2018届二轮复习力学实验 - 学生

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2018届高考二轮专题十六力学实验

实验中不需要的器材是__H__I____(填写器材前的字母)，还需要的器材是_天__平_____。
(2)为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准
确，则小车质量M和钩码质量m的关系应该满足_M_＜__＜__m__。
(3)小明和小军同学在做该实验时，小明认为只要采用平衡摩擦
力的方法将摩擦力平衡掉就可以了，无须满足(2)问中小车质量
图10
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(4)利用匀变速直线运动的推论：v2＝d32－Td1，v5＝d62－Td4 从第 2 点到第 5 点时系统的动能增加： 12(M＋m)(d62－Td4)2－12(M＋m)(d32－Td1)2 从第 2 点到第 5 点时系统的重力势能减小量：mg(d5－d2) 应满足关系式 mg(d5－d2)＝12(M＋m)(d62－Td4)2－12(M＋m)(d32－Td1)2
图7
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6.(验证机械能守恒定律)某同学利用如图9所示的装置来验证由小车与钩码组成的系统机械能守恒
图9
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(1)现提供如下器材：
A.小车 B.钩码 C.一端带滑轮的长木板 D.细绳 E.电火花
打点计时器 F.纸带 G.毫米刻度尺 H.游标卡尺 I.低压交
流电源 J.220 V交流电源
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迁移：某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪
仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，小球质量m=0.2kg
（计算结果保留三位有效数字）：
⑴由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度
v5=
m/s；
⑵从t2 到t5时间内，重力势能增量= J，

【高三物理试题精选】2018届高考物理第二轮力学实验专题检测(含答案)

2018届高考物理第二轮力学实验专题检测(含答案) COM 专题十二力学实验特别说明因时间关系，本试题未经校对流程，使用时请注意。

1．【2=182，vB=AC/004=(2721-1241)×10-2×/008=060(m/s)，Ek= 180，纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力②先释放重物，再接通计时器电(“打下第一个点时重物已经有速度”也对)12．【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图像，可能是图中的图线 _______ 。

(选填“甲”、“ 乙”、” 丙”)（3）如图所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。

由此可求得小车的加速度大小 _______ m/s2。

（结果保留二位有效数字）【答案】（1）D驶（2）丙（3）049或050【解析】每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力；实验时应先接通电后释放小车；本实验m2应远小于m1，选项ABC错误。

由牛顿第二定律可知，在用图象探究加速度与质量关系时，应作a- 图象，选项D正确。

如果遗漏了平衡摩擦力这一步骤，加了较小的力，小车仍静止，他测量得到的a- F图像为丙。

由△x=aT2可得小车的加速度大小为050m/s216．【v2图象。

18．【964m/s2。

22．【2018 四川模拟】（1）某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如下图所示的气垫导轨装置测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2，则滑块的加速度可以表示为a= （用题中所给物理量表示）。

2018届高三物理高考二轮复习第一部分专题七第1讲力学实验与创新

考向五
度求打某一点的瞬时速度．如图甲所示，第
n
点的瞬时速度
vn＝xn＋2xTn＋
1 .
考向二
研考向融会贯通
提能力强化闯关
限时规范训练
考向一
考向二考向三
(3)用“逐差法”求加速度
考向四考向五
如图乙所示，因为 a1＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3，所以 a＝a1＋a32＋a3＝x4＋x5＋x69－T2x1－x2－x3.
考向二
研考向融会贯通
提能力强化闯关
限时规范训练
试题解析
答案
考向一考向二考向三
[题组突破] 1．(2015·高考全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．
考向一
考向一考向二考向三
研考向融会贯通
提能力强化闯关
限时规范训练
试题解析
答案
[题组突破]
1．(2015·高考海南卷)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图 (a) 和 (b) 所示．该工件的直径为
________cm，高度为________mm.
考向三
考向四
考向五
考向一
研考向融会贯通
提能力强化闯关
限时规范训练
试题解析
答案
考向一
考向二考向三
根据游标卡尺的读数方法，样品的长度 L＝20 mm＋0×0.1 mm＝20.0 mm. 根据螺旋测微器的读数方法，样品的边长 a＝1.5 mm＋23.0×0.01 mm＝ 1.730 mm.

2018版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题13力学实验

专题十三力学实验—————————————[核心要点回扣]————————————一、误差与有效数字1．误差(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是偶然误差的来源．(2)从数的左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．二、基本仪器的使用1．长度测量类仪器(1)毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位．(2)游标卡尺的读数：(3)螺旋测微器的读数：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.2．时间测量类仪器(1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s.(2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来．(3)光电计时器：记录遮光时间．三、两类力学实验1．验证性实验：验证力的平行四边形定则，验证牛顿运动定律，验证机械能守恒定律．2．探究性实验：探究弹力与弹簧伸长的关系，探究动能定理．3．两种实验过程的比较：1．列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表法．2．平均值法：把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组数据相加求和，然后除以测量次数．3．作图法：用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果．由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理量之间的关系．考点1 螺旋测微器和游标卡尺的读数(对应学生用书第66页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年1考：2013年Ⅰ卷·T 22(1)[考情分析]1．以实验填空的形式考察测量仪器的使用和读数．2．考察以基础题为主，考察频次略低．3．易误认为螺旋测微器无须估读，而游标卡尺需要估读而出错．4．注意区分三类游标卡尺的精度．1．(游标卡尺的读数)(2013·Ⅰ卷T 22(1))测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图131所示，其读数为________cm.图131【解析】 d ＝0.9 cm ＋12×0.05 mm＝0.9 cm ＋0.060 cm ＝0.960 cm.【答案】 0.960■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·1．螺旋测微器读数时要估读，以毫米为单位，小数点后必须为3位，同时注意固定刻度上的半刻度是否露出，如第1题中图丁半刻度线露出，图甲、乙、丙没露出．2．游标卡尺不估读，以毫米为单位，10分度卡尺，小数点后只有1位；20分度和50分度卡尺，小数点后有2位．3．注意题目要求的单位是否为mm，若不是则要先以mm为单位读数，然后再转变为题目要求的单位．第1、2题中毫米和厘米各半．■对考向·高效速练…………………………………………………………………..·专题十三力学实验物理·第一部分专题整合突破考向1 螺旋测微器的读数1．(2016·成都检测)用螺旋测微器测不同规格的金属丝的直径，示数如图132所示．由图可读出金属丝的直径为图甲________mm 图乙________cm图丙________mm 图丁________cm.甲乙丙丁图132【解析】根据螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数值＝固定刻度值＋可动刻度×0.01 mm，读出甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是10.002(1～3) mm、0.536 5(4～6) cm、9.205(4～6) mm、0.570 0 cm【答案】10.002 0.536 5 9.205 0.570 0考向2 游标卡尺的读数2．某同学用游标卡尺测定四个不同规格金属杆的直径，示数如图133甲、乙、丙、丁所示，则该金属杆直径分别为甲图：________mm 乙图：________cm丙图：________cm 丁图：________mm.【导学号：19624155】甲乙丙丁图133【解析】根据游标卡尺的读数方法：游标卡尺的读数值＝主尺整毫米数值＋对齐格数×精度(mm)，读出甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是甲图：d＝4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm乙图：d＝12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm丙图：d＝11 mm＋5×0.1 mm＝11.5 mm＝1.15 cm丁图：d＝5 mm＋5×0.05 mm＝5.25 mm.【答案】 4.20 1.220 1.15 5.25考点2 力学基本实验(对应学生用书第67页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年3考：2017年Ⅲ卷T222016年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T22[考情分析]1．“源于课本，不拘泥于课本”一直是高考实验命题的理念．2．考查实验的灵魂—原理是重中之重．3．拘泥于教材实验，死记硬背不知变通是常见错误．4．注重物理规律在实验仪器和操作中的实现条件是解题的关键．2．(“弹簧”“橡皮条”类实验)(2017·Ⅲ卷T22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在桌面上，如图134(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O.此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；图134(ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．【解析】(1)由题给测力计示数可知，读数为4.0 N.(2)作图，F2长度为28 mm，F1长度为21 mm，平行四边形如图，量出合力长度约为20mm，大小代表4.0 N，量出合力箭头处到y轴距离和所作合力在y轴上投影长度，其比值就是F合与拉力F的夹角的正切值．【答案】 (1)4.0 (2)(ⅰ)如图所示 (ⅱ)4.0 0.053．(“纸带”类实验)(2016·Ⅰ卷T 22)某同学用图135(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz 、30 Hz 和40 Hz.打出纸带的一部分如图(b)所示．(a) (b)图135该同学在实验中没有记录交流电的频率f ，需要用实验数据和其他题给条件进行推算．(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f 和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B 点时，重物下落的速度大小为________，打出C 点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度大小为________．(2)已测得s 1＝8.89 cm ，s 2＝9.50 cm ，s 3＝10.10 cm ；当地重力加速度大小为9.80 m/s 2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f 为________Hz.【解析】 (1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规律得 v B ＝s 1＋s 22T ＝12f (s 1＋s 2) v C ＝s 2＋s 32T ＝12f (s 2＋s 3) 由s 3－s 1＝2aT 2得 a ＝f 2 s 3－s 1 2.(2)根据牛顿第二定律，有mg －kmg ＝ma根据以上各式，化简得f ＝2 1－k g s 3－s 1代入数据可得f ≈40 Hz. 【答案】 (1)12f (s 1＋s 2) 12f (s 2＋s 3) 12f 2(s 3－s 1) (2)40(2016·Ⅱ卷T 22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示：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，________(选填“M ”或“L ”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．【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 ＝x t ＝ 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．【答案】 (1)④①③② (2)1.29 M■释疑难·类题通法…………………………………………………………………·纸带的三大应用1．确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，为便于测量和计算，一般每五个点(或每隔四个点)取一个计数点，这样时间间隔为Δt ＝0.02×5 s ＝0.1 s.2．求瞬时速度做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图136所示，求纸带上某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n ＋1，则打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T .图1363．求加速度(1)利用a ＝Δx T 2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下，可利用Δx ＝x n ＋1－x n ＝aT 2求加速度a .(2)逐差法：图137a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1－x 2－x 39T 2 (3)两段法：把图137中x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6分成时间相等(均为3T )的两大段，则由x Ⅱ－x Ⅰ＝aT 2得：(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)＝a (3T )2，解出的a 与上面逐差法结果相等，但要简单得多．(4)图象法：①由v n ＝x n ＋x n ＋12T，求出相应点的速度． ②确定各计数点的坐标值(v 1，T )、(v 2,2T )、…(v n ，nT )．③画出v t 图象，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度．■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 “纸带”类实验3．(2017·肇庆市二模)小张同学利用打点计时器研究自由落体运动，他设计的实验方案如下：如图138甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，先打开电源后释放重物，重物带动纸带从静止开始下落，打出几条纸带并选出一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上取出若干计数点，其中每相邻计数点之间有四个点未画出，分别用 s 1、s 2、s 3、s 4、s 5表示各计数点间的距离，已知打点计时器的频率f .图中相邻计数点间的时间间隔T ＝__________(用f 表示)，计算重力加速度的公式是g ＝________(用f 、s 2、s 5表示)，计数点5的速度公式是v 5＝________(用f 、s 4、s 5表示).【导学号：19624156】图138【解析】由于打点计时器的频率为f ，故打下的两个点间的时间为1f，又因为每相邻计数点之间有四个点未画出，故图中相邻计数点间的时间间隔T ＝5f；如果用f 、s 2、s 5表示加速度，则s 5－s 2＝g ×(5－2)T 2＝3g ×⎝ ⎛⎭⎪⎫5f 2，则计算重力加速度的公式是g ＝s 5－s 275f 2；则点4的瞬时速度为v 4＝s 4＋s 52T，又因为v 5＝v 4＋gT ，故代入解之得v 5＝(3s 5－s 4)f /10.【答案】 5f s 5－s 275f 2 (3s 5－s 4)f /10(2017·绵阳市模拟)一小组的同学用如图甲所示装置做“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”实验．(1)下列说法正确的有________．A．平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动B．每次改变砝码及砝码盘总质量之后，应重新平衡摩擦力C．应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量D．可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力(2)乙图为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分．从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间都有4个点迹没有标出，用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图乙，已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，则此次实验中小车运动加速度的测量值a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)某同学平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的质量，分别测量出小车的加速度a.以砝码的重力F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，得如图丙的aF图象，则图线不通过坐标原点的主要原因是________．【解析】(1)平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A错误．每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B错误．应让砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量，故C错误．砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力，故D正确．(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1 s，设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，得：x 3－x 1＝2a 1T 2x 4－x 2＝2a 2T 2为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：a ＝12(a 1＋a 2)＝x 4＋x 3－x 2－x 14T 2 ＝0.229－0.090 2－0.090 20.04m/s 2＝1.2 m/s 2. (3)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，这是平衡摩擦力时木板倾角太大，即平衡摩擦力过度引起的．【答案】 (1)D (2)1.2 (3)平衡摩擦力过度考向2 “弹簧”“橡皮条”类实验4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图139甲所示．所悬挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．作出弹簧的长度(x )随钩码个数(n )变化的图象如图乙所示，则：图139(1)图线与x 轴的交点的物理意义是________________；(2)图线BC 段偏离了直线，其原因是________________；(3)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比，优点在于________，缺点在于________．【解析】 (1)图线与x 轴的交点的物理意义表示钩码个数n ＝0时弹簧的长度，即为弹簧的原长．(2)根据胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比，因此随着所挂钩码的改变，图象应为一条倾斜直线，图线BC 段偏离了直线，说明弹簧的弹力与形变量不成正比关系，因此其原因为超出了弹簧的弹性限度．(3)当弹簧竖直放置时，弹簧实际自身有重力，会对弹簧产生拉力，因此改为水平放置时可以避免弹簧自身所受重力对实验的影响，但是此时弹簧与桌面、绳子与滑轮间的摩擦却不可避免，成为它的缺点．【答案】见解析1.(2017·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅲ))某同学从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，在家里做实验验证力的平行四边形定则．按如下步骤进行实验．用完全相同的两个弹簧测力计进行操作，弹簧测力计A挂于固定点C，下端用细线挂一重物G，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉至水平，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(1)弹簧测力计A的指针如图甲所示，由图可知拉力的大小为________N(本实验用的弹簧测力计示数的单位为N)；由实验作出F A和F B的合力F的图示(如图丙所示)，得到的结果符合事实的是________(填“乙”或“丙”)．(2)本实验采用的科学方法是________(填正确答案标号)．A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，下列解决办法可行的是________．A．改变弹簧测力计B拉力的大小B．减小重物M的质量C．将A更换成量程较小的弹簧测力计D．改变弹簧测力计B拉力方向【解析】(1)由题图知，弹簧测力计A的最小刻度值为0.2 N，读数为5.8 N．解答用平行四边形定则求出的合力可以与重力的方向有偏差，但悬挂重物的线应该竖直向下，故甲同学实验得到的结果符合实验事实．(2)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)当弹簧测力计A超出其量程，则说明弹簧测力计B与重物这两根细线的力的合力已偏大．又由于挂重物的细线力的方向己确定，所以要么减小重物的重量，要么改变测力计B拉细线的方向，或改变弹簧测力计B拉力的大小，从而使测力计A不超出量程，故C不可行．【答案】(1)5.8 甲(2)B (3)ABD2.(2016·武汉二模)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．实验步骤：①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示测力计：③找出②中为F O O′.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图所示．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)利用表中数据在图中坐标纸上画出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，在图中作出F OA和F OB的合力F′的图示．(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．【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l0＝10.0 cm.甲乙(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，然后做以F OA和F OB为邻边的平行四边形，其对角线即为合力F′，如图乙．(4)F O O′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．【答案】(1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)F O O′考点3 力学创新实验(对应学生用书第69页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年9考：2017年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T222016年Ⅲ卷T232015年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T222014年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T232013年Ⅰ卷T22、Ⅱ卷T22[考情分析]1．以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验．2．将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入实验的综合分析之中．3．(1)不分析试题的情景，生搬硬套教材实验和应用实验结论是常见错误．(2)进行实验时要注重实验的细节，结合实验的器材和数据以及物体的受力情况进行分析．4．(实验原理的设计与创新)(2017·Ⅰ卷T22)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1310所示．实验时，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1311记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)图1310图1311(1)由图1311可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图1311的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图1311中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字)[题眼点拨] ①“保持桌面水平用手轻推一下小车”说明小车在桌面上做减速直线运动；②“每30 s内共滴下46个水滴”说明30 s内共有46－1＝45个滴水时间间隔．【解析】(1)小车运动时由于摩擦力的作用，速度逐渐减小，滴水计时器滴下水滴的间距逐渐变小，因此小车从右向左运动．(2)滴水的时间间隔T ＝3045s≈0.67 s 小车运动到A 点位置时的瞬时速度v A ＝x n ＋x n ＋12T ＝ 117＋133 ×0.0012×0.67m/s≈0.19 m/s 根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a ＝x 4＋x 5－x 1－x 26T 2＝ 100＋83－150－133 ×0.0016×0.672 m/s 2≈－0.037 m/s 2 因此加速度的大小为0.037 m/s 2.【答案】 (1)从右向左 (2)0.19 0.0375．(数据处理方法的创新与拓展)(2015·Ⅰ卷T 22)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R ＝0.20 m)．(a) (b)图1312完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图1312(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg ；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg ；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示(4)__________N ；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留两位有效数字)【导学号：19624157】【解析】 (2)题图(b)中托盘秤的示数为1.40 kg.(4)小车经过最低点时托盘秤的示数为m ＝1.80＋1.75＋1.85＋1.75＋1.905kg ＝1.81 kg小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 F ＝(m －1.00)g ＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N由题意可知小车的质量为m ′＝(1.40－1.00) kg ＝0.40 kg对小车，在最低点时由牛顿第二定律得F － m ′g ＝m ′v 2R解得v ≈1.4 m/s.【答案】 (2) 1.40 (4) 7.9 1.41.(2013·Ⅱ卷T 22)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p 与小球抛出时的动能E k 相等．已知重力加速度大小为g .为求得E k ，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A ．小球的质量mB ．小球抛出点到落地点的水平距离sC ．桌面到地面的高度hD ．弹簧的压缩量ΔxE ．弹簧原长l 0(2)用所选取的测量量和已知量表示E k ，得E k ＝________.(3)图中的直线是实验测量得到的s Δx 图线．从理论上可推出，如果h 不变，m 增加，s Δx 图线的斜率会________(选填“增大”“减小”或“不变”)；如果m 不变，h 增加，s Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图中给出的直线关系和E k 的表达式可知，E p 与Δx 的______次方成正比．【解析】 (1)小球抛出时的动能E k ＝12mv 20，要求得v 0需利用平抛知识，s ＝v 0t ，h ＝12gt 2.根据s 、h 、g ，求得v 0＝s g 2h ，因此，需测量小球质量m 、桌面高度h 及落地水平距离s .(2)小球抛出时的动能E k ＝12mv 20＝mgs 24h. (3)弹簧的弹性势能E p ＝E k ＝12mv 20＝mgs 24h. 即s ＝2hE p mg，根据题给的直线关系可知，s 与Δx 成正比，而E p 与s 2成正比，故E p 应为Δx 的2次方成正比，则s ∝2h mg Δx ，s Δx 图线的斜率正比于h mg ，如果h 不变，m 增加，s Δx 图线的斜率将会减小；如果m 不变，h 增加，则s Δx 图线的斜率会增大．【答案】 (1)ABC (2)mgs 24h(3)减小增大 22.(2015·Ⅱ卷T 22)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(a)(b)(1)物块下滑时的加速度a ＝________m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝________m/s ；(2)已知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)．A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角【解析】 (1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm ，由a ＝Δx T 2得a ＝0.13×10－2 0.02 2m/s 2＝3.25 m/s 2，其中C 点速度v ＝x BD t BD ＝ 3.65＋3.52 ×10－22×0.02m/s≈1.79 m/s. (2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为F 合＝mg sin θ－μmg cos θ，即a ＝g sin θ－μg cos θ得μ＝g sin θ－a g cos θ，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.【答案】 (1)3.25 1.79 (2)C■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·力学实验的三个常见创新思路1．实验器材的等效替换是高考创新实验设计的主要思路之一，从近几年的高考命题来看，在测量物体的速度时常涉及实验器材的等效替换，如利用光电门替代纸带来测量物体的加速度、速度，还有利用闪光照相机等替代打点计时器．2．通过纸带求出小车的加速度，然后再利用牛顿第二定律求出小车与木板间的动摩擦因数，这是一种实验结论的外延，从近几年的力学实验来看，通过实验结论求动摩擦因数是实验设置的一个热点，且主要出现在两个地方，一是伴随着研究匀变速直线运动的实验出现，二是伴随着验证牛顿运动定律的实验出现．3．有一些实验题虽然在试题的情境上进行了创新，但其使用的实验原理和实验处理方法仍然不变，因此，对于创新型实验的处理，最根本的还是要把其从新情境中抽取出来，发现与常规实验的相同之处，然后运用熟悉的实验原理和实验数据处理方法进行处理． ■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 实验原理的设计与创新5．[2017·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅰ)]实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验．量角器中心O 点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门．实验装置如图1313所示．本实验需要测的物理量有：小球的直径d ，细线长度。

高考全国卷高三物理二轮复习记背材料2 力学实验部分

高中2018届物理记背资料集（1）力学实验部分一、六个基本实验①②工作频率为50Hz。

纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

（1）部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_________________________（用字母填写）（2）图（b）中标出的相邻两计数点的时间间隔T=_________s（3）计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=_________ 三、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：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，用米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。

回答下列问题：(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图乙所示，其读数为________ cm。

乙(2)物块的加速度a可用d、s、Δt A和Δt 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)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)。

四、小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则，他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验。

A．在墙上贴一张白纸，用来记录弹簧的弹力大小和方向．B．在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的示数F．C．记下水杯静止时悬点O的位置。

2018届高三物理二轮复习课件：第11讲力学实验精品

(3)对应于不同的 n 的 a 值见下表．n＝2 时的 s -t 图像如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留 2 位有效数字)，将结果填入下表．
n
12 3 4
5
a/(m·s－2) 0.20
0.58 0.78 1.00
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出 a-n 图像．从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．
【答案】(2)1.40 (4)7.9 1.4
【解析】托盘秤的示数要估读一位，所以是 1.40 kg；对表格的五个数据求平均值，为 1.81 kg，所以小车对凹形桥模拟器的压力 F＝(1.81－1.00)× 9.8 N＝7.9 N，小车在最低点时所受的支持力 F′＝F，小车质量 m＝1.40 kg－1.00 kg＝0.40 kg，小车在凹形桥最低点时，由牛顿第二定律，有 F′－mg＝mvR2，解得 v＝1.4 m/s.
【答案】(1)④①③② (2)1.29 M
【解析】(2)脱离弹簧后物块应该做匀速直线运动，则 v＝2.25×8＋0.20.257×10－2 m/s＝1.29 m/s. 由能量守恒定律可知，物块脱离弹簧时动能越大，则弹簧被压缩时的弹性势能越大，故 EpM>EpL.
3．[2015·全国卷Ⅰ] 某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实
题序在纲分值
实验考向及要点
2017 年全国是卷Ⅰ，22
匀变速直线运动的研究，用自制“滴水计时器”计量时间， 5 类比打点计时器的使用．难点在于刻度尺读数和数据计算，
计算量太大.
2017 年全国卷Ⅱ，22
否
5 利用光电门测量速度，图像法的应用，数值计算量大.

2018高考物理二轮复习精品讲义12力学实验

专题12 力学实验高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视．高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验．要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去．高考物理实验题具有以下几个特点：1．重视对实验操作能力的考查．如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等．2．重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数．3. 设计性实验是考查的热点．在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力．预测2017年高考力学实验题：以打点计时器为主要实验仪器，涉及位移、速度测量的基本力学实验，分值较少，难点不大，命题形式为填空题(或选择性填空)．一、测量读数类仪器使用1．游标卡尺(1)各种游标卡尺的有关参数如下表所示：线与主尺上的某一刻度线(此某一刻度线不需读出)对齐,由游标上对齐的刻度数(即格数)乘以游标卡尺的精确度得出毫米以下的小数;③总的读数为毫米整数加上毫米以下的小数.特别提醒：(1)游标卡尺的精确度可根据游标尺刻度格数的倒数计算，单位为mm.如50分度的游标卡尺精确度为150mm＝0.02 mm.(2)游标卡尺的读数不需要估读．2．螺旋测微器(千分尺)量程一般为0～25 mm,精确度是0.5 mm ÷50＝0.01 mm. 螺旋测微器的读数方法:①从固定标尺上读出整毫米数,要注意半毫米刻度线是否露出,如果露出再加上0.5 mm.图14－1②0.5 mm 以下的读数则等于与固定标尺上横线对准的可动圆周上的读数(要估读一位)乘以精度0.01 mm.③测量长度为上述二者之和.如图14－1中所示读数为6 mm ＋0.5 mm ＋20.2×0.01 mm ＝6.702 mm.特别提醒:螺旋测微器的使用要注意两点:(1)半毫米刻度线;(2)估读,末位估读的“0”不要漏掉. 二、力学实验 1．“纸带类”实验 (1)打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它接在频率为50 Hz 的交流电源上使用时,每隔0.02 s 打一次点,因此,纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上点迹间的距离,就可以确定物体的运动情况.(2)纸带的应用①利用纸带计算瞬时速度测出与n 点相邻的前、后两段相等时间T 内的距离s n 和s n ＋1,由公式v n ＝s n ＋s n ＋12T 算出.(如图14－3),在验证机械能守恒定律实验中,就是根据此法求得物体瞬时速度的.图14－3②当物体做匀速直线运动时，某段时间内的平均速度等于各个时刻的瞬时速度．在“探究动能定理”实验中，就是据此求得物体最终获得的速度大小．因此要选取纸带上打点间隔基本相等的部分进行测量．③利用纸带计算加速度a ．利用a ＝ΔsT 2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δs ＝s n ＋1－s n ＝aT 2求加速度a ，为了减小实验误差可用“逐差法”，s n －s m ＝(n －m )aT 2.b ．图象法利用v n ＝s n ＋s n ＋12T 算出相应时刻点的速度，画出v －t 图象，根据图线的斜率计算加速度．2．“胡克定律类”实验(1)原理:利用橡皮条或弹簧在弹性限度内、力与形变量成正比,计算(测量)其长度的变化分析力的变化情况或建立F －x 坐标系,描点画图研究力的变化规律.(2)应用①根据平行四边形定则验证力的合成与分解. ②探究弹力和弹簧伸长量的关系. 三、实验误差1．偶然误差和系统误差从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.2．有效数字(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm ”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2 mm 这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.(2)确定有效数字时，应注意以下问题：①有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关.②关于“0”在有效数字中的特殊性:0在前时,从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字.0在后时,计入有效数字.③乘方不算有效数字;比如3.020×10－3 m/s 中的－3不是有效数字,10也不是.3．减小实验误差的方法 (1)多次测量求平均值． (2)累积法． (3)图象法．考点一基本仪器的使用1．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示．该工件的直径为________cm ，高度为________mm.解析游标卡尺读数为d ＝12 mm ＋4×120 mm ＝12.20 mm ＝1.220 cm螺旋测微器的读数为h ＝6.5 mm ＋36.1×0.01 mm ＝6.861 mm 答案 (1)1.220 6.861【变式探究】某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm 和 ________mm.答案60.10 4.20 考点二力学实验例2．【2017·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

北京市2018届高考物理二轮复习专题12 力学实验专题卷(含解析)

专题12 力学实验说明：1．本卷主要考查力学实验。

2．考试时间60分钟，满分100分。

1．(2017·广东百校联考)某学校实验小组同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，根据实验老师提供的器材组成如图甲所示的装置．所用钩码的重力均为0.5 N ，某同学将6个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出弹簧的总长度，并将数据填在下面的表格中．(弹簧始终在弹性限度内)(1)试根据这些实验数据在图甲的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系的图象，所得图线的物理意义是_弹簧的弹力大小与弹簧伸长量大小成正比__；该弹簧的劲度系数k 为_50_N/m(49～51_N/m)__．(结果保留两位有效数字)(2)做完该实验，某同学想用图甲的装置(一根弹簧、一把直尺和一个已知质量为m 的砝码)来测定某个小物体的重力，你认为该怎么做？请写出方法【解析】 (1)作图象时，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧．该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长．图线的物理意义是弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比．由k ＝ΔF Δx，可得k ＝50 N/m. (2)将弹簧上端固定在支架上，下端挂上砝码，测出弹簧的伸长量x ，然后将砝码取下换上待测小物体，测出弹簧的伸长量x ′，则待测小物体的重力为mg x x ′.2．(2017·山西名校联考)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(滑块与遮光条的总质量为M )，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 位置由静止释放．(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 ＝_2.25__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_滑块在A 位置时遮光条到光电门B 的距离L __.(写出物理量及其表示符号)(3)本实验是否需要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量？_否__．(选填“是”或“否”)(4)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B 的时间t ，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出 1t 2F (其他合理答案也可) 图象．(用题中给出的字母表示)【解析】 (1)游标卡尺的读数为2 mm ＋5×0.05 mm＝2.25 mm ；(2)由题意并根据运动学公式v 2＝2aL 可知，还需要测量的物理量是滑块在A 位置时遮光条到光电门B 的距离L ；(3)由于滑块受到的合外力通过力传感器直接读出，所以该实验不需要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量； (4)由v 2＝2aL ，知⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 2＝2aL ，得a ＝d 22Lt 2，t 为变量，d 、L 为常量，通过作出1t 2F 图象即可得出a 与F 的关系．3．(2017·山东潍坊统考)利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上端固定有轻质定滑轮，A 处固定光电门．带遮光片的滑块质量为M ，置于导轨上的B 处，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m 的小球相连，使轻绳伸直，小球与滑块由静止释放，滑块向上运动，重力加速度为g .(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d ，结果如图乙所示，由此读出d ＝_3.85__mm.(2)某次实验测得导轨倾角为θ，B 到光电门的距离为x ，遮光片经过光电门时的挡光时间为t ，滑块从B 到A 过程中m 和M 组成系统的动能增量为ΔE k ＝ M ＋m d 22t，系统的重力势能减少量为ΔE p ＝ (m －M sin θ)gx ，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．(用题目中字母表示ΔE k 和ΔE p )【解析】 (1)由游标卡尺的读数规则可知，d ＝3 mm ＋17×0.05 mm＝3.85 mm.(2)由于挡光时间极短，因此滑块通过光电门的速度应等于挡光时间内的平均速度，则v ＝d t ，因此动能的增加量为ΔE k ＝12(M ＋m )v 2＝M ＋m d 22t2，系统重力势能的减少量为ΔE p ＝mgx －Mgx sin θ.4．(2017·广西模拟)如图所示为改装的探究圆周运动中向心加速度的实验装置．有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r 的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线接一个重锤，圆盘边缘连接一细绳，细绳另一端连接一个小球．实验操作如下：①利用天平测量小球的质量m ，记录当地的重力加速度g 的大小；②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动．调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球运动的半径R 和球心到塑料圆盘的高度h ；③当小球第一次到达A 点时开始计时，记录小球n 次到达A 点的时间t ；④切断电源，整理器材．请回答下列问题：(1)下列说法正确的是_BD__.A ．小球运动的周期为t nB ．小球运动的线速度大小为2πn －1R t C ．小球运动的向心力大小为mgR hD ．若电动机转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高(2)若已测出R ＝40.00 cm 、r ＝4.00 cm 、h ＝90.00 cm ，t ＝100.00 s ，n ＝51，π取3.14，则小球做圆周运动的周期T ＝_2.00__s ，记录的当地重力加速度大小应为g ＝_9.86__m/s 2.(计算结果保留3位有效数字)【解析】 (1)小球运动的周期为T ＝t n －1，选项A 错误；v ＝2πR T ＝2πn －1R t，选项B 正确；设绳与竖直方向夹角为θ，向心力F ＝mg tan θ＝mg R －r h，选项C 错误；电动机转速增加，小球上升，应对激光笔1左移、激光笔2升高，选项D 正确．(2)周期为T ＝tn －1＝2.00 s ，由⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ＝g R －r h ，得g ＝9.86 m/s 2. 5．(2017·福建福州质检)图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d (很小)的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间Δt 以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t ，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x .(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，示数如图乙，则d ＝__0.75__cm.(2)实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得Δt ＝50 ms ，则遮光条经过光电门1时的速度v ＝__0.15__m/s.(3)保持其他实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x 及其对应的t ，作出x t －t 图象如图丙，其斜率为k ，则滑块加速度的大小a 与k 的关系可表达为a ＝__2k __.【解析】 (1)由游标卡尺的读数规则可知，读数应为d ＝7 mm ＋5×0.1 mm＝7.5 mm ＝0.75 cm.(2)由于挡光时间极短，因此滑块通过光电门的速度等于挡光时间内的平均速度，则v＝d Δt ＝0.75×10－2m 50×10－3 s＝0.15 m/s. (3)滑块由光电门1运动到光电门2的过程中，由位移公式x ＝vt ＋12at 2，整理得x t ＝12at ＋v ，因此可知图象的斜率k ＝12a ，则加速度a ＝2k . 6．(2017·安徽师大附中模拟)如图甲所示是某实验小组利用水平气垫导轨等实验装置来验证钩码和滑块所组成系统在运动过程中机械能是否守恒．(1)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d ＝__0.52__cm ；实验时将滑块从图甲所示位置由静止释放，由光电计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ＝1.2×10－2s ，则滑块经过光电门时的瞬时速度为__0.43__m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m 、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x 和__滑块与遮光条的总质量M __.(文字说明并用相应的字母表示)(2)本实验通过比较mgx 和 12(m ＋M )⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2 (用测量的物理量符号表示)在实验误差允许的范围内相等，从而验证系统的机械能守恒．【解析】 (1)遮光条的宽度d ＝5 mm ＋2×0.1 mm＝5.2 mm ＝0.52 cm ；滑块经过光电门时的速度为v ＝d Δt ＝0.52×10－2m 1.2×10－2 s≈0.43 m/s；实验需要测量的物理量还有滑块与遮光条的总质量M .(2)本实验通过比较mgx 与12(m ＋M )v 2，即mgx 与12(m ＋M )⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 2，在实验误差允许范围内相等，从而验证系统的机械能守恒．7．(2017·山东重点中学模拟)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度，如图甲所示．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A 高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t 1和t 2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度，其中AB 的长度如图乙所示，其值为__74.3__mm.(2)若狭缝宽度忽略，则该同学利用v AB ＝ABt 1、v BC ＝BC t 2，求出v AB 和v BC 后，则重力加速度g ＝ 2v BC －v AB t 1＋t 2. (3)若狭缝宽度不能忽略，仍然按照(2)的方法得到的重力加速度值比其真实值_偏大．(选填“偏大”或“偏小”)【解析】 (1)AB 的长度为7 cm ＋4mm ＋3.0×0.1 mm＝74.3 mm.(2)AB 中间时刻的速度为v 1＝v AB ，BC 中间时刻的速度v 2＝v BC ，由g ＝Δv Δt＝v 2－v 1t 1＋t 2/2＝2v BC －v AB t 1＋t 2. (3)若狭缝宽度不能忽略，则实际运动时间会延长，故按(2)的方法得到的重力加速度比其真实值偏大．8．(2017·辽宁三校调考)某研究性学习小组觉得教材中探究动能定理的实验过程较复杂，改进如下：如图所示，木板放在桌子的边缘，小车的前端放一小球，小车在1条橡皮筋(图中未画出)的作用下由静止开始向右做加速运动，到桌子边缘后小车在挡板作用下停止运动，小球做平拋运动，测出橡皮筋条数为1、2、3、…、n 时，小球做平抛运动的落点到桌子边缘的水平距离分别为x 1、x 2、x 3、…、x n .(1)关于实验条件的改进和有关系统误差的说法中正确的是__CD__.A ．为了平衡摩擦力，实验中必须把木板的左端垫高B ．实验中，小球的质量为m ，小车的质量为M ，则必须满足m ≪MC ．实验中，小球的拋出点离地面的高度对得出实验的结论没有影响D ．为了防止小球因为小车与挡板碰撞引起的振动而跳起，可以在挡板前安装一个缓冲器(2)小车与桌面、小球与小车间的摩擦都可以忽略，实验中测得的一组数据如下：根据实验数据可以得出__x 2－n __(选填“x -n ”“x 2-n ”“x -n 2”或“x-n ”)图象为一直线，则说明在误差允许的范围内，合外力所做的功等于小车和小球动能的增加量．(3)若小球的质量为m ＝1 kg ，小车的质量为M ＝2 kg ，小球的抛出点离地面的高度h ＝0.5 m ，重力加速度g 取10 m/s 2，根据表中数据可得n ＝6时，橡皮筋对小车和小球做的功为__57.6_J__.【解析】 (1)如果为了平衡摩擦力而把木板左端垫高，则小球在小车停止运动时不做平抛运动，故选项A 错误；橡皮筋是对小车和小球组成的整体做功，小球平抛的初速度作为小车和小球的共同速度，故小车的质量与小球的质量无关，不需要满足m ≪M ，选项B 错误；实验中，小球抛出点离地面的高度主要影响平抛运动的时间，故对得出实验的结论没有影响，选项C 正确；如果碰撞产生的振动使小球跳起，则不能保证小球做平抛运动，选项D 正确．(2)从题表中数据可以得出x 2与n 成正比例关系，故x 2-n 图象为一直线．(3)设一条橡皮筋对小车和小球做功为W ，则有n 条橡皮筋作用时，如果动能定理成立，有nW ＝12(m ＋M )v 2－0，小球做平抛运动时，则有x ＝vt ，h ＝12gt 2，联立解得x 2＝4hW m ＋M g ·n ，x 2与n 成正比例关系，则4hW m ＋M g＝0.64 m 2，故W ＝9.6 J ．n ＝6时，橡皮筋对小球和小车做的功为57.6 J. 9．(2017·陕西宝鸡质检)某同学利用如图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”，图中装有砝码的小车放在长木板上，左端拴有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的滑轮与一砝码盘相连．在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，该同学测得相邻点之间的距离分别是s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6，打点计时器所接交流电的周期为T .小车及车中砝码的总质量为M ，砝码盘和盘中砝码的总质量为m ，当地重力加速度为g .请回答下列问题：(1)根据以上数据可得小车运动的加速度表达式为a ＝ s 6＋s 5＋s 4－s 3－s 2－s 19T. (2)该同学先探究在合外力不变的情况下，加速度与质量的关系，以下说法正确的是__D__.A ．平衡摩擦力时，要把装有砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，把木板不带滑轮的一端缓慢抬起，反复调节直到纸带上打出的点迹均匀为止B ．由于小车受到的摩擦力与自身重力有关，所以每次改变小车质量时，都要重新平衡摩擦力C ．用天平测出M 和m 后，小车运动的加速度可以直接用公式a ＝mg M求出D ．在改变小车质量M 时，会发现M 的值越大，实验的误差就越小(3)该同学接下来探究在质量不变的情况下，加速度与合外力的关系．他平衡摩擦力后，每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中，用天平测得砝码盘及盘中砝码的总质量m ，并通过打点计时器打出的纸带求出加速度．得到多组数据后，绘出a -F 图象，发现图象是一条过坐标原点的倾斜直线，如图丙所示．图象中直线的斜率表示1m ＋M .(用本实验中可测量的量表示)(4)该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为__B__.A ．理想化模型法B ．控制变量法C ．极限法D ．比值法【解析】 (1)运用Δx ＝aT 2和逐差法可得小车运动的加速度表达式为 a ＝s 6＋s 5＋s 4－s 3－s 2－s 19T 2. (2)平衡摩擦力时，要把装砝码的砝码盘去掉，把木板不带滑轮的一端缓缓抬起，反复调节直到纸带上打出的点迹均匀为止，A 错误；每次改变小车质量不需要重新平衡摩擦力，B 错误；小车运动的加速度需要根据纸带上打出的点迹，经过计算的车，不能直接用公式a ＝mg M求出，C 错误；在改变小车质量时，小车质量M 越大，小车所受拉力与盘中砝码和砝码盘的总重力相差越小，实验误差越小，D 正确．(3)把小车、砝码和砝码盘看作整体，由牛顿第二定律，F ＝(M ＋m )a ，解得a ＝1m ＋M F .绘出a -F 图象，a -F 图象的斜率表示1m ＋M . (4)该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为控制变量法，选项B 正确．。

2018届高三物理通用二轮复习实验题题型1 力学实验含答案精品

实验题题型1 力学实验角度1:原型实验1.(2017·辽宁抚顺一模)一同学利用如图(甲)所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下从静止开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离后停在桌面上(尚未到达滑轮处).图(乙)是从纸带上选取的一段,从便于测量的某点开始,每两个相邻计数点之间还有4个点未画出,相邻计数点间的距离如图(乙)所示,打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz.(1)打计数点3时,物块的速度大小为m/s(结果保留三位有效数字);(2)物块加速运动过程与减速运动过程中的加速度大小的比值为(结果保留两位有效数字).2.“探究求合力的方法”的实验装置如图(甲)所示.(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图(甲)所示.其中,细绳CO 对O点的拉力大小为 N;(2)请将图(甲)中细绳CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图(乙)上.由图求出合力的大小F合= N(保留两位有效数字); (3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣,于是,他将刻度尺与弹簧测力计平行放置,如图(丙)所示,利用读得的数据,他得出了弹簧的劲度系数.那么,该弹簧的劲度系数k= N/m(保留两位有效数字).3.(2017·四川凉山一诊)一位同学用光电计时器等器材装置做“验证机械能守恒定律”的实验,如图(甲)所示.通过电磁铁控制的小球从B 点的正上方A点自由下落,下落过程中经过光电门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)(多选)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.A,B之间的距离HB.小球的质量mC.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= (用题中及第(1)问的测量物理量表达)(3)多次改变A,B之间距离H,重复上述过程,作出随H的变化图像如图(乙)所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率k0= .(4)在实验中根据数据实际绘出的图(乙)直线的斜率为k(k<k0),则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值为(用k,k0表示).角度2:创新实验1.(2017·安徽淮南一模)如图(甲)所示,在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块,质量为M,气垫导轨右端固定一定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有6个钩码,设每个钩码的质量为m,且M=4m.(1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度,读数如图(乙)所示,则宽度d= cm;(2)某同学打开气源,将滑块由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为(用题中所给字母表示);(3)开始实验时,细线另一端挂有6个钩码,由静止释放后细线上的拉力为F1,接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中,当只剩3个钩码时细线上的拉力为F2,则F12F2(填“大于”“等于”或“小于”);(4)若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块,设挡光片距光电门的距离为L,钩码的个数为n,测出每次挡光片通过光电门的时间为t,测出多组数据,并绘出n图像,已知图线斜率为k,则当地重力加速度为(用题中字母表示).2.(2017·安徽芜湖二模)如图(甲)所示,用细线竖直拉着包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号,如图(乙)所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为20.0 mm,44.0 mm,68.0 mm,92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm,已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样,根据以上内容,回答下列问题:(1)图(乙)中的(填“左”或“右”)端是圆柱棒的悬挂端;(2)根据图(乙)所给的数据,可知毛笔画下记号D时,圆柱棒下落的速度v D= m/s;圆柱棒竖直下落的加速度为m/s2.3.(2017·山西大学附中模拟)用如图1实验装置验证m1,m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1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2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,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2所示.已知m1=50 g,m2=150 g,则(g取10 m/s2,结果保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v= m/s;(2)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE k= J,系统势能的减少量ΔE p=J,由此得出的结论是.(3)若某同学作出v2h图像如图3,则当地的实际重力加速度g=m/s2.。

2018届高三物理第二轮专题十《力学实验1》学案教师版含答案

专题十力学实验力学实验1班别姓名学号例1.某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．甲乙实验步骤：①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测力计相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F－G图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留2位有效数字)．(3)滑块最大速度的大小v＝____________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．答案：(1)如图所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)2μg s－h变式训练1.如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A 连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到表格.(1)根据表格数据，A传感器对应的是表中力________(填“F1”或“F2”)，钩码质量为________ kg.(保留一位有效数字)(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是()A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差答案：(1)F10.05(2)C解析：(1)A传感器中的力均为正值，故A传感器对应的是表中力F1，平衡时，mg＝F1sin θ，当θ＝30°时，F1＝1.001 N，可求得m＝0.05 kg.(2)在挂钩码之前，对传感器进行调零，目的是为了消除横杆自身重力对结果的影响，故C 正确．例2.【2014·新课标全国卷Ⅱ】某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.x （cm） 2.64（1）将表中数据补充完整：①，②；（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k-n图象；【答案】（1）①81.7 ②0.0122 （2）见解析；（3）③（N/m ）（在之间均可）④。

2018高考物理二轮专题复习教学案：专题14 力学实验

专题14 力学实验【备考策略】(1)熟知各种器材的特性。

(2)熟悉课本上的实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析。

聚焦高考真题——动手解题，讲练结合，体会高考考向1 “纸带”类实验(一套装置、一条纸带串联力学五个实验)[规律方法]1．打点计时器系列五个实验力学实验中用到打点计时器的实验有5个，分别是用打点计时器测速度，探究小车速度随时间变化的规律，探究加速度与力、质量的关系，探究做功与速度变化的关系及验证机械能守恒定律。

2．纸带数据的处理方法3．平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑。

4．三个关键点(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。

计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。

要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。

(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源，打点稳定后，再释放纸带。

(3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、截距等的物理意义。

[精典题组]1．【2017·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。

A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。

纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。

重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。

2018年高考物理二轮复习考前第4天力学实验课件

答案
(1)甲
(2)不需要
(3)0.67 0.3
考前第4天力学实验
考点提炼 1.实验要点
分类实验名称装置图常考要点
研究性实验
研究匀变速直线运动
(1)数据处理方法： t ①公式法： v ＝v， Δx＝aT2 2 ②图象法：v－t 图象 (2)摩擦力：无需平衡(木板力和弹簧伸长量的关系
(2)力传感器可以测得细线中的拉力，因此不需要满足重物的质量远小于小车的质量。 (3)图线乙是在轨道水平的情况下得到的 a－F 图线，小车在水平轨道上运动所受阻力 f＝μmg。对小车，由牛顿第二定律得，F－ 1 μmg＝ma，解得 a＝ F－μg，对照图线乙可知，图线乙的斜率等 m 1 于小车质量的倒数，＝1.5 kg－1，解得 m＝0.67 kg。图线的纵截 m 距等于－μg，－μg＝－3 m/s2，可得 μ＝0.3。
光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口
临考必做 1.小红同学在做“测定金属电阻率”的实验中，通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图 1
中的示数，游标卡尺所示的金属圆片直径的测量值为
________mm ，螺旋测微器所示的金属圆片厚度的测量值为 ________mm。
对应的加速度数据，可画出小车运动的加速度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，如图(b)所示，取g＝10 m/s2。
图3
(1)图线________(填“甲”或“乙”)是在轨道左侧抬高成为斜面的情况下得到的。 (2) 在用图 (a) 所示的实验装置探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系实验中，是否需要满足重物的质量远小于小车的质

2018届二轮复习力学实验课件(93张)全国通用

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(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋 P 端回到 A 点，现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将 P 端拉至 O 点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为 F1＝4.2 N 和 F2＝5.6 N。 (ⅰ)用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 点为作用点，在图(a)中画出力 F1、F2 的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力 F 合；
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答案：
(1)从右向左
(2)0.19 0.037
命题点：
利用滴水计时器代替打点计时器，根据水滴的位置分布情况分析
小车的运动状态，并求解瞬时速度和加速度。
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(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。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图 (b) 中 A 点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。(结果均保留两位有效数字)
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解析： (1)小车运动时由于摩擦力的作用，速度逐渐减小，滴水计时器滴下水滴的间距逐渐变小，因此小车从右向左运动。 30 (2)滴水的时间间隔 T＝45 s≈0.67 s 小车运动到 A 点位置时的瞬时速度 xn＋xn＋1 117＋133×0.001 vA＝ 2T ＝ m/s≈0.19 m/s 2×0.67 根据逐差法，共有 5 组数据，舍去中间的一组数据，则加速度 x4＋x5－x1－x2 100＋83－150－133×0.001 2 a＝＝ m/s 6T2 6×0.672 ≈－0.037 m/s2 因此加速度的大小为 0.037 m/s2。

专题20 力学实验-2018年高三物理二轮标准化训练含解

高三二轮标准化训练专题20 力学实验一．实验题（本题共10小题，将答案填在题中相应的位置）1．（2018届福建省厦门市3月质量检查）在验证动量守恒定律实验时，用图甲所示装置进行验证，在长木板右端下面垫放小木片，平衡好摩擦力。

小车P的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带。

接通电源，轻推小车P 使之运动，小车P运动一段时间后，与原来静止的小车Q相碰，并粘合在一起继续运动。

(已知打点计时器电源频率为50Hz)(1)两车碰撞前后打出的纸带如图乙所示。

测得小车P的质量m P=0.60kg，小车Q的质量m Q=0.40kg，由以上数据求得碰前系统总动量为_______kg·m／s，碰后系统总动量为_______kg·m／s(结果保留三位有效数字)(2)实验结论：__________________________________________________________________【答案】（1）0.480-0.482 0.475 （2）在误差允许的范围内，碰撞前后动量守恒2．某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则．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：③找出②中F＝OO′.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)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F－l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，在图中作出F OA和F OB的合力F′的图示．(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．【答案】(1)如图甲所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)F OO′(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．3．（2018届河南省中原名校高三3月）某实验小组想通过如图1所示的实验装置来“探究功与速度变化的关系”。

2018届高考物理二轮复习寒假作业(六)力学实验

寒假作业(六) 力学实验1．利用如图所示装置可以做力学中的许多实验，则下列利用此装置进行相关实验时说法正确的是( )A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图像法处理数据时，如果画出小车的加速度a随质量M变化的aM图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高平衡摩擦力D．实验时不需要调整滑轮高度，不用管细线与木板是否平行解析：选C 此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误。

曲线的种类有双曲线、抛物线、所以若aM图像是曲线，不能断定曲线是B错误。

探究“功与速度变化的关系”实验时，这样做D错误。

实验时，(1)根据表中数据在下图中作出Fx图像；(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝________N/m；(结果保留2位有效数字)(3)图线与x 轴的交点坐标大于L 0的原因是____________________________________________________。

解析：(1)描点作图，如图所示：(2)图像的斜率表示劲度系数，故有：k ＝ΔF Δx＝50 N/m 。

(3)图线与x 轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度，其数值大于弹簧原长，是因为弹簧自身重力的影响。

答案：(1)图见解析 (2)50 (3)竖直悬挂时，弹簧自身重力的影响3．(2018届高三·重庆一中调研)如图所示为弹簧弹射装置。

在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2(两球直径略小于管内径且与弹簧不固连)，压缩弹簧并锁定。

现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。

按下述步骤进行实验：①用天平测出两球质量分别为m 1、m 2；②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h ；③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P 、Q 。

2018届高考物理二轮复习“力学创新实验”学前诊断

“力学创新实验”1.[某同学用如图所示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，光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，改变滑块释放的位置于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位置，测出每次物块释放的位置离A 点的高度h ，最后停在长木板上的位置离O 点的距离为x ，作出x h 图像，则作出的图像应该是________(填“过原点”或“不过原点”)的一条倾斜的直线，求出图像的斜率为k ，则物块与长木板面间的动摩擦因数为μ＝__________。

解析：(1)由能量守恒可知，mgh ＝μmgL ，得μ＝hL。

(2)设OA 间的高度为H ，则mg (h ＋H )＝μmgx ，得x ＝1μh ＋1μH ，因此图线是一条不过原点的倾斜直线，图线的斜率k ＝1μ，得μ＝1k。

答案：(1)h L(2)不过原点 1k2．[利用钢球摆动验证机械能守恒定律]某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A 点。

光电门固定在A 的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条。

将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t 可由计时器测出，取v ＝dt作为钢球经过A 点时的速度。

记录钢球每次下落的高度h 和计时器示数t ，计算并比较钢球在释放点和A 点之间的势能变化大小ΔE p 与动能变化大小ΔE k ，就能验证机械能是否守恒。

(1)用ΔE p ＝mgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h 应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离。

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2．[2017· 天津卷· 9(2)]如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
甲
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(ⅱ)F 合的大小为________N，F 合与拉力 F 的夹角的正切值为________。若 F 合与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
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(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。
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(2017· 北京理综· 21)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
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专题六第1讲
物理实验力学实验
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1．(2017· 全国卷Ⅰ· 22)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。实验时，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)记录了桌面上连续的 6 个水滴的位置。(已知滴水计时器每 30 s 内共滴下 46 个小水滴)
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(1)如图乙所示为实验打出的一条纸带，每两点间还有四点没有画出。则小车的加速度 a＝________m/s2。 (2)若 a、F、M 三者之间满足关系式 a＝________，则验证了上述规律。 (3)若悬挂重物的质量为 m，本实验是否需要满足 m≪M，________(填“是” 或“否”)。
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(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________。
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(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。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图 (b) 中 A 点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。(结果均保留两位有效数字)
3．利用纸带求加速度的方法 Δx (1)利用 a＝ T2 求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用 Δx ＝xn＋1－xn＝aT2 求加速度 a。 (2)逐差法
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如图所示，由 xn－xm＝(n－m)aT2 x4－x1 x5－x2 x6－x3 可得：a1＝ 3T2 ，a2＝ 3T2 ，a3＝ 3T2 ， a1＋a2＋a3 x4＋x5＋x6－x1－x2－x3 所以 a＝＝ 3 9T2 (3)图象法利用 v t 图象的图线斜率求加速度。
[题组训练] 1．(2017· 福建省毕业班质量检测)用如图甲所示实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。小车的质量为 M 保持不变，改变悬挂重物的质量，重物下落过程中，每次用 50 Hz 的电磁打点计时器打出一条纸带并读出弹簧测力计的示数 F。实验中已平衡摩擦力，滑轮及细线的质量不计。以小车为研究对象：
(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图乙所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中 O 点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________。
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2．验证力的平行四边形定则 (1)实验原理使一个力作用效果跟两个力共同作用效果相同。 (2)操作关键 ①每次拉伸结果位置 O 必须保持不变； ②记下每次各力的大小和方向； ③画力的图示时应选择适当的标度。
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(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量 D．用手托稳重物、接通电源后，撤手释放重物
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实验步骤如下： ①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，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线被挡光片遮住的时间 Δt； ③用 Δx 表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v 表示滑块在挡光片遮住光线的 Δt 时间内的平均速度大小，求出 v ；
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乙 A．OA、AD 和 EG 的长度 C．BD、CF 和 EG 的长度 B．OC、BC 和 CD 的长度 D．AC、BD 和 EG 的长度
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考向二
“橡皮条、弹簧、碰撞”类实验
1．探究弹力和弹簧伸长量的关系 (1)实验原理要测出每次悬挂重物的重力大小 F 和弹簧伸长的长度 x，建立 F x 坐标，描点作图探究。 (2)操作关键 ①实验中不能挂过多的钩码，使弹簧超过弹性限度。 ②作图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在两侧。
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④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②③； ⑤多次重复步骤④； ⑥利用实验中得到的数据作出 v t 图，如图(c)所示。
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2．求瞬时速度的方法利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。如图所示，求打某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔 xn＋xn＋1 T 的两段位移 xn 和 xn＋1，则打 n 点时的速度 vn＝ 2T 。
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3．(2017· 全国卷Ⅲ· 22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为 x 轴，纵轴为 y 轴，最小刻度表示 1 mm)的纸贴在桌面上，如图(a)所示。将橡皮筋的一端 Q 固定在 y 轴上的 B 点(位于图示部分之外)，另一端 P 位于 y 轴上的 A 点时，橡皮筋处于原长。 (1)用一只测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原点 O。此时拉力 F 的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示，F 的大小为________N。
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(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
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完成下列填空： (1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小，用 vA 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 vA、a 和 Δt 的关系式为 v ＝________。 (2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________cm/s2。(结果保留三位有效数字)

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