高考物理二轮复习 专题五 物理实验 第1讲 力学实验提升训练
2021优化方案二轮专题复习物理第1讲 力学实验PPT
上一页
返回导航
下一页
专题六 实验技能与创新
9
(2)图乙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的计算式为 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＝ ________________________．
打点周期为 T。则：
上一页
返回导航
下一页
专题六 实验技能与创新
4
(1)计算 F 点速度大小的公式为 vF＝______________(用给定的字母表示)。 (2) 若 测 得 d6 ＝ 61.50 cm ， d3 ＝ 24.00 cm 则 纸 带 运 动 的 加 速 度 为 a ＝ ____________m/s2(交流电频率为 50 Hz，保留 3 位有效数字)；如果当时电 网中交流电的频率 f<50 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测得 值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。
6
(2)由匀变速直线运动的推论：Δx＝at2，t＝5T 结合纸带上共六段位移，采用逐差法可得平均加速度：
－a ＝xD9G(－5Tx)2AD＝(d6－9(5dT3))－2 d3＝(61.50－249.0×0－0.1224.00)×10－2m/s2＝1.50 m/s2；
纸带上所测位移没有系统误差，若实际频率 f<50 Hz，则周期偏小，则导致 加速度的测量值偏大。 [答案] (1)d61－0Td4 (2)1.50 偏大
上一页
返回导航
下一页
专题六 实验技能与创新
5
[解析] (1)每相邻两个计数点间还有 4 个实际点没画出，则计数点的时间间 隔为 t＝5T 根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有：
2021届高考物理二轮专题复习PPT教学课件_专题五力学实验
（教学提 纲）202 1届高 考物理 二轮专 题复习 获奖课 件：专 题五第1 7课时 力学实 验（免 费下载 ）
（教学提 纲）202 1届高 考物理 二轮专 题复习 获奖课 件：专 题五第1 7课时 力学实 验（免 费下载 ）
图1
③求加速度
a.用“逐差法”求加速度
如图2所示 因为 a1＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3，
图2
所以 a＝a1＋a32＋a3＝x4＋x5＋x69－T2x1＋x2＋x3.
b.v－t图像求加速度 作出v－t图像，通过图像的斜率求物体运动的加速度，a＝ Δv .
Δt
（教学提 纲）202 1届高 考物理 二轮专 题复习 获奖课 件：专 题五第1 7课时 力学实 验（免 费下载 ）
解得M≈0.48 kg，即小车的质量为0.48 kg.
（教学提 纲）202 1届高 考物理 二轮专 题复习 获奖课 件：专 题五第1 7课时 力学实 验（免 费下载 ）
123
（教学提 纲）202 1届高 考物理 二轮专 题复习 获奖课 件：专 题五第1 7课时 力学实 验（免 费下载 ）
(2)实验时保持悬挂钩码的质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车
2.光电门的应用
(1)测速度
光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d，挡板遮住
光电门光线的时间为Δt，则小车通过光电门的速度v＝ d . Δt
(2)测加速度
若已知两个光电门之间的距离为s，小车通过两个光电门时的速度分
别为v1、v2，则a＝
高考物理二轮复习五 三大观点的用 第1讲 三
拾躲市安息阳光实验学校第1讲 三大观点在力学综合问题中的应用(建议用时：40分钟)1．(2017·高考天津卷)如图所示，物块A 和B 通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝1 kg.初始时A 静止于水平地面上，B 悬于空中．现将B 竖直向上再举高h ＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A 、B 以大小相等的速度一起运动，之后B 恰好可以和地面接触．取g ＝10 m/s 2，空气阻力不计．求：(1)B 从释放到细绳刚绷直时的运动时间t ；(2)A 的最大速度v 的大小；(3)初始时B 离地面的高度H .解析：(1)B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h ＝12gt 2①代入数据解得t ＝0.6 s ．②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ，有v B ＝gt ③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A 、B 的重力，A 、B 相互作用，由动量守恒得m B v B ＝(m A ＋m B )v ④之后A 做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v 即为A 的最大速度，联立②③④式，代入数据解得v ＝2 m/s.⑤(3)细绳绷直后，A 、B 一起运动，B 恰好可以和地面接触，说明此时A 、B 的速度为零，这一过程中A 、B 组成的系统机械能守恒，有 12(m A ＋m B )v 2＋m B gH ＝m A gH ⑥ 代入数据解得H ＝0.6 m.答案：见解析2．如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P 飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m 的小滑块代替栗子，借用这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径分别为2R 、R ，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看做是由两个斜面AB 、C D 和一段光滑圆弧组成．斜面与小滑块间的动摩擦因数均为0.25，而且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB ＝C D ＝2R ，A 、D 等高，D 端固定一小挡板，小滑块碰撞它不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g .(1)如果滑块恰好能经P 点飞出，为了使滑块恰好沿AB 斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A 、D 点离地高为多少？ (2)接(1)问，求滑块在锅内斜面上运动的总路程；(3)对滑块的不同初速度，求其通过最高点P 和小圆弧最低点Q 时受压力之差的最小值．解析：(1)设滑块恰好经P 点飞出时速度为v P ，由牛顿第二定律有mg ＝mv 2P2R得v P ＝2gR到达A 点时速度方向要沿着斜面AB ，则 v y ＝v P tan θ＝342gR所以A 、D 点离地高度为h ＝3R －v 2y2g ＝3916R .(2)进入A 点时滑块的速度为v ＝v P cos θ＝542gR假设经过一个来回能够回到A 点，设回来时动能为E k ，则E k ＝12mv 2－4μmg cosθ·2R <0，所以滑块不会滑到A 而飞出．因mg sin θ>μmg cos θ，则根据动能定理得mg ·2R sin θ－μmg cos θ·s ＝0－12mv 2得滑块在锅内斜面上运动的总路程s ＝221R16. (3)设滑块的初速度和经过最高点时的速度分别为v 1、v 2由牛顿第二定律，在Q 点F 1－mg ＝mv 21R在P 点F 2＋mg ＝mv 222R所以F 1－F 2＝2mg ＋m （2v 21－v 22）2R由机械能守恒有12mv 21＝12mv 22＋mg ·3R得v 21－v 22＝6gR 为定值代入v 2的最小值(v 2＝v P ＝2gR )得压力差的最小值为9mg . 答案：(1)3916R (2)221R16(3)9mg3．(2016·高考全国卷Ⅱ)轻质弹簧原长为2l ，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l .现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与物块P 接触但不连接．AB 是长度为5l 的水平轨道，B 端与半径为l 的光滑半圆轨道B C D 相切，半圆的直径B D 竖直，如图所示．物块P 与AB 间的动摩擦因数μ＝0.5.用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度l ，然后放开，P 开始沿轨道运动．重力加速度大小为g .(1)若P 的质量为m ，求P 到达B 点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB 上的位置与B 点之间的距离；(2)若P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P 的质量的取值范围．解析：(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至l 时，质量为5m 的物体的动能为零，其重力势能转化为弹簧的弹性势能．由机械能守恒定律，弹簧长度为l 时的弹性势能 E p ＝5mg l①设P 的质量为M ，到达B 点时的速度大小为v B ，由能量守恒定律得E p ＝12Mv 2B ＋μMg ·4l ②联立①②式，取M ＝m 并代入题给数据得v B ＝6gl ③若P 能沿圆轨道运动到D 点，其到达D 点时的向心力不能小于重力，即P 此时的速度大小v 应满足mv 2l－mg ≥0④ 设P 滑到D 点时的速度为v D ，由机械能守恒定律得12mv 2B ＝12mv 2D ＋mg ·2l ⑤ 联立③⑤式得v D ＝2gl ⑥v D 满足④式要求，故P 能运动到D 点，并从D 点以速度v D 水平射出．设P 落回到轨道AB 所需的时间为t ，由运动学公式得2l ＝12gt 2⑦P 落回到轨道AB 上的位置与B 点之间的距离为s ＝v D t ⑧联立⑥⑦⑧式得s ＝22l .⑨(2)为使P 能滑上圆轨道，它到达B 点时的速度不能小于零．由①②式可知5mgl >μMg ·4l ⑩要使P 仍能沿圆轨道滑回，P 在圆轨道上的上升高度不能超过半圆轨道的中点C .由机械能守恒定律有12Mv 2B ≤Mgl ⑪ 联立①②⑩⑪式得53m ≤M <52m .答案：见解析4．如图所示，长L ＝5.5 m 、质量M ＝2 kg 的滑板A 静止在水平地面上，在滑板右端放一质量m ＝1 kg 的小滑块(可视为质点)．已知滑板A 与地面的动摩擦因数μ1＝0.2，滑块B 与A 的动摩擦因数μ2＝0.1，可认为A 与地面、A 与B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g ＝10 m/s 2.试求：(1)要将滑板从滑块下抽出，施加在滑板上的水平拉力至少要大于多少？ (2)若施加的水平拉力F ＝11 N ，要使滑板从滑块下抽出，F 作用的最短时间．解析：(1)B 在A 上的最大加速度：a B ＝μ2mg m＝1 m/s 2要使A 从B 下抽出，必须满足：a A >a B ① 对A 由牛顿第二定律得：F －μ1(M ＋m )g －μ2mg ＝Ma A ②联立①②代入数据解得：F >9 N . (2)当F ＝11 N ，代入②式解得： 滑板加速度大小a A 1＝2 m/s 2此时B 的加速度大小a B ＝1 m/s 2F 作用t 秒时相对滑动的距离Δx 1＝12a A 1t 2－12a B t 2③此时A 、B 速度大小分别为v A ＝a A 1t ④v B ＝a B t ⑤撤去F 后，B 的加速度大小仍为：a B ＝1 m/s 2A 做匀减速运动的加速度大小为a A 2＝μ1（m ＋M ）g ＋μ2mg M＝3.5 m/s 2若滑到滑板左端时，两者相对静止，相对滑动的距离为Δx 2由相对运动得：(v A －v B )2＝2(a A 2＋a B )Δx 2⑥由题意得：Δx 1＋Δx 2＝L ⑦联立③④⑤⑥⑦代入数据，解得：t ＝3 s. 答案：(1)9 N (2)3 s(建议用时：40分钟)1.(2018·福建龙岩质量检查)一长木板在光滑水平地面上匀速运动，在t ＝0时刻将一物块无初速度轻放到木板上，此后长木板运动的速度－时间图象如图所示．已知长木板的质量M ＝2kg ，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取g ＝10 m/s 2，求：(1)物块的质量m ；(2)这一过程中长木板和物块的内能增加了多少？解析：(1)长木板和物块组成的系统动量守恒：Mv ＝(M ＋m )v 共将M ＝2 kg ，v ＝6.0 m/s ，v 共＝2.0 m/s ，代入解得：m ＝4 kg.(2)设这一过程中长木板和物块的内能增加量为Q ，根据能量守恒定律：Q ＝12Mv2－12(M ＋m )v 2共＝24 J. 答案：(1)4 kg (2)24 J2.如图所示，固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q 和－Q ，A 、B 相距为2d ，MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球P ，质量为m 、电荷量为＋q (可视为点电荷，不影响电场的分布)，现将小球P 从与点电荷A 等高的C 处由静止开始释放，小球P 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时，速度为v ，已知MN 与AB 之间的距离为d ，静电力常量为k ，重力加速度为g ，求：(1)C 、O 间的电势差U CO ；(2)O 点处的电场强度E 的大小．解析：(1)小球由C 运动到O 时，由动能定理得 mgd ＋qU C O ＝12mv 2－0，解得U C O ＝mv 2－2mgd2q.(2)小球经过O 点时所受电场力如图所示，由库仑定律得F 1＝F 2＝k Qq（2d ）2它们的合力为F ＝F 1cos 45°＋F 2cos 45°＝2kQq2d2O 点处的电场强度E ＝F q ＝2kQ2d 2.答案：(1)mv 2－2mgd 2q (2)2kQ2d23．如图所示，质量m B ＝3.5 kg 物体B 通过下端固定在地面上的轻弹簧与地面连接，弹簧的劲度系数k ＝100 N/m.轻绳一端与物体B 连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮O 1、O 2后，与套在光滑直杆顶端E 处的质量m A ＝1.6 kg 的小球A 连接．已知直杆固定不动，杆长L 为0.8 m ，且与水平面的夹角θ＝37°.初始时使小球A 静止不动，与A 相连的一段绳子保持水平，此时绳子中的张力F 为45 N ．已知EO 1＝0.5 m ，重力加速度g 取10 m/s 2，绳子不可伸长，现将小球A 从静止释放(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求 (1)在释放小球A 前弹簧的形变量．(2)若直线CO 1与杆垂直，求小球A 运动到C 点的过程中绳子拉力对小球A 做的功．(3)小球A 运动到底端D 点时的速度大小．解析：(1)释放小球前，B 处于静止状态，由于绳子中的张力大于物体B 的重力，故弹簧被拉伸，设弹簧形变量为x ，有kx ＝F －m B g ，解得x ＝0.1 m.(2)对A 球从E 点运动到C 的过程应用动能定理得W ＋m A gh ＝12m A v 2A －0①其中h ＝x CO 1cos 37°，而x CO 1＝x EO 1sin 37°＝0.3 m物体B 下降的高度h ′＝x EO 1－x CO 1＝0.2 m ②由此可知，弹簧这时被压缩了0.1 m ，此时弹簧弹性势能与初始时刻相等，A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒，有m A gh ＋m B gh ′＝12m A v 2A ＋12m B v 2B ③由题意知，小球A 在C 点时运动方向与绳垂直，此时B 物体速度v B ＝0④ 由①②③④得W ＝7 J.(3)由题意知，杆长L ＝0.8 m ，由几何知识可知EC ＝CD ，∠CDO 1＝∠CEO 1＝37°，故DO 1＝EO 1当A 到达D 时，弹簧弹性势能与初状态相等，物体B 又回到原位置，将A 在D 点的速度沿平行于绳和垂直于绳两方向进行分解，平行于绳方向的速度即B 的速度，由几何关系得v ′B ＝v ′A cos 37°⑤ 整个过程机械能守恒，可得m A gL sin 37°＝12m A v ′2A ＋12m B v ′2B ⑥由⑤⑥得v ′A ＝2 m/s. 答案：见解析4．(2018·滨州二模)如图所示，光滑水平面MN 的左端M 处固定有一能量补充装置P ，使撞击它的物体弹回后动能在原来基础上增加一定值．右端N 处与水平传送带恰好平齐且靠近，传送带沿逆时针方向以恒定速率v ＝6 m/s 匀速转动，水平部分长度L ＝9 m ．放在光滑水平面上的两相同小物块A 、B (均视为质点)间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能E p ＝9 J ，弹簧与A 、B 均不粘连，A 、B与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，物块质量m A ＝m B ＝1 kg.现将A 、B 同时由静止释放，弹簧弹开物块A 和B 后，迅速移去轻弹簧，此时，A 还未撞击P ，B 还未滑上传送带．取g ＝10 m/s 2.求： (1)A 、B 刚被弹开时的速度大小．(2)试通过计算判断B 第一次滑上传送带后，能否从传送带右端滑离传送带． (3)若B 从传送带上回到光滑水平面MN 上与被弹回的A 发生碰撞后粘连，一起滑上传送带．则P 应给A 至少补充多少动能才能使二者一起滑离传送带． 解析：(1)弹簧弹开的过程中，系统机械能守恒 E p ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B由动量守恒有m A v A －m B v B ＝0联立以上两式解得v A ＝3 m/s ，v B ＝3 m/s.(2)假设B 不能从传送带右端滑离传送带，则B 做匀减速运动直到速度减小到零，设位移为s.由动能定理得－μm B g s ＝0－12m B v 2B解得s ＝v 2B2μg＝2.25 ms<L ，B 不能从传送带右端滑离传送带． (3)设物块A 撞击P 后被反向弹回的速度为v 1 由功能关系可知：E ＋12m A v 2A ＝12m A v 21由物块B 在传送带上先向右做匀减速运动，直到速度减小到零，然后反方向做匀加速运动．由运动的对称性可知，物块B 回到皮带左端时速度大小应为v 2＝v B ＝3 m/s.B 与A 发生碰撞后粘连共速为v ′，由动量守恒定律可得： m A v 1－m B v 2＝(m A ＋m B )v ′要使二者能一起滑离传送带，要求 12(m A ＋m B )v ′2≥μ(m A ＋m B )gL 由以上四式可得：E ≥108 J. 答案：见解析。
高考物理二轮复习提升训练力学实验
提升训练20 力学实验1.(2020年4月浙江学业水平考试)在研究平抛运动实验中,(1)图1是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端时的。
A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中,下列说法正确的是(多选)。
A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定(2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可以判断实验操作错误的是。
A.释放小球时初速度不为零B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是( )2.(2020浙江名校协作体联考)(1)在实验室做力学实验时会经常用到“重物”,请为下列实验从图中选择最合适的“重物”(选填“A”“B”或“C”);①探究小车速度随时间的变化规律: ;②用自由落体运动验证机械能守恒定律: 。
(2)在探究功和速度变化关系的实验中,甲同学直接将长木板放在水平桌面上进行橡皮筋拉小车实验(如图甲所示);乙同学将长木板一端垫高(如图乙所示),调整木块位置使得连接纸带的小车被轻推后恰好能在长木板上匀速下滑,然后进行橡皮筋拉小车实验。
①两同学中操作正确的是(选填“甲”或“乙”)同学。
②下列操作正确、规范的是。
(本题只有一个选项是正确的)A.打点计时器接直流电源B.先释放小车,再接通电源C.需使用相同规格的橡皮筋D.改变橡皮筋条数后小车可从不同位置静止释放③通过正确操作得到的一条纸带,应为图中(选填“甲”或“乙”)。
3.如图1所示为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)若已知打点计时器的电源频率为50 Hz,当地的重力加速度g取9.8 m/s2,重物质量为0.2 kg。
实验中得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量ΔE p= J,在B点的动能E k= J(计算结果均保留3位有效数字)(2)若PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为v B,当两者间的关系式满足时,说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)。
专题五第1讲力学实验
栏目 导引
专题五 物理实验
(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般 要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证，随着 高考改革逐步深入，验证性实验试题逐渐减少，往往将验证性 实验变化为设计性、探究性、研究性实验，对于这种实验题型 的变化，我们复习时要引起足够的重视． 四、探究性实验 1．包括的课题
探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理．
栏目 导引
专题五 物理实验
2．从实验的过程上进行比较 方式 探究性实验 验证性实验 ①实验目的 ②实验器材 ③实验原理 ④实验步骤 ⑤数据分析 ⑥实验结论
实验 过程
①提出问题 ②猜想与假设 ③制订计划与设计实验 ④进行实验与搜集证据 ⑤分析与论证 ⑥评估 ⑦交流与合作
(2)弹簧秤的读数为 2.10 N，选标度 合力的图示如图所示． (3)经测量，合力 F 合＝ 3.3 N.
栏目 导引
专题五 物理实验
用图象处理数据的四个要点 (1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和 结果的需要来定； (2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数 标明数值；
栏目 导引
专题五 物理实验
第1讲 力学实验
栏目 导引
专题五 物理实验
一、误差和有效数字 1．误差 误差 产生原因 大小特点 总是偏大或 偏小 可能大可能小 减小方法
实验仪器不精确 系统 实验原理不完善 误差 实验方法粗略
偶然 误差 测量、读数不 准确
更新仪器完善实验 原理
画图象或取平 均值
栏目 导引
3.探究性实验过程是从提出问题开始的，内容上具有不确定
性，结果与多种因素有关，可能会出现多种情况．
栏目 导引
高考物理二轮复习 第1部分 专题讲练突破五 物理实验 高频考点四 力学创新实验课件
(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”)，将磁铁从管 口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点 为 O 点，每隔一个计时点取一个计数点，标为 1,2,3，…，8.用刻 度尺量出各计数点的相邻两计时点到 O 点的距离，记录在纸带上， 如图 2 所示．
图2
计算相邻计时点间的平均速度 v ，粗略地表示各计数点的速度， 抄入下表，请将表中的数据补充完整.
解析：(1)小球的直径 d＝7 mm＋0.05 mm×5＝7.25 mm； (2)小球经过光电门 B 时的速度表达式为 v＝dt ； (3)若机械能守恒，则满足 mgH＝12mv2＝12mdt 2，整理可得：t12＝2dg2 H，由图线可知，当满足t102＝2dg2H0 时，可判断小球下落过程中机械 能守恒； (4)因小球下落时受空气阻力作用，故使得动能增加量 ΔEk 总是稍 小于重力势能减小量 ΔEp；若增加下落高度后，则空气阻力做功 增加，则 ΔEp－ΔEk 将增加．
请根据图象回答下列问题： (1)小组同学在得出 vB-h 图象后，为什么还要作出 v2B-h 图象？ ________. (2)若小球下落过程机械能守恒，根据实验操作及数据处理，求得 丁图图象的斜率为 k，则重力加速度 g＝________.
解析：(1)先作出的 vB-h 图象，不是一条直线，根据形状无法判断 vB-h 关系，进而考虑 v2B-h 图象，从而找出 v2B，故 g＝k2.
[题组冲关] 1．为了测量木块与木板间动摩擦因数，某小组使用位移传感器设 计了如图甲所示的实验装置，让木块从倾斜木板上一点 A 由静止 释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离，位移传感器连 接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移 s 随时间 t 的变化规律， 如图乙所示．
高考物理总复习《力学实验》专题速练
《力学实验》专题速练1．用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n 块质量均为m 0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t 0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t 1、t 2…，计算出t 02、t 12…．(1)挡光时间为t 0时，重锤的加速度为a 0．从左侧取下i 块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为t i ，重锤的加速度为a i ．则0i a a =__________．（结果用t 0和t i 表示）(2)作出0i a a ﹣i 的图线是一条直线，直线的斜率为k ，则重锤的质量M =__________．(3)若重锤的质量约为300g ，为使实验测量数据合理，铁片质量m 0比较恰当的取值是__________．A ．1gB ．5gC ．40gD ．100g ．【答案】（1）220it t （2）02m k nk （3）C 2．利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．（1）图2为一条符合实验要求的纸带，O 点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A 、B 、C…与 O 点之间的距离h 1、h 2、h 3…．已知打点计时器的打点周期为T ，重锤质量为m ，重力加速度为g ，可得重锤下落到B 点时的速度大小为_________．（2）取打下O 点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h 时所对应的动能E k 和重力势能E p ．建立坐标系，横轴表示h ，纵轴表示E k 和E p ，根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k 1=2.94J/m ，图线Ⅱ的斜率k 2=2.80J/m ．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k 1和k 2表示）．【答案】（1）；（2）3．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。
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。
高考物理二轮复习 第1讲 力学实验课件
其方法是：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，撤去沙和沙桶，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，故 B 正确．
(2)为了使沙和沙桶的重力等于小车所受的拉力，应 满足 m≪M，故选 C.
(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．
题型(一) 基础型实验
【典例 1】 (2017·泰安二模)在“验证牛顿第二定 律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中 砝码的质量用 M 表示，沙和沙桶的质量用 m 表示，小车 的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．
(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．接下来还需要进行的一项操作是________．
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及 沙和沙桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量 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、 35 g、40 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、 120 g
则加速度
x4＋x5－x1－x2 a＝ 6T2 ＝
（100＋83－150－133）×0.001
6×0.672
m/s2≈－0.037 m/s2
因此加速度的大小为 0.037 m/s2.
答案：(1)从右向左 (2)0.19 0.037
热点考向 “弹簧、橡皮条”类实验
1．探究弹力和弹簧伸长的关系的操作关键 (1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限 度． (2)画图象时，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直线两侧．
力学实验(解析版)高考物理二轮复习
解密14 力学实验⎧⎫⎧⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎬⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎩⎩⎭研究匀变速直线运动实验原理探究性实验探究弹力和弹簧伸长的关系实验器材探究动能定理实验步骤力学实验步骤验证力的平行四边行定则数据处理验证牛顿运动定律误差分析验证性实验验证机械能守恒注意事项验证动量守恒定律考点1 研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。
2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法（2x aT ∆=）。
3．测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理 1．打点计时器（1）作用。
计时仪器，每隔0.02 s 打一次点。
（2）两种打点计时器的比较（3）纸带上点的意义表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况；可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。
2．匀变速直线运动的判断连续相等时间内的位移之差是恒量，即213243x x x x x x x ∆=-=-=-==恒量（不为零），则物体做匀变速直线运动，且2x aT ∆=。
3．由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即12n n n x x v T++=。
4．由纸带求加速度 （1）用“逐差法”求加速度根据24152633x x x x x x aT -=-=-=，求出加速度41123x x a T -=、52223x x a T -=、63323x x a T -=，再计算出a 1、a 2、a 3的平均值，即为物体运动的加速度，即45612329x x x x x x a T ++---=。
（2）利用v –t 图象的斜率求加速度 先根据12n n n x x v T++=求出多个时刻随对应点的瞬时速度，然后画出v –t 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。
三、实验器材电火花计时器（或电磁打点计时器）一端固定有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
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。
【聚焦考点 专项突破】高中物理总复习二轮精选专题五《第1讲 力学实验》
2 .平均值法 即把测定的若干组数据相加求和 , 然后除以测量次数。 3 .作图法 用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处 理数据的优点是直观、简便, 有取平均的效果。由图线的斜率、截距、包围 面积等可以研究物理量之间的变化关系 , 找出规律。
热点例析
热点一 游标卡尺和螺旋测微器的读数
(2) 乙同学利用他自己实验时打出的纸带, 测量出了各计数点到打点计 时器打下的第一个点的距离 h , 算出了各计数点对应的速度 v, 以 h 为横轴, 以 v2 为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点 O 的原因是 。
1 2
答案: ( 1) 1.82
1.71 纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力
二、长度的测量
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
游标尺/mm 刻度 刻度 格数 总长度 10 20 50 9 19 49 精度/ mm 0.1 0.05 0.02 测量结果(游标尺上第 n 个 刻线与主尺上的某刻度线 对正时)/mm 主尺上读的毫米数+0.1n 主尺上读的毫米数+0.05n 主尺上读的毫米数+0.02n
【例 1】 如图甲所示游标卡尺读数为 读数为 mm。 cm, 图乙中螺旋测微器
解题指导: 分析游标卡尺的精确度, 观察螺旋测微器的半毫米刻线是否 露出, 再利用读数公式分别读数。
答案: 0.725
9.200
解析: 根据游标卡尺的读数公式知, 该读数为: 7 mm+5× 0.05 mm=7.25 mm=0.725 cm 根据螺旋测微器的读数公式知, 该读数为: 9 mm+20.0× 0.01 mm=9.200 mm
专题五 物理实验
高考对物理实验的考查, 是在 《考试说明》 规定的实验基础上进行重组 与创新, 旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材, 是否真正动手做过这些 实验, 是否能灵活地运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器, 去处理、 分析、研究某些未做过的实验, 包括设计某些比较简单的实验等。 实验试题多源于教材而高于教材 , 所给的物理情景和要求跟教材内容 多有明显区别, 是以教材中实验为背景或素材, 通过改变实验条件或增加条 件限制, 加强对考生迁移能力、创新能力和实验设计能力的考查。 题目命制的形式多为一力一电, 力学实验比重有所加大, 采用组合题的 方式, 增大了实验题的覆盖面, 加强了对物理问题进行定性分析的设问及开 放性设问, 很好地体现了新课程改革引导学生主动学习、 加强探究、 培养创 新精神的理念。
高考物理二轮复习 第一五 物理 第1讲 力学课时演练知能提升
拾躲市安息阳光实验学校力学实验1．(2015·浙江东北三校二联)读出下图中游标卡尺(50分度)与螺旋测微器的示数．(1)________mm ；(2)________mm. 解析：(1)主尺读数为4.2 cm ，游标尺读数为10×0.02 mm ＝0.20 mm ，最终读数为4.2 cm ＋0.20 mm ＝42 mm ＋0.20 mm ＝42.20 mm.(2)固定部分读数为2.5 mm ，可动部分读数为48.8×0.01 mm ＝0.488 mm ，最终读数为2.5 mm ＋0.488 mm ＝2.988 mm.答案：(1)42.20 (2)2.988(2.987～2.989之间均可)2．(2015·山东济南一模)由于当年实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究，而今天即使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证落体运动的规律．如图是某次实验中获得的质量为m 的小球下落时的频闪照片，频闪间隔是130s ．根据此照片计算(结果保留三位有效数字)(1)小球在4.90 cm 位置处的速度大小为________m/s ； (2)小球下落的加速度大小为________m/s 2；(3)小球在13.60 cm 位置处的速度大小为________m/s. 解析：(1)小球在4.90 cm 位置处的速度大小为 v 4.90＝（8.71－2.15）×10－2130×2 m/s ＝0.984 m/s.(2)由逐差法求加速度，可得a ＝[（13.60－4.90）－（4.90－0.54）]×10－24×⎝ ⎛⎭⎪⎫1302 m/s 2＝9.77 m/s 2.(3)据v ＝v 0＋at 得：v 13.60＝v 4.90＋a ·2T ＝0.984 m/s ＋9.77×230 m/s ＝1.64m/s.答案：(1)0.984 (2)9.77 (3)1.643.(2015·安徽合肥一模)某同学用两个弹簧测力计、细线和橡皮条做共点力合成实验，最后画出了如图所示的图．(1)在图上标出的F 1、F 2、F 和F ′四个力中，力______不是由弹簧测力计直接测得的，比较力F 与力F ′的大小和方向基本相同，这就验证了共点力合成的平行四边形定则．(2)某同学对此实验的一些说法，其中正确的是( )A ．如果手头只有一个弹簧测力计，改变方法也可以完成实验B ．用两个测力计拉线时，橡皮条应沿两线夹角的角平分线C ．拉橡皮条的线要长一些，用以标记同一细线方向的两点要相距远些D ．拉橡皮条时，细线应沿弹簧测力计的轴线E ．在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，只需这两次橡皮条的伸长量相同就行解析：(1)本实验是通过用两个弹簧测力计的拉力作出的平行四边形得出合力，只要合力与只用一个弹簧测力计时的拉力基本相同，则实验成功；由题图可知F ′是由平行四边形定则得出的，故F ′不是由弹簧测力计直接测得的；(2)如果只有一个弹簧测力计，则可以交替测出各边的拉力，但要保证两次拉的时候效果相同，故A 正确；只要橡皮条与线的结点两次都到达同一点即可，即两次效果相同，而对于拉力方向没有限制，橡皮条不需要与两线夹角的角平分线在同一直线上，故B错误；为了减小误差，拉橡皮条的细线需长些，标记方向的两点要远些，故C正确；只有细线和弹簧测力计的轴线在一条直线上时，弹簧的弹力才等于拉橡皮条的拉力，否则易使弹簧或指针与外壳发生摩擦，使误差增大，故D正确；在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时，每次要使橡皮条形变的长度和方向都相同，即使结点O拉到同一位置，这样两次的效果才相同，才符合“等效替代”法，故E错误．答案：(1)F′(2)ACD4．(2015·高考福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．甲乙丙(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________cm；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是________；(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB 段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________________________________________________________________．解析：(1)弹簧伸长后的总长度为14.66 cm，则伸长量Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm.(2)逐一增挂钩码，便于有规律地描点作图，也可避免因随意增加钩码过多超过弹簧的弹性限度而损坏弹簧．(3)AB段明显偏离OA，伸长量Δl不再与弹力F成正比，是超出弹簧的弹性限度造成的．答案：(1)6.93 (2)A (3)弹簧受到的拉力超过了其弹性限度5．(2015·湖州二模)如图所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．①a－F图象斜率的物理意义是________________________．②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：________(选填“合理”或“不合理”)．③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？答：________(选填“是”或“否”)；理由是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________.(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以________的倒数为横轴．解析：(1)①将车内的沙子转移到桶中，就保证了M＋m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a＝FM＋m＝mgM＋m，可见a－F图象斜率的物理意义是1M＋m，②③系统的合外力就等于所悬挂沙桶的总重力mg，不必满足M≫m这样的条件．(2)向盒子内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量M＋m，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变．所以用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应以M＋m的倒数为横轴，即小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙子)质量之和．答案：(1)①系统的总质量的倒数(小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶及桶内沙子质量之和的倒数) ②合理③否，因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg(2)M＋m6．(2015·山东文登第三次统考)在探究功与速度变化的关系的实验中，某实验小组组装了一套如图甲所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：甲(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后________，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用h A、h B、h C、h D、h E、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为________________，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A 点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为__________．(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量ΔE k为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是________________________．解析：(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间距相等的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡．(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车．(3)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，即v D＝h E－h C2T，故打下D点时的动能为E k D ＝12Mv 2D ＝M （h E －h C ）28T2；拉力对小车做的功为W ＝F (h D －h A )． (4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45°，可得出方程式ΔE k＝W ，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量．答案：(1)间距相等 (2)释放小车 (3)M （h E －h C ）28T 2F (h D －h A ) (4)外力所做的功等于物体动能的变化量7．(2015·嘉兴测试卷)如图甲所示，某同学在做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器放低，计时器由方座支架台面支撑，复夹起固定作用．现将纸带压在横杆上释放，打点计时器所接电源频率为50 Hz.(1)该同学装置的优点有________． A ．保证物体从静止释放 B ．保证打点计时器不倾斜 C ．提高打点计时器的精度 D ．减小空气阻力对实验的影响(2)如图乙是实验获得的一条纸带，并以起点为计数点0，后隔一段距离，取连续点为计数点1、2、3、4、5.在他所记录的数据中，计数点0至2、3的距离分别为h 2＝18.10 cm ，h 3＝22.0 cm ，这两个数据中不符合有效数字要求的是_______；打下计数点3时，重锤速度v 3＝_______m/s.(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出的v 2－h 图线近似如图丙所示，则图线斜率的物理意义是__________________________________________．解析：(1)改进后的装置能保证纸带在竖直方向上，并由静止释放，选项A 、B 正确；提高打点计时器的精度与这一装置无关，空气阻力也是不可避免的，C 、D 错．(2)h 3的有效数字位数少了一位，不符合要求；v 3＝h 4－h 22T ＝（26.30－18.10）×10－22×0.02＝2.05 m/s.(3)由机械能守恒知mgh ＝12mv 2，所以v 2＝2gh ，v 2－h 图线的斜率为2g ，为当地重力加速度的2倍．答案：(1)AB (2)h 3 2.05 (3)为当地重力加速度的2倍8．某同学用图甲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乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．甲 乙(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）2 m/s 2＝3.25m/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－ag 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)C9.(2015·高考江苏卷)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如图甲所示，打点计时器的电源为50 Hz的交流电．(1)下列实验操作中，不正确的有________．A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，…，8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图乙所示．乙计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表．请将表中的数据补充完整．位置12345678v(cm/s)24.533.837.8____39.539.839.839.8(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是________．(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为“实验②”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同．请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？解析：(1)为了探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，应让铜管竖直地固定在限位孔正下方，避免小磁铁下落时与铜管发生碰撞，选项A正确；纸带穿过限位孔，要压在复写纸下面，使打点计时器工作时纸带上点迹清晰，选项B正确；用手只捏住磁铁，不能使纸带保持竖直，磁铁下落时纸带与打点计时器间有较大阻力，故应捏住纸带的上端，让磁铁从静止释放，选项C不正确；应先接通打点计时器的电源再松开纸带，选项D不正确．(2)计数点“4”的速度用它两侧相邻计时点之间的平均速度来表示，故v4＝5.60－4.040.04cm/s＝39.0 cm/s.(3)由各计数点速度表可以看出，磁铁运动的速度逐渐增大到39.8 cm/s不再变化，表明磁铁受到的阻尼作用也是逐渐增大的，最后和重力平衡．(4)实验②中磁铁在塑料管中下落运动规律与自由落体运动规律几乎相同，说明磁铁在塑料管中下落几乎不受阻尼作用．对比实验①和②，可以看出磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用．答案：(1)CD (2)39.0 (3)逐渐增大到39.8 cm/s 逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用。
高三物理二轮复习专题五物理实验第1讲力学实验逐题对点特训
(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 Δ t ＝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 x
d 0.52 ×10－ 2 m 速度为 v＝ Δt ＝ 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
1 2(
m＋
M)
v2，即
1 mgx与2( m＋ M)d Δt2，在实验误差允许范
围内相等，从而验证系统的机械能守恒．
3．(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.
v＝
d 0.75 ×10－ 2 m Δt ＝ 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
＋
1 at
2，整理得
x1 ＝ at ＋ v，因此可知图象的斜率
1 k＝ a，则加速度 a＝ 2k.
2
t2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题五物理实验
第1讲力学实验
1．(2016·淮安三模)在“探究求合力的方法”的实验中，王同学用了两个量程为 5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计来测量拉力，实验之前他先检查了弹簧测力计，然后进行实验。
先将橡皮条的一端固定在水平放置的木板上，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O，记录下O点的位置和拉力F1、F2的大小及方向；然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，仍将结点拉到O点，再记录拉力F的大小及方向；最后取下白纸作图，研究合力与分力的关系。
(1)实验前必须对弹簧测力计进行检查，以下检查项目必需的是________。
A．对弹簧测力计进行调零
B．将弹簧测力计用力拉，看是否能达到最大量程
C．将两只弹簧测力计水平互钩对拉，检测两弹簧测力计读数是否相同
(2)如图1是王同学研究合力与分力关系时在白纸上画出的图，根据物理实验读数和作图要求与规范，请指出图中存在的三种错误。
图1
①_____________________________________________________________；
②_____________________________________________________________；
③_____________________________________________________________。
解析(1)实验前必须对弹簧测力计进行检查，需要对弹簧测力计进行调零，将两只弹簧测力计水平互钩对拉，检查两弹簧测力计读数是否相同，选项A、C正确。
(2)画力的合成矢量图时，力是用带箭头的线段表示，按照弹簧测力计的读数规则记录数据，辅助线用虚线，据此可以指出图中存在的三种错误。
答案 (1)AC (2)①矢量F1、F2、F未画上箭头②记录力的大小的有效数字有错误③F 与F1、F2末端连线应该用虚线
2．(2016·扬泰南三模)“验证机械能守恒定律”实验装置如图2甲所示，某小组完成了一系列实验操作后，得到了一条纸带如图乙所示，选择纸带上某个清晰的点标为O，然后每两
个打点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与O 点的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6。
图2
(1)已知打点计时器的打点周期为T ，可求出打各个计数点时对应的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、v 5，其中v 5的计算式为v 5＝________。
(2)若重锤的质量为m ，取打点O 时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能E p 和动能E k ，则打计数点3时对应重锤的势能E p3＝________；接着在E -h 坐标系中描点作出如图丙所示的E k -h 和E p -h 图线，求得E p -h 图线斜率的绝对值为k 1，E k -h 图线斜率为k 2，则k 1与k 2满足________关系时，重锤机械能守恒。
(3)关于上述实验，下列说法中正确的是________。
A ．实验中可用干电池作为电源
B ．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些
C ．若纸带上打出的点被拉长为短线，应适当调高电源电压
D ．图丙
E k -h 图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能
(4)关于该实验操作，你还能提出哪些注意事项？请写出1条：
___________________________________________________________。
答案 (1)h 6－h 44T
(2)-mgh 3 k 1＝k 2 (3)BD (4)重锤从靠近打点计时器处释放或调节打点计时器限位孔在同一竖直线上
3．(2016·镇江一模)某同学在探究“质量一定时，物体的加速度与受力的关系”实验时，设计了如图3甲所示的实验装置，实验过程中主要步骤如下：
①在水平放置的长木板上A 、B 两点处各安装一个速度传感器，测出A 、B 两点间距离L 。
②将拉力传感器固定在小车的左端，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连。
③将小车从速度传感器A 的右侧无初速度释放，小车在细线的拉力作用下运动，通过拉力传感器和速度传感器记录细线拉力F 的大小以及小车经过A 、B 两点处的速率v A 、v B 。
④改变所挂钩码的数量，重复操作③，测量多组数据。
⑤进行数据处理，画出如图乙所示的a -F 关系图线。
图3
(1)小车加速度的表达式a ＝____________。
(用v A 、v B 和L 表示)
(2)理论上，小车的a -F 图象是经过原点的一条直线，而本次实验得到的图线却如图乙所示，其中可能的原因是___________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)在本实验中，下列不必要的实验要求是________。
A ．要保持小车(含拉力传感器)的总质量不变
B ．要保证小车(含拉力传感器)的总质量远大于所挂钩码的总质量
C ．要测出所挂钩码的质量
D ．要保持细线方向与木板平面平行
E ．两个速度传感器间的距离要适当大些
(4)在处理数据时，某同学又记录了每次所挂钩码的总重力，并以它作为小车所受到的合力F ，画出小车的a -F 图象如图丙所示，则造成该图线上端发生弯曲的可能原因是____________________________________________________
___________________________________________________________。
解析 (1)根据运动学公式有v 2B -v 2
A ＝2aL ，
得a ＝v 2
B －v 2A 2L 。
(2)F ＝0时小车有加速度，说明平衡摩擦力过度，长木板倾角过大。
(3)该实验探究“质量一定时，物体加速度与受力的关系”，故要保持小车的质量不变，A 项正确；小车前端有力传感器，故不要求小车的总质量远大于所挂钩码的总质量，也不要求测出所挂钩码的质量，B 、C 选项错误；实验要保证细线的拉力不能影响小车受到的支持力，故细线方向要与木板平面平行，D 项正确；两个速度传感器间的距离适当大些，经过两位置时速度变化大些，实验误差会小一些，E 项正确。
(4)以钩码的总重力作为小车所受合力时，就要求钩码质量远小于小车质量，随着钩码质量
变大，图线上端会发生弯曲。
答案 (1)v 2
B －v 2A 2L
(2)长木板倾角过大，平衡摩擦力过度 (3)BC (4)随着所挂钩码数的增加，小车及拉力传感器的总质量未远大于所挂钩码的总质量
4．(2016·全国卷Ⅲ，23)某物理课外小组利用图4中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。
图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。
本实验中可用的钩码共有N ＝5个，每个质量均为0.010 kg 。
实验步骤如下：
图4
(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n (依次取n ＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N -n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。
释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t 相对于其起始位置的位移s ，绘制s -t 图象，经数据处理后可得到相应的加速度a 。
(3)对应于不同的n 的a 值见下表。
n ＝2时的s -t 图象如图5所示；由图5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 1 2 3
4 5 a /m·s -2 0.20
0.58 0.78 1.00
图5
(4)利用表中的数据在图6中补齐数据点，并作出a -n 图象。
从图象可以看出：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。
图6
(5)利用a -n 图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字，重力加速度取g ＝9.8 m·s -2
)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)
A ．a -n 图线不再是直线
B ．a -n 图线仍是直线，但该直线不过原点
C ．a -n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大
解析 (3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将图(b)中点(2，0.78)代入s ＝12
at 2可得，a ＝0.39 m/s 2。
(4)根据描点法可得如图所示图线。
(5)根据牛顿第二定律可得nmg ＝(M ＋5m )a ，则a ＝
mg M ＋5m n ，图线斜率k ＝mg M ＋5m ＝1.005，可得M ＝0.45 kg
(6)若不平衡摩擦力，则有nmg -μ[M ＋(5-n )m ]g ＝(M ＋5m )a ，则a ＝mg ＋μmg M ＋5m n -μMg ＋5μmg M ＋5m ，所以a -n 图线仍是直线，但直线不过原点，斜率变大，故B 、C 正确。
答案 (3)0.39 (4)见解析图 (5)0.45 (6)BC。