2020届高三年级力学实验专题训练

例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，每相邻两个计数点之间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T ＝0.02 s 的交流电源．经过测量得：d 1＝3.62 cm ，d 2＝8.00 cm ，d 3＝13.20 cm ，d 4＝19.19 cm ，d 5＝25.99 cm ，d 6＝33.61 cm.(((1)计算v F ＝________ m/s ；(结果保留三位有效数字)(2)物体的加速度＝________ m/s 2；(结果保留三位有效数字)(3)如果当时电网中交变电流的频率是f ＝51 Hz ，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)． 【答案】 (1)0.721 (2)0.801 (3)偏小 (4)ACD【解析】 (1)每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t ＝5T.利用匀变速直线运动的推论，得 vF ＝xEG tEG ＝d6－d410T＝0.721 m/s(2)分成AD 和DG 两段处理，根据a ＝ΔxT2，得a ＝DG －AD （3t ）2＝d6－d3－d3（15T ）2＝33.61－26.40（0.30）2×10－2 m/s 2＝0.801 m/s 2(3) 如果交流电的频率51 Hz ，f ＞50 Hz ，那么实际打点周期变小，根据Δx ＝at2，得真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小.2.(2017·课标全国Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器．实验步骤如下：①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt ； ③用Δs 表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示)，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt 时间内的平均速度大小，求出；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④⑥利用实验中得到的数据作出Δt 图，如图(c)所示完成下列填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小，用v A 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与v A 、a 和Δt 的关系式为＝________．(2)由图(c)可求得v A ＝________ cm/s ，a ＝________ cm/s 2.(结果保留3位有效数字) 【答案】 (1)vA ＋12a Δt (2)52.1 16.3【解析】 (1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则等于挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度，根据速度－时间公式得：v ＝v A ＋12a Δt (2)由(1)知，当Δt ＝0时，＝v A 即图像纵截距，v A ＝52.1 cm/s ， 再由斜率k ＝a2得：a ＝2k ＝2×53.52－52.300.15cm/s 2＝16.3 cm/s 2. 3. 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图实12甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。

现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P 点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s和4.0×10－3 s 。

用精度为0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度d ，其示数如图丙所示。

(1)滑块的宽度d ＝________cm 。

(2)滑块通过光电门1时的速度v 1＝________m/s ，滑块通过光电门2时的速度v 2＝________m/s 。

(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v 1和v 2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些。

[答案] (1)1.010 (2)1.0 2.5 (3)平均速度 滑块[解析] (1)d ＝10 mm ＋0.05 mm ×2＝10.10 mm ＝1.010 cm 。

(2)v 1＝d t1＝1.010×10－21.0×10－2 m/s ＝1.0 m/sv 2＝d t2＝1.010×10－24.0×10－3m/s ＝2.5 m/s(3)v 1、v 2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些。

4. 利用图实所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。

一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动。

当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t 。

改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s ，记下相应的t 值；所得数据如下表所示。

完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是________；(2)根据表中给出的数据，在图实给出的坐标纸上画出st －t 图线；(3)由所画出的s t －t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝________ m/s 2(保留两位有效数字)。

[答案] (1)s t ＝－12at ＋vt(或s ＝－12at 2＋v t t)(2)见解析 (3)2.0(在1.8～2.2范围内都可)[解析] (1)滑块沿斜面向下做匀加速运动，反过来也可以看成初速度为v t 的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有s ＝v t t －12at 2，也可表示为s t ＝－12at ＋v t 。

(2)由关系式s t ＝－12at ＋v t ，根据表中数据可得st －t 图线，如图所示。

(3)图线的斜率k ＝－a2，由图线求出k ＝－1.0，故a ＝－2k ＝2.0 m/s 2。

5.某实验小组利用如图甲所示的实验装置来测量匀加速直线运动的加速度．滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板．若光线被遮光板遮挡，光电传感器会输出高电平．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光板1、2分别经过光电传感器时，通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图象．(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，则图乙中的t 1、t 2、t 3、t 4间满足关系________，则说明气垫导轨已经水平．(2)如图丙所示，用游标卡尺测量遮光板的宽度d ，挂上钩码后，将滑块由如图甲所示位置释放，通过光电传感器和计算机得到的图象如图乙所示，若t 1、t 2、t 3、t 4和d 已知，则遮光板1和遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度分别为________、________(用已知量的字母表示)． (3)在(2)情况下，滑块运动的加速度a ＝ __________(用已知量的字母表示)．[答案] (1)t4－t3＝t2－t1 (2)d t2－t1 d t4－t3(3)2d t3＋t4－t2－t1(1t4－t3－1t2－t1)[解析] (1)开始实验前，必须对装置进行调节，使气垫导轨处于水平状态，调节后轻推滑块，滑块将做匀速运动．故滑块前后两块宽度相同的遮光板通过光电传感器的时间是相等的，即t4－t3＝t2－t1；(2)挂上钩码后，滑块做加速运动，由v ＝ΔxΔt ，求出遮光板1和遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度分别为d t2－t1和dt4－t3；(3)取t1到t2的时间中点，t3到t4的时间中点，由加速度的定义 a ＝Δv Δt ＝d t4－t3－dt2－t1t3＋t42－t1＋t22＝2d t3＋t4－t2－t1(1t4－t3－1t2－t1)． 6.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。

实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a ）所示。

实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。

在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b ）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。

（已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴）（1）由图（b ）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。

（2）该小组同学根据图（b ）的数据判断出小车做匀变速运动。

小车运动到图（b ）中A 点位置时的速度大小为___________m/s ，加速度大小为____________m/s 2。

（结果均保留2位有效数字）【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037【解析】考点：匀变速直线运动的研究7.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20Hz 、30Hz 和40Hz ，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________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得1s =8.89cm ，2s =9.50cm ，3s =10.10cm ；当地重力加速度大小为9.80m/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)f 2(s 1＋s 2)，f 2(s 2＋s 3)，f 22(s 3－s 1) (2)40【解析】 (1)B 点的速度v B 等于AC 段的平均速度，即v B ＝s 1＋s 22t由于t ＝1f ，故v B ＝f2(s 1＋s 2)同理可得v C ＝f2(s 2＋s 3)匀加速直线运动的加速度a ＝Δv Δt故a ＝v C －v B t ＝f2[（s 2＋s 3）－（s 1＋s 2）]1f ＝f 22(s 3－s 1)①(2)由牛顿第二定律，可得mg －F 阻＝ma ② 由已知条件F 阻＝0.01mg ③ 由②③，得a ＝0.99g代入①，得a ＝f 22(s 3－s 1)，代入数据，得f ≈40 Hz.实验二 探究弹力与弹簧伸长的关系【例1】如图1甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长的关系．图1(1)为完成实验，还需要的实验器材有：________________.(2)实验中需要测量的物理量有：________________________________________________ (3)图乙是弹簧弹力F 与弹簧伸长量x 的F －x 图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于______________________________． (4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x ，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B ．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C ．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D ．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F ．解释函数表达式中常数的物理意义；G ．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________________________ _________ .【答案】 (1)刻度尺 (2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)(3)200 弹簧自身存在重力 (4)CBDAEFG【解析】 (1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量．(2) 根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)．(3)取图像中(0.5，0)和(3.5，6)两个点，代入F ＝kx 可得k ＝200 N/m ，由于弹簧自身的重力，使得弹簧不加外力时就有形变量．(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.【例2】(2014·新课标Ⅱ·23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k 与其长度(圈数)的关系． 实验装置如图2所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0；挂有质量为0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s 2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1) 将表中数据补充完整：________；________.(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图给出的坐标纸上画出1k—n 图像．(3)图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________ N/m ；该弹簧的劲度系数k 与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k ＝________ N/m.【答案】 (1) 81.7 0.012 2 (2)见解析图(3)1.75×103n (在1.67×103n －1.83×103n 之间均可) 3.47l 0(在3.31l 0－3.62l 0之间均可)【解析】 (1)①k ＝mg Δx ＝0.100×9.80（5.26－4.06）×10－2 N/m ＝81.7 N/m ；②1k ＝181.7m/N ＝0.012 2 m/N. (2)根据表中的数据画出图像，如图所示：(3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8×10－4， 故直线方程满足1k＝5.8×10－4n m/N ，即k ＝1.75×103n N/m(在1.67×103n －1.83×103n之间均正确)由于60圈弹簧的原长为11.88 cm ，则n 圈弹簧的原长满足n l 0＝6011.88×10－2，代入数值，得k ＝3.47l 0(在3.31l 0－3.62l 0之间均正确)．4. (2018·课标全国Ⅰ)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针．现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm ；当托盘内放有质量为0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)示数，其读数为________ cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s 2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)．【答案】 3.775 53.7【解析】图(b)中主尺读数为3.7 cm，游标卡尺的读数为0.05 mm×15＝0.75 mm，故读数为3.7 cm＋0.75 mm＝3.775 cm；由题意可得：托盘内放质量m＝0.100 kg的砝码，弹簧伸长量Δx＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm；根据受力分析可得：mg＝kΔx，故弹簧的劲度系数k＝mgΔx＝0.100×9.801.825×10－2N/m＝53.7 N/m.5.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在坐标图中描点，请作出F-L图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．优点在于：_____________________________________________________________________缺点在于：_____________________________________________________________________【答案】(1)见解析图(2)520(3)见解析(4)避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大【解析】(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示．(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图像可知，L0＝5×10－2 m＝5 cm.劲度系数为图像直线部分的斜率，k＝20 N/m.(3)记录数据的表格如下．456(4)优点：避免弹簧自身所受重力对实验的影响．缺点：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大．5.某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．实验时，先把弹簧平放在桌面上，用直尺测出弹簧的原长L 0＝4.6 cm ，再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的长度x ，数据记录如下表所示．(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k ＝______ N/m ；(3)图线与x 轴的交点坐标大于L 0的原因是__________________________________________. 【答案】 (1)如图(2)50 (3)弹簧自身重力 【解析】 (1)略(2)在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比，由ΔF ＝kΔx ，得k ＝ΔFΔx ，即图线的斜率为弹簧的劲度系数．(3)由于弹簧有一定重量，将其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样，平放时稍短一些．量取L0时，应将弹簧一端固定在铁架台上的铁夹上，让其自然下垂，再用毫米刻度尺量得自然状态下的原长．实验三：验证力的平行四边形定则1.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图所示，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图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)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(3)实验时，主要的步骤是：A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；②遗漏的内容分别是________________和________________.[答案](1)F′(2)B(3)①C E②C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”2.(2017·课标全国Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x 轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q 固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________ N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉像皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；(ⅱ)F 合的大小为________N ，F 合与拉力F 的夹角的正切值为________． 若F 合与拉力F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．【答案】 (1)4.0 (2)4.0 0.05【解析】 (1)弹簧测力计的最小刻度为0.2 N ，由图可知，F 的大小为4.0 N ．(2)(ⅰ)根据图示法作出力的示意图，根据平行四边形定则得出合力，如图所示．(ⅱ)由图可知，F 合的大小为4.0 N ，根据数学几何关系知，F 合与拉力F 的夹角的正切值为： tan α＝ΔF F ＝0.24＝0.05.3.(2018·昆明二模)某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图甲所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O 处下方悬挂钩码，力传感器1，2的示数分别为F 1，F 2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角，实验中使用若干相同的钩码，每个钩码的质量均为100克，取g ＝9.8 m/s 2.(1)关于实验，下列说法正确的是________．A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内B．每次实验都必须保证结点位于O点C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D．实验时还需要一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据每次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1，F2，请你作图得到F1，F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因__________________________________________________________________.【答案】(1)AC(2)图见解析；定滑轮有摩擦【解析】(1)A项，本实验重力在竖直方向上，要在竖直方向作平行四边形，则实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，故A项正确；B项，因为要画平行四边形，则需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，但钩码重力、两力传感器的示数和三绳的方向都已知，所以不必保证结点每次都在同一位置，故B项错误，C项正确；D项，因为每个钩码的重力已知，所以不需要用力传感器测钩码总重力，故D项错误；(2)根据平行四边形定则作出合力F如图所示：由于定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等原因导致该合力不完全竖直．4.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：(1)(多选)改变钩码个数，实验能完成的是( )A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是( )A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度C．用量角器量出三段绳子之间的夹角D．用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图中________是正确的．(选填“甲”或“乙”)[答案](1)BCD(2)A(3)甲[解析](1)此实验中的分力与合力的大小关系必须满足：|F1－F2|＜F3＜F1＋F2，因此B、C、D选项是可以的．(2)A(3)甲实验中F3是竖直向下的．5.某实验小组用一只弹簧秤和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2，主要实验步骤如下：Ⅰ.弹簧秤挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处，记下弹簧秤的示数F；Ⅱ.弹簧秤挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下弹簧秤的示数F 1；Ⅲ.根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F 1′＝____①____； Ⅳ.比较____②____即可初步验证；Ⅴ.只改变绳套2的方向，重复上述试验步骤．回答下列问题：(1)完成实验步骤：①________；②________； (2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保持橡皮筋的结点在O 处不动，保持绳套1和绳套2的夹角120°不变，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________(填选项前的序号) A ．逐渐增大 B ．先增大后减小 C ．逐渐减小 D ．先减小后增大【答案】 (1)F3，F 1′和F 1 (2)A【解析】 (1)根据的平行四边形定则计算绳套1的拉力F 1′＝Ftan30°＝F3，通过比较F 1和F 1′，在误差范围内相同，则可初步验证．(2)两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出图像，如图所示：根据图像可知，绳套1的拉力大小逐渐增大，故A 项正确．实验四：验证牛顿运动定律1.（2012安徽卷）.（18分）Ⅰ.（10分）图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m ，小车和砝码的总质量为M .实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1)试验中，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小车、砝码、打点计时器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m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，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，撤去砂和砂桶，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.C. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，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 =200g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40gB. M =200g , m =20g 、40g 、60g 、80g 、100g 、120gC. M =400g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40gD. M =400g , m =20g 40g 、60g 、80g 、100g 、120g（3）图2 是试验中得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为AB s =4.22 cm 、BC s =4.65 cm 、CD s =5.08 cm 、DE s =5.49 cm 、EF s =5.91 cm 、FG s =6.34 cm .已知打点计时器的工作效率为50 Hz,则小车的加速度a = m/s 2（结果保留2位有效数字）.答案：（1）B ；(2)C ；（3）0.42解析：要使砂和砂桶的重力mg 近似等于小车所受合外力，首先要平衡摩擦力，然后还要满足m ＜＜M.而平衡摩擦，不需挂砂桶，但要带纸带，故（1）选B ，（2）选 C.（3）用逐差法2CD BC AB FG EF DE T9s -s -s -s s s a ++=，求得2/m 42.0a s =. 2.(2013·天津高考)某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。