2020高考物理力学实验复习专题
2020年高考物理二轮热点专题训练----《力学试验》(解析版)
2020年高考物理二轮热点专题训练----《力学试验》1.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m ＝1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，当地的重力加速度g 取9.80 m/s2.则：(1)根据图上所得的数据，应取图中O 点到________点来验证机械能守恒定律． (2)从O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔE p ＝________J ，动能增加量ΔE k＝________J(结果保留3位有效数字)．(3)若测出纸带上所有各点到O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v 及物体下落的高度h ，则以v 22为纵轴，以h 为横轴画出的图象是下图中的________.【解析】(1)B 点速度可由v B ＝h OC －h OA2T求出，故选取O 点到B 点来验证机械能守恒定律．(2)ΔE p ＝mgh OB ≈1.88 J ，v B ＝h OC －h OA 2T ，ΔE k ＝ΔE k B ＝12mv 2B ≈1.84 J.(3)由mgh ＝12mv 2，可知v 22＝gh ，故v 22－h 图象应为过原点的直线，斜率k ＝g .【答案】(1)B (2)1.88 1.84 (3)A2.1.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O 1、O 2，记录弹簧秤的示数F ，测量并记录O 1、O 2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＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为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.【答案】(1)见解析图甲10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)见解析图乙(4)F OO′【解析】(1)作出Fl图象，如图甲所示，求得直线的横截距即为l0，可得l0＝10.0 cm(2)可计算橡皮筋的劲度系数k＝FΔx＝2.50.05N/m＝50 N/m若OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则橡皮筋的弹力为F1＝kΔx1＝50×(6.00＋7.60－10.00)×10－2 N＝1.80 N则此时F OA＝F1＝1.80 N(3)F OB＝F OA＝1.80 N，两力的合力F′如图乙所示.(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，所以通过比较F′和F OO′的大小和方向，可得出实验结论.3.为验证“拉力做功与物体动能变化的关系”，某同学到实验室找到下列器材：长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200 g的小车、质量分别为10 g、30 g和50 g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡)．该同学进行下列操作：A．组装实验装置，如图(a)所示B．将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车C．选用50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上D．释放小车，接通打点计时器的电源，打出一条纸带E．在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图(b)所示F．进行数据采集与处理请你完成下列问题：(1)进行实验时，学生电源应选择用________挡(选填“直流”或“交流”)．(2)该同学将纸带上打出的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画)，各计数点间的时间间隔为0.1 s，如图(b)所示．该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离，并标在图(b)上．则在打计数点4时，小车的速度大小为________ m/s；如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为________J，小车的动能增量为________J．(取重力加速度g＝9.8 m/s2，结果均保留两位有效数字)(3)由(2)中数据发现，该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论，且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似．你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可)①_______________________________________________；②_______________________________________________； ③_______________________________________________. 【解析】(1)打点计时器是一种计时仪器，使用交流电源；(2)根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，相邻的两个计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ，得：v 4＝x 352T ＝0.185－0.0690.2m/s ＝0.58 m/s ，在打计数点0到4的过程中，拉力对小车做的功为：W ＝mgx 04＝0.05×9.8×0.12 J≈0.059 J ； 小车的动能增量为：ΔE k ＝12Mv 24＝12×0.2×0.582 J≈0.034 J ；(3)该实验产生误差的主要原因一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小，设绳子上拉力为F ，对小车根据牛顿第二定律有：F ＝Ma①对钩码有：mg －F ＝ma ②F ＝Mm ＋Mmg ，由此可知当M ≫m 时，钩码的重力等于绳子的拉力，显然该实验中没有满足这个条件；另外该实验要进行平衡摩擦力操作，否则也会造成较大误差．【答案】(1)交流(2)0.58 5.9×10－2 3.4×10－2(3)①小车质量不满足远大于钩码质量 ②没有平衡摩擦力 ③没考虑钩码动能的增加 4.某兴趣小组利用如图所示弹射装置将小球竖直向上抛出来验证机械能守恒定律.一部分同学用游标卡尺测量出小球的直径为d ，并在A 点以速度v A 竖直向上抛出；另一部分同学团结协作，精确记录了小球通过光电门B 时的时间为Δt ，用刻度尺测出光电门A 、B 间的距离为h .已知小球的质量为m ，当地的重力加速度为g ，完成下列问题：(1)小球在B 点时的速度大小为________________； (2)小球从A 点到B 点的过程中，动能减少量为________；(3)在误差允许范围内，若等式____________成立，就可以验证机械能守恒(用题目中给出的物理量符号表示).【答案】(1)d Δt (2)12mv 2A －12md 2Δt 2(3)gh ＝12[v 2A －d 2Δt2]【解析】(1)小球在B 点的瞬时速度大小v B ＝dΔt.(2)小球从A 点到B 点，动能的减小量ΔE k ＝12mv 2A －12mv 2B ＝12mv 2A －12md 2Δt 2.(3)重力势能的增加量为mgh ，若mgh ＝12mv 2A －12md 2Δt 2.即gh ＝12[v 2A－d 2Δt2]，机械能守恒.5.如图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x 及拉力大小F (从电脑中直接读出)．所得数据记录在下列表格中： 拉力大小F /N 0.45 0.69 0.93 1.14 1.44 1.69 标尺刻度x /cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为________cm ；(2)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F 与x 的关系图象；(3)由图象求出该弹簧的劲度系数为________N/m 、弹簧的原长为________cm.(均保留三位有效数字)【解析】(1)由图可知，刻度尺的最小分度为0.1 cm ，故读数为63.60 cm ； (2)根据表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示；(3)由胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k＝1.690.62－0.552≈24.85 N/m；图象与横坐标的交点为弹簧的原长，则可知，原长为55.2 cm.【答案】(1)63.60(63.55～63.65)(2)如图(3)24.85(24.80～24.90)55.2(55.0～55.5)6.某同学利用图所示装置，验证以下两个规律：①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等；②系统机械能守恒.P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫桌上.物块R与轻质滑轮连接，放在正中间，a、b、c是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放.(1)为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有________；A.P、Q、R的质量MB.两个定滑轮的距离dC.R 的遮光片到c 的距离HD.遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P 、Q 的速度大小相等，验证表达式为________；(3)若要验证物块R 与物块P 的沿绳分速度相等，则验证表达式为________________； (4)若已知当地重力加速度g ，则验证系统机械能守恒的表达式为________________. 【答案】(1)BCD (2)t 1＝t 2 (3)t 3t 1＝2H4H 2＋d 2(4)gH ＝x 22t 23＋x 22t 22＋x 22t21【解析】(1)为了能完成实验目的，除了记录P 、Q 、R 三个遮光片的遮光时间t 1、t 2、t 3外，还必需测量的物理量有：两个定滑轮的距离d ；R 的遮光片到c 的距离H ；遮光片的宽度x ；故选B 、C 、D.(2)根据装置可以分析出P 、Q 的速度大小相等，根据v ＝xΔt 可知，验证表达式为t 1＝t 2.(3)P 经过遮光片时的速度v P ＝x t 1；R 经过遮光片时的速度v R ＝xt 3，若要验证物块R 与物块P 的沿绳分速度相等，则需验证v R cos θ＝v RHH 2＋(d 2)2＝v P ，整理可得t 3t 1＝2H 4H 2＋d 2.(4)验证系统机械能守恒的表达式为mgH ＝12mv 2P ＋12mv 2Q ＋12mv 2R ，其中v P ＝xt 1，v Q＝x t 2，v R ＝x t 3，联立解得gH ＝x 22t 23＋x 22t 22＋x 22t 21. 7.某同学利用如图甲所示的装置验证力的平行四边形定则．在竖直放置、贴有白纸的木板上固定有两个轻质小滑轮，细线AB 和OC 连接于O 点，细线AB 绕过两滑轮，D 、E 是细线与光滑滑轮槽的两个切点．在细线末端A 、B 、C 三处分别挂有不同数量的相同钩码．设所挂钩码个数分别用N 1、N 2、N 3表示．挂上适当数量的钩码，当系统平衡时进行相关记录．改变所挂钩码的数量，重复进行多次实验．(1)下列关于本实验操作的描述，正确的有________．a．需要利用天平测出钩码的质量b．∠EOD不宜过大c．两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上d．每次实验都应使细线的结点O处于同一位置(2)每次实验结束后，需要记录的项目有N1、N2、N3的数值和________．(3)该同学利用某次实验结果在白纸上绘制了如图乙所示的实验结果处理图，则根据你对本实验的理解，要验证力的平行四边形定则，还需对该图作出如下完善：________.【解析】(1)用钩码的个数可以代表拉力的大小，因此不需要测量钩码的质量，故a错误；∠EOD若太大，导致其合力较小，增大了误差，故∠EOD不宜过大，故b正确；只要便于记录通过滑轮的力的方向即可，两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上，故c正确；该题应用了物体的平衡来验证力的平行四边形定则，不需要每次实验都使细线的结点O处于同一位置，故d错误．(2)为验证力的平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此从力的三要素角度出发，要记录钩码的个数和记录OC、OD和OE三段细线的方向．(3)本实验是要验证力的平行四边形定则，故应将由平行四边形定则得出的合力，与真实的合力进行比较而去判断平行四边形定则得出的结果是否正确，由图乙可知，要验证力的平行四边形定则，还需要过O点作出与F OC等大反向的力F′.【答案】(1)bc(2)OC、OD、OE三段细线的方向(3)过O点作出与F OC等大反向的力F′8.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d ＝________mm ； (2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象________； A.h －t 图象 B.h －1t 图象C.h －t 2图象D.h －1t2图象(3)经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量12mv 2总是稍小于重力势能减少量mgh ，你认为增加释放高度h 后，两者的差值会________(填“增大”“缩小”或“不变”).【答案】(1)17.806(17.804～17.808均可) (2)D (3)增大【解析】(1)螺旋测微器的读数为d ＝17.5 mm ＋30.6×0.01 mm ＝17.806 mm(2)减小的重力势能若全部转化为动能，则有mgh ＝12mv 2，小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬时速度，故v ＝d t ，联立可得h ＝12g (d t )2，故作h －1t2图象，D 正确.(3)由于实验中存在空气阻力，所以发现小球动能增加量12mv 2总是稍小于重力势能减少量mgh ，若增加释放高度h ，则阻力做功增大，系统损失的机械能增加，所以两者的差值会增大.9.某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50 Hz ，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起点O 的距离为s 0＝19.00 cm ，点A 、C 间的距离为s 1＝8.36 cm ，点C 、E 间的距离为s 2＝9.88 cm ，g 取9.8 m/s 2，测得重物的质量为m ＝1 kg.(1)下列做法正确的有________．A ．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上B ．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C ．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D ．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(2)选取O 、C 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J ，打下C 点时重物的速度大小是________m/s.(结果保留三位有效数字)(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v ，量出下落距离s ，则以v 22为纵坐标、以s 为横坐标画出的图象应是下面的________．(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是____________．(写出一条即可)【解析】(1)图甲中两限位孔必须在同一竖直线上，实验前手应提住纸带上端，并使纸带竖直，这是为了减小打点计时器与纸带之间的摩擦，选项A 、B 正确；实验时，应先接通打点计时器的电源再放开纸带，选项C 错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小长度的测量误差，选项D 错误．(2)重物减少的重力势能为ΔE p ＝mg(s 0＋s 1)＝2.68 J ，由于重物下落时做匀变速运动，根据匀变速直线运动任意时间段中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知，打下C点时重物的速度为v C ＝s 1＋s 24T＝2.28 m/s. (3)物体自由下落过程中机械能守恒，可以得出mgs ＝12mv 2，即gs ＝12v 2，所以v 22－s 图线应是一条过原点的倾斜直线，选项C 正确．(4)在实验过程中，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力、空气阻力是存在的，克服阻力做功损失了部分机械能，因此实验中重物减小的重力势能总是略大于增加的动能．【答案】(1)AB(2)2.68 2.28(3)C(4)重物受到空气阻力(或纸带与打点计时器之间存在阻力)10.在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示.他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C……，测出O到A、B、C……的距离分别为h1、h2、h3…….电源的频率为f.(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是________.A.选用铁质重锤B.安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C.释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D.重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直(2)打B点时，重锤的速度v B为________.(3)小明用实验测得数据画出的v2－h图象如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是________.(4)另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的v2－h图线，并与其比较，其中正确的是________.【答案】(1)ABC (2)(h 3－h 1)f 2(3)打下O 点时重锤速度不为零 (4)B 【解析】(1)为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故A 正确；安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故B 正确；释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，可以减小阻力，故C 正确；重锤下落过程中，手不能拉着纸带，故D 错误.(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，B 点的瞬时速度v B ＝h 3－h 12T＝(h 3－h 1)f 2. (3)图线不过原点，h ＝0时，速度不为零，可知打下O 点时重锤速度不为零.(4)不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，两图线交于同一点，故B 正确，A 、C 、D 错误.11.如图1、图2所示分别为甲、乙两位同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图，他们在气垫导轨上安装了一个光电门B ，滑块上固定一宽度为d 的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间．甲同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来(如图1)，乙同学把滑块用细线绕过定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码(如图2)，每次滑块都从A 处由静止释放．图1图2(1)实验时应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他实验器材的情况下，如何判定调节是否到位？_____________________________.(2)实验时，两同学首先将滑块从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Δt ，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是_____________________________________.(3)甲、乙两位同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，甲同学在实验时还需要测量记录的物理量有___________________________________，实验时必须满足的条件是________；乙同学在实验时需要记录的物理量有_______________________________________．(4)乙同学在完成实验时，下列不必要的实验要求是________．(填选项前字母)A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节水平D．应使细线与气垫导轨平行【解析】(1)实验前应调节导轨水平．具体办法是在不挂钩码时，滑块能在任意位置静止不动．(2)两种情况下，滑块在导轨上均做匀加速直线运动，滑块的初速度为零，到达光电门的瞬时速度v＝dΔt，利用初速度为零的匀加速直线运动公式v2＝2ax可知，只要测出A位置与光电门间的距离L即可求得滑块的加速度．(3)甲同学所做实验中滑块(设质量为M)和钩码所受的合外力等于钩码的重力mg，mg＝(M＋m)a，所以甲同学还需要测量所挂钩码的质量m和滑块的质量M，在实验时，为了尽量减小实验误差，应满足条件m≪M；乙同学所做实验中，力传感器测出的力就是细线对滑块的真实拉力设为T，可直接读出，所以需要记录传感器的读数．(4)力传感器测出的力就是细线对滑块的真实拉力，不存在系统误差，无需满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量；测量距离时，适当增大测量距离可以减小测量误差；实验时要满足气垫导轨水平且细线与导轨平行．【答案】(1)在不挂钩码时，滑块应能在任意位置静止不动(2)A位置与光电门间的距离L(3)所挂钩码的质量m和滑块的质量M m≪M传感器的读数(4)A12.某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x，数据记录如表所示.(1)根据表中数据在图甲中作出F －x 图线；(2)根据F －x 图线可以求得弹簧的劲度系数为________N/m ；(3)估测弹簧弹力为5 N 时弹簧的弹性势能为________ J.(4)一位同学做此实验时得到如图乙所示的F －x 图线，说明此同学可能出现了哪种错误？________.【答案】(1)见解析图 (2)50 (3)0.25 (4)已超出了弹簧的弹性限度【解析】(1)根据描点法可得出对应的F －x 图象，如图所示；(2)根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k ＝70.14N/m ＝50 N/m (3)根据图象的性质以及W ＝Fx 可知，图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功，根据功能关系可知，等于弹簧的弹性势能，故E p ＝12×5×0.099 5 J≈0.25 J ； (4)由图可知，当力达到某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限度.13.物理兴趣实验小组的同学在测量一铁块与一长木板之间的动摩擦因数时，该小组的同学首先将待测定的长木板水平固定，将另一长木板倾斜固定，两长木板间用一小段光滑的轨道衔接，如图甲所示．请回答下列问题：(1)将铁块由距离水平面h 高度处由静止释放，经测量在粗糙的长木板上滑行的距离为x 时速度减为零，如果保持斜面的倾角不变，改变铁块释放的高度，并测出多组数据，忽略铁块与倾斜的长木板之间的摩擦力．现以h 为横坐标、x 为纵坐标，则由以上数据画出的图象的特点应为_____________________；(2)在实际中铁块与倾斜的长木板之间的摩擦力是不可忽略的，为了测定铁块与两长木板间的动摩擦因数，该小组的同学逐渐地减小斜面的倾角，每次仍将铁块由静止释放，但每次铁块释放位置的连线为竖直方向，将释放点与两长木板的衔接点的水平间距记为L .将经过多次测量的数据描绘在x －h 的坐标系中，得到的图线如图乙所示，则铁块与倾斜的长木板之间的动摩擦因数为μ1＝________，铁块与水平的长木板之间的动摩擦因数为μ2＝________.(结果用图中以及题干中的字母表示)【解析】(1)对铁块运动的全程，运用动能定理有：mgh －μmgx ＝0，得到：x ＝1μ·h ，故x －h 图象是过坐标原点的倾斜直线．(2)对铁块运动的全程，运用动能定理有：mgh －μ1mg cos θ·x 1－μ2mgx ＝0(θ为斜面的倾角)由几何关系得到：L ＝x 1cos θ得到：x ＝1μ2·h －μ1μ2·L 图线的延长线与两坐标轴的交点坐标分别为(a ，0)和(0，－b )1μ2＝b a (斜率)，－μ1μ2·L ＝－b (截距) 解得μ1＝a L ，μ2＝a b【答案】(1)过坐标原点的倾斜直线(2)a L a b14.用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.(1)关于实验操作，下列说法正确的是________.A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离.已知所用电源的频率为50 Hz，打B点时小车的速度v B＝________ m/s，小车的加速度a＝________ m/s2.(3)改变细线下端钩码的个数，得到a－F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是________.【答案】(1)AD(2)0.3160.93(3)随所挂钩码质量m的增大，不能满足M≫m.【解析】(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B 错误；由于平衡摩擦力之后有Mg sin θ＝μMg cos θ，故tan θ＝μ.所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车所受的拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放小车，而当实验结束时应先控制小车停下再停止打点计时器，故D正确；(2)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为 T ＝5×0.02 s ＝0.1 s.根据Δx ＝aT 2可得：x CE －x AC ＝a (2T )2，小车运动的加速度为a ＝x CE －x AC 4T 2＝0.163 6－0.063 2－0.063 20.04m/s 2＝0.93 m/s 2 B 点对应的速度：v B ＝x AC 2T ＝0.063 20.2m/s ＝0.316 m/s ； (3)随着力F 的增大，即随所挂钩码质量m 的增大，不能满足M ≫m ，因此图线上端出现弯曲现象.15.某同学用如图甲所示的装置测滑块与长木板间的动摩擦因数，将木板水平固定在桌面上，木板左端固定挡板上连接一轻质弹簧，长木板上A 、B 两点安装有光电门，滑块放在长木板上，靠近轻质弹簧.(1)用游标卡尺测出挡光片的宽度，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d ＝________ mm.(2)在滑块上装上挡光片，用手推动滑块向左移动压缩弹簧，将弹簧压缩到适当的程度松手，滑块在弹簧弹力的作用下向右滑去，滑块离开弹簧后分别通过A 、B 两点的光电门，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上挡光片通过A 、B 两点光电门的时间Δt 1和Δt 2，则滑块通过A 点的速度为________，通过B 点的速度为________(用物理量的字母表示).(3)通过改变滑块压缩弹簧的程度大小进行多次实验，测出多组滑块通过A 点和B 点的速度v A 和v B ，作出v 2A －v 2B 图象，若图象与v 2A 轴的交点为a ，重力加速度为g ，要求出动摩擦因数，还需要测出________，若此需要测出的物理量用x 表示，则滑块与长木板间的动摩擦因数为________(用题中给出的字母表示).【答案】(1)2.60 (2)d Δt 1 d Δt 2 (3)AB 间的距离 a 2gx【解析】(1)主尺读数为2 mm ，游标尺读数为12，由图知该游标尺为二十分度的卡尺，精度为0.05 mm ，故测量结果为：d ＝2 mm ＋12×0.05 mm ＝2.60 mm.(2)根据公式v ＝x t 可知：A 点的速度为v A ＝d Δt 1，B 点的速度为v 2＝d Δt 2.。
2020高考物理一轮复习 专题32 力学实验(一)(解析版)
2020年5月全国名校联考最新高考模拟试题分项汇编（第一期）力学实验（一）1、（2020·湖北省七市教科研协作体高三下学期5月联考）某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验。
在保持弹簧伸长量及方向不变的条件下：(1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是____N；（图乙中所示）(2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数___ 、弹簧测力计b的读数____填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】(1). 3.50（3.48-3.52）(2). 变小(3). 变大【解析】(1)[1]由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，弹簧测力计a的读数是3.50N；(2)[2][3]若弹簧秤a、b间夹角小于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，如图所示，则可知弹簧秤a的示数变小，b的示数变大。
2、（2020·江苏省盐城市高三下学期三模）小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带（每两个点间还有4个点没有画出）。
打点计时器的电源频率为50Hz。
（1）根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中_____。
（填写序号）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．非匀变速直线运动（3）小红同学用以下方法绘制了小车运动的v一t图象：第一，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条；第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间；第三，将纸条上端中心连起来，于是得到v一t图象。
请回答这样做___________（选填“可行”、“不可行”），简要说明其理由__________。
【答案】 (1). 1.39 (2). B (3). 可行 (4). 见解析【解析】（1）[1]．相邻两点间的时间间隔为T=0.1s ，则E 点的速度x 0.12700.1510m/s=1.39m/s 20.2DF E v T +== （2）[2]．根据v —t 图象可知小车做的是匀变速直线运动；故选B 。
2020年高考物理压轴题专练附解答： 力学实验
2020年高考物理压轴题专练：力学实验【知识回扣】一、运动类实验分析1.基础实验原理及考点2.纸带的三大应用(1)判断物体运动性质○1若Δx ＝0，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动。
○2若Δx 不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动。
(2)求解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 。
(3)求加速度（1）用“逐差法”求加速度：因为a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2 ；所以a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2。
（2）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。
3.凡是应用打点计时器的实验,都必须先接通电源,等打点稳定后,再释放纸带。
4.不同的实验，平衡摩擦力的目的也不相同（1）在探究a与F、m的定量关系的实验中，平衡摩擦力的目的是为使细线的拉力作为小车的合外力。
（2）在探究做功与动能变化的关系时，为了使橡皮筋对小车所做的功为总功，应平衡小车的摩擦力。
5. 图像法处理实验数据应注意以下几点(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。
(3)图上的连线不一定通过所有的数据点,应尽量使数据点合理地分布在线的两侧,且线要细。
(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化,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。
二、受力类实验1.基础实验原理及考点实验原理图注意事项高频考点力的平行四边形定则①等效思想：同一次实验中橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变。
2020年高考物理二轮复习精品考点专题15 力学实验(讲)(解析版)
专题十五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)．知识点一、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：游标尺(mm)精确度(mm)刻度格数刻度总长度(mm)每小格与1毫米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02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＝0.02mm.(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0～25mm ，精确度是0.5mm÷50＝0.01mm.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0.5mm.②0.5mm 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0.01mm.③测量长度为上述二者之和.如图所示读数为6mm ＋0.5mm ＋20.2×0.01mm ＝6.702mm.【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.知识点二、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50Hz 的交流电源上使用时，每隔0.02s 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.(如图所示)，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.②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 ＝Δs 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.知识点三、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“174.2mm”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174.2mm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3.020×10－3m/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．高频考点一纸带类实验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．例1、（2019·新课标全国Ⅰ卷）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。
2020年高考物理一轮复习第八单元力学实验练习含解析新人教版53
力学实验力学实验是每年高考的必考内容,在当前实验试题命制“一大一小”的情况下,力学实验多以小题的形式出现,并且试题多源于教材而高于教材,所给的物理情景和要求通常跟教材内容有明显区别,是以教材中的实验为背景或素材,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。
具体特点如下:(1)力学实验中有多个实验都要用到打点计时器(如研究匀变速直线运动的规律、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律等),考查打点计时器的使用并根据纸带进行正确的数据运算,是高考考查的热点。
(2)考查运用图象法处理实验数据是历年高考实验题的命题热点,力学实验、电学实验中都可能出现。
这是考生必备的能力之一。
(3)结合光电门和传感器考查。
由光电门计算速度,由力的传感器直接显示力的大小,速度传感器直接显示速度大小,所以力学实验中往往结合这两种器材来考查。
(4)考查力学创新设计性实验,如测动摩擦因数、弹簧弹性势能。
创新设计性实验主要考查考生是否理解实验原理和实验仪器的工作原理,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情况下迁移知识的能力,这些对考生的能力要求都较高,是近几年高考命题的热点。
“源于课本,不拘泥于课本”一直是高考实验命题的理念,考查实验的灵魂——原理是重中之重,预测2020年高考对力学实验的考查,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。
所以在复习过程中,应以掌握常规实验原理、实验方法、规范的操作程序、数据处理方法等为本,同时从常规实验中有意识地,积极地提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到能灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
实验1 研究匀变速直线运动1 实验原理(1)利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1、x2、x3、x4、…为纸带上相邻两个计数点之间的距离,假如Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=常数,即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。
考点七 力学实验--2020年高考物理分类题库
考点七力学实验1.(2020·全国Ⅰ卷)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d 的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下:(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间时,可认为气垫导轨水平;(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m 1、滑块(含遮光片)的质量m 2;(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B 两处的光电门的遮光时间Δt 1、Δt 2及遮光片从A 运动到B 所用的时间t 12;(5)在遮光片随滑块从A 运动到B 的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=,滑块动量改变量的大小Δp=;(用题中给出的物理量及重力加速度g 表示)(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000cm,m 1=1.50×10-2kg,m 2=0.400kg,Δt 1=3.900×10-2s,Δt 2=1.270×10-2s,t 12=1.50s,取g=9.80m/s 2。
计算可得I=N ·s,Δp=kg·m·s -1;(结果均保留3位有效数字)(7)定义Δ=100%I pIδ-⨯,本次实验δ=%(保留1位有效数字)【解析】(1)当滑块经过A、B 两个光电门时间大约相等时,速度相等,此时由于阻力很小,可以认为气垫导轨是水平的。
(5)拉力冲量的大小I=m 1gt 12;滑块动量改变量2222121()d d d d p m m m t t t t ∆=⋅-⋅=-∆∆∆∆。
(6)I=m 1gt 12=1.5×10-2×9.8×1.5N·s=0.221N·s;Δp=221()d dm t t -∆∆=0.212kg·m·s -1。
高考物理专项复习《力学实验》含答案
高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。
理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。
（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。
（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。
（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。
2020年高考物理试题分项版汇编系列专题18力学实验含解析
专题18力学实验一、直线运动1．（1）用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。
测量方法正确的是_____（选填“甲”或“乙”）。
（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，此示数为_______mm。
（3）在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50Hz，打出一段纸带如图所示。
纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度v=____m/s。
【答案】甲6.7000.362．在做“研究匀变速直线运动”的实验中：(1)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度_______; _______.(2)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线_________．(3)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝________m/s2.【答案】0.864 m/s0.928 m/s图像：0.65 m/s2.【解析】（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知（2）以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线（33．一小球在桌面上从静止开始做加速运动，现用高速摄影机在同一底片多次曝光，记录下小球每次曝光的位置，并将小球的位置编号．如图所示，1位置恰为小球刚开始运动的瞬间，作为零时刻．摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s，小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1＝0，v2＝0.06 m/s，v4＝________ m/s，小球运动的加速度a = ________ m/s2(结果保留小数点后面两位有效数字）【答案】（0.18m/s）、20.12/m s综上所述本题答案是：40.18m/sv=20.12m/sa=4．如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1 s.(1)在图所示的坐标系中作出小车的v－t图线__________．(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是______ cm/s ，此速度的物理意义是_______________． (3)小车的加速度为______________（保留有效数字3位）【答案】11.60表示A 点的瞬时速度0.496【解析】根据图中数据计算出各点的速度，建立v t ~坐标系，然后利用描点连线做出图像，如下图所示：从图像上可以看出：将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是11.60cm/s ，此速度的物理意义是表示A 点的瞬时速度，在v t ~图像中斜率表示加速度的大小，求得加速度20.496m/s a =5．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，如图所示．.(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____________．【答案】(1)CD(2)39.0(3)逐渐增大到39.8 cm/s且增加的越来越慢；逐渐增大到等于重力6．（1）在“用打点计时器测速度”的实验中，下列器材中必须要用的是（多选）_______A. B. C. D.（2）在探究加速度与力、质量的关系的实验时，打出一条纸带如图所示，已知A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间还有4个打点，每相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s，则小车在C点的速度v＝________m/s，小车运动的加速度a＝________m/s2.(结果保留三位有效数字)【答案】（1）AC（2）1.246.22【解析】（1）“用打点计时器测速度”的实验需要用到的器材是：打点计时器、纸带、刻度尺、交流电源等，打点计时器本身具有计时功能，无需秒表，也不用弹簧测力计测什么力，故选AC。
2020年高考物理实验专项复习：《研究匀变速直线运动》(解析版)
《研究匀变速直线运动》一、实验题1.某同学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如图，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明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D，第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm。
(1)为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数_____(填字母序号)A.偏少B.偏多C.合适(2)若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：小车的加速度a=_____m/s2，A点时小车的瞬时速度v A=_____m/s。
(计算结果保留三位有效数字)2.某实验小组利用如图1所示的装置研究物体做匀变速直线运动的情况：按如图所示装置准备好器材后，先接通电源，然后释放小车，让它拖着纸带运动，得到如图2所示纸带，纸带上选取A、B、C、D、E五个计数点(相邻两个计数点间还有4个计时点未画出)。
打点计时器使用的交流电源的频率f=50Hz。
根据纸带上的信息可计算出：在打下计数点C时小车运动的速度大小的测量值为______m/s；小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为______m/s2.(计算结果均保留2位有效数字)3.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。
在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。
拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。
已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。
数据如下表所示。
重力加速度大小g=9.80m/s2。
单位：cmx1x2x3x4h s10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a=________m/s2(保留3位有效数字)。
2020年高考物理压轴题专练附解答： 力学实验
力学实验一、概述1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。
在力学部分，考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺，大多数时候是填空题，注意估读和误差分析2、力学中有多个实验都要用到打点计时器,能否正确使用打点计时器,并根据纸带进行正确的数据运算，是能否完成这些实验的关键，利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其它物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如：计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。
3、图象法是一种重要的实验数据处理方法．图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点．当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。
二、考点提示1、游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10分度的游标卡尺,以mm 为单位,小数点后只有1位,20分度和50分度的游标卡尺以mm 为单位,小数点后有2位,且对齐格数不估读。
(2)螺旋测微器以mm 为单位,小数点后必须有3位,对齐格数要估读,同时还要注意半毫米刻度线是否露出。
2、打点计时器及纸带问题的处理方法（1）打点计时器的认识和正确使用:电磁打点计时器工作电压为低压交流4～6 V;电火花计时器工作电压为交流220V ；工作时应先接通电源,后释放纸带。
（2）纸带的应用:判断物体运动性质。
若Δx=0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动；若Δx 不为零且为定值,则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动。
（3）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,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T 的两段位移x n 和x n +1,则打n 点时的速度Tx x v n n n 21++=（4）用“逐差法”求加速度:3、图象法处理数据的常用方法和技巧。
历年高考全国卷物理真题专题七 力学实验
专题七 力学实验1.(2020年全国Ⅰ卷)某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d 的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：（1）开通气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间___时可认为气垫导轨水平；（2）用天平测法码与砝码盘的总质量1m ,滑块(含遮光片)的质量2m ；（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A 、B 两处的光电门的遮光时间1t 、2t 及遮光片从A 运动到B 所用的时间12t ；（5）在遮光片随滑块从A 运动到B 的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I =____，滑块动量改变量的大小p =____；（用题中给出的物理量及重力加速度g 表示）（6）某次测量得到的一组数据为： 1.000d cm =，21 1.5010m kg -=⨯，20.400m kg =，-21=3.90010t s ⨯，-22=1.27010t s ⨯，12 1.50t s =，取29.80/g m s =。
计算可得I =____N s ⋅，p =_____1kg m s -⋅⋅；（结果均保留3位有效数字）（7）定义=100%I p Iδ-⨯,本次实验δ=_____%（保留一位有效数字） 22. (2020年全国Ⅱ卷)一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A 和B ，如图所示。
一实验小组用此装置测量小球B 运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B 释放时的高度00.590h m =，下降一段距离后的高度0.100h m =；由0h 下降至h 所用的时间=0.730s T 。
由此求得小球B 的加速度大小为 a= /m s （保留3位有效数字）。
高考物理一轮复习专题强化卷：力学基础实验与创新实验
2020年高考物理一轮复习专题强化卷----力学基础实验与创新实验1、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 共7个计数点，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f ＝50 Hz 的交流电源．(1)打下E 点时纸带的速度v E ＝________(用给定字母表示)；(2)若测得d 6＝65.00 cm ，d 3＝19.00 cm ，物体的加速度a ＝________ m/s 2；(3)如果当时交变电流的频率f >50 Hz ，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值和真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)． 答案：(1)(d 5－d 3)f10(2)3.00 (3)偏小【解析】：(1)由于图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为5T ，利用匀变速直线运动的推论得v E ＝d 5－d 310T ＝(d 5－d 3)f 10.(2)根据匀变速直线运动的推论Δx ＝aT 2可得a ＝x DG －x AD (3×5T )2＝(d 6－d 3)－d 3(3×0.1 s )2＝3.00 m/s 2. (3)如果在某次实验中，交流电的频率f >50 Hz ，则实际打点周期变小，根据运动学公式Δx ＝aT 2得，测量的加速度值和真实的加速度值相比偏小．2、甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。
实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺。
(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。
若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)。
全国卷：2020年高考物理总复习《力学实验》专题演练
《力学实验》专题演练1．某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）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，由静止释放物快，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
（1）试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（b）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试验中物块脱离弹簧时的速度为_______m/s。
比较两纸带可知，_________（填“M”或“L”）纸带对应的试验中弹簧被压缩后的弹性势能大。
【答案】（1）④①③② （2）1.29 M2．某同学用图（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。
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它题给条件进行推算。
（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1s=8.89 cm，2s=9.50 cm，3s=10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/2s，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。
【答案】（1）12（s1+s2）f12（s2+s3）f12（s3–s1）f2（2）403．某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m。
2020高考物理力学实验总复习汇总
2020高考力学实验总复习三 、考试大纲规定的学生实验1.长度的测量（游标卡尺和螺旋测微器） 例1 、读出下列游标卡尺测量的读数。
⑴ ⑵⑶例2 读出下列螺旋测微器测量的读数。
⑴⑵例3、有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm ，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是 mm ．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是 mm ．2. 研究匀变速直线运动例6、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。
计时器所用电源的频率为50Hz ，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm ）。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v 4＝________m ／s ，小车的加速度大小a ＝________m ／s 2。
（保留三位有效数字）3 4 cm 0 5 106780 10 20cm 012345123456789cm图乙0 mm20 30 25 15图甲1 2 3 (cm) 510例7 、做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x 轴重合，左边与y 轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是 m/s 2（保留两位有效数字）。
例8、2004年7月25日，中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”卫星．右图是某监测系统每隔2.5s 拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片．(1)已知火箭的长度为40 m ，用刻度尺测量照片上的长度，结果如图所示．则火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v =____________m ／s ． (2)为探究物体做直线运动过程中s 随t 变化的规律，某实验小组经过实验和计算得到下表的实验数据： 根据表格数据，请你在下图所示的坐标系中，用纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线．并根据图线分析得出物体从A →B 的过程中s 随t 变化的定量关系式：________________________．3．探究弹力和弹簧伸长的关系例9、某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。
2020届高三高考物理大复习《力学实验》专题强化
力学实验1.(2019福建厦门外国语学校高三最后模拟)某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律,在铁架台上安装有一电磁铁(固定不动)和一光电门(可上下移动),电磁铁通电后将钢球吸住,然后断电,钢球自由下落,并通过光电门,计时装置可测出钢球通过光电门的时间。
(1)用10分度的游标卡尺测量钢球的直径,示数如图乙所示,可知钢球的直径D= cm。
(2)多次改变光电门的位置,测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h(h≫D),并计算出小球经过光电门时的速度v,若空气阻力可以忽略不计,则下列关于v2-h的图象正确的是。
(3)钢球通过光电门的平均速度(选填“大于”或“小于”)钢球球心通过光电门的瞬时速度。
2.某同学利用图甲所示的装置探究“外力一定时,加速度与质量的关系”。
图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源,小车的质量未知。
(1)实验之前要平衡小车所受的阻力,具体的步骤是,吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列的点。
(2)按住小车,在吊盘中放入适当质量的物块,并在小车中放入质量已知的砝码,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,吊盘和盘中物块的质量和应满足的条件是。
(3)打开打点计时器电源,释放小车,得到如图乙所示的纸带,图示为五个连续点之间的距离(单位:cm),则小车的加速度a= m/s2。
(结果保留两位小数)(4)改变小车中的砝码质量多次试验,得到不同的纸带,记录砝码的质量m,并根据纸带求出不同的m对应的加速度a,以m为横坐标,1a 为纵坐标,做出1a-m关系图线如图丙所示,设图中直线的斜率为k,纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车的质量为。
3.下图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端;③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。
高考物理专题复习《力学实验》知识点总结
高考物理专题复习《力学实验》知识点总结一、误差和有效数字 (1)误差(2)相对误差＝绝对误差真实值×100%。
(3)误差不可避免，但可以减小误差。
(4)有效数字：从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.020 6为三位有效数字。
二、基本仪器的使用三、实验要点四、实验数据的处理方法高考物理专题复习《力学实验》规律总结1.游标卡尺、螺旋测微器读数方法：主尺+副尺格数*精确度(游标卡尺不估读）2.读数规则：最小分度1估读到下一位、最小分度2、5不估读3.计时仪器：秒表、打点计时器、频闪照相4.平行四边形定则实验：等效替代、位置相同、标注结点、记录方向、线板平行、限度之内、夹角适当5.牛顿第二定律实验：三法（控制变量法、平衡摩擦法、近似法）巧记：小马拉大车6.测速度：速度的测量是很多力学实验的基础，通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律，因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量。
速度的测量一般有两种方法：一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度；另一种是通过光电门等工具来测量速度。
思维模板：用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论：①v t/2=v平均=(v0+v)/2，②Δx=aT2，为了尽量减小误差，求加速度时还要用到逐差法。
用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间，求出该段时间内的平均速度，则认为等于该点的瞬时速度，即：v=d/Δt。
7.常用实验原理的设计方法1）控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。
在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。
2）理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。
3）等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。
在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。
备战2020年高考物理实验专题复习《探究两个互成角度的力的合成规律》(解析版)
《探究两个互成角度的力的合成规律》一、实验题1.在探究求合力的方法实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某一点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条．某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D.在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是________填入相应的字母．“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____．本实验采用的科学方法是________．A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力和，图中小正方形的边长表示，两力的合力用F表示，、与F的夹角分别为和，关于、与F、和关系正确的有________．A.B.C.D.2.如图所示，用弹簧CO和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。
某次实验中用两弹簧秤同时拉弹簧CD，此时弹簧秤a、b间夹角等于。
弹簧秤a的读数如图所示，图中读数为______________N；此后在纸面内逆时针缓慢旋转弹簧秤a，同时保持弹簧CO两端位置不变，直到弹簧秤a转至与CD垂直，弹簧秤未超量程，则此过程中弹簧秤a的读数_______________，弹簧秤b的读数________________。
填“变大”“变小”或“不变”3.某同学在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。
实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
2020年高考回归复习—力学实验之用单摆测量重力加速度的大小 含答案
高考回归复习—力学实验之用单摆测量重力加速度的大小1．小雷在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.20cm；用20分度的游标卡尺测得小球直径如图所示，然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间。
则：(1)小球直径为____cm；(2)他以摆长（L）为横坐标、周期的二次方（T2）为纵坐标作出了T2－L图线，由图像测得的图线的斜率为k，则测得的重力加速度g=___；（用题目中给定的字母表示）(3)小俊根据实验数据作出的图像如图所示，造成图像不过坐标原点的原因可能是___。
2．某实验小组在实验室中用如图甲所示的装置完成“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)下表是该实验小组记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。
组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动所用的时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s 1.80 1.91重力加速度g/（m·s-2）9.749.73m/s；（保留三位有效数字）请计算出第3组实验中的T=________s，g=___________2(2)若实验测出的加速度与真实值相比偏大，则可能的原因是_______________（至少写出一条）；(3)某同学在家里测重力加速度。
他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图乙所示。
由于家里只有一根量程为40cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。
保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。
实验中，当O、A间细线的长度分别为l1和l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2，由此可得重力加速度g=__________（用l1、l2、T1、T2表示）。
3．根据单摆周期公式T ，可以通过实验测当地的重力加速度。
如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆：(1)为尽量减少误差，用秒表测时间时应从钢球通过____（选填“最高点”或“最低点”）时开始计时；(2)某同学在实验中测出多组摆长L和振动周期T，作出T2—L图像如图乙所示。
备战2020年高考物理实验专题复习《研究匀变速直线运动》(解析版)
《研究匀变速直线运动》一、实验题1.某同学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如图，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明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D，第二十一个点下标明测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为，CD长为，DE长为。
为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数_____填字母序号A.偏少偏多合适若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：小车的加速度_____，A点时小车的瞬时速度_____。
计算结果保留三位有效数字2.某实验小组利用如图1所示的装置研究物体做匀变速直线运动的情况：按如图所示装置准备好器材后，先接通电源，然后释放小车，让它拖着纸带运动，得到如图2所示纸带，纸带上选取A、B、C、D、E五个计数点相邻两个计数点间还有4个计时点未画出。
打点计时器使用的交流电源的频率。
根据纸带上的信息可计算出：在打下计数点C时小车运动的速度大小的测量值为______；小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为______计算结果均保留2位有效数字3.现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。
在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。
拍摄时频闪频率是；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为、、、。
已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。
数据如下表所示。
重力加速度大小。
单位：cm根据表中数据，完成下列填空：物块的加速度________保留3位有效数字。
因为________________，可知斜面是粗糙的。
4.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是______A.电磁打点计时器使用的是～的直流电源B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最佳的方法是______A.根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度C.根据实验数据画出图象，量取其倾角，用求出加速度D.根据实验数据画出图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度在研究匀变速直线运动的实验中电源频率为50Hz，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个计时点未标出，设A点为计时起点点的瞬时速度______，小车的加速度______计算结果保留两位有效数字5.某同学用频闪照相法研究小球的自由落体运动，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究。
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学以致用
例1:某同学利用图甲所示的实验装置，探究物 块在水平桌面上的运动规律.打出的纸带如图乙
甲 乙
(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计
数点___6___和___7___之间某时刻开始减速． (2)计数点5对应的速度大小为___1_._0_0__m/s，计 数点6对应的速度大小为__1__.2_0___m/s.(保留三位
思维拓展
②你认为把沙桶的总重力mg当做合外力F是否 合理?___合__理_____． ③本次实验中，是否应该满足M>>m这样的条
件?_否__；理由是_研_究__对_象__是_系__统_,_无_论_M__与_m_的_ _关__系_如__何_，_系__统_所__受_的__合_外__力__就_等__于_沙__桶___ 的__总_重__力_m_g___
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 （M+m）的倒数 。
祝老师、同学们—— 身体健康 天天开心
有效实验名称
实验一 实验四 实验五 实验六 实验二 实验三
研究匀变速直线运动 验证牛顿运动定律 探究动能定理 验证机械能守恒定律 探究弹力和弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则
实验十二
探究单摆的运动、用单摆测定重力 加速度
实验（选考） 验证动量守恒定律
学以致用
M
》m
）
思维迁移 能否让砝码盘的重力充当小车的合外力？
F合=mg
导悟深化
例2:利用右装置做“验证牛顿第二
定律”的实验时: (1)甲同学根据实验数据画出的小车 的加速度a和小车所受拉力F的图像 为下图所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图像为图中的直 线Ⅱ.直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大.明显超出 了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种 解释，其中可能正确的是( ).
Ff
F合=F-f
为了使F=F合，必须设法消
除F或抵消摩擦力的影响
如何测出对小车的恒定拉力F呢？
v
方法一：用弹簧秤沿着平行长木板方向拉 着小车运动，由于很难保持拉力恒定，故 本方法不能采用
方法二：将弹簧秤的一端固定，另一端拉 小车，可得恒定的拉力
本方法系统误差的主要来源是绳子与滑 轮之间的摩擦，使得弹簧秤示数大于对小 车的实际拉力。
方法三：（目前最常用的方法）如图所示，
因为重物的质量便于用天平称量，所以可以 考虑用砝码盘及盘中砝码的重力mg来替代 对小车的拉力F
对小车：F – f = M·a
f = 0（即消除或平衡摩擦力后）时， F = M·a 对钩码： mg - F =m·a
联立得：
F
≈ ( M )mg M m
mg
（
2014年物理高考力学实验的内容
实验名称
实验一 实验四 实验五 实验六 实验二 实验三
研究匀变速直线运动 验证牛顿运动定律 探究动能定理 验证机械能守恒定律 探究弹力和弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则
实验十二
探究单摆的运动、用单摆测定重力 加速度
实验（选考） 验证动量守恒定律
· · · · · · ···· 0
力学主要实验专题
(第一课时)
2014年物理高考力学实验的内容
实验名称
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六
研究匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长量的关系 验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律 探究动能定理 验证机械能守恒定律
实验十二
探究单摆的运动、用单摆测定重力 加速度
实验（选考） 验证动量守恒定律
(A)实验前甲同学没有平衡摩擦力 (B)甲同学在平衡摩擦力时，把长 木板的末端抬得过高 (C)实验前乙同学没有平衡摩擦力 (D)乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高
(2)在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时， 由于始终没有满足M》m(m为砂桶及砂桶中砂的质量) 的条件，结果得到的图像应是如下图中的图( ).
(3)在研究小车的加速度a和拉力F的关系时，由于始 终没有满足M》m的关系，结果应是下图中的图( )
思维拓展
例3：如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固
定一个盒子，盒子内装有沙子。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。
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