第一部分 专题六 第1讲 力学实验

3．以纸带为主线的实验是历年来力学实验的重点，而根据
纸带分析计算物体的速度和加速度又是重中之重．处理纸带问 题注意以下几方面：
sn＋sn＋1 (1)速度利用 vn＝ 2T 求解，做题时注意区分其中的 T 是指“两计时点之间的时间”还是“两计数点之间的时间”． (2)为减小误差，灵活选择计数点利用逐差法求加速度，一 般情况下： － ＝ a1＋a2＋a3 ＝ [s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3] ，同样需注意 a 3 9T2 式中的 T 所指的时间．
5 个点取一个读数点，测量得 AB＝3.01 cm，AC＝6.51 cm，
AD＝10.50 cm，AE＝14.99 cm，AF＝20.01 cm，AG＝25.50 cm，
则 B 点的瞬时速度大小为________m/s，小车运动的加速度 0.326
大小为______m/s2.(保留三位有效数字) 0.500
图 6－1－8 解析：(2)螺旋测微器主尺读数为 1.5 mm，微分筒读数为 0.375～0.383；游标卡尺为 10 分度，主尺上读数为 1.00 cm， 游标尺读数为 5×0.1 mm＝0.05 cm.
(1)螺旋测微器读数 ①看半刻度是否露出；②可动刻度要估读． (2)游标卡尺读数 ①主尺上的读数，应以游标的 0 刻度左端上主尺的刻度为准； ②看清游标的精确度； ③游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一 位估读． 易错提醒： 做题时需注意细节方面的内容，如： (1)有效数字位数； (2)如题目中无单位，勿遗漏单位．
从近三年力学实验来看，突出简单基础，以后考向仍然
会以纸带为主线考查，考查内容有：
(1)基本原理知识，如基本仪器读数． (2)理解应用层面如速度、加速度计算，各种简单图象分
析．
基本仪器读数 【例 1】(2011 年珠海一模)(1)电磁打点计时器或电火花 交 计时器是计时仪器．电火花计时器的工作电压为________流
次数 1 2 3 4 5
M/kg 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000
|v2－v2|/(m/s2) 2 1 0.760 1.65 2.40 2.40 2.84
ΔE/J 0.190 0.413 ΔE3 1.20 1.42
F/N 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860
(2)表 1 是他们测得的一组数据，其中 M 是 M1 与小车中 砝码质量之和， v2－v1 是两个速度传感器记录速度的平方
2

2
差，可以据此计算出动能变化量 ΔE，F 是拉力传感器受到的
0.600 拉力， 是 F 在 A、 间所做的功． W B 表格中的 ΔE3＝________， 0.610 W3＝________.(保留三位有效数字)
图 6－1－4
(1)试验主要步骤如下： 小车、砝码 ①测量______________和拉力传感器的总质量 M1；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；正确连接所需电路． 然后释放小车 ②将小车停在 C 点，______________，小车在细线拉动 下运动，记录细线拉力及小车通过 A、B 时的速度． 减少砝码 ③在小车中增加砝码，或______________，重复②的操 作．
图 6－1－3
3．(2009 年广东卷)某试验小组利用拉力传感器和速度传
感器探究“动能原理”．如图 6－1－4 所示，他们将拉力传
感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮 与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水 平面上相距 50.0 cm 的 A、B 两点各安装一个速度传感器，记 录小车通过 A、B 时的速度大小、小车中可以放置砝码．
答案：ΔE－W 图线如图 35 所示．
图 35
4．(2009 年广东卷)“研究匀变速直线运动”的实验中， 使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为 50 Hz)，得到如 图 6－1－6 所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点 间还有四个点未画出来，下列表述正确的是( )
图 6－1－6 A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．(s6－s1)等于(s2－s1)的 6 倍 C．从纸带可求出计数点 B 对应的速率 D．相邻两个计数点间的时间间隔为 0.02 s
2．(2011 年广东九校联考)在用打点计时器验证机械能守 恒定律的实验中，质量为 m 的重物自由下落，打点计时器在
纸带上打出一系列的点，图 6－1－11 为选取的一条实验操作
正确、符合实验要求的纸带，O 为第一个点，A、B、C 是从 合适的位置开始选取的三个计数点，与 O 点的距离分别为 d1、
图 6－1－9
解析：(1)螺旋测微器主尺读数为 0.5 mm，微分筒读数为 0.116～0.119；(2)游标卡尺为20分度，主尺上读数为0.60 cm， 游标尺读数为 15×0.05 mm＝0.075 cm.
从纸带分析速度、加速度 【例 2】(2011 年珠海二模)打点计时器是力学中常用的 ________仪器，如图 6－1－10 所示的是用打点计时器记录 计时 小车的匀加速直线运动的纸带，交流电周期为 T＝0.02 s，每
图 6－1－10
AC B 点为 AC 的中点时刻，故 vB＝ t (t 为 AC 间 的 时 间 间 隔 ) ； 小 车 运 动 加 速 度 可 用 逐 差 法 a ＝ s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3 求得(注：sN 为两相邻计数点间的距 9T2 离，T 为两相邻计数点间的时间间隔)．
解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应 先接通电源再放开纸带，A 错；根据相等的时间间隔内通过 的位移有 sM－sN＝(M－N)at2，可知(s6－s1)等于(s2－s1)的 5 sAC 倍，B 错；根据 B 点为 A 与 C 的中间时刻点有 vB＝ 2t ， C 对；由于相邻的计数点之间还有 4 个点没有画出，所以时 间间隔为 0.1 s，D 错．
专题六
高中物理实验
第1讲 力学实验
1．(2011 年广东卷)图 6－1－1 是“研究匀变速直线运 动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D 和 E 为纸带 上六个计数点，加速度大小用 a 表示．
图 6－1－1
1.20 (1)OD 之间的距离为________cm.
(2)图 6－1－2 是根据实验数据绘出的 s－t2 图线(s 为各 计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为 0.458～0.464 _______________m/s2(保留三位有效数字)．
W/J 0.200 0.420 W3 1.21 1.43
表1
数据记录表
(3)根据表 1，请在图 6－1－5 中的方格纸上作出ΔE－W
图线．
图 6－1－5
1 2 解析： (2)由各组数据可见规律 ΔE＝2m|v2－v2|， 1 可得 ΔE3 ＝0.600；观察 F－W 数据规律可得数值上 W＝F/2＝0.610.
答案：C
5．(2009 年广东卷)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸
长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b，得
到弹力与弹簧长度的图象如图 6－1－7 所示．下列表述正确 的是(
)
图 6－1－7
A．a 的原长比 b 的长 B．a 的劲度系数比 b 的大 C．a 的劲度系数比 b 的小 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比 解析：图象中的斜率表示劲度系数，可知 a 的劲度系数 比 b 的大，B 正确；图线与 l 轴的截距表示原长，则 a 的原 长比 b 的短，A 错． 答案：B
1．(1)在“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器 测量金属丝的直径，示数如图 6 －1 －9 甲所示，读数为 0.617(0.616～0.619) ____________________mm.
(2)用游标为 20 分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图
0.675 乙所示，读数为________cm.
220 0.02 ________V，f＝50 Hz 时，每隔________s 打一次点．
(2)如图 6－1－8 所示，螺旋测微器甲和游标卡尺乙的读 1.880(1.875～1.883 均对) 数分别为__________________________mm，__________cm. 1.05
(选用题给的 d1、d2、d3、T、g 等符号表示)；
(4)选取图中 O 点和 B 点来验证机械能守恒定律，根据
实验测得的数据及题给条件计算重物的重力势能减少量ΔEp
和动能增加量ΔEk，这两个数值并不完全相等，则符合实际
稍大于 情况的是ΔEp________ΔEk(选填“稍大于”、“稍小于”)．
1．游标卡尺的类型和读数 (1)10 分度的游标卡尺：读数时先从主尺上读出厘米数和毫 米数，然后用游标读出0.1 mm位的数值：其读数准确到0.1 mm. (2)同理 20 分度的游标卡尺，其读数准确到 0.05 mm.50 分度的游标卡尺读数准确到 0.02 mm.读数方法相同． 2．螺旋测微器的读数 读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动 刻度上读取剩余部分(因为是 10 分度，所以在最小刻度后必 须再估读一位)，再把两部分读数相加，得测量值．
图 6－1－2
2．(2010年广东卷节选)图 6－1－3 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 0.02 s 两点的时间间隔为________． (2)ABCD 是纸带上的四个计数点，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 s＝________， 0.70 cm 0.100 m/s C 点对应的速度是__________(计算结果保留三位有效数字)．
d2、d3，A 与 B、B 与 C 之间均还有一个点未画出，打点计时
器使用的交流电频率为 50 Hz，当地重力加速度为 g，则
图 6－1－11
左 (1)纸带的________端(B 与 C 之间的时间间隔 T＝________s；
(3)计算 B 点的瞬时速度 vB的表达式为_____________