高考物理二轮复习专题力学实验导学案
高考物理二轮复习专题力学实验学案
专题12 力学实验高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、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。
其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
高频考点：螺旋测微器和游标卡尺的读数；力学基本实验；力学创新实验。
考点一、基本仪器的读数例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。
【审题立意】熟练掌握中学阶段物理中常用测量工具的读数方法。
【解题思路】图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm。
主尺读数为12 mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐，故测量结果为12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm。
螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm ＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm。
【参考答案】1.220 6.860【知识建构】1．长度类测量仪器的读数(1)毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位。
高三物理第二轮复习教案——力学试验
高考二轮复习一一力学实验一、教学目标：1、解读高考实验考纲，点出力学实验的重要性、考查特点及2014年预计考查形式。
2、构建知识网络，整合重点知识，并利用例题突破高考中频繁出现的考点和难点。
二、教学重难点：构建知识网络，整合重点知识，并利用例题突破高考中频繁出现的考点和难点。
三、教学方法：讲练结合法四、教学过程：（一）考纲解读：高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受重视。
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试验中，甚至拓展到迁移类试验、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试验中去。
高考物理实验题目具有以下几个特点：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。
4、电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题。
对物理实验的考查通常是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验.一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力。
预测2013年高考实验考题主要表现为以下几种形式：1、一个力学实验题：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）。
最新届高考物理二轮复习提优导学案：专题十二 力学实验13_【知识必备】
（本专题对应学生用书第49～53页)一、速度随时间的变化规律（实验、探究）1. 为计算简便，通常每5个时间间隔取一个计数点，Δt=0.1 s.2. 纸带长度用刻度尺一次测量,不分段测量。
3。
用“逐差法”求加速度，如果有6个间隔,公式是a=4561232()-()(3)x x x x x xT++++。
4. 用“图象法"求加速度，需用直线拟合各点，图线与v轴交点应为第一个计数点的速度，且应为正值.为了减小误差，应选相距较远的两点求斜率而得出a.5。
关于操作：开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器;要先接通电源,再释放小车；小车停止运动时要及时断开电源；为防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，要及时用手按住小车。
二、力的平行四边形定则（实验、探究)1. 本实验关键点是:在同一次实验中,结点必须拉到同一位置O，这样才体现了合力与分力的“等效性”.2. 要注意：橡皮筋应在弹性限度内，弹簧测力计不超量程，夹角不能太大或太小,要用同一标度作图，作图应尽可能大些.3。
要能认准哪个是“合力”，哪个是一个弹簧测力计的拉力.三、加速度与物体质量、受力的关系(实验、探究)1. 本实验需用“垫高”的方法平衡摩擦力，但不需要重复平衡摩擦力；需用“控制变量法”分别研究a-F、a—m的关系，再得出综合的结论;一般需作a-F、a-1m图象;作图时需用直线拟合。
2。
实验中的F应是研究对象所受的合外力,用沙袋重力作为研究对象小车的合外力会产生系统误差,如果将研究对象选为沙袋和小车这个整体，则会消除由此带来的系统误差.3。
作出的a-F、a—1m图象如果不过原点，说明实验有误差,如果图线是直线,仍可得出实验结论；当作出的a—F、a—1m图线有弯曲时,通常原因是不满足M》m的实验要求。
四、验证机械能守恒定律（实验、探究)1. 本实验不需要测重物质量，但应选用重且小的重物做实验,以减小误差;应使用公式v n=12n nx xT++而不是公式v n=gt计算瞬时速度；应取当地的重力加速度计算重力势能的变化，不可以用同一根纸带求出a作为g，又以此计算值计算重力势能的变化，这样会犯循环论证的错误。
高三物理第二轮复习全套教案力学实验
力学实验教学目标1．通过对实验的复习，做到对力学中的学生实验明确实验目的，掌握实验原理，学会实验操作，正确处理实验数据．2．进一步学习用实验处理问题的方法，体会实验在物理学中的重要地位．3．掌握实验操作方法，培养动手操作的能力．4．通过对力学中学生实验的比较，知道所涉及到实验的类型．5．在掌握课本上所给学生实验的基础上，灵活应用所学知识解决其它问题．教学重点、难点分析1．理解实验的设计思想，不但要知道怎样做实验，更应该知道为什么这样做实验．2．掌握正确的实验操作，是完成实验的最基本要求，对学生来说也是难度较大的内容，一定要让学生亲自动手完成实验．3．处理数据时，要有误差分析的思想，要能够定性地分析在实验中影响实验误差的条件．教学过程设计教师活动说明：在力学中一共有八个实验是高考中要求的实验，在做实验复习时，要明确实验目的，掌握实验原理，理解地记住实验步骤，处理好实验数据．在实验复习中，实验操作是必不可少的．按照考纲中的顺序，我们一起来复习力学中所涉及的实验．[实验一] 互成角度的两个共点力的合成此实验的目的是验证力合成的平行四边形法则．请一个同学把实验器材和主要实验步骤简述一下．回答：实验器材有木板、白纸、图钉、带细线的橡筋、弹簧秤等．安装好器材，如图1-8-1所示，用两个弹簧秤把橡皮筋的一端拉到O点，记下两个力的大小和方向．再用一个弹簧秤把橡皮筋的一端拉到O点．设定力的长度单位，利用力的图示的方法分别作出分力与合力．用平行四边形法则作出两个分力的合力．比较直接测得的合力与用平行四边形法则得到的合力的大小和方向，可以确定在误差范围内，力的合成满足平行四边形法则．</PGN0080.TXT/PGN>例：在做共点的两个力的合成的实验时，如果只给一个弹簧秤能否完成这个实验？回答：可以．可先做出两个分力的方向，把两根细线向着两个分力的方向去拉，一只手直接拉线，另一只手通过弹簧秤拉线记下拉力的大小，然后把弹簧秤放到另一根线上重复实验．只要总把橡皮筋的一端拉到O点，合力的大小和方向就是不变的．两次拉两根线的方向都相同，两个分力的方向是不变的，两个分力的大小也是保持不变的，可用弹簧秤分别测出两个分力的大小．实验操作：用所给器材完成此实验．[实验二] 练习使用打点计时器[实验三] 测定匀变速直线运动的加速度这两个实验都是练习使用打点计时器的实验，我们一起复习．提问：打点计时器的作用和使用方法．给出一条打好点的纸带如图1-8-2所示．回答：打点计时器是测量时间的工具．把纸带跟运动物体连接在一起，利用打点计时器在纸带上记录下物体的运动情况．打点计时器使用交流6V电源，打点的频率为50Hz，周期为0.02s．</PGN0081.TXT/PGN>提问：（1）怎样利用纸带判断物体是在做匀变速运动？回答：把纸带上的点标上A、B、C、D、E，各点间的距离分别为s1、s2、s3、s4．如果满足△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3，则物体做匀变速直线运动．（2）怎样计算做匀变速直线运动的物体在某个位置时的速度？利用这条纸带可计算出物体过某一点的速度，如计算B点时的速度公式为VB=（s1+s2）/2t．（3）怎样计算它的加速度？计算物体的加速度有两种方法，可以利用公式△s=at2计算，也可以用a=（VC-VB）/t计算．例：利用打点计时器测自由落体的加速度，重锤下落时打出一条纸带如图1-8-3所示，计算重力加速度的数值解：可先算出B点和C点的速度VB=（0.2736-0.1900）/（2×0.02）=2.09（m/s）VC=（0.3211-0.2299）/（2×0.02）=2.28（m/s）g=（2.28-2.09）/0.02=9.50（m/s2）[实验四] 验证牛顿第二运动定律提问：验证牛顿第二定律的实验要证明哪两个关系？实验装置如图1-8-4所示．问答：通过实验要验证物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比这样两个关系．提问：安装好实验装置后还需要做什么调整？回答：安装实验装置后首先要平衡摩擦力．把小车上装好纸带，把木板后垫高一些，在木板上轻轻向下推一下小车，小车应该做匀速运动．提问：如何进行实验操作？回答：保持小车的质量不变，改变所挂砝码的质量，打出5条纸带，记下每条纸带对应的砝码质量值；保持所挂砝码的质量不变，在小车上加砝码，改变小车的质量，打出5条纸带，记下每条纸带对应的小车的质量值．提问：怎样处理数据？分别计算出每条纸带的加速度值．做出在质量不变的条件下，加速度与小车所受外力的关系图线；做出在小车受力不变的条件下，加速度与小车质量倒数的关系图线．从图线上可以看出小车的加速度跟所受外力与自身质量的关系．例：在验证牛顿第二定律的实验中，一个同学打出了5条纸带后，测出了纸带中相邻的每五段间的距离和每条纸带对应的小车的受力情况（见表），处理数据后在图1-8-5所示的坐标中画出a-F图线．解：先根据所给的数据利用公式△s-at2算出小车在不同受力情况下的加速度值，分别为0.25m/s2、0.50m/s2、0.75m/s2、1.00m/s2、1.25m/ s2．如图1-8-6所示，在坐标系中标点后，画出图线为一条直线．说明：在实验中要平衡摩擦力，要知道摩擦力平衡不好对实验结果的影响，会对a-F图线中不过原点问题的解释．在实验中要求所挂砝码的质量要远小于车的质量，如果这一条件不满足将会出现的图线的变化．本实验中数据的处理量较大，要能够正确合理地处理数据．[实验五] 验证碰撞中的动量守恒提问：两个物体在所受合外力为零的条件下，相互作用前后的动量满足什么关系？回答：当两个物体组成的系统在所受合外力为零的条件下发生碰撞，系统在碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量．提问：怎样通过实验验证动量守恒定律？回答：实验装置如图1-8-7所示，实验中小球的质量可以用天平称出，小球在碰前和碰后的速度利用从同一高度做平抢运动的小球的飞行时间相等，平抛运动的小球在水平方向做匀速运动的特点，用小球在碰前和碰后的水平飞行距离表示它的速度，这样就可以利用小球的质量和飞行的水平距离来表示出碰撞中的动量守恒关系．入射球的质量要大于被碰球的质量，两球的半径相等．实验时先不放被碰球B，入射球A从一个确定的高度释放落在地面上的P点，小球飞行的水平距离为OP．再把被碰球B放在支架上，A球从同一高度释放，两球相碰后分别落在地面上的M点和N点．两球飞行的水平距离分别为OM和O′N，如果在碰撞中满足动量守恒定律，那么应该有关系m1OP=m1OM+m2O′N．提问：实验时还应注意哪些问题？在实验中要注意仪器的正确安装与调整，斜槽的末端一定要水平，小球的出射点应是O点的正上方，两小球相碰时应在同一个高度上．实验时，每个点应让小球落10次，取落点的中心进行测量．例：在研究碰撞中的动量守恒的实验中，下列操作正确的是A．改变入射小球的释放高度，多次释放，测出每次的水平位移，求出平均值，代入公式计算B．入射小球应始终保持在同一高度上释放C．两球相碰时，两球的球心必须在同一水平高度上D．重复从同一高度释放入射小球，用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中，取其圆心作为小球落点的平均值分析：入射小球每一次释放都应保持在同一高度上，这样在多次实验中才能使小球的初速度保持不变．两球相碰时应在同一高度上，保证两球的飞行时间相等．另外，利用画圆的方法取落点的平均值，可以减小实验误差．此题的正确答案为B、C、D．</PGN0084.TXT/PGN>实验操作：用所给器材完成实验．[实验六] 研究平抛物体的运动提问：说出画出平抛物体运动轨迹的方法．回答：平抛物体的运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．将小球从斜槽的同一高度上释放，从槽末端的水平槽以一定的水平初速度平抛出去．在竖直面的纸上找出小球飞行轨迹中的几个点，用圆滑的曲线连接起各点，就得到了物体做平抛运动的轨迹，为一条抛物线．提问：怎样求出平抛运动物体的初速度？回答：如图1-8-8所示，以抛出点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向．在曲线上读取数个点的坐标值，利例：在研究平抛物体的运动实验中，应选用下列各组器材中的哪一组A．铁架台、方木板、斜槽和小球、秒表、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉B．铁架台、方木板、斜槽和小球、天平和秒表、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉C．铁架台、方木板、斜槽和小球、千分尺和秒表、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉D．铁架台、方木板、斜槽和小球、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉分析：在此实验中小球的直径较小，不需要用千分尺测量．实验中也不用测量时间，所以正确的答案应为D．[实验七] 验证机械能守恒定律提问：怎样验证机械能守恒定律？回答：在不计空气阻力的情况下，重物下落时的机械能守恒．如图1-8-9所示，把重锤与纸带相连，利用打点计时器记录下重锤下落过程中的运动情况．通过纸带测出重锤的下落高度从而算出重锤重力势能的变化，再算出重锤相应的动能，比较重力势能的减小量和动能的增加量，从而验证机械能守恒定律．提问：利用此装置还能做什么实验？回答：利用这个实验还可以计算重锤在下落时的加速度，即重力加速度．在已知重锤质量的条件下，通过计算重锤的下落高度和重锤的即时速度，算出重锤在下落过程中损失的机械能．例：将下列验证机械能守恒定律的实验步骤按正确顺序排列起来A．选取第1、2点的距离接近2mm的一条纸带，在这条纸带上选定计数点．B．将铁架台放在实验桌上，用附夹把打点计时器固定在铁架台上．C．换新纸带重复实验．D．量出从首点到各计数点间的距离，并算出各计数点的即时速度．E．比较△EK和△EP在误差允许范围内是否近似相等．F．在重锤上夹持一纸带，并将它从打点计时器的复写纸下面穿过限位孔，手持纸带保持竖直方向，接通电源后，松手让重锤牵引纸带下落，得到打点的纸带．G．计算各计数点的动能增加量△EK和势能减小量△EP．答：此题正确的排序为B、F、C、A、D、G、E．</PGN0086.TXT/PGN>[实验八] 用单摆测定重力加速度提问：怎样用单摆测当地的重力加速度？之后，可以计算出当地的重力加速度．在实验中利用米尺测出单摆的摆长，它是从悬点到球心的距离．让单摆以较小的角度摆动，当摆球过平衡位置时开始计时，记录单摆振动30至50个周期所用的时间，可以算出单摆的振动周期．代入公式g=4π2ln2/t2，计算出重力加速度值．改变摆长测出3个g值，取平均值．例：在做单摆测重力加速度的实验中，有以下器材可以选用，其中正确的一组为 [ ]A．小木球、细棉线、米尺、卡尺、秒表、铁架台等B．小木球、尼龙线、米尺、卡尺、秒表、铁架台等C．小钢球、尼龙线、米尺、卡尺、秒表、铁架台等D．小钢球、尼龙线、米尺、秒表、铁架台等分析：做单摆的实验时，摆球应该用密度较大的球，线应该用不易伸长的线．摆长的测量可以采取两种方法：用卡尺测出小球的直径，用米尺测出线长，也可以直接用米尺测出摆长．所以此题的正确答案为C、D．。
高考物理二轮复习提优导学案：专题十二 力学实验13_【能力提升】
能力提升基本仪器的使用和读数1. 关于基本仪器的使用(1) 游标卡尺:测外径或厚度在卡脚下方测量，不能将小测量物靠近主尺放置;要认准游标“0”刻度在哪，读数时应轻轻“锁定”游标.(2) 螺旋测微器:测量长度较小的物体;要注意0.5 mm 刻度线在上方还是下方;听到“咯、咯”声之后要换用微调;读数时应轻轻“锁定”游标.(3) 弹簧测力计:使用前应校零，选择弹簧测力计时，要选力的方向通过弹簧轴线的，必要时要选对拉时读数相同的弹簧测力计.(4) 打点计时器:电火花打点计时器使用的是220 V 交变电流;电磁打点计时器使用的是低压4~6 V 交变电流.2. 关于基本仪器的读数(1) 注意使用的刻度尺或弹簧测力计的最小分度值.应估读到其最小分度的110，读数或测量值为:整数部分(单位)+10n格×最小分度(单位)，统一单位后得最后结果.(2) 注意游标卡尺的精度是多少(即游标部分格数的倒数)，测量时还要注意看准是第几(用n 表示)条游标刻度线与主尺上的某条刻度线对齐，读数或测量值为:主尺部分(单位)+n ×精度(单位)，统一单位后得最后结果.注意游标不需要估读.三种游标卡尺的比较:(3) 螺旋测微器要估读，小数点后必须保留三位.例1 (2014·江都中学)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.思维轨迹:游标卡尺的读数=主尺刻度+游标与主尺对齐的刻度×精度;螺旋测微器的读数=固定刻度+可动刻度×0.01.解析:根据游标卡尺的读数方法，读数为20 mm+3×0.05 mm=20.15 mm.根据螺旋测微器的读数方法，读数为1.5 mm+23.0×0.01 mm=1.730 mm.答案:20.15 1.730变式训练1(2014·淮阴中学) (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.解析:(1) 螺旋测微器主尺读数为10.5 mm，可动刻度一共50个格，代表0.5 mm，每个格表示0.01 mm，第47.5个格与固定刻度基线对齐，因此可动刻度的读数为0.475 mm，故螺旋测微器的读数为10.975 mm.(2) 主尺部分的读数为20度，游标尺一共10个格，每个格代表0.1度，第6个刻度线与主尺刻度对齐，故游标尺的读数为0.6度，因此一共是20.6度.答案:(1) 10.975 (2) 20.6基本实验方法与数据处理力学实验的基本方法就是测量力、位移、时间等的方法.测力可以用弹簧测力计，也可以用天平测出质量求得力，还可以根据牛顿运动定律或动能定理等求得相关物理量来求得力.测位移主要用到打点计时器、频闪照相、位移传感器结合示波器或给定图象和用测长度的仪器测量，也可以根据牛顿运动定律或动能定理等求得相关物理量来求得位移.测时间主要用到打点纸带、秒表、光电门等仪器，也可根据题目中已知装置、图象结合相关规律求得时间.数据处理方法:一是作图法.作图必须规范，要有两个箭头、两个物理量及单位，标度必须标注完整，要使图线分布在坐标纸的较大区域内，要根据两个坐标轴物理量间的关系考虑是拟合直线还是平滑的曲线，还要考虑截距的物理意义.二是数学方法.求纸带上某点的瞬时速度一般用公式vn =12n nx xT++求解，求有6个间隔的纸带加速度一般用公式a=1233a a a++=4561232()-()(3)x x x x x xT++++求解.求图象斜率应取图线上间隔较大的两个点去求解.例2 (2014·徐州测试)图甲所示为某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度可由纸带求得.甲(1) 该同学对于该实验的认识，下列说法中正确的是.A. 该实验应用了等效代替的思想方法B. 该实验应用了控制变量的思想方法C. 实验时应先释放小车后接通电源D. 实验中认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力，其前提必须保证沙和沙桶总质量远远大于小车的质量(2) 如图乙所示的是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中两相邻计数点间还有若干个点未画出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T.该同学用刻度尺测出AC间的距离为s1，BD间的距离为s2，则打下B点时小车运动的瞬时速度vB= ，小车运动的加速度a= .乙(3) 某实验小组在实验时保持沙和沙桶总质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a、质量m以及对应的1m三组数据如表中所示.根据表中数据，在图丙坐标纸上作出F不变时a与1m的图象.丙思维轨迹:解析:(1) 在本实验中，由于影响加速度的原因有力F和小车质量m两个，因此实验时采用控制变量法，即控制力F一定时，通过改变小车的质量m，来测量相应的加速度，再控制小车的质量m一定时，通过改变力F，来测量相应的加速度，故选项A错误，选项B 正确;实验时应先接通电源，再释放小车，以确保在纸带上打下第一个点时对应的小车速度为零，故选项C错误;在该实验装置中，由于绳不可伸长，因此沙、沙桶和小车始终具有大小相等的加速度，且只有当沙和沙桶的质量远远小于小车的质量时，才能认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力，故选项D错误.(2) 小车拖着纸带做匀加速直线运动，因此根据匀变速直线运动规律可知vB =12sT;利用逐差法可求得小车运动的加速度为a=212-2s s T.(3) 根据表格提供的数据，分别选取纵、横轴合适的单位长度，依据描点法作图的原则作出a与1m的关系图线如图所示.答案: (1) B (2)12sT212-2s sT(3) 图见解析变式训练2(2014·苏州测试)在用如图甲所示的装置探究“加速度与物体质量、受力关系”的实验中.甲(1) 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 .A. 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砝码盘和砝码质量的大小，使小车在砝码盘和砝码的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B. 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，撤去砝码盘和砝码，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C. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砝码盘和砝码，轻推小车，观察并判断小车是否做匀速运动(2) 图乙是实验打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，相邻的两个计数点之间还有4个点未标出(图中数据的单位是cm)，算出小车的加速度a= m/s 2(结果保留两位有效数字).乙(3) 某同学在“探究加速度与质量的关系”时，通过给小车增加砝码来改变小车的质量M ，得到小车的加速度a 与质量M 的数据，画出a-1M 图线后发现，当1M 较大时，图线发生弯曲，于是该同学对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象.那么，该同学的修正方案可能是 .A. 改画a 与1M m +的关系图线B. 改画a 与(M+m)的关系图线C. 改画a 与mM 的关系图线D. 改画a 与21()M m +的关系图线解析:(1) 这一步在本实验中称作“平衡摩擦力”，即使小车重力沿斜面向下的分力等于小车下滑过程中所受的阻力，包括了车与木板之间的滑动摩擦力、纸带与打点计时器之间的摩擦力和空气阻力，故选项B 正确.(2) 根据纸带上的数据可知，小车在相邻相等时间内的位移分别为x 1=3.85 cm ，x 2=4.20 cm ，x 3=4.54 cm ，x 4=4.88 cm ，根据逐差法可知，小车的加速度为a=34122()-()4(Δ)x x x x t ++=2(4.54 4.88)-(3.85 4.20)40.1++⨯×10-2 m/s 2=0.34 m/s 2.(3) 由于细线不可伸长，因此砝码和砝码盘与小车具有相同大小的加速度，对它们整体根据牛顿第二定律有mg=(M+m)a ，解得a=mgM m +，因此在mg 一定的情况下，a ∝1M m +，故选项A 正确.答案: (1) B (2) 0.34 (3) A力学实验设计力学实验设计题的具体要求是“能发现问题、提出问题，并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去尝试着解决实际问题”.力学实验设计题重在考查实验基本原理和思想方法的迁移应用，特点是“源于教材，但又高于教材”.这类题虽常考常新，但“题在书外，理在书中”.要做好这类题，首先要审清题意，明确实验目的，然后联想和迁移应用相关实验原理即可求解.此类实验题常常就是“穿着实验外衣”的中等难度的推理、论证类题目.某些物理量不容易直接测量，或某些现象直接显示有困难，可以采取把所要观测的变量转换成其他变量进行间接观察和测量，这就是转换法.在力学中，如速度不便于测量，则可转换为特定距离测时间v=Δd t (如光电门测速)，或特定时间测距离v=xt (如利用平抛运动规律测初速度)等以速度为中间变量进行实验设计.掌握这一原理，就把握了力学实验设计题的一个切入点.例3 (2014·江苏)小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1) 实验记录纸如图甲所示，O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 F 1和 F 2的方向分别过 P 1和P 2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F 3的方向过P 3点. 三个力的大小分别为F 1=3.30 N 、F 2=3.85 N 和 F 3=4.25 N. 请根据图中给出的标度作图求出F 1和F 2的合力.甲(2) 仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果. 他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度， 发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如图乙所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O 点，下端N 挂一重物. 用与白纸平行的水平力缓慢地移动N ，在白纸上记录下N 的轨迹. 重复上述过程，再次记录下N 的轨迹.乙 丙两次实验记录的轨迹如图丙所示. 过O 点作一条直线与轨迹交于a 、b 两点， 则实验中橡皮筋分别被拉伸到a 和b 时所受拉力F a 、F b 的大小关系为 .(3) 根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母).A. 橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B. 橡皮筋两次受到的拉力相同时，第2次的长度较长C. 橡皮筋两次被拉伸到相同长度时，第2次受到的拉力较大D. 实验中所用的拉力越大，橡皮筋在两次拉伸且弹力相等时长度之差越大 (4) 根据小明的上述实验探究，请对“验证力的平行四边形定则”实验提出两点注意事项..思维轨迹:验证力的平行四边形定则→根据所给标度在图中作出F 1、F 2→以F 1、F 2为邻边作出平行四边形→用刻度尺量出对角线的长度，将其与标度相比得出合力→探究拉伸过程对橡 皮筋弹性的影响→根据力的平衡求出两次拉力的大小→由图丙可知拉力越大两次橡皮筋的长度之差越大解析:(1) 根据力的图示法作出力F 1和F 2的图示，如图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7 N(4.6~4.9 N 均可).(2) 设Oab 与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得F=mgtan θ，因此有F a =F b .(3) 由图中分析可知，橡皮筋上的拉力大小为T=cos mg，因此有T a =T b ，显然图中Ob>Oa ，故选项A 错误，选项B 正确;橡皮筋因老化、每次被拉后形变已经不能完全恢复，因此两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大，故选项D 正确;两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较小，故选项C 错误.(4) 由上述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长.答案:(1) 图见解析 4.7 N(4.6~4.9 N 均可) (2) F a =F b (3) BD (4) 选用新橡皮筋，橡皮筋拉伸不宜过长变式训练3 (2014·淮安测试)利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的小球相连;遮光片的两条长边与导轨垂直;导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到光电门B 处的距离， b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B 点时的瞬时速度，实验时滑块在A 处由静止开始运动.(1) 用游标卡尺测量遮光条的宽度b ，结果如图乙所示，由此读出b= mm. (2) 滑块通过B 点的瞬时速度可表示为 .(3) 某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时m 和M 组成的系统动能增加量可表示为ΔE k = ，系统的重力势能减少量可表示为ΔE p = ，在误差允许的范围内，若ΔE k =ΔE p ，则可认为系统的机械能守恒.(4) 在上述实验中，某同学改变A 、B 间的距离，作出的v 2-d 图象如图丙所示，并测得M=m ，则重力加速度g= m/s 2.解析:(1) 游标卡尺的读数为3 mm+16×120 mm=3.80 mm.(2) 因为滑块比较小，通过光电门的平均速度可看做瞬时速度，即通过B 点的瞬时速度为v B =bt .(3) 系统动能增加量可表示为ΔE k =12(M+m)2B v =22()2M m b t +.系统的重力势能减少量可表示为ΔE p =mgd-Mgdsin 30°=-2Mm ⎛⎫ ⎪⎝⎭gd.(4) 根据机械能守恒可得▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌ ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓ -2M m ⎛⎫ ⎪⎝⎭gd=12(M+m)v 2，即g=22v d ，代入数据可得g=9.6 m/s 2.答案:(1) 3.80 mm (2) bt (3) 22()2M m b t +-2M m ⎛⎫ ⎪⎝⎭gd (4) 9.6。
高考物理二轮复习导学案：专题2++力与平衡
专题2：力与平衡知识点一：三大性质的力 1、重力①产生原因：由于地球的吸引。
是万有引力的一个分力 ②大小：G=mg 在两极最大，赤道最小 ③方向：总是竖直向下④重心：与物体质量分布及形状有关，质量分布均匀的物体，重心在几何中心。
2、弹力①产生条件：接触，弹性形变②产生原因：弹力的施力物发生形变（支持力——由于桌面形变，压力--由于书形变） ③弹力方向：与形变方向相反，与接触面垂直指向受力物▲ 面面接触、点面接触、点点接触——垂直接触面或公切面▲ 轻绳弹力——沿着绳收缩方向 （死结，各段绳子拉力不一定等，活结，拉力等） ▲ 轻杆弹力---铰链（可转动），沿杆方向。
固定杆--不一定沿杆方向 ④弹力大小：胡克定律F=KX(弹簧)，与弹簧的形变量成正比▲ 弹力大小通常通过状态方程求解：平衡--F 合=0，不平衡 F 合=ma3、摩擦力①产生条件：接触、挤压、有相对运动或相对运动的趋势（有摩擦力一定有弹力） ②方向：与接触面相切（摩擦力与弹力垂直），与相对运动或相对运动趋势方向相反（可以是动力，也可以是阻力） ③大小：滑动摩擦力uN f =静摩擦力max 0f f ≤≤静动f f ≈m ax =uN▲ 静摩擦力通常通过状态法求，动摩擦可用定义式求，也可用状态法求知识点二：力的合成与分解①合力与分力--等效替代关系，运算法则---平行四边形定则②二力合成：已知两分力大小，合力范围2121F F F F F +≤≤-合（求最大值或最小值） ③三力合成：已知三分力大小，最大值21F F F +=合+3F最小值，若21321F F F F F +≤≤-,0=合F ，否则)(213F F F F +-=合 ④特殊角的二力合成：090=θ，21F F F +=合21F F =(菱形)，2cos 21θF F =合21F F =(菱形)且0120=θ，21F F F ==合⑤力的分解：正交分解、按作用效果分解、图解法分解（唯一解或多解） 知识点三 共点力平衡 1、受力分析：先重力、再弹摩2、共点力平衡：静止或匀速直线运动。
高考物理二轮复习考前三个月专题15力学实验教案.docx
专题15力学实验考题一“纸带类”实验新课标《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、 探究加速度与力、质量的关系、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2. 求解瞬时速度便川和读数方法知识精讲利用做匀变速直线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1所Xn+ Xn示，打n点时的瞬时速度Vn= 石■2T , . ,• • •图13. 用“逐差法”求加速度，甘十一X4+X5+* 3- xi+x2+x3如图2所不，a= 2T图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 At 内的平均速度看做物体经过光电(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 =2 2“2—V1 ・2LB 典例剖析例1图3甲是“研究匀变速直线运动”的实验装置，图乙是该实验中获得的一条纸带・已知所用交流电源的频率为 50Hz, A B G D 、E 、F 是纸带上的计数点，相邻计数点间还有四 个点没有画出・门的瞬时速度，即 v=AtX] Xj 心斷Xf_______ cm.(2)某同学在处理数据时将 A 点询t=0, B 点t =0.1 s , C 点询t=0.2s ……，将 AB 间距离询t-0.1 s 时的位移1.50 cm , BC 间距离询t - 0.2 s 时的位移x 2- 1.81 cm ……，并根据图乙中的数据作出如图丙所示的 x-t 图象，该图线与纵坐标的交点表示的是；若该同学根据图象得出x-t 图象的斜痢k(m/s),则该纸带运动时的加速度大小 是 m/s «请用斜率来表示，数值概不给).(1)实验时由遛 丿〜比电I 、JI 掛光板rf A 小牟亡HHIF — i i jf \力传感器1比电I 、JI ri 光板n E 光电门2定瀏轮 力传感器砂桶砂桶 CD 间的读数，根据图乙中已有的数据鏘CD 间的距离约若将实验中的打点计时器捧改用在水平轨道上安装两个光电小车上固定有力传感细线轴线定町轮器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砂桶，如图所示，可困 来验证“牛顿第二定律”，实验时，先测出小车、传感器和挡光板的恿量 m 再让小车从靠近光觀 处由静止开始运动，读出小车在两光电阊的运动时间 t.改变小车质量 m测得釦t 的值，建立坐标系描点作出图线， 下列能直观得出"合外力一定时， 加速度与质量成反比”的图线是 _______2 2解析 (1)由 Ax= aT,即 ED — CD = CD — BC=aT得 CD ED+BS 2.13cm .= 2x(2) x-t 图象与纵坐标的交点为 OA 的距离；由v =可知，且各段位移的时间均为—0.1 s txV 0.1故当纵坐标的位移除0.1 s 时，即为各段的平均速度值， 则加速度大小a= t = t =10x = 10k.—1 2・改变小车质量m 测得多(3) 小车从靠近光电1处由静止开始做匀加速运动，位移x= at2g m 亠话心 2x2成反比，m 与壮成正比，能直观得出“合组t 的值，则加速度a= 厂位移不变，故a 与ttD答案(1)2.13 (2) 0A之间的距离10k (3)C【变式训练】在用图4所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a 与合力F的关系.(1) 除了电火花计时器、小车、磁码、磁码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有__________ (选填选项前的字母).A. 220 V、50 Hz的交流电源B. 电压可调的直流电源C. 刻度尺D. 秒表E. 天平(附舷码)(2) 为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是-A. 调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B. 在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将袪码和袪码盘通过细线挂在小车上C・在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上⑷在本实验中认为细线的拉力F等于祛码和祛码盘的总重力mg,已知三位同学利用实验数据作岀的a-F图象如图6中的仁2、3所示•下列分析正确的是m/s_______ (选填选项前的字母).(3)某同学得到了图图6A.出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力B.出现图线2的原因可能是耘码和舷码盘的质量不合适C.岀现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大(5)在本实验中认为细线的拉力F等于確码和舷码盘的总重力mg,由此造成的误差是__________ (选填“系统误差”或“偶然误差”).设拉力的真实值为F K,小车的质量为M为了使mg_¥F真<5%,应当满足的条件是-v ___________ .M答案(1)ACE (2)AC (3)15 (4)B (5)系统误差5%解析(1)打点计时器接交流电源，处理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离，还要用到天平测舷码和舷码盘的质量，故选A、C、E；(2)在平衡摩擦力时，不能挂盘；要保证细线和纸带与木板平行，先接通电源，再释放小车，若纸带做匀速直线运动，则纸带上的点间距是均匀的，即说明平衡了摩擦力，故选A、C；(3)由图知AC=6.40 cm , CE= 8.80 cm , CE —AC= ,得a_ 2 =15 m/s ；a(2 T) ' 4T(4) 出现图线1的原因是平衡摩擦力过大，A错误；出现图线2的原因是磁码和磁码盘的质量没有远小于小车的质量，B正确；出现图线3的原因是平衡摩擦力时长木板的倾斜度过小，使得摩擦力过大，C错误.故选B.(5) 小车在做匀加速直线运动时，舷码和不去码盘也在做匀加速直线运动，细线的拉力F 一定小于祛码和祛码盘的总重力mg,此误差不可避免，为系统误差；小车与祛码和舷码盘都在做加mq— F 速度为a的匀加速直线运动，对不去码和舷码盘有mg—F A = ma,对小车有F貞=Ma,代貞入F 一真m<5%.得M2•如图7甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验•有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于BHH? d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为处的光电门, 测得A、B间的距离为t, 当地的重力加速度为⑴如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d= ________ mm._ 1(2)多次改变咼度H,重复上述实验，作岀二随日的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、tH)和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式： ________________________ 时，可判断小球下落过程中机械能守恒.(3)实验中发现动能增加量总是稍小于重力势能减少量△巳，增加下落高度后，则△氏-AB将 ____________ (选填“增加” “减小”或“不变”).答案(1)7.25 (2)2 gHot o二 $ (3)增大解析(1)游标卡尺的读数为：d = (0.7 x 10+5x 0.05) mm= 7.25 mm；(2) 若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；1 d $ ,有：mgH 2 )=2,即2gH "mv o=(得：2gHot o 2= j9(3) 由于在该过程中有阻力做功，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则-将增大・3.某实验小组用图8甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系•铁架台竖直固定放置在水杆上，忽略铁杆粗细，木板与屮1图8① 用游标卡尺测出滑块的挡光片宽度I,用天平测出滑块的质量 m② 平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的 P 处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动 •在铁架台竖直杆上记下此位置Q,用刻度尺测出 Q 到水平桌面的高度H③ 保持P 位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆 Q 上•用刻度尺量出 QQ 的距离ho 将滑块从木板上的 Q 位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间ti ；④ 保持P 位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次I .滑块沿长木板由 Q 运动到P 的过程中，用测量的物理量回答下列问题 (已知重力加速度为 g)： (1)滑块动能的变化量 △£= _____________________ , (2)滑块克服摩擦力做的功 W= ___________ , (3)合力对滑块做的功 W, = _________ .1时间的平方倒数 二为纵坐标，根据测量数据在坐标系中描点画出如图乙所示直线，若图线过t原点，且图线斜率 k= _________ ,则能证明合外力做的功等于物体动能增量 答案 I .⑴ ml[ (2)mgH (3) mgh 驾2t u .In .某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到 Q 的距离h 为横坐标，以滑块通过光电门的挡光平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在 P 处，另一位置放置在铁架台的铁 ° QP 处放置一光科•实验步骤乙I 12 解析(1)由于挡光片宽度很小，滑块通过光电门的速度v=,滑块动能的变化量△&= mv ti 2ml2—0 = 22t1⑵从Q释放匀速下滑时，由动能定理有：mgH— // mglcos 3—0,且I cos & =x,得：/zmgx= mgH,从Q释放时，设长木板的倾角为a, QP长度为L',则克服摩擦力做功为W=〃mgL ' cos a, 且L ' cos a =x, mgH.⑶合力做的功W产mg(H+hi) — W=mghi._ _________ ____________________________________ 2mlII・由动能定理：巩合=△ &有mgh =2，2t整理得：\= 2g知识精讲12h, 故图线斜率2g k— 2考题二“橡皮条"“弹簧"类实验弹簧本身的特点，力的特点是不能突变，能的特点是弹簧拉伸和压缩相同的量势能相等，在实验中也会用到2•弹簧弹性势能表达式不需推导和应用，但还是要知道，在验证性实验中常用到其结论F/N例2 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弾力的旳共，韧獪黑力的大小F和弹簧长度丨的关系如图9所示，则由图线可知：" 20 40甲乙图10(1) ________________________ 弹簧的劲度系数为N/m.⑵为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数“，两位同学分别设计了如图10所示的甲、乙两种方案・①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案 ____________ 更合理・②若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N•当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N, b的示数为11.0N , c的示数为4.0N ,贝I] A和B间的动摩擦因数为_____________ ・解析(1)由图知，当F=0吋I o= 20 cm,即弹簧的原长，当E)= 60 N时l= 40 cm,贝！J A I△ F 60 N/m = 300 N/m；=l—lo=O・2m；由胡克定律得k =Al 0.2(2)①乙方案：因在拉着物体 A 运动的过程中，拉A 的弹簧测力计在不断地运动，示数可能会变化，读数不准；甲方案：弹簧测力计 a 是不动的，指针稳定便于读数，故甲方案更合理；Fr 6②由于弹簧测力计 a 示数为6.0 N ，故A B 间的动摩擦因数 “ ==0.30.【]F N 20答案 ⑴300 (2)①甲 ②0.30变式训练4•某同学用如图11甲所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则” •弹簧测力计 A 挂于固(1) 本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N,图乙中的示数为 __________ N.(2) 下列的实验要求中不必要是 _________ .(填写选项前对应的字母，下同 ) A. 细线应尽可能长一些 B. 应测量重物 M 所受的重力定点P,下端用细线挂一重物 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉,A 和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录M 弹簧测力计使结点O 静止在某位置O 点的位置和拉线的方向屮GC. 细线A0与B0之间的夹角应尽可能大于90。
专题8第1讲 力学实验及创新新高考二轮物理复习导学案
专题八物理实验第1讲力学实验及创新考点一长度测量及读数1．(2020·广东揭阳一模)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，如图．已知小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐．根据照片中刻度尺的数据，请读出小球运动到照片中第5个像点时下落的高度为__m. 2．(2019·山东烟台期末)图中游标卡尺的读数是_ __mm，螺旋测微器的读数是_ _mm.3．(2020安徽蚌埠二次质检)用螺旋测微器测量一根导体棒的直径，刻度如图甲所示，读数为_mm；小明用游标为20分度的游标卡尺测量某个圆筒的深度，部分刻度如图乙所示，读数为_ __cm.考点二通过力的测量进行的实验考向1“橡皮条”类实验1．(2020·安徽安庆联考)在做“验证力的平行四边行定则”的实验时，先将橡皮筋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，第一次是通过两根细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，第二次是通过一根细绳用一个弹簧重拉橡皮条．(1)某次实验用一个弹簧秤把橡皮条和绳的结点拉到O点时，弹簧秤的示数如图所示，其读数为_ __N.(2)关于该实验，下列说法正确的是()A．本实验采用的科学方法是等效替代法B．第一次实验时，两细绳的夹角应越大越好C．第二次实验时，只须记下弹簧秤的示数就行D．两次实验都要将橡皮条和绳的结点拉到同一位置(3)请提一条对减小本实验误差有益的建议_．考向2“弹簧”类实验2．(2020·河北承德一中模拟)另一实验小组在同一实验的研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝35.0 cm，且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒班级：姓名：内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图像如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝_ __N/m，弹簧的原长l0＝_ __cm.3．(2020·广西柳州联考)某实验小组用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数k.当挂在弹簧下端的砝码处于静止状态时，测出弹簧受到的拉力F与对应的弹簧长度L(弹簧始终在弹性限度内)，列表记录如下(1)下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有一个数值在记录时有误，它是_ __.测量记录表：实验次数i F i(N)L i(cm)10.49 4.4020.98 6.123 1.474 1.969.605 2.4511.36 2.9413.10A．L1B．L2C．L5D．L6(2)根据乙图示数，表中还没有记录的测量值L3＝_ __cm；(3)设弹簧每增加拉力ΔF对应的伸长量为ΔL，则此弹簧的劲度系数的表达式k＝ΔFΔL；(4)因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组，所以小组一成员用逐差法求出ΔL的平均值ΔL来减小实验误差，试用L1、L2、L3、L4、L5、L6表示ΔL的平均值ΔL＝.考向3验证力与加速度的关系4．(2020·江苏模拟三)某探究学习小组的同学欲以如图甲装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘(含砝码)等组成．光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间Δt1、Δt2，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砝码盘(含砝码)的质量分别为M和m，不计滑轮的重量和摩擦．(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝_ __cm(2)实验操作中，下列说法正确的是()A．该装置可以不平衡摩擦力．只需要将气垫导轨调节水平B．为减小误差，实验中一定要保证质量m远小于质量MC．实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值减小系统误差D．如果气垫导轨水平，则轻推滑块匀速滑动时通过两个光电门的时间Δt1和Δt2必相等(3)该装置中弹簧测力计的读数F，需要验证的表达式为F＝.(4)对质量保持不变的过程，根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，最符合本实验实际情况的是()考点三通过测量速度、加速度的实验考向1“平均速度法”求速度1．(2020·新课标卷Ⅲ)某同学利用图(a)所示装置验证动能定理．调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带．某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示．已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图(b)给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小v B＝_ __m/s，打出P点时小车的速度大小v P＝_ __m/s(结果均保留2位小数)．若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为___．2．某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律。
高考物理二轮提优导学案：专题十二 力学实验[ 高考]
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能力呈现【考情分析】2011 2012 2013力学实验10.(8分)以力的平行四边形定则(实验、探究)为情境,主要考查弹簧测力计的读数、实验原理分析、实验操作中的问题解决.11.(10分)以涉及“打点计时器”的实验为隐性背景,设计测定动摩擦因数的情境,实质是考查实验操作中的问题解决、实验原理分析、作图能力、读图能力和误差分析能力.11.(10分)以“利用自由落体运动测定重力加速度”为探究情境,考查学生实验设计能力、数据处理能力、误差分析能力.【备考策略】1. 要重视、重做、研究、能再现四个规定的必考实验.力学实验的核心是“纸带”类实验;重点是“三尺”(刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器)的使用与读数.2. 考题有向新情境、探究性、学生(包括老师)不重视或没有深入研究的点“挖坑”考查的方向发展的趋势,应重视研究与四个规定实验相关的新实验题.3. 重视基本实验器材的使用和读数训练,重视实验原理和误差的分析,重视操作过程中可能出现的问题及解决办法研究,重视作图和读图能力的训练.1. (2013·苏州一模)(1) 如图所示,在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,用M、N两个测力计(图中未画出)通过细线拉橡皮条的端点,使其到达O点,此时α+β=90°,然后保持M的示数不变,而使α角减小,为保持端点位置不变,可采用的办法是.A. 减小N的示数同时减小β角B. 减小N的示数同时增大β角C. 增大N的示数同时增大β角D. 增大N的示数同时减小β角(2) 使用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图乙所示,O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F…是依次打出的点迹,量出OE间的距离为l,DF间的距离为s.已知打点计时器打点的周期是T,当地的重力加速度为g.①在实验误差允许的范围内,上述物理量如果满足关系式,即验证了重物下落过程中机械能是守恒的.②若T=0.02 s,在图乙中如果发现OA距离大约是4 mm,则出现这种情况最可能的原因是,此时上述的各物理量间满足的关系式是.2. (2013·南通一模)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.(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= 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.(3) 下列不必要的一项实验要求是.(填字母)?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(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,处理数据时应作出图象.(填“t2-F”、“1t-F”或“21t-F”).?能力巩固1. (1) (2013·泰州一模)如图所示是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带.打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,F 点由于不清晰而未画出.F点的速度v= m/s,加速度a= m/s2.(2) (2013·泰州一模)用螺旋测微器测量线状元件Z的直径如图所示,则元件Z的直径是mm.?(3) (2013·扬州一模)某同学用游标卡尺测量小钢球的直径,如图所示,读数为cm.?2. (2013·广东)研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示,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乙所示,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= .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'.重力加速度大小为g.实验步骤如下:Ⅰ. 用天平称出物块Q的质量m.Ⅱ. 测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC'的长度h.Ⅲ. 将物块Q在A点从静止释放,在物块Q落地处标记其落点D.Ⅳ. 重复步骤Ⅲ,共做10次.Ⅴ. 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:= .①物块Q到达B点时的动能EkBE= .②物块Q到达C点时的动能k C= .③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Wf④物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ= .(2) 回答下列问题:①实验步骤Ⅳ、Ⅴ的目的是.②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,其他的可能是.(写出一个可能的原因即可)。
高三二轮力学实验教学设计
高三二轮力学实验教学设计引言：力学实验是物理教育中非常重要的一环，通过实践操作，学生可以巩固学习的理论知识，培养实验探究能力和科学思维能力。
本文将针对高三学生的力学实验进行教学设计，以提升学生的学习效果和实践能力。
一、实验目的本实验旨在帮助学生掌握力学实验的基本方法和技巧，体验科学实验的乐趣，培养学生的实验设计和数据处理能力。
二、实验内容本次实验主要包括以下几个内容：1. 弹簧的伸长量与受力关系的实验2. 斜面上物体滑动的实验3. 串联和并联弹簧系统的实验4. 牛顿第二定律与拉力的实验三、实验器材1. 弹簧测量装置2. 斜面和滑块3. 弹簧组合装置4. 牵引器和质量组合装置5. 电子天平和滑轨四、实验步骤及要点1. 弹簧的伸长量与受力关系的实验a. 使用弹簧测量装置，固定一个弹簧并悬挂一质量，记录下弹簧的伸长量。
b. 重复上述实验步骤，记录不同质量下的伸长量。
c. 绘制实验数据，分析弹簧的伸长量与受力的关系。
2. 斜面上物体滑动的实验a. 将滑块置于倾斜的斜面上，通过调整斜面角度和改变滑块的质量，观察滑块的滑动情况。
b. 记录滑块的滑动距离和所施加的力。
c. 分析实验数据，得出滑块滑动的条件和滑动摩擦力的大小。
3. 串联和并联弹簧系统的实验a. 利用弹簧组合装置，将两个弹簧进行串联和并联。
b. 测量各种组合方式下的弹簧的伸长量和所受力的大小。
c. 分析实验数据，比较串联和并联弹簧系统的特点和弹簧的等效弹性系数。
4. 牛顿第二定律与拉力的实验a. 将牵引器和质量组合装置连接起来，通过使用拉力计测量拉力的大小。
b. 改变质量组合装置的质量，记录对应的拉力数值。
c. 绘制实验数据，分析牛顿第二定律与拉力的关系。
五、实验结果分析通过对实验数据的处理和分析，学生可以得出以下结论：1. 弹簧的伸长量与受力成正比，符合胡克定律。
2. 物体在倾斜斜面上的滑动需要满足一定的条件，滑动摩擦力与垂直方向的力成正比。
3. 串联和并联弹簧系统的弹性系数与弹簧长度和弹簧的材料有关。
高考物理二轮专题导学案专题三第一讲功能关系在力学中的应用(2)
【高考命题动态与考情分析】 本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题．本专题的高频考点主要集中在功和功率的计算、动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用等几个方面，难度中等，本专题知识还常与曲线运动、电场、磁场、电磁感应相联系进行综合考查，复习时应多注意这些知识的综合训练和应用。
纵观近几年高考理科综合试题，功、能、能量守恒考查的特点是：①灵活性强，难度较大，能力要求高，内容极丰富，多次出现综合计算；②题型全，不论是从内容上看还是从方法上看都极易满足理科综合试题的要求，经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理知识综合运用，在高考中所占份量相当大．【知识梳理】一、求功的方法比较 1．恒力做功的求法(1)应用公式W ＝Fs cos α其中α是F 、s 间的夹角．(2)用动能定理(从做功的效果)求功：此公式可以求恒力做功也可以求变力做功．特别提醒：(1)应用动能定理求的功是物体所受合外力的功，而不是某一个力的功．(2)合外力的功也可用W 合＝F 合s cos α或W 合＝F 1s 1cos α＋F 2s 2cos α＋…求解． 2．变力做功的求法 特别提醒：(1)摩擦力既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)相互摩擦的系统内：一对静摩擦力做功的代数和总为零，静摩擦力起着传递机械能的作用，而没有机械能转化为其他形式的能；一对滑动摩擦力做功的代数和等于摩擦力与相对路程的乘积，其值为负值，W ＝－F f ·s 相对，且F f ·s 相对＝ΔE 损＝Q 内能．二、两种功率表达式的比较1．功率的定义式：P ＝Wt，所求出的功率是时间t 内的平均功率．2．功率的计算式：P ＝Fv cos θ，其中θ是力与速度间的夹角，该公式有两种用法：(1)求某一时刻的瞬时功率．这时F 是该时刻的作用力大小，v 取瞬时值，对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率；(2)当v 为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F 必须为恒力，对应的P 为F 在该段时间内的平均功率．特别提醒：公式P ＝Fv cos θ在高中阶段常用于机车类问题的处理，此时P 指发动机的输出功率，F 为牵引力，F f 为阻力，则任一时刻都满足P ＝F ·v ，机车任一状态的加速度a ＝F －F fm，当机车匀速运动时，F ＝F f ，P ＝F ·v ＝F f ·v .三、对动能定理的理解 1．对公式的理解(1)计算式为标量式，没有方向性，动能的变化为末动能减去初动能． (2)研究对象是单一物体或可以看成单一物体的整体．(3)公式中的位移和速度必须是相对于同一参考系，一般以地面为参考系． 2．动能定理的优越性(1)适用范围广：应用于直线运动，曲线运动，单一过程，多过程，恒力做功，变力做功．(2)应用便捷：公式不涉及物体运动过程的细节，不涉及加速度和时间问题，应用时比牛顿运动定律和运动学方程方便，而且能解决牛顿运动定律不能解决的变力问题和曲线运动问题2122k k 1122W E E mv mv ＝－＝－专题三能量和动量第1讲功能关系在力学中的应用 （第1讲，共 2讲） 十年磨剑，不日试锋芒；再练百十天，斩莫邪，断金刚命制：褚雪亮、刘立刚马城城四、图象问题1．解决图象问题的基本步骤①观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义． ②根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式．③将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积等所表示的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量．2．图象所围“面积”和图象斜率的含义①t v -图像：图线与横轴围成的面积表示位移（vt x =） ②t a -图像：图线与横轴围成的面积表示速度变化量（at v =Δ） ③x F -图像：图线与横轴围成的面积表示功（Fx W =） ④x E k -图像：图线的斜率表示合外力（x E E F k kt Δ0合-=）⑤x E p -图像：图线的斜率的绝对值表示重力（hE G p ΔΔ-=）五、功能关系的理解1.当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒.2.重力对物体做的功等于物体重力势能的减少: p G E W Δ-=.3.弹簧弹力对物体做的功等于物体弹性势能的减少: p E W ∆-=弹.4.电场力对物体做的功等于物体电势能的减少: p E W ∆-=电.5.克服安培力做的功等于电能增加量：E E E W t ∆=-=0电5.合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:0k kt k E E E W -=∆=合（动能定理）6.除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:7.一对滑动摩擦力做功等于系统机械能减少（内能增加）:相对s F Q f ∆⋅=.【题型分类】考点一 力学中的几个重要功能关系的应用【例1】(2021·湖南卷·3)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的．总质量为m 的动车组在平直的轨道上行驶．该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P ，若动车组所受的阻力与其速率成正比(F 阻＝kv ，k 为常量)，动车组能达到的最大速度为v m .下列说法正确的是( )A ．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变B ．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动C ．若四节动力车厢输出的总功率为2.25P ，则动车组匀速行驶的速度为34v mD ．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t 达到最大速度v m ，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为12mv m 2－Pt【例2】（2022·全国·统考高考真题）固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆考点二 动力学方法和动能定理的综合应用【例4】(2021·湖北卷·4)如图(a)所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f 恒定，物块动能E k 与运动路程s 的关系如图(b)所示．重力加速度大小取10 m/s 2，物块质量m 和所受摩擦力大小f 分别为( )A ．m ＝0.7 kg ，f ＝0.5 NB ．m ＝0.7 kg ，f ＝1.0 NC ．m ＝0.8 kg ，f ＝0.5 ND ．m ＝0.8 kg ，f ＝1.0 N【例5】(2022·浙江1月选考·20)如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角α＝37°的光滑直轨道AB 、圆心为O 1的半圆形光滑轨道BCD 、圆心为O 2的半圆形光滑细圆管轨道DEF 、倾角也为37°的粗糙直轨道FG 组成，B 、D 和F 为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G 点(与B 点等高)，B 、O 1、D 、O 2和F 点处于同一直线上．已知可视为质点的滑块质量m ＝0.1 kg ，轨道BCD 和DEF 的半径R ＝0.15 m ，轨道AB 长度l AB ＝3 m ，滑块与轨道FG 间的动摩擦因数μ＝78，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.滑块开始时均从轨道AB 上某点静止释放．(1)若释放点距B点的长度l＝0.7 m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力F N的大小；(2)设释放点距B点的长度为l x，求滑块第一次经F点时的速度v与l x之间的关系式；(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度l x的值．考点三综合应用动力学和能量观点分析多过程问题【例6】如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点．水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.8 m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m1＝0.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点．用同种材料、质量为m2＝0.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后做匀变速运动，其位移与时间的关系为x＝6t－2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道．不计空气阻力g＝10 m/s2，求：(1)物块m2过B点时的瞬时速度v0及与桌面间的滑动摩擦因数； (2)BP之间的水平距离；(3)判断m2能否沿圆轨道到达M点(要有计算过程)；(4)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功．专题三第1讲参考答案【例1】【答案】C 【解析】对动车组由牛顿第二定律有F 牵－F 阻＝ma ，动车组匀加速启动，即加速度a 恒定，但F 阻＝kv 随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而增大，故A 错误； 若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P ，由牛顿第二定律有4Pv－kv ＝ma ，故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B 错误； 若四节动力车厢输出的总功率为2.25P ，动车组匀速行驶时加速度为零，有2.25Pv＝kv ， 而以额定功率匀速行驶时，有4Pv m ＝kv m ， 联立解得v ＝34v m ，故C 正确； 若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t 达到最大速度v m ，由动能定理可知4Pt －W 克阻＝12mv m 2－0，可得动车组克服阻力做的功为W 克阻＝4Pt －12mv m 2，故D 错误．【例2】【答案】C 【详解】如图所示 设圆环下降的高度为h ，圆环的半径为R ，它到P 点的距离为L ，根据机械能守恒定律得212mgh mv =由几何关系可sin h L θ=sin 2L R θ=联立可得22L h R=可得g v L R = 故C 正确，ABD 错误。
高考物理二轮复习精品资料Ⅰ专题13 力学实验教学案(教师版)
力学实验【2012考纲解读】根据高考大纲，实验一共有19个，含盖有：测定性实验、验证性实验和探究性实验。
认识误差的含义即是要求深刻理解实验的原理，掌握实验的思想方法，在实验中去观察和发现实验操作需要注意的事项，并在观察、发现和分析中找出产生误差的原因，进而思考如何减小误差及修正误差。
有效数字对学生来说概念是很清楚的，但在实际的基本仪器读数、测量值的运算和计算结果的表达中，往往出现问题，这应当引起我们的注意。
【2012高考预测】近几年高考命题趋势：（1）考实验的原理①基本仪器的工作原理②物理量的测量原理③验证、设计实验的原理④探索实验的变量控制⑤画实验的原理图。
（2）考仪器使用①知道仪器的构造②明确仪器的操作规程③掌握基本测量工具和实验器材的读数与使用。
（3）考选择实验器材①从给定的器材中确定所需②补充试题中遗漏的器材③替换不合理的器材。
（4）考查实验步骤①掌握正确的实验步骤②给步骤排序或改错③补漏或删除多余的步骤。
（5）考安装调试①按正确的次序安装器材②电路实物连接③明确实验的注意事项（6）考实验数据处理、实验结果分析①确定有效数字②利用公式处理数据③利用图像处理数据④会分析实验现象和误差原因【专题解读】1、测定匀变速运动的加速度实验目的:①练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
②学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
实验原理:①打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点（由于电源频率是 50Hz ），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，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
②由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2…为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、…为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=…=恒量，即若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的运动为匀变速直线运动。
2023新教材高考物理二轮专题复习专题：力学实验
专题十六力学实验高频考点·能力突破考点一力学基本仪器的使用与读数注意事项：1．游标卡尺在读数时先确定各尺的分度，把数据读成以毫米为单位的，先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加．2．游标卡尺读数时不需要估读．3．螺旋测微器读数时，要准确到0.01 mm，估读到0.001 mm，结果若用mm作单位，则小数点后必须保留三位数字．4．游标卡尺在读数时注意区分游标卡尺的精度．5．螺旋测微器在读数时，注意区别整毫米刻度线与半毫米刻度线，注意判断半毫米刻度线是否露出．例1 某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体工件的长度，如图1所示，则工件的长度为________ mm；用螺旋测微器测量工件的直径如图2所示，则工件的直径为________ mm.[解题心得]预测1 用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为________ cm.预测2 如图甲所示，某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“验证力的平行四边形定则”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；(如图乙所示)(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________．(选填“变大”“变小”或“不变”)预测 3 (1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________ cm.(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________ mm.(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731 mm，则a＝________，b＝________．(4)该同学测定一金属杆的长度和直径，示数分别如图丁、戊所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm.考点二纸带类实验综合纸带的三大应用(1)由纸带确定时间：要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点之间的区别与联系，若每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt＝0.02×5 s＝0.10 s.(2)求解瞬时速度：利用做匀变速直线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求打某一点时的瞬时速度，如图甲所示，打点n时的速度v n＝x n+x n+12T.(3)用“逐差法”求加速度：如图乙所示，因为a1＝x4−x13T2，a2＝x5−x23T2，a3＝x6−x33T2，所以a＝a1+a2+a33＝x4+x5+x6−x1−x2−x39T2.当位置间隔数是奇数时，应舍去位置间隔小的数据．例2 [2022·福建押题卷]某实验小组利用如图甲所示的装置，探究加速度与小车所受合外力和质量的关系．(1)下列做法正确的是________；A．实验前应先将木板左端适当垫高，以平衡摩擦力B．实验时应满足砝码桶与砝码总质量远小于小车和车内砝码总质量C．释放小车前应将小车靠近打点计时器，并使纸带尽量伸直D．实验时为了安全应先释放小车再接通打点计时器的电源E．在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力不变，即只需要保持砝码桶和砝码总质量不变(2)实验时得到一条如图乙所示的纸带，打点计时器的频率为50 Hz，任意两个计数点间还有四个计时点未画出，由图中数据可计算小车的加速度为________ m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)在保持小车和车中砝码质量一定，探究小车的加速度与受到的合外力的关系时，甲、乙两位同学分别得到了如图丙所示的a - F图像，则甲同学的a - F图线不过原点的原因是________________________________________________________________________．[解题心得]预测4 [2022·辽宁押题卷](1)在下列实验中，能用图中装置完成且仅用一条纸带就可以得出实验结论的是________(单选)；A．验证小车和重物组成的系统机械能守恒B．探究小车速度随时间变化的规律C．探究小车加速度与力、质量的关系D．探究不同力做功与小车速度变化的关系(2)某次实验中按规范操作打出了一条纸带，其部分纸带如下图．已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，纸带左端接小车，请根据图中纸带判断其做的是________(填“匀速”“匀变速”或“加速度变化的变速”)运动，此次实验中打点计时器打下A点时小车的速度为________m/s；(保留两位有效数字)(3)如下图所示，在水平气垫导轨上用光电门记录数据的方式做“验证动量守恒定律”实验，测量滑块A的质量记为m1，测量滑块B的质量记为m2，测量滑块A上的遮光条宽度如下图所示，其宽度d1＝________cm，测得滑块B上的遮光条宽度为d2.滑块A从右向左碰静止的滑块B，已知m1>m2，光电门计时器依次记录了三个遮光时间Δt1、Δt2、Δt3，验证动量守恒需要满足的关系式为____________________________(用测量的物理量符号表示)．考点三“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验例3 [2022·浙江6月](1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行．图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为________ cm.由图3中小车运动的数据点，求得加速度为________ m/s2(保留两位有效数字)．②利用图1装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是________(多选)．A．换成质量更小的车B．调整长木板的倾斜程度C．把钩码更换成砝码盘和砝码D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中①下列说法正确的是________(单选)．A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O.[解题心得]例4 [2022·全国甲卷]利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究．让质量为m1的滑块A 与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小v1和v2，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞．完成下列填空：(1)调节导轨水平．(2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和0.304 kg.要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为________ kg的滑块作为A.(3)调节B的位置．使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离s1与B的右端到右边挡板的距离s2相等．(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间t1和t2.(5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4)．多次测量的结果如下表所示．(6)表中的k2＝________(保留2位有效数字)．的平均值为________(保留2位有效数字)．(7)v1v2判断．若两滑块的碰撞(8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由v1v2为弹性碰撞，则v1的理论表达式为________(用m1和m2表示)，本实验中其值为________(保留v22位有效数字)；若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞．[解题心得]预测 5 某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数(圈中张力与整圈形变量之比)．他们设计了如图甲所示实验：橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录下所挂钩码的总质量m 和对应橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：(1)请在图乙中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出m - x图像；(2)作出m - x图像后，同学们展开了讨论：甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；乙同学认为：图像的斜率k即为橡皮圈的劲度系数；丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；……请参与同学们的讨论，并根据图像数据确定：橡皮圈不拉伸时的总周长约为______ cm，橡皮圈的劲度系数约为________ N/m(重力加速度g取10 m/s2，结果保留三位有效数字)．(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)．预测 6 某研究小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，所用器材有：方木板一块、白纸、量程为5 N的弹簧测力计两个、橡皮条(带两个较长的细绳套)、小圆环、刻度尺、三角板、图钉(若干个)．主要实验步骤如下：a．橡皮条的一端与轻质小圆环相连，另一端固定；b．用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环运动至O点，记下两弹簧测力计的读数F1和F2及两细绳套的方向；c．用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点，记下弹簧测力计的读数F及细绳套的方向；d．在白纸上做出力F、F1和F2的图示，猜想三者的关系，并加以验证．(1)b 、c 步骤中将小圆环拉到同一位置O 的目的是________________________．(2)某次操作后，在白纸上记录的痕迹如图丁所示，请你在图丁中完成步骤d.预测7 [2022·北京押题卷]如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系．图1中的O 点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影．实验时，先使A 球多次从斜轨上位置P 静止释放，找到其平均落地点的位置E .然后，把半径相同的B 球静置于水平轨道的末端，再将A 球从斜轨上位置P 静止释放，与B 球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A 球与B 球相碰的过程，分别找到碰后A 球和B 球落点的平均位置D 和F .用刻度尺测量出水平射程OD 、OE 、OF .测得A 球的质量为m A ，B 球的质量为m B .图1(1)实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度．①实验必须满足的条件有________．A ．两球的质量必须相等B ．轨道末端必须水平C ．A 球每次必须从轨道的同一位置由静止释放②“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是________________．A.运动过程中，小球的机械能保持不变B ．平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比(2)当满足表达式__________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式________________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞. (用所测物理量表示)(3)某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为16m A 、13m A 、12m A 的B 球．将A 球三次从斜轨上位置P 静止释放，分别与三个质量不同的B 球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离O 点的距离OD 、OE 、OF ，记为x 1、x 2、x 3.将三组数据标在x 1 - x 3图中．从理论上分析，图2中能反映两球相碰为弹性碰撞的是________.图2考点四力学其他实验例 5 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“探究向心力与线速度关系”的实验，将小球用质量不计长为L的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一长度极短、宽度为d的挡光片，测得小球的直径为D，重力加速度用g表示．请回答下列问题：(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度为________mm；如果挡光片经过光电门时的挡光时间为10 ms，则小球通过光电门时的速度大小为v＝________m/s(结果保留3位有效数字)．(2)小球通过光电门时力传感器的示数为F0，改变小球释放点的高度，多次操作，记录多组F0、v的数据，作出F0-v2的图像，如果图线的斜率为k，则小球(含挡光片)的质量为________；向心力大小为F＝________．(用已知物理量的符号表示)[解题心得]预测8 用如图甲所示装置研究平抛运动的轨迹．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的木板上．钢球沿斜槽PQ滑下后从Q点飞出，落在竖直挡板MN上．由于竖直挡板与竖直木板的夹角略小于90°，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．每次将竖直挡板向右平移相同的距离L，从斜槽上同一位置由静止释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．(1)实验前需要检查斜槽末端是否水平，正确的检查方法是______________________．(2)以平抛运动的起始点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立坐标系．将钢球放在Q点，钢球的________(选填“最右端”“球心”或“最下端”)对应白纸上的位置即为坐标原点．(3)实验得到的部分点迹a、b、c如图乙所示，相邻两点的水平间距均为L，ab和ac的竖直间距分别是y1和y2，当地重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为________，钢球运动到b点的速度大小为_______________________________________________________．预测9 [2022·济南市测评]某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图甲所示．(1)摆球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，其读数为________mm.(2)正确操作测出单摆完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，螺旋测微器测得摆球直径为d.用上述测得量写出重力加速度的表达式：g＝________________________________________________________________________.(3)某同学测得的g值比当地的重力加速度偏小，可能原因是________．A．计算时将L当成摆长B．测摆线长时摆线拉得过紧C．开始计时时，秒表按下过晚D．实验中误将30次全振动计为29次素养培优·创新实验1.力学创新型实验的特点(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和牛顿运动定律设计实验．(2)将实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法融入到实验的综合分析之中．2．创新实验题的解法(1)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案．(2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图像法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析．情境 1 [2022·山东卷]在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验．受此启发，某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示．主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块．弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示．回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：(1)弹簧的劲度系数为________ N/m.(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg.(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg.[解题心得]情境 2 [2022·邯郸二模]如图所示的实验装置可以测量物块与长木板间的动摩擦因数．把长木板一端放在水平面上，另一端支撑起来形成一个斜面．物块沿斜面加速下滑的过程中先后经过光电门A和光电门B.如果测得物块上挡光片宽度为d，物块经过光电门A、B 时挡光片的挡光时间分别为Δt1和Δt2，已知当地重力加速度为g.(1)要测出物块与长木板间的动摩擦因数，需要测量出斜面的倾角θ以及光电门A、B之间的距离L.(2)计算物块沿斜面下滑的加速度a的运动学公式是a＝________________．(3)物块与斜面间的动摩擦因数μ＝________________．[解题心得]情境 3 [2022·河南焦作高一联考]某实验小组利用如图甲所示装置测定小车在斜面上下滑时的加速度，实验开始时，小车静止在A点，光电门位于O点，AO间距离为l0.已知小车上挡光片的宽度为d，且d≪l0.(1)释放小车，小车由静止开始下滑，下滑过程中通过位于O点处的光电门，由数字计时器记录挡光片通过光电门的时间Δt.可由表达式v＝________得到小车通过光电门的瞬时速度．(2)将光电门向下移动一小段距离x后，重新由A点释放小车，记录挡光片通过光电门时数字计时器显示的时间Δt和此时光电门与O点间距离x.(3)重复步骤(2)，得到若干组Δt和x的数值．(4)在1-x坐标系中描点连线，得到如图乙所示直线，其斜率大小为k，纵轴截距为b，(Δt)2则小车加速度的表达式为a＝________，初始时AO间距离l0＝________．(用d、k、b表示)[解题心得]情境 4 [2022·全国冲刺卷]为准确测量某弹簧的劲度系数，某探究小组设计了如下实验，实验装置如图甲所示，其原理图如图乙所示．角度传感器与可转动的“T”形螺杆相连，“T”形螺杆上套有螺母，螺母上固定有一个力传感器，弹簧的上端挂在力传感器下端挂钩上，另一端与铁架台底座的固定点相连．当“T”形螺杆转动时，角度传感器可测出螺杆转动的角度，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度也随之发生变化．实验过程中，弹簧始终在弹性限度内．(1)已知“T”形螺杆向某一方向旋转10周(10×360°)时，力传感器上移40.0 mm，则在角度传感器由0增大到270°的过程中，力传感器向上移动的距离为________ mm.(保留一位小数)(2)该探究小组操作步骤如下：①旋转螺杆使初状态弹簧长度大于原长；②记录初状态力传感器示数F0、以及角度传感器示数θ0；③旋转“T”形螺杆使弹簧长度增加，待稳定后，记录力传感器的示数F n，角度传感器的示数θn；④多次旋转“T”形螺杆，重复步骤③的操作；⑤以力传感器的示数F为纵坐标、角度传感器的示数θ为横坐标，由实验数据描绘出F - θ图像，则该图像可能为________．(3)若图像的斜率为2.5×10－4N/°，则该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.(结果保留三位有效数字)[解题心得]专题十六力学实验高频考点·能力突破考点一例1 解析：根据游标卡尺读数规则可知工件的长度为21 mm＋0.02 mm×36＝21.72 mm；根据螺旋测微器读数规则可知工件的直径为4 mm＋0.01 mm×30.0＝4.300 mm.答案：21.72 4.300预测1 解析：读数时要注意分度值是1 mm，要估读到分度值的下一位．答案：1.50 (1.49～1.51均可)预测2 解析：(1)由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1 N，弹簧测力计a的读数是3.50 N；(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，如图所示，则可知弹簧测力计a的示数变小，b的示数变大．答案：(1)3.50 (3.48～3.52) (2)变小变大预测3 解析：(1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量，根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为2.5 mm ＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm.(3)因1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a＝20，b＝0.(4)由图丁所示可得金属杆的长度L＝60.10 cm.由图戊知，此游标尺为50分度，游标尺上第10条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则该金属杆直径d ＝4 mm＋0.02×10 mm＝4.20 mm.答案：(1)深度尺10.03 (2)2.760 (3)20 0 (4)60.10 4.20考点二例2 解析：(1)为了使小车所受的合外力等于拉力，实验前应该平衡摩擦力，故A 正确；因为有拉力传感器，小车受到的拉力的大小可以直接读出，故无需让砝码桶和砝码的质量远小于小车和车内砝码的质量，B 错误；为了使纸带上能尽可能多打点，使其得到充分的利用，故释放小车前应将小车靠近打点计时器，纸带伸直是为了尽量减小纸带与限位孔间的摩擦，故C 正确；凡是使用打点计时器的实验，都应该先接通电源，让打点计时器稳定运行后再释放纸带(小车)，故D 错误；在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力不变，即需要保持拉力传感器的示数不变，故E 错误．(2)由题意知T ＝0.1 s ，采用逐差法求加速度，可得a ＝BD −OB (2T )2＝2.4 m/s 2；(3)由甲同学的a - F 图像可知，拉力传感器的示数F ＝0时，小车已经有了加速度，可能原因是平衡摩擦力过度，木板的倾角过大．答案：(1)AC (2)2.4 (3)平衡摩擦力过度，木板的倾角过大预测4 解析：(1)验证小车和重物组成的系统机械能守恒，需要测量小车和重物的质量，A 错误；探究小车速度随时间变化的规律，仅需要一条纸带即可得出实验结论，B 正确；探究小车加速度与力、质量的关系，还需知道二者的质量，C 错误；探究不同力做功与小车速度变化的关系，需要知道二者的质量，D 错误．(2)根据Δx ＝aT 2，T 均相等，即只要满足Δx 均相等即可满足运动为匀变速运动，根据图像可知Δx 均为0.1 cm ，则该运动为匀变速运动．小车的速度为v ＝(1.0+1.1)×10−22×0.02 m/s ＝0.53 m/s.(3)游标卡尺读数为1 cm ＋0.02×0 mm＝1 cm ＝1.000 cm要验证动量守恒定律，即验证碰撞前的动量和碰撞后的动量相等，即m 1v 1＝m 2v 2＋m 1v 3故有m 1d 1Δt 1＝m 2d 2Δt 2+m 1d1Δt 3 答案：(1)B (2)匀变速 0.52～0.54 (3)1.000 cm ～1.010 cm 均可m 1d 1Δt 1＝m 2d 2Δt 2+m 1d1Δt 3 考点三 例3 解析：(1)①由刻度尺的读数规则可知，打下计数点B 时小车的位移大小为x 2＝6.20 cm ；连接图3中的点，由斜率可知加速度a ＝1.9 m/s 2；②利用图1装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，为减小实验误差，应使连接小车的细绳与长木板平行，D 错误；实验时应将钩码更换成砝码盘和砝码，应保证小车的质量远大于砝码以及砝码盘的总质量，因此不能换成质量更小的小车，A错误，C正确；实验时应将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力，B正确．(2)①“探究求合力的方法”时不用保证两弹簧秤的读数相同，A错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择与结点相距较远的一点，B错误；实验时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦不影响实验的结果，C错误；为了减小实验误差，实验时，应保证橡皮条、细绳和弹簧秤贴近并平行于木板，D正确．②如果只有一个弹簧秤，应先后两次将弹簧秤挂在不同的细绳套上，然后将结点拉到同一位置O，并保证两次两分力的方向不变；再将弹簧秤挂在一个细绳套上，将结点拉到位置O，因此为了完成实验至少需要3次把橡皮条的结点拉到O.答案：(1)①6.20±0.05 1.9±0.2②BC(2)①D②3例 4 解析：(2)在一动一静的弹性碰撞中，质量小的滑块碰撞质量大的滑块才能反弹，故应选质量为0.304 kg的滑块作为A.(6)滑块A、B碰后的速度v1＝s1t1、v2＝s2t2，因s1＝s2，故有v1v2＝t2t1，则k2＝0.210.67≈0.31.(7)v1v2的平均值k̅＝2×0.31+3×0.335≈0.32.(8)设滑块A碰前的速度为v0，若为弹性碰撞，则有：{v1v0=−v1v1+v2v2①12v1v02=12v1v12+12v2v22②联立①②得：v1＝m2−m1m1+m2v0，v2＝2m1v0m1+m2则v1v2＝m2−m12m1＝0.510−0.3042×0.304≈0.34.答案：(2)0.304 (6)0.31 (7)0.32(8)m2−m12m10.34预测5 解析：(1)描点作出m - x图像如图所示(2)由m - x 图像可知，橡皮圈不拉伸时P 点距离O 点的距离约为5.20 cm (5.10 cm ～5.40 cm)，则橡皮圈的总周长约为10.40 cm (10.20 cm ～10.80 cm)．由m - x 图像可知，橡皮圈的劲度系数，则有k ＝ΔmgΔx ＝120×10−3×10(7.40−5.20)×10−2N/m ＝54.5 N/m.(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端结点O ，则由实验数据得到的劲度系数将不受影响，因为计算劲度系数时考虑的是橡皮筋的伸长量而不是长度．若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，会使读数偏大，则由实验数据得到的劲度系数将偏小．答案：(1)见解析 (2)10.40 54.5 (3)不受影响 偏小预测6 解析：(1)b 、c 步骤中将小圆环拉到同一位置O 的目的是保证两次操作力的作用效果相同；(2)在白纸上画出各力的大小及方向，并用表示F 1、F 2的线段为邻边作平行四边形，比较其对角线和表示F 的线段是否在实验误差允许范围内相等．答案：(1)保证两次操作力的作用效果相同 (2)见解析预测7 解析：(1)①为防止碰后小球A 反弹，应使A 的质量大于B 的质量，A 错误；为保证小球做平抛运动，轨道末端必须水平，故B 正确；为保证小球A 到轨道末端时的速度相等，A 球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，故C 正确．故选BC.②小球做平抛运动的过程，有h ＝12gt 2，x ＝vt ，整理得t ＝ √2h g ，x ＝v √2hg ，发现平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比．故选B.(2)因为可用小球做平抛运动的水平射程来代替小球抛出时的速度，根据动量守恒有m A v 0＝m A v 1＋m B v 2 m A OE ＝m A OD ＋m B OF若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒，有12m A v 02＝12v v v 12+12vvv 22即m A OE 2＝m A OD 2＋m B OF 2(3)因为碰撞前，球A 的速度不变，则球A 单独落地时的x 2一直不变． 根据m A x 2＝m A x 1＋m B x 3。
最新届高考物理二轮复习提优导学案：专题十二 力学实验13_【能力呈现】
能力呈现【考情分析】201220132014力学实验T11:以涉及“打点计时器”的实验为隐性背景,设计测定动摩擦因数的情境,实质是考查实验操作中的问题解决、实验原理分析、作图能力、读图能力和误差分析能力T11：以“利用自由落体运动测定重力加速度”为探究情境，考查学生实验设计能力、数据处理能力、误差分析能力T11：验证力的平行四边形定则、探究橡皮筋拉伸过程对橡皮筋弹力的影响【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。
1. （2014·苏州模拟)“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC均为细绳。
（1) 该图中两弹簧测力计的读数恰好相等,由图可读出每根细绳的拉力大小为N(只需读到 0.1 N）。
（2）图乙中的四个“·”表示A、B、C、O在纸上的位置，请根据正确读出的拉力大小，在该纸上作出它们合力的图示。
(要求:在表示分力的线段上，从起点开始每0.5 N标度长注上标度线)（3）某同学在做该实验时认为:A. 在重复进行实验以提高结论的可靠性时，O点位置是不允许变动的B。
弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度C. 弹簧测力计应在使用前校零D. 两根细绳必须等长其中正确的是(填入相应的字母).解析：（1）根据图甲中弹簧测力计指针指示可知，每根细绳拉力大小为2.5 N.（2) 根据题意连接OB、OC并延长，在其上以给定标度长为基准,各取5段，分别记为F1、F2，并根据平行四边形定则作出合力F,如右图所示。
（3) 合力与分力的关系是等效代替的关系，在重复实验时，仅需在同一次实验中，用两根弹簧测力计拉和用一根弹簧测力计拉保持O点位置相同,故选项A错误；两根细绳仅表示了拉力的方向，因此对长度没有过多的要求，适当且便于实验操作即可,故选项D错误;选项B、C正确.答案:(1） 2.5 (2）图见解析(3) BC2. （2014·海门模拟）某同学用图示实验装置验证质量一定时系统的加速度与合外力的关系。
高三物理二轮专题复习导学案微专题2 力与直线运动
教学过程1．匀变速直线运动的基本规律(1) 速度公式v＝v0＋at，位移公式x＝v0t＋12at2，位移速度公式v2－v20＝2ax，平均速度公式v＝xt＝v0＋v2＝v t2.(2) 任意两个相邻相等的时间内位移之差是一个恒量，即Δx＝aT2，可推广为x m －x n＝(m－n)aT2.2．牛顿第二定律F合＝ma.(1) F合＝0，物体做匀速直线运动或静止.(2) F合≠0且与v共线，物体做变速直线运动．①F合不变，物体做匀变速直线运动．例：自由落体运动是初速度v0＝0、加速度为g的匀加速直线运动；竖直上抛运动是初速度v0≠0、加速度为g的匀减速直线运动．②F合大小变化，物体做变加速直线运动．考向一匀变速直线运动的规律及应用1．(2023·江苏卷)电梯上升过程中，某同学用智能记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示．电梯加速上升的时段是()A．从20.0s到30.0sB．从30.0s到40.0sC．从40.0s到50.0sD．从50.0s到60.0s2．(2023·山东卷)如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10m/s，ST段的平均速度是5m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为()A．3m/s B．2m/sC．1m/s D．0.5m/s考向二牛顿运动定律的应用3．(2022·江苏卷)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2．若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过()A．2.0 m/s2B．4.0 m/s2C．6.0 m/s2D．8.0 m/s24．(2023·北京卷)如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N.若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动．则F的最大值为()A．1N B．2NC．4N D．5N考向1匀变速直线运动的规律及应用(2023·苏州八校适应性检测)一物块在水平外力作用下由静止开始沿光滑水平面做直线运动，其速度v随位移x变化的图像如图所示，下列关于物块速度v 随时间t、加速度a随速度v变化的图像中可能正确的是()A B C D(2022·南京、盐城二模)广场喷泉是城市一道亮丽的风景．如图所示，喷口竖直向上喷水，已知喷管的直径为D，水在喷口处的速度为v0.重力加速度为g，不考虑空气阻力的影响，则在离喷口高度为H时的水柱直径为()A．D B．D v0v20＋2gHC．D2v0v20－2gHD．D2v0v20＋2gH考向2动力学基本问题分析(2023·南京六校联考)如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，固定在同一个水平面上．一个圆柱形工件P架在两木棍之间，在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右匀速运动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微减小一些后再固定．仍将工件P架在两木棍之间，用同样的水平推力F向右推该工件，则下列说法中正确的是()A．向右匀速运动B．向右加速运动C．可能静止不动D．条件不足，无法判定如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球．若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，g为重力加速度，则()甲乙A．升降机停止运行前在向下运动B．t1～t3时间内小球向下运动，速度先增大，后减小C ．t 1～t 2时间内小球处于超重状态D ．t 3～t 4时间内小球向下运动，速度一直增大 考向3 动力学中的连接体问题(2023·镇江三模)如图所示，A 、B 叠放在粗糙水平桌面上，一根轻绳跨过光滑定滑轮连接A 、C ，滑轮左侧轻绳与桌面平行，A 、B 间动摩擦因数为μ，B 与桌面间动摩擦因数为μ4，A 、B 、C 质量分别为2m 、2m 和m ，各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，将C 由图示位置静止释放，要使A 、B 间发生相对滑动，则μ满足的条件是( )A ．μ＜12 B ．μ≥12 C ．μ＜27D ．μ≥27(2022·辅仁中学)a 、b 两物体的质量分别为m 1、m 2，由轻质弹簧相连．当用恒力F 竖直向上拉着a ，使a 、b 一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x 1；当用大小仍为F 的恒力沿水平方向拉着a ，使a 、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x 2，如图所示，则( )A ．x 1一定等于x 2B ．x 1一定大于x 2C ．若m 1＞m 2，则x 1＜x 2D ．若m 1＜m 2，则x 1＜x 2(2023·湖南卷改编)如图所示，光滑水平地面上有一质量为2m 的小车在水平推力F 的作用下加速运动．车厢内有质量均为m 的A 、B 两小球，两球用轻杆相连，A 球靠在光滑左壁上，B 球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为μ，杆与竖直方向的夹角为θ，杆与车厢始终保持相对静止，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法中正确的是( )A．若B球受到的摩擦力为零，则F＝2mg tan θB．若推力F向左，且tan θ≤μ，则F的最大值为2mg tan θC．若推力F向左，且μ＜tan θ≤2μ，则F的最大值为2mg(2μ－tan θ)D．若推力F向右，且tan θ＞2μ，则F的范围为4mg(tan θ－2μ)≤F≤4mg(tan θ＋2μ)1．(2023·南京三模)潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”．如图甲所示，某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行．t＝0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施成功脱险，在0～30 s 时间内潜艇竖直方向的v－t 图像如图乙所示(设竖直向下为正方向).不计水的黏滞阻力，则()甲乙A．潜艇在“掉深”时的加速度为1 m/s2B．t＝30 s潜艇回到初始高度C．潜艇竖直向下的最大位移为100 mD．潜艇在10～30 s时间内处于超重状态2．(2023·南京六校联考)在平直公路上有甲、乙两车，甲车超过乙车后两车位移x和时间t的比值xt与时间t之间的关系如图所示(图像只记录了3s 内的情况)，下列说法中正确的是()A．甲车的加速度大小为1 m/s2B．乙车做的是匀减速直线运动C．甲车在这2s内的位移为18mD．甲、乙两车再次相遇前的最大距离为9m3．图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心．图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取g＝10 m/s2.根据图像分析可知()甲乙A．人的重力可由b点读出，约为300 NB．b到c的过程中，人先处于超重状态，再处于失重状态C．人在双脚离开力板的过程中，处于完全失重状态D．人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度4．(2022·常州5月模拟)如图甲所示，A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图乙所示，A、B始终相对静止，则下列说法中错误的是()A．t0时刻，A、B间静摩擦力最大B．t0时刻，B速度最大C．2t0时刻，A、B间静摩擦力最大D．2t0时刻，A、B位移最大5．(2023·金陵中学)如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a、b、c质量均为m，a、c之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在b上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法中错误的是()A．无论粘在哪块木块上面，系统的加速度一定减小B．若粘在a木块上面，绳的拉力和a、b间摩擦力一定都减小C．若粘在b木块上面，绳的拉力和a、b间摩擦力一定都减小D．若粘在c木块上面，绳的拉力和a、b间摩擦力一定都增大6．(2023·中华中学)如图甲所示为无人机，它具有4个旋翼，可以通过调整旋翼倾斜度而产生不同方向的升力.2020黄埔马拉松在12月27日拉开序幕，此次赛事无人机在拍摄、巡查、安保等方面大显身手．赛事开始，调整旋翼使无人机以竖直向上的恒定升力F＝20N从地面静止升起，到达稳定速度过程中，其运动图像如图乙所示．已知无人机质量为m＝1kg，飞行时受到的空气阻力与速率成正比，即f＝k v，方向与速度方向相反．取g＝10m/s2.(1) 求k值和1s末无人机的加速度大小．(2) 调整旋翼角度以改变升力，使无人机以v0＝1m/s 水平飞行进行录像，求此时的升力大小和升力方向与水平方向所夹锐角θ的正切值．(答案允许含根号)甲乙7．(2022·海门中学)如图所示，一个质量为M、长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m的弹性小球，M＝4m，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4mg.管从下端离地面距离为H处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为g.(1) 求管第一次落地弹起时管和球的加速度．(2) 管第一次落地弹起后，若球没有从管中滑出，求球与管刚达到相同速度时，管的下端距地面的高度．(3) 若管第二次弹起后球没有从管中滑出，求L应满足的条件．板书设计：。
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专题 8 力学实验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 等 7 个计数点，每相邻 两个计数点间还有 4 个点图中没有画出。
打点计时器接频率为 f ＝50 Hz 的交流 电源。
4(1) 每 两 个 相 邻 的 计 数 点 的 时 间 间 隔 为 s ， 打 点 计 时 器 使 用 的 是(选填“交流”或“直流”)电源；(2)打下 E 点时纸带的速度 v E ＝(用题中给定字母表示)； (3)若测得 d 6＝65.00 cm ，d 3＝19.00 cm ，物体的加速度 a ＝ m/s 2； (4)如果当时电网中交变电流的频率 f ＞50 Hz ，但当时做实验的同学并不知道，那 么测得的加速度值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。
2.用图所示装置验证机械能守恒定律。
实验前调整光电门位置使小球下落过程中 球心通过光电门。
实验中通过断开电磁铁开关使小球从 A 点下落，经过光电门 B ， 记录挡光时间Δt ，测出小球在 AB 间下落的距离 h 。
竖直平移光电门 B ，重复上 述步骤，测得多组 h 及相应的Δt ，已知当地重力加速度为 g 。
(1)实验中还需测量的物理量是 。
(2)小球通过光电门速度的表达式为 v ＝。
(3)根据测量数据描绘21t－h 图象，能否仅依据图象是过原点的直线就得出机械能守恒的结论？，理由是。
3.(1)如图甲所示，螺旋测微器的读数为 mm。
(2)某学习小组在探究加速度与力、质量的关系时，采用图乙所示的装置，通过改变小托盘和砝码总质量m 来改变小车受到的合外力，通过加减钩码来改变小车总质量M。
①实验中需要平衡摩擦力，应当取下 (选填“小车上的钩码”“小托盘和砝码”或“纸带”)，将木板右端适当垫高，直至小车在长木板上运动时，纸带上打出来的点。
丙②图丙为实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有4 个打点未画出，所用交流电的频率为50 Hz，从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.74 cm，x3＝6.30 cm，x4＝7.85 cm，x5＝9.41 cm，x6＝10.96 cm，小车运动的加速度大小为(结果保留三位有效数字) 4.(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)用螺旋测微器测量合金丝的直径，如图，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50 Hz，打出一段纸带如图所示。
纸带经过计数点2 时，测得的瞬时速度v＝ m/s。
若实验时交流电源频率大于50 Hz，则纸带经过2 号点的实际速度(选填“大于”“小于”“等于”)测量速度。
5.探究外力做功与物体动能变化关系的实验装置如图所示，根据实验中力传感器读数和电磁打点计时器打出纸带的测量数据等可分别求得外力对小车做功和小车动能的变化。
(1)关于该实验，下列说法正确的有。
A.调整垫块的高度，改变钩码质量，使小车能在木板上做匀速运动 B.调整滑轮的高度，使连接小车的细线与木板平行 C.实验中要始终满足钩码的质量远小于小车质量 D.若纸带上打出的是短线，可能是小车运动的速度过快(2)除了图中所注明的器材外，实验中还需要交流电源、导线、刻度尺和。
(3)某次实验中打出了一根纸带，其中一部分如图所示，各个打点是连续的计时点，A、B、D、E、F 各点与O 点的距离如图，若小车质量为m、打点周期为T，且已读出这次实验过程中力传感器的读数F，则A、E 两点间外力做功W ＝，小车动能变化ΔE k＝；在不同次实验中测得多组外力做功W i 和动能变化ΔE ki 的数据，作出W－ΔE k 图象如图所示，图线斜率约等于1，由此得到结论是。
(4)每次实验结果显示，拉力F 做的功W 总略小于小车动能的变化ΔE k，请分析出现这种情况的可能原因。
(写出1 条)6.某同学采用如图所示的装置研究匀变速直线运动。
打点计时器工作频率为50Hz。
该同学的操作步骤如下： a.将木板的左端垫起，平衡小车的摩擦力； b.在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码； c.将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源； d.改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c 操作。
(1)设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车的加速度为a＝(用题中所给字母表示)。
(2)图是某次实验中得到的一条纸带，在纸带上取计数点O、A、B、C、D 和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O 的距离s 以及对应时刻小车的瞬时速度v。
某同学不小心将计数点C 的数据弄模糊了，请你将C 点对应的数据填在下表中的相应位置。
(3)实验小组通过绘制Δv 2－s 图线来分析运动规律(其中Δv 2＝v 2－v 2，v 是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v 0 是 O 点对应时刻小车的瞬时速度)。
他们根据 实验数据在图中标出了 O 、A 、B 、C 、D 、E 对应的坐标点，请你在图中画出Δ v2－s 图线。
(4)绘制的Δv 2－s 图线的斜率 k ＝ (用题中所给字母表示)，若发现该斜率 大于理论值，其原因可能是_。
7.如图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实际装置示意图。
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)用20 分度的游标卡尺测量d 时的示数如图所示，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)如果滑轮略向下倾斜，使细线没有完全调节水平，由此测得的μ (填“偏大”或“偏小”) ；这一误差属于 ( 填“偶然误差”或“系统误差”)。
8.(1)如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。
①在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采用如下两个措施： A.平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动； B.在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量m 远小于小车和砝码的总质量M。
以上哪一个措施中有何重大错误？(说明错误点)。
②如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，结合图中给出的数据(单位cm)，求出小车运动加速度的大小为m/s2，并求出纸带中P 点瞬时速度大小为m/s。
(计算结果均保留2 位有效数字)(2)某实验小组设计了如图18(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度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。
①图线是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的( 选填“甲”或“乙”)；②滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝。
9.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。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的( )A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉即可C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是( ) A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D.拉橡皮条的细绳要短些10.某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。
(1)做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2 的时间(遮光条的遮光时间)分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，遮光条宽度d。
则滑块经过光电门1 时的速度表达式v1＝；经过光电门2 时的速度表达式v2＝，滑块加速度的表达式a＝。
(以上表达式均用已知字母表示)。
(2)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M 和气垫导轨右端高度h。
关于“改变滑块质量M 和气垫导轨右端高度h”的正确操作方法是。
A.M 增大时，h 增大，以保持二者乘积增大B.M 增大时，h 减小，以保持二者乘积不变C.M 减小时，h增大，以保持二者乘积不变 D.M 减小时，h 减小，以保持二者乘积减小11.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。
实验步骤如下：①用弹簧秤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秤相连，如图甲所示。
在A 端向右拉动木板，等弹簧秤读数稳定后，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：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，最终停在木板上D 点(未与滑轮碰撞)，测量C、D 间距离s。
完成下列作图和填空： (1)根据表中数据在给定的坐标纸上作出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)。
12.如图所示，某研究性学习小组为探究“物体的动能与速度关系”设计了如下实验：平直轨道B 固定在水平桌面上。
弹射装置A 固定于轨道上，小球被劲度系数较大的压缩弹簧弹出后从轨道端点O 滑出做平抛运动落到地面。
已知弹簧的弹性势能的表达式为E p＝12kx2，式中的k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量。
(1)为减少实验误差，弹射装置距离轨道端点O 应该(选填“近些”或“远些”)。
(2)要探究动能与速度的关系，实验中是否一定要测量桌面的高度，(选填“是”或“否”)。
(3)在实验过程中改变弹簧的压缩量x，并测出与其对应的小球做平抛运动的水平位移s。