利用图（a）所示的装置测量滑块运动的加速度，将木板水平固定在桌面上，光电门A固定在木板上靠近物块处，光电门B的位置可移动，利用一根压缩的短弹簧来弹开带有遮光片的滑块．实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，d=cm；（2）两个光电门同时连接计时器，让滑块从O位置弹开并沿木板向右滑动，用计时器记录遮光片从光电门A运动至B所用的时间t，再用米尺测量A、B之间的距离s．则表示滑块在A至B段的的大小；（3）保持光电门A的位置不动，逐步改变光电门B的位置，每次都使滑块从O 位置弹开，用计时器记录每次相应的t值，并用米尺测量A、B之间相应的距离s．每次实验重复几次测量后取平均值，这样可以减少实验的误差（填“偶然”或“系统”）；（4）若用﹣t图象处理数据，所得图象如图（c）所示，该图线在轴上的截距表示滑块经过速度的大小；用作图法算出滑块运动的加速度a= m/s2．（保留2位有效数字）8．一组同学用图（甲）所示装置测量重力加速度，铁架台上固定着光电门，让直径为d的小球从一定高度处由静止开始自由下落，小球球心正好通过光电门．光电门记录下小球通过光电门的时间△t．（1）用游标卡尺测量小球直径时，卡尺的刻度如图（乙），则小球的直径为cm．（2）某次实验中小球的上边缘与光电门间的距离为h，小球通过光电门的时间为△t，则小球通过光电门时的速度可表示为，重力加速度可表示为g=．（3）严格来说并不等于小球球心经过光电门时的速度，由此计算出的速度比真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”）9．如图甲所示是用来测量重力加速度的装置，试验时通过电磁铁控制小铁球从A处自由下落，小铁球下落过程中依次经过并遮挡两个光电门B、C，B、C光电门测得光束被遮挡的时间分别为t1、t2，用刻度尺测量出B、C光电门的高差h．回答下列问题：（1）若用新式游标卡尺（刻度线看起来很“稀疏”，39mm等分成20份）测得小铁球直径的示数如图乙所示，则小铁球的直径d=mm；（2）重力加速度g与题中给定的物理量的关系为：g=．（3）写出一条减小实验误差的建议：．10．利用图1所示的装罝可测出滑块在斜面上下滑时的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门中的位罝可移动，当带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲运动到光电门乙所需时间t．改变光电门甲的位罝进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值：所得数据如下表所示．（当时重力加速度g取9.8m/s2）（m/s）请完成下列问题：（1）已知滑块沿斜面下滑时做匀加涑运动，则滑块加速度的大小a、滑炔经过光电门乙时的瞬时速度v、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是：（2）根据表中给出的数据，在图2中已经上画出﹣t图线：（3）由所画出﹣t的图线可得出滑块加速度的大小为a=m/s2（保留2位有效数字）．（4）为了进一步测量滑块与斜面间的滑动摩擦因数，还要测量的物理量有（填写选项前的字母序号）A．滑块的质量mB．光电门甲、乙之间的高度差h或水平距离xC．滑块上的遮光片通过光电门甲的时间t1D．滑块上的遮光片通过光电门乙的时间t2．11．某物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定当地的重力加速度，实验器材由底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和光电门2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小球释放点）、可使小球无初速度释放的小球释放器和网兜组成．实验时可用两光电门和计时器测量小球从光电门1运动至光电门2所用的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间距离h．（1）改变光电门2的位置，保持光电门1的位置不变，测得小球经过光电门1的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为（2）根据实验数据作了如图2所示﹣t图线，若图线斜率的绝对值为为k，图线在纵轴上的截距为a，根据图线可求出重力加速度的大小为．12．用如图1所示的实验装置测量重力加速度．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量．计算可得重锤下落的加速度．①下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．用天平测出重锤的质量；D．先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带；E．选取纸带上的点进行测量；F．根据测量的结果计算重锤下落过程加速度大小．其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是（将其选项对应的字母填在横线处）②如图2所示．根据打出的纸带，选取纸带上离起始点O较远的连续五个点A、B、C、D、E，测出A距点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，打点计时器使用电源的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a=．13．如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他以每5个打点取一个计数点，图上注明了他对各个计数点间距离的测量结果．（单位：cm）（I）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内．（单位：cm）根据以上数据可以推测小车的运动是．14．如图所示，是一位同学研究匀变速直线运动打点计时器所打下的一段纸带，打点时电源频率是50Hz，经测量A、B、C三点分别到O点的长度是10.20cm、14.71cm、19.21cm，其中相邻两计数点间还有4个点未画出，那么质点上OC段平均速度是m/s；打B点时的速度是m/s（结果保留三位有效数字）15．如图所示的实验装置来测定重力加速度，同时研究重物在下落过程中机械能是否守恒．他认为如果实验中测量重力加速度的相对误差（×100%）不超过5%，即可认为重物下落过程机械能守恒．请你帮他完成以下问题．（1）该同学在一次实验中得到了如图2所示的纸带，他选取了纸带上清晰连续的8个实际的点来进行数据分析，这8个点分别标记为A、B、C、D、E、F、G、H，各点与A点的距离已在图中标出．已知打点计时器所用交变电流的频率为f，则G点速度的表达式为．（2）该同学用同样的方法继续算出B、C、D、E、F的速度，作出了如图3所示的v2﹣x图，由图可得重力加速度的测量值为g=m/s2．（3）如果当地的重力加速度的实际值为g0=9.80m/s2，通过计算相对误差可知重物下落过程机械能（填写“守恒”或“不守恒”）．16．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量△ω与对应之间△t的比值定义为角加速度β（即β=）．我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：（打点计时器所接交流电的频率为50Hz，A、B、C、D…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量；Ⅰ．用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示，圆盘的半径r为cm；Ⅱ．若打点周期为T，圆盘半径为r，x1，x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含初、末两点），则圆盘角速度的表达式为ω=；Ⅲ．圆盘转动的角加速度大小为rad/s2；Ⅳ．如果实验测出的角加速度值偏大，其原因可能是（至少写出1条）．17．某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下操作：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；③接通打点计时器，其打点时间间隔为0.02s；④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中所受的阻力恒定）。
高考物理实验复习力学实验(含三年真题及部分答案)
高考实验专题复习一力学实验（附参考答案）实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:（一）打点计时器的使用（二）毫米刻度尺的使用（三）速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差.三、经典讲练【例题】（2010广东理综）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⑵ABCD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）.fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s邻两计数点间还有 4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题：① 为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________（3）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 ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 _____________ （填偏大”或偏小”）解析：⑴ 逐差法"求解：S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律，m 3g- ym g=（m 2+m 3）a答案 （1）0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 （2）①CD ②天平 （3）网_（m2+m3）a 偏大m 2g五、真题训练1. （2013浙江）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。
高考物理复习练习：热点12 力学创新实验
热点12 力学创新实验(建议用时:20分钟)1.某同学用如图甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数．实验过程如下:一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN 上,弹簧左端固定,弹簧处于原长时,弹簧右端恰好在桌面边缘处,现用一个小滑块压缩弹簧并用锁扣锁住．已知当地的重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k.(1)实验中涉及下列操作步骤:①用天平测量出小滑块的质量m,查出劲度系数为k 的弹簧的形变量为x 时的弹性势能的大小为E p ＝12kx 2.②测量桌面到地面的高度h 和小滑块抛出点到落地点的水平距离s. ③测量弹簧压缩量x 后解开锁扣． ④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是____________(填入代表步骤的序号)． Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为____________．(2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作,得出一系列滑块质量m 与它抛出点到落地点的水平距离s.根据这些数值,作出s 2－1m 图象,如图乙所示．由图象可知,滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是____________．(用b,a,x,h,g 表示)2．图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB 与水平面相切于B 点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在C 点,P 为光电计时器的光电门,已知当地重力加速度为g.(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d ＝________cm ；(2)实验中除了测定遮光条的宽度外,还需要测量的物理量有________； A ．小物块质量mB ．遮光条通过光电门的时间tC ．光电门到C 点的距离xD ．小物块释放点的高度h(3)为了减小实验误差,同学们采用图象法来处理实验数据,他们根据(2)测量的物理量,建立如图所示的坐标系来寻找关系,其中合理的是________．3．(2019·如皋市模拟)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,下列说法中错误的是____________． 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 4.某兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,轻绳一端固定在光滑固定转轴O 处,另一端系一小球．(1)小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门,用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d ＝________ mm.使小球在竖直面内做圆周运动,测出小球经过最高点的挡光时间为Δt 1,经过最低点的挡光时间为Δt 2.(2)小军同学在光滑水平转轴O 处安装了一个拉力传感器,已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动,通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F 1,在最低点时绳上的拉力大小是F 2.(3)如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒,小明同学还需要测量的物理量有________(填字母代号)．小军同学还需要测量的物理量有________(填字母代号)．A ．小球的质量mB ．轻绳的长度lC ．小球运行一周所需要的时间T(4)根据小明同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:__________________________________________________________.(5)根据小军同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:________________________________________________________.热点12 力学创新实验1．解析:(1)Ⅱ.由平抛运动规律,s ＝vt,h ＝12gt 2,解得v ＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹性势能为E p ,由功能关系可知E p －μmgx＝12mv 2,而E p ＝12kx 2,解得μ＝kx 2mg －s24hx.(2)E p －μmgx＝12mv 2,而v ＝sg 2h ,有E p ＝μmgx＋mgs 24h ,对照题给s 2－1m 图象,变形得s 2＝4hE p g ·1m－4μhx.由s 2－1m 图象可知,图线斜率b a ＝4hE p g ,图线在纵轴上的截距b ＝4μhx ,解得滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝b 4hx ；弹性势能大小为E p ＝bg4ha.答案:(1)Ⅰ.①③②④ Ⅱ.kx 2mg －s24hx(2)b 4hx bg 4ha2．解析:(1)主尺的读数是1.0 cm,游标尺上的第12条刻度线与主尺的刻度线对齐,读数是0.05×12 mm ＝0.60 mm,则游标卡尺的读数是10 mm ＋0.60 mm ＝10.60 mm ＝1.060 cm.(2)实验的原理:根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间可求得滑块通过光电门时的速度v ＝d t ；滑块从B 到C 的过程中,摩擦力做功,根据动能定理得－μmgx＝0－12mv 2,联立以上两式得动摩擦因数μ＝d22gxt 2.则还需要测量的物理量是光电门P 到C 点的距离x 与遮光条通过光电门的时间t,故B 、C 正确,A 、D 错误．(3)由动摩擦因数的表达式可知,μ与t 2和x 的乘积成反比,所以x －1t 2图线是过原点的直线,应该建立1t 2－x 坐标系,故B 项正确,A 、C 、D 项错误．答案:(1)1.060 (2)BC (3)B3．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 －t2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、钩码组成的系统,由牛顿第二定律得: mg －μMg＝(M ＋m)a 解得:μ＝mg －（m ＋M ）aMg.(3)木板必须保持水平,使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；因选取整体作为研究对象,钩码的质量不需要远小于木块的质量,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；本题选错误的,故选C.答案:(1)2k O 点的瞬时速度 (2)mg －（m ＋M ）a Mg(3)C4．解析:(1)螺旋测微器固定刻度读数为5.5 mm,可动刻度读数为20.0×0.01 mm,故最终读数为两者相加,即5.700 mm.(3)根据小明同学的实验方案,小球在最高点的速度大小为v 1＝dΔt 1,小球在最低点的速度大小为v 2＝d Δt 2,设轻绳长度为l,则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＋mg·2l＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22,化简得⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl,所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度l ；根据小军同学的实验方案,设小球做圆周运动的半径为r,则小球在最低点有F 2－mg ＝m v 22r ,在最高点有F 1＋mg ＝m v 21r ,从最低点到最高点依据机械能守恒定律有12mv 22＝12mv 21＋2mgr,联立方程化简得F 2－F 1＝6mg,所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.(4)由(3)可知,根据小明同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl.(5)由(3)可知,根据小军同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F 2－F 1＝6mg.答案:(1)5.700 (3)B A(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl (5)F 2－F 1＝6mg。
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。
2022届高考物理二轮复习实验部分：力学实验
2022届高考物理二轮复习:力学实验1．（2022·浙江绍兴·模拟预测）（1）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小张同学设计了一个实验方案，试图通过弹簧秤读数获得绳子拉力的数据以减小实验误差，其装置如图甲所示。
①以下的实验操作有必要的是______（多选）A．平衡小车与轨道之间的摩擦力B．所挂重物质量必须远小于小车质量C．悬挂动滑轮的两侧细线应相互平行①某次实验中，小车释放后弹簧秤示数如图乙所示，其读数为______N，其读数______（选填“大于”、“小于”或“等于”）小车静止时弹簧秤的读数。
①在探究小车加速度与质量关系时，保持悬挂重物质量不变，通过增减小车上钩码数量改变小车质量，获得两条纸带的部分点迹如下图所示，则纸带______（选填“图丙”或“图丁”）对应的小车质量较大。
2．（2022·河北衡水中学一模）某同学用如图甲所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数及木板的质量。
将力传感器A固定在光滑水平桌面上，并与计算机连接，传感器A的读数记为1F，测力端通过不可伸长的轻绳与一滑块相连（调节力传感器高度使轻绳水平），滑块起初放在较长的木板的最右端（滑块可视为质点），长木板的左、右两端连接有光电门（图中未画出），光电门连接的计时器可记录滑块在两光电门之间的运动时间。
已知木板长为L，木板一端连接一根不可伸长的轻绳，并跨过光滑的轻质定滑轮连接一测力计和一只空沙桶（调节滑轮高度使桌面上部轻绳水平），测力计的读数记为2F，初始时整个装置处于静止状态。
实验开始后向空沙桶中缓慢倒入沙子。
（重力加速度g取210m/s）（1）缓慢倒入沙子时，1F 的读数缓慢增大到3.5N 时突变为3.0N ，测出滑块的质量为1 1.5kg m =，则滑块与木板间的动摩擦因数为______；（2）在木板开始滑动后，测出在沙桶中装有不同质量的沙子时，滑块通过两光电门的时间间隔t ，则木板的加速度为______（用题中所给字母表示），在坐标系中作出221F t -的图线如图乙所示，若图线的斜率为k ，则木板的质量为______（用题中所给字母表示）。
力学实验 训练题——2023届高考物理一轮复习(word版含答案)
力学实验训练题1.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为0~5 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）具体操作前，同学们提出了如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平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同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须都小于只用一个测力计时的拉力（2）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如图所示。
其中对于提高实验精度最有利的是_________。
A. B. C. D.2.探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数的实验装置如图甲所示。
钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的拉力F。
实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每挂一个钩码后测出相应的弹簧总长度L。
（1）某同学通过以上实验测量后把6组数据对应的点画在如图乙所示坐标图中，请作出F L-图线。
（2）由图乙中图线可得出该弹簧的原长0=L______cm，劲度系数k=_____N/m。
（结果均保留两位有效数字）（3）由图乙可以看出，当拉力较大时，图线明显偏离原直线，造成这种现象的主要原因是____________。
3.图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。
（1）以下是关于实验过程的一些做法，其中合理的有______。
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B.每次释放小球的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接（2）实验得到小球做平抛运动的轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原点，测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ，图乙中2y x -图像能说明小球做平抛运动的轨迹为抛物线的是_________。
1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析组卷老师：莫老师评卷人得分一．实验题（共50小题）1．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撤前后的动量关系。
图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1，多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1，从斜轨上S位置静上释放，与小球m2相碰，并多次重复，测出碰后m1平均落地点在M点，m2平均落地点在N点，不计小球与轨道润的摩擦。
（1）实验中，不需要测量的物理量是（填选项前的符号）。
A．两个小球的质量m1、m2B．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程（2）若实验中发现m1OM+m2ON小于m1OP，则可能的原因是（填选项前的符号）。
A．碰撞过程有机械能的损失B．计算时没有将小球半径考虑进去C．放上小球m2后，入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低（3）若两球发生弹性正碰，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是（填选项前的符号）。
A．OP=ON﹣OMB．2OP=ON+OMC．OP﹣ON=2OM第1页（共111页）2．用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。
（1）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。
根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上段来计算小车P的碰前速度。
（2）测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式，则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。
（3）如果在测量小车P的质量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比，将（填“偏大”或“偏小”或“相等”）。
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。
2018-2022年高考物理试题全国卷分类汇编：力学实验
实验步骤如下：
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平；
（7）定义 ，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。
8.【2020全国II卷22题】（5分）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_______m/s2（保留3位有效数字）。
2018-2022年全国卷高考物理汇编—力学实验
1.【2018全国I卷22题】（5分）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为_______cm。当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。
5.【2019新课标II卷22题】（5分）如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等．回答下列问题：
高考物理总复习常考题型训练力学实验(创新实验)
力学实验（创新实验）1、某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为m，1所挂砝码质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。
2实验步骤如下：A.按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C.挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D.改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。
A.钩码的质量应远小于小车的质量B.实验过程中钩码处于超重状态C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_________2m s（结果保留两位有效数字）/（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____________。
A. B.C. D.（4）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的21a m - 图象如图，设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，则小车与木板间的动摩擦因数u =____2、如图甲所示为某探究小组设计的“用DIS 测定动摩擦因数”的实验装置示意图.一长木板固定在水平桌面上,长木板上表面水平,轻弹簧水平放置在长木板上,其右端固定在长木板的C 处,左端连一木块,木块上方固定有窄片P ,当弹簧处于原长时,木块在A 点处,光电门(未画出,用以测量窄片的遮光时间)固定在A 点.第一次,向右压缩弹簧使木块移到B 点处并由静止释放,木块通过A 处时记下窄片的遮光时间1t ,测出木块的质量1m ;第二次,在木块上方增加砝码后,向右压缩弹簧使木块再次移到B 点处并由静止释放,木块通过A 处时记下窄片的遮光时间2t ,测出木块和砝码的总质量2m ;如此反复多次实验.请回答下列问题.(已知重力加速度大小为g )1.为了测量木块与长木板间的动摩擦因数,实验中还需要测量的物理量有( )A.窄片的宽度dB.A B 、两点间的距离xC.木块从B 点运动到A 点的时间0tD.弹簧的劲度系数k2.在坐标纸上作出窄片的遮光时间t 的平方的倒数21t 随木块和砝码的总质量的倒数1m变化的关系图象,如图乙所示,根据图线,求得木块与长木板间的动摩擦因数μ=__________,木块从B 点运动到A 点的过程,弹簧对木块做的总功F W =____________.(用含a b g 、、及还需要测量的物理量字母表示)3、某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。
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实验验证牛顿第二定律
1、在“探究加速度与力、质量的关系”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打上的点计算出．
(1)如图(a)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图，单位是cm，小车的加速度是________m/s2。
（结果保留两位小数）
（2）以下措施正确的是（）（填入相应的字母，多选少选均不得分）
A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力[来
C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
D.实验时，先放开小车，后接通电源
(3)当M与m的关系满足 _时，才可认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
(4)一组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．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．(5) 如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是________．
2、用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：
（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角（填“偏大”或“偏小”）．
（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足的条件．
（3）某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz． A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=s DG﹣s AD= cm．由此可算出小车的加速度a= m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）．
图14
A
C
D
E F
B
G
3、图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。
用悬挂重物的方法为小车提供拉力，用打点计时器测量小车下滑时的加速度，通过改变重物的质量（本实验用砝码作为重物）改变对细绳的拉力，从而探究出小车在不同拉力下的加速度。
（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。
接下来还需要将长木板的一端垫起适当的高度，关于这一项操作以下说法正确的是 。
A ．这样做的目的是为了让小车更快地下滑，因为一个砝码提供的拉力太小，不足以拉动小车
B ．这样做是不合适的，因为小车将在重力作用下向下运动，从而使得小车加速运动的力不仅仅是细线的拉力
C ．这里适当的高度是指在这个高度下，当盘中不加砝码时，小车恰好能够匀速运动
D ．将长木板的一端垫起适当的高度，观察判断小车是否做匀速运动的方法是让小车连着已经穿过打点计时器的纸带、细线和砝码盘，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
（2）实验中设小车的质量为M ，砝码的质量为m ，要使小车下滑时受到的合力大小更接近砝码收到的重力，进行质量m 和M 的选取，以下最合理的一组是 。
A ．M ＝200 g ，m ＝10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g
B ．M ＝200 g ，m ＝20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g
C ．M ＝400 g ，m ＝10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g
D ．M ＝400 g ，m ＝20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g
（3）图14所示，是实验中用打点计时器得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。
测量出相邻的计数点之间的距离分别为：s AB ＝4.22 cm 、s BC ＝4.65 cm 、s CD ＝5.08 cm 、s DE ＝5.49 cm 、s EF ＝5.91 cm 、s FG ＝6.34 cm 。
已知打点计时器的工作频率为50 Hz ，则小车的加速度a ＝______ m/s 2
(结果保留两位有效数字)。
4、某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系，
（1）下列做法正确的是
A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B、在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴在木块上
C、实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D、增减木块上的砝码改变木块的质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码盘及盘内砝码的总质量木块和木块上砝码的总质量．（填“远大于”，“远小于”，或“近似等于”）
（3）某次实验，保持木块所受的合外力相同，测量不同质量的木块在相同的力作用下的加速度，根据实验数据描绘出a﹣m图象如图甲所示，由于这条曲线是不是双曲线并不容易确定，因此不能确定a与m成反比，紧接着该同学作了a ﹣图象如图乙所示
①根据a﹣图象是过坐标原点的直线，因此可判断出a与成比，即a与m成反比；
②根据图象可以得到物体受到的外力为N．
5、如图甲所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。
如果打出的纸带如图乙所示，则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹__________为止。
(2)如图丙所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量。
设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。
6、在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案。
操作如下：
(1)平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应________(填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，起到纸带上打出的点迹________为止。
(2)已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m________M(填“远小于”、“远大于”或“等于”)。
(3)图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。
若牛顿第二定律成立，则小车的质量M＝________kg。
7、某兴趣小组的同学利用如图1所示的实验装置，测量木块与长木板之间的动摩擦因数，图中长木板水平固定。
①实验过程中，打点计时器应接在___（填“直流”或“交流”）电源上，调整定滑轮的高度，使：。
②已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，砝码盘、砝码和木块的加速度大小为a，
μ=_________。
则木块与长木板之间的动摩擦因数
③实验时，某同学得到一条纸带，如图2所示，每隔三个计时点取一个计数点，即为图中0、1、2、3、4、5、6点。
测得每两个计数点间的距离为s1=0.96cm，s2=2.88cm， s3＝4.80cm，s4＝6.72cm，s5＝8.64cm，s6＝10.56cm，打点计时器的电源频率为50Hz。
计算此纸带的加速度大小a＝_____m/s2，打第4个计数点时纸带的速度大小 v＝______m/s。
（保留两位有效数字）。