力学创新实验
工程力学创新实验方案
工程力学创新实验方案一、实验目的本实验旨在通过创新实验方案，拓展工程力学实验的内容和方法，提高学生对工程力学课程的理解和应用能力，培养学生解决工程实际问题的能力。
二、实验内容1. 利用新材料和新技术开展工程力学实验2. 设计并开发新型工程力学实验设备3. 结合计算机仿真技术开展工程力学实验研究4. 探索工程力学实验教学与企业合作的新模式三、实验步骤1. 利用新材料和新技术开展工程力学实验（1）选取一个具有典型实际应用价值的工程力学实验课题，如材料性能测试、结构力学模型等。
（2）采用新材料和新技术，如纳米材料、碳纤维材料等，进行实验研究。
（3）采用先进的测量和分析设备，如纳米力学测试仪、原子力显微镜等，对实验数据进行分析和处理。
（4）结合新材料和新技术的特点，对比实验结果，总结新材料和新技术在工程力学中的应用优势和局限性。
2. 设计并开发新型工程力学实验设备（1）针对工程力学实验中存在的技术难题，如设备精度、实验环境控制等，进行实验设备的设计和研发。
（2）结合现代化制造技术，如3D打印、激光切割等，自主设计并开发新型工程力学实验设备。
（3）对新型工程力学实验设备进行实验验证，评估其性能和可行性。
3. 结合计算机仿真技术开展工程力学实验研究（1）选取一个具有代表性的工程力学实验课题，如结构力学、动力学、材料力学等。
（2）利用计算机仿真软件，建立相应的数值模型，并进行模拟计算。
（3）对比计算结果与实验数据，分析计算模型的准确性和可靠性。
（4）探索计算机仿真技术在工程力学实验研究中的应用前景和发展方向。
4. 探索工程力学实验教学与企业合作的新模式（1）选取一个具有潜在应用价值的工程力学实验课题，与相关企业合作，开展实验研究。
（2）利用企业资源和技术支持，对实验课题进行深入研究和探索。
（3）通过与企业的合作，开展实验教学与产业研究的结合，拓展工程力学实验教学的应用领域。
四、实验设计1. 实验方案的选择（1）根据实验目的和内容，确定实验方案的选择及实验课题的具体内容。
(高中物理)专题10力学创新实验
年高考物理实验精选百题解析专题10 力学创新实验1、〔8分〕〔13校联考〕随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力〞。
某同学想通过简单的器材，包括“台秤、卷尺和秒表〞，验证是否“省力〞。
他认为是否“省力〞需比较同等条件下人所消耗的能量多少。
〔1〕步骤一：估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1。
他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功，运用上述器材，他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d〞；运用上述物理量符号可得E 1= ________________〔写表达式〕〔2〕〔单项选择题〕一个体重为60k g普通高中男生，步行100米，消耗能量约〔〕〔3〕步骤二：估测一个人骑自行车沿直线前进距离s所消耗的能量E2。
他假定人骑自行车前进时阻力不变。
他测量了“人和车的总质量M，骑车匀速前进距离s1和对应的时间t〞，他还可以测___________________________________〔写出一个物理量及相应符号〕，运用上述物理量符号可得E2 =______________〔写表达式〕。
最后比较E1和E2，即可验证是否“省力〞。
以测停止蹬车后人和自行车滑行的距离s2，骑车匀速前进速度v= s1/t，由动能定理，E2-fs1=12Mv2，f s2=12Mv2，联立解得：E2=22212tssMs。
2．〔6分〕〔闵行区二模〕某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了以下图a 所示的实验：质量为m 的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O 处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A 经过某位置时的瞬时速度v A ，并记下该位置与转轴O 的高度差h 。
⑴设杆的有效宽度为d 〔d 很小〕，A 端通过光电门的时间为t ，那么A 端通过光电门的瞬时速度v A 的表达式为。
⑵调节h 的大小并记录对应的速度v A ，数据如下表。
为了寻找反映v A 和h 的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系________________。
理论力学创新实验
的确定
摩擦因素
9
高速转子动平衡测 对高速转子进行动平
试实验
衡校准
2人
2 提高 选做
10
转动刚体动反力测 测量转动刚体的静反
试
力和动反力
2人
2 提高 选做
11
用自由衰减振动法 测定单自由度振动 系统的阻尼比
用自由衰减振动测定 单自由度阻尼比
1 提高 选做
用半功率点法测定
12 单自 由度振动系统
1 提高 选做
25
走钢丝的平衡问题 分析
个人或 小组
研究 选做
26
玉米摘穗装置设计 原理及分析
个人或 小组
研究 选做
27
万能铁皮钳的原理 分析及改进设计
个人或 小组
研究 选做
28
杠杆原理应用的典 范-大力钳
个人或 小组
研究 选做
29
推土机机构运动分 析
个人或 小组
研究 选做
30
起重机机构运动分 析
个人或 小组
31
2人
改变三线摆扭转角、测 2 人
实验 时数
2 2 1 1
2
2 2
实验 类型
基本
必做 选做
必做
基本 必做
基本 必做
基本 必做
提高 选做
提高 选做 提高 选做
备注
动 惯 量 量 测精 度 影 量试件的转动惯量
响
自行车轧皮与车圈 测量晴天和雨天的自
8 之间的动摩擦因数 行车轧皮与车圈的动 2 人
2 提高 选做
46
单式动力吸振器的 吸振实验
个人或 小组
47
复式动力吸振器的 吸振实验
个人或 小组
2020新课标高考物理练习：力学创新实验含解析
(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.(20xx·青岛二模)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 ＝θ ②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.F1 1.0010.580… 1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根据表格，A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(g取10 m/s2，保留1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3．(20xx·全国押题卷二)甲、乙同学均设计了测动摩擦因数的实验，已知重力加速度为g.(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一个轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平，实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F，则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ＝________．(2)乙同学的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平，实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t；在坐标系中作出F－1t2的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为________(填所测物理量及符号)．根据所测物理量及图线信息，可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ＝________．热点17力学创新实验1．解析：(1)Ⅱ.由平抛运动规律，s＝v t，h＝12gt2，解得v＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹。
探索力学 小学生的科学实验
探索力学小学生的科学实验力学是物理学的一个重要分支，研究物体的力、运动和相互作用。
运用力学原理进行科学实验，不仅可以培养小学生的科学思维和实践能力，还能让他们在实验中亲身体验力学的奥妙。
本文将介绍几个适合小学生探索力学的简单实验。
实验一：物体的平衡材料：一本书、一支铅笔步骤：1. 将一本书平放在桌子上。
2. 将铅笔横放在书上，调整铅笔的位置，使其保持平衡。
3. 尝试移动铅笔，观察书的反应。
实验原理：物体保持平衡的条件是施加在物体上的力相互平衡。
在这个实验中，铅笔的重力和桌子对其的支持力达到平衡，使其保持横放的状态。
当移动铅笔时，这种平衡状态被打破，书将对铅笔施加一个力，试图让它重新恢复平衡。
实验二：斜面小车材料：一块平滑的斜面，一辆小车，一张纸片步骤：1. 将斜面放在桌子上，使其略带倾斜。
2. 将小车放在斜面的上方，放开小车，观察其滑下斜面的情况。
3. 将纸片折成坡度适合的斜面，再次进行实验。
实验原理：当小车放在斜面上时，斜面施加一个平行于斜面的向下力——分解为垂直向下的重力和平行于斜面的支持力。
小车在斜面上滑下的速度和斜面的角度有关，角度越大，小车下滑的速度越快。
而利用纸片将斜面变陡，小车会更快地下滑。
实验三：重物砰砰砰材料：一个玻璃杯，一张纸片，一块硬纸板，一块重物（如铅笔）步骤：1. 将玻璃杯倒扣在桌子上。
2. 将纸片摺叠成一个小坡，放在杯子的边缘。
3. 将硬纸板插入纸片下方，支撑住它。
4. 将重物慢慢放在纸片的上方。
实验原理：当重物放置在纸片上方时，纸片承受了重力，会弯曲。
当纸片弯曲到一定程度时，会突然断裂，重物会掉进杯内。
这是因为纸片的弯曲会引起材料的内部应力，当弯曲超过纸片的承受极限时，纸片就会断裂。
通过以上几个简单的实验，小学生可以亲身感受力学的基本原理和实际应用。
在实验中培养的观察、分析和解决问题的能力，对他们的科学素养和创新思维的发展都有着积极的影响。
因此，我们鼓励小学生进行更多的科学实验，让他们在实践中探索力学的奥秘，激发他们对科学的兴趣和热爱。
材料力学教学创新实践(3篇)
第1篇一、引言材料力学作为一门重要的基础课程，在工程教育和科学研究领域具有广泛的应用。
然而，传统的材料力学教学模式往往以教师讲授为主，学生被动接受知识，导致学生缺乏主动性和创造性。
为了提高教学效果，培养具有创新精神和实践能力的人才，本文提出了一种材料力学教学创新实践方法。
二、教学创新实践方法1. 项目驱动教学项目驱动教学是一种以项目为中心的教学模式，通过学生完成实际项目来学习知识、解决问题。
在材料力学教学中，可以设计一系列与实际工程相关的项目，如桥梁设计、建筑结构分析等。
学生通过参与项目，将理论知识与实际应用相结合，提高实践能力和创新思维。
具体步骤如下：（1）项目设计：根据材料力学的教学大纲和实际工程需求，设计具有挑战性和实践性的项目。
（2）项目分解：将项目分解为若干个阶段，每个阶段对应一个知识点。
（3）学生分组：将学生分成若干个小组，每个小组负责完成一个阶段的项目。
（4）指导与交流：教师对学生在项目过程中遇到的问题进行指导和交流，帮助学生解决难题。
（5）成果展示与评价：项目完成后，各小组进行成果展示，教师和同学对项目进行评价。
2. 翻转课堂教学翻转课堂教学是一种将传统课堂讲授与课后自主学习相结合的教学模式。
在材料力学教学中，可以将课堂讲授的内容通过视频、PPT等形式提前上传到网络平台，学生在家自主学习和预习。
课堂上，教师引导学生进行讨论、实践和总结，提高课堂互动性和学习效果。
具体步骤如下：（1）课前预习：学生通过网络平台观看教师上传的教学视频，了解课程内容。
（2）课堂互动：教师组织学生进行讨论、实践和总结，加深对知识的理解。
（3）课后巩固：学生通过课后作业、实验等环节巩固所学知识。
3. 虚拟仿真实验虚拟仿真实验是一种利用计算机技术模拟实际实验过程的教学方法。
在材料力学教学中，可以设计一系列虚拟仿真实验，如材料拉伸、压缩、弯曲等。
学生通过虚拟实验，直观地了解实验现象，掌握实验原理，提高实验技能。
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班是由清华大学力学与工程科学系创办的一个以培养创新型人才为目标的实验班。
该实验班以培养学生独具慧眼、敢为人先、自主创新、勤奋韧毅、综合素质强的高水平科技创新人才为主要目的。
在学术及教育方面，实验班力求创新、实践，通过一系列改革举措，构筑起符合时代要求的新教育模式，积极地探索高层次科技创新人才的培养路径。
同时，实验班大力推进国际化教育，多次与国际著名高校及科研机构开展合作交流，引进先进的教学技术与理念，为学生提供更多的全球视野和机会。
钱令希力学创新实验班已成为清华大学力学与工程科学系全面深化教育改革的新理念、新体制和新成果的集中展示。
钱令希力学创新实验班成立于2003年，以清华大学特聘教授钱令希先生的名字命名，是清华大学力学与工程科学系佼佼者的培养基地。
该实验班对于学生的招生具有极高的要求，要求学生具备严密的思维、刻苦钻研的精神、创新的动力和较好的英语语言表达能力。
实验班分为理科和工科两大类，学生需要在入学时进行选择，实行小班教学，每个班级只招收30名学生。
除了学术和教育方面的重视外，钱令希力学创新实验班还非常注重学生的实践与交流。
实验班定期举办各种学术讲座、学生科技创新竞赛及各类国际交流活动等，鼓励学生广泛参与学术创新研究和社会实践活动，培养学生创新精神和实践能力。
实验班学生毕业后可以从事科研、教学、工程技术、投资管理和国际化企业的各个领域。
在过去的十几年，钱令希力学创新实验班已经为中国乃至全球的力学与工程科学领域输送了一大批高素质人才，成为了中国高等教育的一张靓丽名片，并在国际学术界和工业界享有良好的声誉。
材料力学创新实验报告
材料力学创新实验报告——加强筋对钢板强度的作用分析一、实验背景生活中, 很多都多构件都是用钢制的薄板做成的。
如宿舍中放物品的架子、图书馆中的书架、柜子的门等等。
通过观察, 我们发现: 这些钢板的背面都焊有一块长条状的加强筋。
而这些钢板又普遍要承受较大的载荷, 我们就考虑到: 这些加强筋对钢板强度的提高是否有帮助呢？同时我们有考虑到, 长条状的加强筋并没有覆盖到钢板的各个位置, 因此我想到: 对于有加强筋的钢板, 平面上不同位置的应变是否存在不同？二、实验目的1.通过将有加强筋的钢板与没有加强筋的钢板同时加载, 观察加强筋对钢板各点应力大小的影响。
2、通过粘贴应变花, 判断钢板受载荷时是否承受扭转应力。
三、实验方案选取两块材料、尺寸相同钢板, 其中一块背面焊有加强筋、另一块没有加强筋。
进行对照试验。
分别在两块钢板上相同的位置粘贴应变片。
并分别在相同位置加载, 测量各点应变, 进行对比。
分析加强筋对钢板强度的影响。
四、实验过程1.前期准备我们在实验室的柜子里找到了一块带有加强筋的钢板。
为了进行对比研究, 我们找到了一位铁匠师傅, 帮我们做了一块尺寸一样, 但是没有加强筋的钢板。
2.贴片方案本次实验, 我们在两块钢板上共贴了24个应变片。
如图2-1, 在没有加强筋的钢板上, 我们分别在正反面A.B.C.D四点各贴一片, 共计8片。
如图2-2, 在有加强筋的钢板上, 除了上述8片之外, 还在C、D点±45°方向的贴了片, 以研究钢板是否受扭。
图2-1图2-23.加载方案现实中承重钢板均可近似看成是承受的均布载荷, 对于本实验来讲, 采用均布加载似乎更合理些。
但由于应变片就在钢板的表面, 考虑到采用均布加载会触碰到应变片。
因此我们采用集中加载。
通过分析我们发现钢板应力最大的点为加载点。
因此我们在粘贴应变片的位置(即上图的A.B.C.D四点)分别加载。
每个点分别放置0.5kg 、1kg、2kg砝码, 进行三次加载。
一组创新流体力学小实验
一组创新流体力学小实验1 吹气成“雾”将一小段细玻璃管在酒精灯火焰上烧软后弯成V形，成一连通器(也可采用透明细塑软管弯制)，在里面装上色水。
可看到连通器内的水柱在静止时两边液面平齐(成一小压强计)。
实验时用一段玻璃管(其它空心细管也行)对着V形玻璃管的a端吹气。
由于a端玻璃管口的空气流速大，压强小，在大气压的作用下，V形管的水柱向a端移动(可看到V形管里a端水面明显高于b端)。
如果使劲吹，则可看到a端玻璃管口有细水珠(“雾”)喷出，如图1所示，并可将V形管里的水全部吹完。
此实验可说明喷雾器的原理。
2 物“钻”水管取一段塑料软管(笔者用洗衣机排水管)，将一些硬泡沫塑料弄碎(大小应能顺利进入塑料水管为宜)，并把它们倒在桌面上。
实验时将塑料软管的a端对着碎泡沫塑料，使劲甩动塑料管的b端，让它快速地做圆周运动。
由于b端空气流速大，压强小，则在大气压的作用下，塑料管内形成一股气流，气流方向由a端指向b端。
看到的现象是，桌面上那些碎塑料块快速地从a端的塑料管中“钻”入，而从b端的塑料管口中“跑”出来，如图2所示。
3 压强大小比较器材：两支一次性注射器，一支为5mL，一支为2.5mL，胶皮管一小段(外径0.8cm)，两小段细玻璃管(或透明稍硬细塑料管!注射器套针头塑料管笔)，AB胶。
制作：取1个饮料瓶盖子，在其上面打孔，直径能让大注射器的外筒紧紧套入。
将大注射器外筒上的手柄剪圆(注意留有翻边)，把大注射器的外筒从盖里的孔中向盖外穿出，让注射器剪圆后的翻边卡在盖底(用AB胶再粘牢)。
将两支一粗一细的一次性注射器的装针部分去除(成圆筒状)，用细玻璃管在火上烧热后在两注射器上打孔，在注射器打好的孔上分别安上玻璃管(或细塑料稍硬吸管)，并用AB胶粘牢，形成两个“三通”。
在小注射器的外筒上套入一小段胶皮管后紧紧插入注射器的外筒内。
装置如图3所示。
(1)“我”出“你”进实验时将色水装入(可用注射器)图3装置的a、b玻璃管中(成两段小水柱)，对着瓶盖口往大注射器外筒内吹气。
力学实验与创新(纸带类实验)
即“变曲为直”。
(5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单
位。
(6)明确图像的斜率、截距的物理意义。
考向一 研究匀变速直考点线二运栏动目索 引
1.某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线
运动。
(1)实验中,必需的措施是 AB 。高考导
A.细线与长木板平行
航
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
测量小球下落的距离,故需要米尺。
(2)由于不知照相机的放大倍数,故不能通过测量小球在照片上
下落的距离来获得小球的实际下落距离,所以只能将米尺与小
球的运动拍摄在同一张照片中。因小球做自由落体运动,故
米尺只能竖直放置。
(3)由Δx=gT2得当地的重力加速度的大小为g=
Δx T2
= (0.587-0.245)-0.245 m/s2=9.7 m/s2。
专题整合
栏目索 引
高考导 航
专题七 实验技能与创新
微专题 ⑰ 力学实验与创新
栏目索 引
高考导 航
考情速览
栏目索 引
考点、年份
1.“纸带” 类实验
2.“橡皮条 、弹簧、碰 撞”类实验
2017 全国卷Ⅰ
T22 全国卷Ⅱ
T22
全国卷Ⅲ T22
2018
2019
全国卷
高考导
航
——
ⅠT22 全国卷Ⅱ
T22
全国卷Ⅰ T22
= 。 s6 s5 s4-s3-s2-s1
引
(2)该同9T学2 先探究合外力不变的情况下,加速度与质
量A.平的衡关摩系擦,以力下时说,要法把正装确有的砝是码D的砝码高航考盘。导 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
关于力学的科学小实验
关于力学的科学小实验
标题: 球的弹跳高度与质量的关系实验
引言：
力学是物理学的一个重要分支，研究物体的运动、力量和能量变化。
力学实验可以帮助我们更好地理解和应用力学原理。
本文将介绍一个关于力学的小实验，探究球的弹跳高度与质量的关系。
实验目的：
研究球的质量对其弹跳高度的影响，进一步了解弹力和重力的作用。
实验材料：
1. 不同质量的球（如篮球、足球和乒乓球）
2. 平坦的地面
3. 尺子
实验步骤：
1. 将地面清洁整齐，确保没有任何障碍物。
2. 选取一个合适的高度，将球从该高度自由落下，记录球的弹跳高度。
3. 重复步骤2，每次更换不同质量的球，记录弹跳高度。
4. 重复实验多次，取平均值以提高结果的准确性。
实验结果：
经过多次实验，我们得到了以下结果：
1. 随着球的质量增加，弹跳高度减小。
2. 乒乓球弹跳高度最高，足球次之，篮球弹跳高度最低。
实验分析：
根据实验结果，我们可以得出结论：球的质量与弹跳高度呈反比关系。
这是因为球下落时受到的重力相同，但质量较大的球在弹力的作用下需要更多的能量才能弹起，因此其弹跳高度较小。
实验应用：
1. 在运动中，运动员可以通过调整球的质量来控制球的弹跳高度，以达到更好的比赛效果。
2. 在设计其他弹性体的产品时，也可以参考质量与弹跳高度的关系，以满足特定的需求。
结论：
通过本实验，我们验证了球的弹跳高度与质量之间的关系，发现质量较大的球弹跳高度较小。
这一实验结果对于理解弹力和重力在物体运动中的作用具有重要意义，并且在实际生活和工程应用中具有一定的指导价值。
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班是一所致力于培养学生创新思维和实践能力的特色班级。
该实验班的创办者是钱令希教授，他是一位在力学领域有着深厚造诣的学者。
通过创办这个实验班，钱教授希望能够为学生提供一个独特的学习环境，激发他们的学术兴趣和创新潜能。
钱令希力学创新实验班的招生对象是对力学和相关学科有浓厚兴趣的高中生。
学生通过选拔考试和面试等方式被选拔进入该实验班，以确保班级的学术素质和学生的学习动力。
该实验班的课程设置注重培养学生的创新思维和实践能力。
除了基础的力学知识外，学生还将学习理论和实验研究方法，以及力学在实际应用中的技术和工程问题。
班级还会组织学术研讨会、科研项目等活动，让学生能够亲身参与到科学研究中，提高他们的综合素质和解决问题的能力。
钱令希力学创新实验班还与一些高校和科研机构建立了良好的合作关系，学生有机会参与相关研究项目，并与专业领域的学者和科研人员进行交流和合作。
这为学生提供了一个广阔的学术平台，帮助他们深入了解力学领域的最新研究进展，并开拓创新思路。
该实验班的毕业生有着良好的学术素质和研究能力，受到高校和研究
机构的青睐。
许多毕业生进入了国内外一流大学攻读学士、硕士和博士学位，也有不少人成为了力学领域的杰出学者和工程师。
他们在学术研究、工程实践和科技创新等领域都取得了显著的成就。
总之，钱令希力学创新实验班通过提供优质的学习环境和培养方案，致力于培养具有创新精神和实践能力的力学人才。
这为学生的未来发展奠定了坚实的基础，也为力学领域的发展贡献了人才力量。
力学实验与创新
力学实验①研究匀变速直线运动；②②探究弹力和弹簧伸长量的关系；③③验证力的平行四边形定则；④④验证牛顿第二定律；⑤⑤探究做功和物体速度变化的关系；⑥⑥验证机械能守恒定律；应考策略 1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，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．一、游标卡尺和螺旋测微器的读数例1用游标卡尺测得某样品的长度如图甲所示，其读数L＝________mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a＝________mm.20.15 1.730(1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图甲所示，则小球的直径d＝________ mm.(2)知识的迁移能力是非常重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面的问题：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度．为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度．如图乙中画出了游标和圆盘的一部分．读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为________度．(1)10.975(2)20.6二、验证力的平行四边形定则例2有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则．在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB 和F T OC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是________．A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________．A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B ．量出OA 、OB 、OC 三段绳子的长度 C ．用量角器量出三段绳子之间的夹角D ．用天平测出钩码的质量(3)在作图时(如图4)，你认为图示中________是正确的．(填“甲”或“乙”)(1)BCD (2)A (3)甲“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，P 为橡皮条与细绳的结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点P 拉到位置O .①从图甲可读得弹簧秤B 的示数为________ N.②为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的______(填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力． ③图乙中与F 1、F 2效果相同的力是________(填“F ”或“F ′”)． ④图乙中方向一定沿 AO 方向的力是________(填“F ”或“F ′”)．①3.8 ②图示 ③F ′ ④F ′三、探究弹力和弹簧伸长量的关系例3 通过《探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系》实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F 的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x 成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同．已知一根原长为L 0、劲度系数为k 1的长弹簧A ，现把它截成长为23L 0和13L 0的B 、C 两段，设B 段的劲度系数为k 2、C 段的劲度系数为k 3，关于k 1、k 2、k 3的大小关系，同学们做出 了如下猜想．甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k 1＝k 2＝k 3 乙同学：弹簧越短劲度系数越大，所以，k 1<k 2<k 3 丙同学：弹簧越长劲度系数越大，所以，k 1>k 2>k 3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成．实验所需的器材除铁架台外，还需要________． (2)简要实验步骤如下，请完成相应填空．a ．将弹簧A 悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A 的长度L 0；b ．在弹簧A 的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n 个)并用刻度尺测量弹簧的长度L 1；c ．由F ＝mg 计算弹簧的弹力；由x ＝L 1－L 0计算出弹簧的伸长量．由k ＝Fx 计算弹簧的劲度系数；d ．改变________________，重复实验步骤b 、c ，并求出弹簧A 的劲度系数k 1的平均值；e ．按要求将弹簧A 剪断，分成B 、C 两段，重复实验步骤a 、b 、c 、d.分别求出弹簧B 、C 的劲度系数k 2、k 3的平均值．比较k 1、k 2、k 3并得出结论．(3)下图是实验得到的图线．根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(2)钩码的个数(3)同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大(或越长的段，劲度系数越小) 四、以打点计时器或光电门为工具的力学实验例4(2013·四川·8(2))如图所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔE k.补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).k③实验前已测得托盘质量为7.7×10－3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)．①匀速直线②0.111 50.110 5③0.015新课标《考试大纲》规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律．这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常见有以下三大应用．1．由纸带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，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s.2．求解瞬时速度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，打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T3．用“逐差法”求加速度如图所示，a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)(3T )2有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d )通过光电门的时间Δt 内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即v ＝dΔt.(2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L ，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝v 22－v 212L.某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，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t 1、t 2.(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v 1＝________，v 2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________________．(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)． (2)则滑块的加速度可以表示为a ＝________(用题中所给物理量表示)．(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是________和________，机械能守恒的表达式为________________(用题中所给物理量和测量的物理量表示)．(1)d t 1 d t 2 极限法 (2)d 22L (1t 22－1t 21) (3)沙桶的质量m 滑块的质量MmgL ＝12(M ＋m )d 2(1t 22－1t 21)力学创新实验的分析技巧审题示例(2013·新课标Ⅰ·22)(7分)图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)的示数如图所示．其读数为________ cm.(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”)． (1)0.960 (2)12s [(d Δt B )2－(d Δt A )2] (3)mg －(M ＋m )a Mg(4)系统误差为了探究合外力做功与物体动能改变的关系，某同学设计了如下实验方案：第一步：如图甲所示，把木板一端垫起，滑块通过细绳与一重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速运动．第二步：如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器．第三步：接通电源，释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示．其中打下计数点O 时，滑块的速度为零，相邻计数点的时间间隔为T .(1)根据纸带求打点计时器打E 点时滑块的速度v E ＝________.(2)已知重锤质量为m ，当地的重力加速度为g ，合外力在OE 段对滑块做功的表达式W OE ＝________.(3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功W 及A 、B 、C 、E 各点的速度v .以v 2为纵轴，以W 为横轴建立坐标系，作出v 2－W 图象，发现它是一条过坐标原点的倾斜直线，测得直线斜率为k ，则滑块质量M ＝________. 答案 (1)x 6－x 42T (2)mgx 5 (3)2k解析 (1)根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得v E ＝x 6－x 42T .(2)本实验中将重锤的重力当作合外力，合外力在OE 段对滑块做的功为mgx 5. (3)根据动能定理有W ＝12M v 2，得v 2＝2M W ，所以2M ＝k ，M ＝2k .1．(2013·广东·34(1))研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50 Hz ，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平板上，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v 5＝________.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 ＝________.2． 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，理论与实际都表明k ＝YSL ，其中Y 是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．(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)用如图甲所示的实验装置可以测量出一段横截面积是圆形的橡皮筋的杨氏模量Y 的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L ＝20.00 cm ，利用测量工具a 测得橡皮筋未受到拉力时的直径D ＝4.000 mm ，那么测量工具a 应该是________________．(3)用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y 值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F 与伸长量x 的实验记录．处理数据时，可在图乙中作出F －x 的图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝______N/m.(保留两位有效数字)(4)这种橡皮筋的杨氏模量3． 某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则，设计了如下实验：(1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上M 点，在橡皮筋的中点O 再用细线系重物，自然下垂，如图甲所示． (3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的N 点，如图乙所示． 为完成实验，下述操作中需要的是________． A ．橡皮筋两端连接的细线长度必须相同B ．要测量图甲中橡皮筋Oa 的长度和图乙中橡皮筋Oa 、Ob 的长度C ．M 、N 两点必须在同一高度处D ．要记录图甲中O 点的位置及过O 点的竖直方向E ．要记录图乙中结点O 的位置、过结点O 的竖直方向及橡皮筋Oa 、Ob 的方向 4． 用如图所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验．(1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板________(填“远离”或“靠近”)滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做________运动． (2)为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用________法．(3)保持小车受力不变，测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度．某次实验中打出如图5所示的纸带(打点计时器电源的频率为50 Hz)，则这个加速度值a ＝______m/s 2.(4)某同学把实验得到的几组数据画成图6的a －m 图象，为了更直观描述小车的加速度跟其质量的关系，请你根据他的图象在图7中画出a －1m图象．图6 图75．(2013·福建·19(1))在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图)：①下列说法哪一项是正确的________．(填选项前字母)A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放②下图是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字)．6．“动能定理”和“机械能守恒定律”是物理学中很重要的两个力学方面的物理规律．有一名同学设计了如图甲所示的实验装置．一个电磁铁吸住一个小钢球，当将电磁铁断电后，小钢球将由静止开始向下加速运动．小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间t，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h.(1)这名同学为了验证“动能定理”，用游标卡尺测量了小钢球的直径，结果如图乙所示，他记录的小钢球的直径d＝________cm.(2)这名同学在验证“动能定理”的过程中，忽略了空气阻力的影响，除了上述的数据之外是否需要测量小钢球的质量？________(填“需要”或“不需要”)(3)该同学如果打算用这套装置验证机械能守恒定律，下面的做法能提高实验精度的是A．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的直径B．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的直径C．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的质量D．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的质量7．(2013·新课标Ⅱ·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l0(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________(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．1、①DCBA ②0.1 ③s 4＋s 52T ④(s 4＋s 5＋s 6)－(s 1＋s 2＋s 3)9T 2解析 ②时间t ＝nT 0＝5×0.02 s ＝0.1 s(n 为相邻两个计数点的间隔数)．③在匀变速直线运动中：中间时刻的速度等于平均速度．④取s 1′＝s 1＋s 2＋s 3，s 2′＝s 4＋s 5＋s 6，则：T ′＝3T ，就可用Δs ′＝s 2′－s 1′＝aT ′2求a .2、(1)D (2)螺旋测微器(或千分尺) (3)图象见解析图 3.1×102 (4)5×106 Pa解析 (1)根据表达式k ＝YS L 得：Y ＝kL S已知k 的单位是N/m ，L 的单位是m ，S 的单位是m 2，所以Y 的单位是N/m 2，也就是Pa ，故选D.(2)测量橡皮筋未受到拉力时的直径用螺旋测微器(或千分尺)．(3)根据F ＝kx 可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为k ＝3.1×102 N/m.(4)根据Y ＝kL S求得，Y ≈5×106 Pa. 3、BE解析 橡皮筋两端连接的细线长度不需要必须相同，M 、N 两点可以不在同一高度处，不需要记录题图甲中O 点的位置及过O 点的竖直方向．由于已经测出橡皮筋的原长，只需要测量题图甲中橡皮筋Oa 的长度和题图乙中橡皮筋Oa 、Ob 的长度，需要记录题图乙中结点O 的位置、过结点O 的竖直方向及橡皮筋Oa 、Ob 的方向．操作中需要的是B 、E.4、(1)远离 匀速直线 (2)控制变量 (3)0.8(或0.80) (4)如图所示解析 (1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须平衡摩擦力，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做匀速直线运动．(2)由于小车的加速度与合外力和质量有关，为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用控制变量法．(3)根据纸带，由0.035 3 m －0.019 3 m ＝2a (5/f )2解得a ＝0.8 m/s 2.(4)某同学把实验得到的几组数据画成了题图的a －m 图象，为了更直观描述小车的加速度跟其质量的关系，可根据他的图象上的一些数据点，在题图中画出a －1m图象． 5、①C ②0.653解析 ①平衡摩擦力时，是让小车的重力沿木板的分力与小车受到的摩擦力相等，故不应挂钩码，A 选项错误；为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车的质量，B 选项错误；为了有效利用纸带，且小车运动的距离应适当大一些，应使小车靠近打点计时器由静止释放，C 选项正确．②打B 点时小车的瞬时速度v B ＝s AC 150×10 s ＝(18.59－5.53)×10－2 m 0.2 s ＝0.653 m/s6、(1)1.00 (2)不需要 (3)AC解析 (1)游标卡尺读数时，先读主尺为10 mm ，再读游标尺，共10个格，每个格代表0.1 mm ，第0个格与主尺刻度线对齐，故游标卡尺读数为10.0 mm ，因此小钢球的直径为1.00 cm ；(2)在验证动能定理时，我们使用的方法是验证mgh ＝12m v 2，v ＝d t，因为两边都有质量，故不需要测质量；(3)由于空气阻力的影响，实际的方程应该是mgh －F f h ＝12m v 2，v ＝d t ，可以推得gh －F f h m ＝12v 2，v ＝d t ，所以质量越大，F f h m越小，可以提高精确性，C 正确；另外从推导过程来看d 越小，速度的测量越精确，所以A 正确．7、(1)ABC (2)mgs 24h(3)减小 增大 二 解析 (1)小球离开桌面后做平抛运动，设桌面到地面的高度为h ，小球抛出点到落地点的水平距离为s ，则有 h ＝12gt 2，s ＝v 0t ，解得v 0＝s t＝s g 2h 所以E k ＝12m v 20＝mgs 24h. 由此可知需要测量的量有m 、s 、h ，故选A 、B 、C.(2)由(1)的解析知E k ＝mgs 24h. (3)在Δ x 相同的情形下，弹簧的弹性势能相同，由E p ＝12m v 20可知：①在m 增加时，速度v 0减小，因而h 不变时s 减小，故图线的斜率减小．②m 不变时，v 0不变，h 增加时，时间变长，s 变大，故图线的斜率增大．由s －Δx 图象可知，s 正比于Δx ，即s ＝k Δx .则E p ＝12m v 20＝mgs 24h ＝mgk 24hΔx 2＝k ′Δx 2 所以E p 与Δx 的二次方成正比．（22）、天平、刻度尺、平衡摩擦力、C 、A（22）、1.2 车运动时所受摩擦阻力较大 使轨道倾斜以平衡摩擦力 0.25。
力学创新实验课程教学设计与实践
力学创新实验课程教学设计与实践目录一、内容综述 (2)二、课程设计理念与目标 (3)1. 课程设计理念 (4)2. 教学目标 (5)三、教学内容与资源建设 (5)1. 教学内容梳理与整合 (6)1.1 力学基础知识模块 (8)1.2 创新实验设计与操作模块 (9)2. 教学资源开发与利用 (10)2.1 实验室资源建设 (11)2.2 网络教学资源开发 (12)四、教学方法与手段创新 (13)1. 教学方法改革与实践 (15)1.1 启发式教学 (16)1.2 案例分析法教学 (17)1.3 团队合作式教学 (18)2. 教学手段创新与应用 (19)2.1 信息化教学手段应用 (20)2.2 实验教学软件的开发与应用 (21)五、实践环节设计与实施 (22)1. 实验课程实践环节设计原则与目标要求 (23)2. 实践环节具体实施方案与步骤安排 (25)一、内容综述在当前的教育环境中，传统的力学教学模式已经难以满足日益创新和发展的教育需求。
力学创新实验课程作为教学改革的一项重要举措，旨在通过实验教学的方式，激发学生对力学的兴趣，培养学生的创新能力、实践能力和团队协作精神。
本课程的教学设计以学生为中心，注重理论与实践相结合。
在教学内容上，我们精选了力学中的基本概念、原理和方法，并结合现代科技手段，引入了一些前沿的实验技术。
通过这些实验，学生可以在实践中加深对力学知识的理解，掌握实验技能，提高解决实际问题的能力。
在教学方法上，我们采用了翻转课堂、项目式学习等现代教学方式，鼓励学生积极参与、主动探究。
我们还注重培养学生的批判性思维和创新精神，鼓励学生对实验结果进行分析和讨论，提出自己的见解和解决方案。
在实验教学过程中，我们强调安全意识和环保意识的培养。
通过严格的实验室管理和实验操作规程，确保实验过程的安全性和环保性。
力学创新实验课程的教学设计与实践是一项系统工程，需要教师、学生和实践基地等多方面的共同努力。
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。
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。
探究加速度与力,质量关系的创新实验
探究加速度与力,质量关系的创新实验引言：加速度与力、质量关系是牛顿力学的基本概念之一，正确认识与研究这一关系对于深入理解力学规律有重要意义。
本实验基于弹簧力学原理，通过设计创新的实验装置，探究加速度与力、质量之间的关系。
实验通过数据测量与分析，揭示了质量与加速度之间的直接关系，并对实验结果进行了科学解释，为加速度与力、质量关系的认识提供了实证依据。
实验装置：1.弹簧：采用弹性较好的金属弹簧，长度为L，弹性常数为k；2.尖头测力计：用于测量弹簧受到的力；3.滑块：用于施加力于弹簧；4.光栅尺：用于测量滑块产生的位移；5.实验台：用于固定实验装置，保证实验的稳定性。
实验步骤：1.将弹簧固定在实验台上，并与尖头测力计连接。
2.放置一个滑块在弹簧上，通过施加力使其尽可能产生均匀变形，并用光栅尺测量滑块的位移。
3.对滑块施加不同的力，并记录下相应的位移以及测力计标定值。
4.重复步骤3多次，以获得较为准确的数据。
5.通过测力计标定值和位移的数据，计算出实际受力和实际位移。
6.分析实验数据，绘制受力与位移之间的关系图，并进行数据拟合。
7.根据实验数据的分析结果，推导出加速度与力、质量之间的关系式，并与经典物理理论进行对比。
实验结果与解释：通过实验得到的数据可以得出弹簧所受到的力与滑块施加的力成正比，而与滑块的质量无关。
根据胡克定律，弹簧力与其形变（或位移）成正比，而与弹簧质量无关。
由于弹簧的劲度系数k可以分别用实验数据和理论公式计算得到，且实验数据与理论结果非常接近，因此可继续推导出加速度与力、质量之间的关系式：根据牛顿第二定律：F = ma由于F与弹簧力成正比，可以得到：F = kx结合以上两个公式，可以得到：a = x(m/k)即，加速度与位移成正比，与质量和弹簧劲度系数成反比。
通过实验数据的验证，得到了加速度与力、质量之间的关系式，进一步验证了牛顿第二定律在实验条件下的有效性。
结论：本实验通过设计创新的实验装置，基于弹簧力学原理，探究了加速度与力、质量之间的关系。
关于力学创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着科技的飞速发展，力学作为自然科学的重要分支，在工程、航空航天、生物医学等领域发挥着至关重要的作用。
为了提高力学实验的教学效果，激发学生的创新思维和实践能力，本实验旨在设计并完成一项具有创新性的力学实验项目。
二、实验内容与设计本次实验项目为“新型材料力学性能测试系统的研究与开发”。
该系统旨在通过创新性的设计，实现以下目标：1. 提高测试精度：采用新型传感器和信号处理技术，提高材料力学性能测试的精度和可靠性。
2. 拓展测试功能：开发多功能测试模块，实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试。
3. 降低测试成本：优化实验设计，降低实验设备和运行成本。
三、实验原理与设备1. 实验原理：本实验基于材料力学基本理论，采用新型传感器和信号处理技术，对材料进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
通过采集实验数据，分析材料的力学性能，为材料选择和工程设计提供依据。
2. 实验设备：本实验所需设备包括：- 新型传感器：用于采集材料的力学信号。
- 信号采集与处理系统：用于实时采集、处理和存储实验数据。
- 实验台架：用于固定和支撑材料试样。
- 标准材料试样：用于测试材料的力学性能。
四、实验步骤与过程1. 试样准备：根据实验要求，制备标准材料试样，并确保试样尺寸和形状符合要求。
2. 传感器安装：将新型传感器安装在实验台架上，确保传感器与试样接触良好。
3. 信号采集与处理：启动信号采集与处理系统，采集材料的力学信号，并进行实时处理和存储。
4. 实验操作：按照实验要求进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
5. 数据分析与处理：对采集到的实验数据进行处理和分析，得出材料的力学性能参数。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过本次实验，成功开发出一套新型材料力学性能测试系统。
该系统能够实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试，测试精度和可靠性得到显著提高。
2. 结果分析：（1）新型传感器在实验中表现出良好的灵敏度和稳定性，能够准确采集材料的力学信号。
09 实验专题——力学实验(二)创新考查
6．某综合实践小组为教学楼一楼的台阶设计了一个无障碍通道，如 图1所示。它其实就是一个斜面。在设计的过程中，他们对斜面的省 力情况与斜面的倾斜程度的关系进行了研究。他们利用重G1的木块 1、重G2的木块2、刻度尺、长木板和弹簧测力计进行了如下探究；
(1)为了探究斜面的省力情况与它的倾斜程度的关系，该小组做了如 图2所示的三个实验，在实验中他们是如何改变斜面的倾斜程度的？ _移__动__木__块__2_的__位__置_______。
(2)实验过程中他们要用弹簧测力计沿木板_匀__速__直__线___拉动木块，此 时的拉力_不__等__于___(填“等于”或“不等于”)摩擦力。
(3)小组发现甲、乙、丙三次实验的拉力F1>F2>F3，所以他们得出了 结论：在__木__块__重__力__一__定__时__，__斜__面__的__倾__斜__程__度__越__大__，__越__费___力_______。
(3)以下选项中若__B___成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所 受重力的关系。 A．F1－F2＝F3－F4 B．F1－F3＝F4－F2 C．F3－F2＝F1－F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的 溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进，装置如图2所 示。向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中，观察 到A的示数逐渐__变__小___，B的示数逐渐__变__大___，且A、B示数的变化 量_相__等___(填“相等”或“不相等”)。
(4)在实验过程中，为了使实验更严谨，通过斜面高和长来确定斜面
的倾斜程度，于是用刻度尺测量了斜面长为s，木块1长为a，三次实
验的斜面高分别为h1、h2、h3，实验结束后他们发现，根据这些数
弹簧弹力与形变量的关系 高中物理课件 第二章 力学 创新实验课(02)
创新实验课 02探究弹簧弹力与形变量的关系一、实验基本技能1．实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系．(2)学会利用图像法处理实验数据，探究物理规律．实验基础知识2．实验原理(1)如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的关系．3．实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等．4．实验步骤(1)根据实验原理图，将铁架台放在桌面上(固定好)，将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上，并用重垂线检查刻度尺是否竖直．(2)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0，即弹簧的原长．(3)在弹簧下端挂上钩码，待钩码静止时测出弹簧的长度l，求出弹簧的伸长x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)．(4)改变所挂钩码的数量，重复上述实验，要尽量多测几组数据，将所测数据填写在表格中．记录表：弹簧原长l0＝________cm. 次数内容 123456拉力F/N弹簧总长/cm弹簧伸长/cm二、规律方法总结1．数据处理(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图，连接各点得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数表达式中常数的物理意义．2．误差分析(1)系统误差：钩码标值不准确和弹簧自身重力的影响造成系统误差．(2)偶然误差：产生原因减小方法弹簧拉力大小的不稳定弹簧一端固定，另一端通过悬挂钩码的重力来充当对弹簧的拉力，待稳定后再读数弹簧长度测量不准固定刻度尺，多测几次描点、作图不准坐标轴的标度尽量大一些，描线时让尽可能多的点落在线上或均匀分布于线的两侧3.注意事项(1)安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧．(2)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度．(3)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．(4)观察所描点的走向：不要画折线．(5)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．命题点一实验原理与操作例 1(1)为完成实验，还需要的实验器材有：___________________________________.(2)实验中需要测量的物理量有：________________________________________.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点是由于__________________．(4)为完成该实验，设计实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个、…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：______________________________.答案：(1)刻度尺 (2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)200 弹簧自身的重力 (4)CBDAEFG[对点演练]1．某同学想将一个弹簧改装成简易弹簧测力计，进行了如下操作(弹簧始终未超出弹性限度范围)．(1)首先将下端带指针的弹簧竖直悬挂在铁架台上，测量弹簧的原长．(2)接着，将刻度尺靠近弹簧固定．弹簧下端悬挂不同质量的物体，待静止后读出指针指着的相应刻度．该同学以悬挂物体的重力为纵坐标，弹簧的形变量为横坐标，根据测得的实验数据，作出如图所示的图像．由图像可知此弹簧的劲度系数为________N/m.(3)然后再在刻度尺的刻度旁标注对应力的大小．如果未悬挂物体时，指针对应刻度为5 cm，则该同学应在5 cm处标注为________ N，在8 cm处标注为________ N.(4)最后该同学为了验证改装后的弹簧测力计标度是否准确，找了一只标准的弹簧测力计，他可以采用的方法是_________________________________.(只回答一种即可)解析：(2)由胡克定律，mg＝kx，图像斜率等于弹簧的劲度系数，k＝100 N/m.(3)如果未悬挂物体时，指针对应刻度为5 cm，则该同学应在5 cm处标注为0 N，在8 cm处，弹簧伸长x＝3 cm，对应的拉力为3 N，所以标注为3.0 N.(4)用标准的弹簧测力计和改装后的弹簧测力计分别测量同一物体的重力，若相同，则标度是准确的．答案：(2)100 (3)0 3.0(4)用标准的弹簧测力计和改装后的弹簧测力计分别测量同一物体的重力，若相同，则标度是准确的(2022·葫芦岛阶段性测试)某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为m＝50 g的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与形变量的关系，如图甲所示．命题点二数据处理与误差分析例 2(1)该组同学在做该实验时，依次在弹簧下端挂上钩码，并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下：钩码个数12345弹力F/N0.5 1.0 1.5 2.0 2.5指针对应刻度l/cm12.5115.3916.1117.30当挂2个钩码时，指针对应刻度如图甲所示，将指针示数填入表格中；在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度l为横轴的坐标系中，如图乙所示，在图乙中描点画出第2组对应的数据点，并连线得到Fl图像．请根据图像分析并得出以下结论．①弹簧原长为________ cm.②弹簧的劲度系数k＝________ N/cm(保留两位有效数字)．(2)弹簧与绳有一点相似之处，都可以认为是一个传递力的媒介．某位同学根据这个观点推广认为：将两个同样的弹簧串接在一起后，弹簧的劲度系数k与原来一样．你认为他的想法正确吗？________(选填“正确”或“不正确”)，并说明你的理由：______ _____________________________________________________________________.解析：(1)由题图甲可知，刻度尺的读数为13.70 cm.描点连线得到的图像如图所示．答案：(1)13.70 见解析图 ①11.40 ②0.41(2)不正确 两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变(1)Fx图像和Fl图像的斜率均表示弹簧的劲度系数．(2)Fx图像理论上应是一条过原点的直线，但弹簧自重对实验造成的影响可引起Fx图像发生平移．(3)Fl图像与l轴交点的横坐标表示弹簧原长．题后反思[对点演练]2．如图(a)所示，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9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留三位有效数字)．答案：3.775 53.7命题点三创新拓展实验实验原理的创新1．弹簧水平放置，消除弹簧自身重力对实验的影响．2．改变弹簧的固定方式，研究弹簧弹力大小与压缩量大小的关系.实验器材的创新将弹簧水平放置，且一端固定在传感器上，传感器与电脑相连，对弹簧施加变化的作用力(拉力或推力)时，电脑上得到弹簧弹力和弹簧形变量的关系图像，分析图像得出结论.(2021·广东卷)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端．实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数L n，数据如下表所示．实验过程中弹簧始终处于弹性限度内．采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数．例 3n123456 L n/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09【解题方案】第1步：弄清实验目的：测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数．第2步：理清实验原理：斜面上小球受力平衡，利用平衡条件求出弹簧弹力，再根据胡克定律求出弹簧劲度系数．第3步：制定数据处理方案：弹簧弹力与弹簧的压缩量成正比，因此只要求出多次测量的平均弹力和平均压缩量，即可利用胡克定律求出劲度系数．答案：(1)6.04 6.05 (2)3 (3)48.6[对点演练]3．(实验原理的创新)某同学利用图1所示装置来探究弹簧弹力与形变量的关系．设计的实验如下：A、B是质量均为m0的小物块，A、B间由轻弹簧相连，A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连．挂钩上可以挂上不同质量的物块C.物块B下放置一压力传感器．物块C右边有一个竖直的直尺，可以测出挂钩下移的距离．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度g＝9.8 m/s2.实验操作如下：(1)不悬挂物块C，让系统保持静止，确定挂钩的位置O，并读出压力传感器的示数F0.(2)每次挂上不同质量的物块C，用手托住，缓慢释放．测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离x i，并读出相应的压力传感器的示数F i.(3)以压力传感器示数为纵坐标，挂钩下移距离为横坐标，根据每次测量的数据，描点作出Fx图像如图2所示．①由图像可知，在实验误差范围内，可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成________(选填“正比”“反比”或“不确定关系”)．②由图像可知：弹簧劲度系数k＝________ N/m.答案：(3)①正比 ②984.(实验过程的创新)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装置如图甲所示：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0.100 kg的砝码时，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9.80 m/s2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(3)图乙中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝________N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k＝________N/m.。
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高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
力学创新实验
1.（7分）（2013全国新课标理综1第22题）
图(a)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;用米尺测最两光电门之间的
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，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△t A和△t 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擦因数μ。
回答下列为题：
(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图（b）所示。
其读数为 cm （2）物块的加速度a可用d、s、△t A,和△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” ） 答案：(1)0.960(2) s 21[(B
t d ∆)2-(A t d ∆)2] (3) ()Mg
a m M mg +- (4) 系统误差 2．（12分）（2013全国高考大纲版理综第23题）测量小物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。
AB 是半径足够大的、光滑的四分之一圆
弧轨道，与水平固定放置的P 板的上表面BC 在B 点相切，C 点
在水平地面的垂直投影为C ′。
重力加速度为g 。
实验步骤如下：
①用天平称出物块Q 的质量m ；
②测量出轨道AB 的半径R 、BC 的长度L 和CC /的高度h ；
③将物块Q 在A 点由静止释放，在物块Q 落地处标记其落地
点D ；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′的距离s 。
（1）用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q 到达B 点时的动能E kB ＝__________；
（ⅱ）物块Q 到达C 点时的动能E kC ＝__________；
（ⅲ）在物块Q 从B 运动到C 的过程中，物块Q 克服摩擦力做的功W f ＝__________； （ⅳ）物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数μ＝__________。
（2）回答下列问题：
（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是 。
（ii ）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是 （写出一个可能的原因即可）
2．（12分）答案： （1）（每空2分）（ⅰ）mgR （ⅱ）24mgs h （ⅲ）mgR -24mgs h （ⅳ）2
4R s L hL
- （2）减小实验结果的误差（2分） 圆弧轨道存在摩擦（或接缝B 处不平滑等）（2分）
3. （2013全国新课标理综II 第22题）（8分）某同
学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一
A Q
B P
C C ′
D R L
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，小球恰好桌面边缘，如图（a）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Ep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
B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h
D．弹簧的压缩量△x
E．弹簧原长l0
（2）用所选取的测量量和已知量表示E k，得E k= 。
（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s--△x图线。
从
理论上可推出，如果h不变，m增加，s--△x图线的斜率会
（填“增大”、“减小”或“不变”）。
如果m不变，h增加，
s--△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）。
由图（b）中给出的直线关系和E k的表达式可知，Ep与△x的次方成正比。
【答案】（1）ABC(3分)（2）
2
4
mgs
h
（2分)
（3）减小（1分) 增大（1分)2（1分)。