[推荐学习]高三物理二轮复习 第1部分 专题6 物理实验与创新 第1讲 力学实验课时作业集训
力学实验1．(2015·四川理综·8)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个，5个相同钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________，作出F－x 曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．解析：刻度尺示数为25.85 cm，注意估读．挂2个钩码时，弹簧弹力等于此时钩码的重力，即F＝2mg＝0.98 N．由于伸长量等于弹簧的长度减去原长，因此要得到伸长量，还需要测量弹簧原长．答案：25.85 0.98 弹簧原长2．某实验小组的同学在验证力的平行四边形定则时，操作过程如下：①将一张白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地拉两个细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点位于图甲中的O点；②在白纸上记录O点的位置和两细绳套的方向，同时读出两弹簧测力计的读数F1和F2；③选取合适的标度在白纸上作出F1和F2的图示，由平行四边形定则作出F1和F2的合力F；④用一个弹簧测力计拉细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点仍到达O点；⑤在白纸上记录细绳套的方向，同时读出弹簧测力计的读数F′；⑥按以上选取的标度在白纸上作出F′的图示，比较F和F′的大小和方向；⑦改变两细绳套的方向和弹簧测力计的拉力的大小，重复以上操作，得出实验结论．(1)对本实验的下列叙述中正确的是________；A．两次拉伸橡皮筋应将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度B．两细绳套必须等长C．每次都应将弹簧测力计拉伸到相同刻度D．拉橡皮筋的细绳套要长一些，标记同一细绳套方向的两点要远一些(2)某次操作时两弹簧测力计的指针指在图甲中所示的位置，则两弹簧测力计的读数分别为F B＝________N、F C＝________N；(3)如果本实验所用弹簧测力计的量程均为5 N．其中图乙中F1＝3.00 N、F2＝3.80 N，且两力互相垂直；图丙中F1＝F2＝4.00 N，且两力的夹角为30°；图丁中F1＝F2＝4.00 N，且两力的夹角为120°.其中明显不符合操作的是图________．解析：(2)由弹簧测力计的读数规则可知F B＝3.20 N、F C＝2.60 N；(3)明显不符合操作的是图丙，因为图中两个力的合力超过了弹簧测力计的量程，若用一个弹簧测力计拉时拉不到O点．答案：(1)AD (2)3.20 2.60 (3)丙3．一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数．在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器．木块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动．实验中测得木块质量M＝150 g，钩码质量m＝50 g.(1)实验开始时，应调整滑轮的高度，让绳子与木板________；(2)实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A、B、C、D、E是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10 s，所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a ＝________m/s2(结果保留两位有效数字)；(3)根据实验原理可导出计算动摩擦因数的表达式μ＝____________(用M、m、g、a表示)；取g＝10 m/s2，代入相关数据可求得μ＝________(计算结果保留一位有效数字)．解析： (1)实验由纸带测定木块加速度，木块所受拉力方向不变，保持与桌面平行，因此需要在实验前调整滑轮高度，使绳子与木板平行；(2)根据匀变速直线运动规律的推论Δx ＝aT 2可知，木块的加速度a ＝－－22×0.12 m/s 2＝0.25 m/s 2；(3)钩码与木块加速度大小相等，假设绳子张力为F T ，对钩码有：mg －F T ＝ma ，对木块则有：F T －μMg ＝Ma ，解两式得：μ＝m M －M ＋m a Mg，将已知条件代入解得：μ＝0.3. 答案： (1)平行 (2)0.25 (3)m M －M ＋m a Mg0.3 4.用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量M (含车中的钩码)不变，用在绳的下端挂的钩码的总重力mg 作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．(1)实验时绳的下端先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是________．(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A 、B 、C 、D 、E ，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A 点之间的距离，如图乙所示．已知打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a ＝________m/s 2.(结果保留两位有效数字)(3)通过增加绳的下端挂的钩码的个数来改变小车所受的拉力F ，得到小车的加速度a 与拉力F 的数据，画出a －F 图线后，发现当F 较大时，图线发生了如图丙所示的弯曲．该同学经过思考后将实验方案改变为：将小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力．那么关于该同学的修正方案，下列说法正确的是________．(写选项字母)A ．可以避免a －F 图线的末端发生弯曲B ．要避免a －F 图线的末端发生弯曲的条件是M ≥mC ．画出的a －F 图线的斜率为1MD ．画出的a －F 图线的斜率为1M ＋m解析： (1)让重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力．(2)根据逐差法a ＝x CE －x AC 2T 2＝21.60－8.79×20.22×10－2 m/s 2＝1.0 m/s 2. (3)对小车F ＝Ma ，对钩码mg －F ＝ma ，联立解得a ＝mg M ＋m ，在M ＋m 保持不变时，a －F 图线是一条直线，斜率为1M ＋m，因此A 、D 正确． 答案： (1)平衡小车运动中所受的摩擦阻力 (2)0.99或(1.0) (3)AD5．某实验小组欲测定正方体木块与长木板之间的动摩擦因数，采用如图甲所示的装置，图中长木板水平固定．(1)实验开始之前某同学用游标卡尺测得正方体边长，读数如图乙所示，则正方体的边长为________cm.(2)如图丙所示为该组同学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个计时点未画出．从纸带上测出x 1＝3.20 cm ，x 2＝4.52 cm ，x 5＝8.42 cm ，x 6＝9.70 cm ，则木块的加速度大小a ＝________m/s 2(保留两位有效数字)．(3)该组同学用天平测得木块的质量为M ，砝码盘和砝码的总质量为m ，同时已知重力加速度为g ，木块的加速度为a .则木块与长木板间动摩擦因数表达式μ＝________.解析： (1)游标卡尺的主尺读数为90 mm ，二十分度游标卡尺精确度为0.05 mm ，游标尺第3条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.15 mm ，所以所测正方体边长为90.15 mm ＝9.015 cm ；(2)由于相邻计数点间还有4个计时点未画出，故相邻计数点代表时间间隔为0.1 s ，由计数点0～2段可计算出计数点1的瞬时速度v 1＝x 1＋x 22T ≈0.39 m/s，同理可求得计数点5的瞬时速度v 5＝x 5＋x 62T ≈0.91 m/s，由加速度定义式可知，a ＝v 5－v 14T＝1.3 m/s 2；(3)设木块所受线的拉力为F ，对木块应用牛顿第二定律有：F －μMg ＝Ma ，对砝码盘和砝码整体，则有：mg －F ＝ma ，解两式得：μ＝mg －M ＋m a Mg . 答案： (1)9.015 (2)1.3 (3)mg －M ＋m a Mg6．在利用“落体法”探究机械能守恒定律时，实验装置如图甲所示，具体操作如下： ①按照图甲中的装置组装实验器材；②将下端拴接重物的纸带穿过打点计时器的限位孔，使纸带呈竖直状态，且使重物靠近打点计时器；③接通电源，待打点计时器打点稳定后释放纸带，在纸带上打下一系列的点；④换用新纸带多次重复上述操作；⑤从其中选择一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，测量出图乙中的计数点1、2、3到打点计时器所打的第一个点0的间距分别为h 1、h 2、h 3.由以上操作回答下列问题：(1)如果重物的质量为m ，打点计时器的打点周期为T ，重力加速度用g 表示，则当打点计时器打下计数点2时重物动能的增加量为________，重力势能的减少量为________；(2)如果以打0点时重物的位置为零势能点，求出重物下落任一高度时的动能以及重力势能，根据得出的多组数据，建立如图丙所示的坐标系，其中图线A 为重物的重力势能的绝对值随下落高度的变化规律图线，图线B 为重物的动能随下落高度的变化规律图线，且两图线的斜率分别为k A 、k B .两图线没有重叠的原因是______________________________．解析： (1)打点计时器打下计数点2时重物的速度为v ＝h 3－h 12T ，此时重物增加的动能为E k ＝12mv 2＝m h 3－h 128T 2，重物减少的重力势能为mgh 2；(2)图线A 与图线B 不重叠的主要原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．答案： (1)m h 3－h 128T 2 mgh 2 (2)重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功7．某同学为探究“合外力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，操作步骤为：①按图1摆好实验装置，其中小车质量M ＝0.20 kg ，钩码总质量m ＝0.05 kg.②先接通打点计时器的电源(电源频率为f ＝50 Hz)，然后释放小车，打出一条纸带．(1)他在多次重复实验得到的纸带中选取出自认为满意的一条，如图2所示，把打下的第一点记作0，选取点迹清晰的三个相邻计数点标记为1、2、3(相邻计数点间还有4个点未画出)，用刻度尺测得计数点1、2、3到0点的距离分别为d 1＝25.6 cm ，d 2＝36.0 cm ，d 3＝48.0 cm.他把钩码重力作为小车所受合外力(g 取9.8 m/s 2)，算出打下0点到打下点2过程中合力做功W ＝________J ，把打下点2时小车的动能作为小车动能的改变量，算得E k ＝________J ．(结果保留3位有效数字)(2)根据此次实验探究的结果，他并没能得到“合外力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差较大．你认为产生这种情况的原因可能是________________(写出一条即可)．解析： (1)由题意，合力做功为W ＝mgd 2＝0.176 J ；打下点2时小车的速度v 2＝d 3－d 12T＝1.12 m/s ，此时小车的动能E k ＝12Mv 22＝0.125 J ．(2)由于钩码重力做功大于小车动能增加量，其原因一定是合外力小于钩码的重力，所以可能的原因是未平衡摩擦力或钩码的质量没有满足远小于小车的质量的条件．答案： (1)0.176 0.125 (2)没有平衡摩擦力或钩码的质量没有满足远小于小车的质量的条件。
2023年高考物理二轮复习第一部分专题突破方略专题六物理实验第1讲力学实验及创新
第一部分 专题六 第1讲基础题——知识基础打牢1．(2021·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面(已知sin α＝0.34，cos α＝0.94)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示．该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图象，获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT ＝0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离s i (i ＝1,2,3,4,5)，如下表所示．__0.43__m/s 间的动摩擦因数为__0.32__．(结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80 m/s 2) 【解析】 根据逐差法有a ＝(s 5＋s 4)－(s 2＋s 3)(2ΔT )2代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小a ≈0.43 m/s 2．对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有mg sin α－μmg cos α＝ma 代入数据解得μ≈0.32．2．(2020·全国Ⅲ卷)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 ＝__0.36__m/s ，打出P 点时小车的速度大小v P ＝__1.80__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__B 、P 之间的距离__．【解析】 由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度v B ＝(4.00－2.56)×10－20.04m/s ＝0.36 m/s ；v P ＝(57.86－50.66)×10－20.04m/s ＝1.80 m/s ，验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以还需要测量对应的B 、P 之间的距离．3．(2020·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h 0＝0.590 m ，下降一段距离后的高度h ＝0.100 m ；由h 0下降至h 所用的时间T ＝0.730 s ．由此求得小球B 加速度的大小为a ＝__1.84__m/s 2(保留3位有效数字)．从实验室提供的数据得知，小球A 、B 的质量分别为100.0 g 和150.0 g ，当地重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2．根据牛顿第二定律计算可得小球B 加速度的大小为a ′＝__1.96__m/s 2(保留3位有效数字)．可以看出，a ′与a 有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦(或滑轮有质量)__．【解析】 由题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有h 0－h ＝12aT 2，代入数据解得a ＝1.84 m/s 2；根据牛顿第二定律可知对小球A 有F T －m A g ＝m A a ′，对小球B 有m B g －F T ＝m B a ′，带入已知数据解得a ′＝1.96 m/s 2；在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小．4．(2022·湖北恩施二模)某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小．如图甲所示，水龙头出口竖直向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，水流的横截面积越来越小．水龙头在任意时间t 内流出水的体积都为V ．某同学用数码相机从不同方向正对水柱拍下多组照片(照片与实物的尺寸比例为1∶1)，在照片上用游标卡尺在相距h 的两处测出水流的横截面直径分别为d 1和d 2．(1)某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为__10.4__mm ．(2)为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等因素造成的影响，下列措施有效的是__CD__；A ．水龙头出口越细越好B ．测量d 1时应尽量靠近水龙头出口C ．测量同一横截面直径d 时，应用多张照片测量再求平均值D ．h 取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而发成离散的水珠(3)试写出重力加速度表达式g ＝__8V 2h πt ⎝⎛⎭⎫1d 42－1d 41__． 【解析】 (1)用游标卡尺测量水流的横截面直径读数为10 mm ＋0.1 mm ×4＝10.4 mm ．(2)水龙头出口越粗越好，过细的话会给测量直径产生较大的误差，选项A 错误；出水口处的水流可能不是很均匀，则测量d 1时应尽量远离水龙头出口，选项B 错误；测量同一横截面直径d 时，应用多张照片测量再求平均值，以减小误差，选项C 正确；h 取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而发成离散的水珠，选项D 正确．故选CD ．(3)因时间t 内流过某截面的水的体积为V ，由流速关系可知V ＝v 1t ·14πd 21v 1t ·14πd 21＝v 2t ·14πd 22 由运动公式v 22－v 21＝2gh联立解得g ＝8V 2h π2t 2⎝⎛⎭⎫1d 42－1d 41． 5．(2022·湖南衡阳三模)小明同学在用下面装置做力学实验时发现，这个装置也可以用来测量当地的重力加速度g ．实验器材有小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为50 Hz 的交流电源，刻度尺，6个槽码，每个槽码的质量均为m ．(1)实验步骤如下：①按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码，改变轨道的倾角，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；②保持轨道倾角不变，取下1个槽码(即细线下端还悬挂5个槽码)，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a ；③减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤②；④以取下槽码的总个数n (1≤n ≤6)的倒数1n 为横坐标，1a 为纵坐标，在坐标纸上作1a -1n关系图线．(2)在进行步骤①时，需要将平直轨道左侧用垫块垫高，若某次调整过程中打出的纸带如图乙所示(纸带上的点由左至右依次打出)，则垫块应该__往左移__(填“往左移”“往右移”或“固定不动”)．(3)某次实验获得如图所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则加速度大小a ＝__0.191__m/s 2(保留三位有效数字)．(4)测得1a -1n 关系图线的斜率为k ，纵轴截距为b ，当地的重力加速度g ＝__－1b__． 【解析】 (2)由图知，纸带上相邻计数点间距离越来越大，可知做加速运动，则垫块应该往左移．(3)相邻计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，根据逐差法，加速度大小a ＝(x DE ＋x EF ＋x FG )－(x AB ＋x BC ＋x CD )9T 2≈0.191 m/s 2． (4)根据牛顿第二定律a ＝nmg (6－n )m ＋M 车整理得1a ＝6m ＋M 车mg ·1n －1g根据题意b ＝－1g所以g ＝－1b． 6．(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__大约相等__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 ＝__m 1gt 12__，滑块动量改变量的大小Δp ＝__m 2⎝⎛⎭⎫d Δt 2－d Δt 1__．(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 ＝1.000 cm ，m 1＝1.50×10－2 kg ，m 2＝0.400 kg ，Δt 1＝3.900×10－2 s ，Δt 2＝1.270×10－2 s ，t 12＝1.50 s ，取g ＝9.80 m/s 2．计算可得I ＝__0.221__N·s ，Δp ＝__0.212__kg·m·s －1．(结果均保留3位有效数字)(7)定义δ＝⎪⎪⎪⎪I －Δp I ×100%，本次实验δ＝__4__%(保留1位有效数字)． 【解析】 (1)当经过A 、B 两个光电门时间相等时，速度相等，此时由于阻力很小，可以认为导轨是水平的．(5)由I ＝Ft ，知I ＝m 1gt 12，由Δp ＝m v 2－m v 1知Δp ＝m 2·d Δt 2－m 2·d Δt 1＝m 2⎝⎛⎭⎫d Δt 2－d Δt 1． (6)代入数值知，冲量I ＝m 1gt 12＝1.5×10－2×9.8×1.5 N·s ＝0.221 N·s ，动量改变量Δp ＝m 2⎝⎛⎭⎫d Δt 2－d Δt 1＝0.212 kg·m·s －1． (7)δ＝|I －Δp |I ×100%＝0.221－0.2120.221×100%≈4%． 7．(2022·浙江1月高考)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O ，建立水平与竖直坐标轴．让小球从斜槽上离水平桌面高为h 处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示．在轨迹上取一点A ，读取其坐标(x 0，y 0)．(1)下列说法正确的是__C__．A ．实验所用斜槽应尽量光滑B ．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来C ．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据(2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v 0＝__D__．A ．2ghB ．2gy 0C ．x 0g 2hD ．x 0g 2y 0 (3)在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是__确保多次运动的轨迹相同__．【解析】 (1)只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A 错误；画轨迹时应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B 错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差，故C 正确．(2)坐标原点O 为抛出点，由平抛规律有x 0＝v 0t ，y 0＝12gt 2 联立解得平抛运动的初速度为v 0＝x 0g 2y 0，故选D ． (3)小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同．应用题——强化学以致用8．(2022·河南安阳模拟)某实验小组想要验证力的平行四边形定则，他们只找到三根相同的橡皮筋、图钉若干、固定有白纸的平木板、一把刻度尺和一支铅笔．实验步骤如下：(1)将三根橡皮筋的一端都拴在一个图钉O 上．将这三根橡皮筋的另一端分别再拴一个图钉A 、B 、C ，此时四个图钉均未固定在板上；(2)另一同学用刻度尺测出橡皮筋的自由长度L 0；(3)使三根橡皮筋互成适当角度适度拉伸(不超过弹性限度)，稳定后把图钉A、B、C钉在木板上，再将图钉O固定在木板上，需要记录、测出__三根橡皮筋的方向__、__三根橡皮筋的长度__；(4)分别算出三根橡皮筋的伸长量x1、x2、x3．选择合适的比例标度，将x1、x2、x3按一定的标度表示出来．以x1、x2为邻边作平行四边形，作出其对角线OF，如图1所示．比较OF 与__x3__的长度和方向，若两者大小在误差允许范围内相等且几乎在一条直线上，则达到实验目的；(5)如图2所示，把图钉O从木板上松开，保持力F3不变(即相当于三条橡皮筋的结点O 和x3不变)，且F1起始位置与F3垂直，另外保持F1、F2夹角不变，F1、F2从图示位置顺时针缓慢转过一个锐角过程中，下列结论正确的是__BC__．A．F1一定逐渐变大B．F1可能先变大后变小C．F2一定逐渐变小D．F2可能先变大后变小【解析】(3)本实验需要记录力的大小和方向，其中力的方向即三根橡皮筋的方向；虽然实验中没有弹簧测力计直接测量力的大小，但由于橡皮筋相同，所以劲度系数相同，可以通过橡皮筋的伸长量来间接反映力的大小，在自由长度已经测量的情况下，还需要测量三根橡皮筋的长度．(4)本实验中需要比较F1和F2的合力与F3是否满足大小相等、方向相反的关系，即比较OF与x3的长度和方向，若两者大小在误差允许范围内相等且几乎在一条直线上，则达到实验目的．(5)由题意，根据几何关系以及平衡条件可知F1、F2、F3组成的封闭矢量三角形内接于圆内，如图所示，可知F1、F2从图示位置顺时针缓慢转过一个锐角过程中，由于F1和F2的最终方向未知，所以F1可能先变大后变小，F2一定逐渐变小，故选BC．9．(2022·浙江6月高考)(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图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__6.15～6.25__cm．由图3中小车运动的数据点，求得加速度为__1.7～2.1__m/s2(保留两位有效数字)．②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是__BC__．A．换成质量更小的小车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__D__．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__3__(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点．【解析】(1)①依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20 cm，考虑到偶然误差，6.15cm ～6.25 cm 也可；由图3中小车运动的数据点，有a ＝Δv Δt ＝1.05－0.300.4m/s 2＝1.9 m/s 2，考虑到偶然误差，1.7 m/s 2～2.1 m/s 2也可．②利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A 错误；利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板安装打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B 正确；以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有1.9m/s 2≈mg －f M ＋m ，考虑到实际情况，即f ≪mg ，有1.9 m/s 2≈mg M ＋m，则可知M ≈4m ，而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即m ≪M ；可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成砝码盘和砝码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C 正确；实验过程中，需将连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D 错误，故选BC ．(2)①在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数相同，故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相距较远的一个点就可以了，故B 错误；实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即与弹簧对细绳的拉力，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C 错误；为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故D 正确．②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O ，记下位置O 和弹簧秤示数F 1和两个拉力的方向；交换弹簧秤和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O 点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧秤的示数F 2；只用一个弹簧秤将结点拉至O 点，并记下此时弹簧秤的示数F 的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O ．10．(2022·湖南长沙模拟)为了测定斜面倾角θ，小迪在斜面上贴上一张方格纸，方格纸每个小方格(正方形)边长为d ，如图甲所示，已知方格纸的横线与斜面底边平行，斜面底边水平．让一个粘有红色粉末的小球以一定初速度沿方格纸的某条横线射出，在纸上留下滚动的痕迹．小迪利用手机对小球滚动的过程进行录像，并从录像中读取到小球从A 点运动到B 点(如图乙所示)的时间为t ．当地重力加速度为g ，小球在方格纸上的滚动摩擦可忽略，根据题中信息，完成下列问题：(1)小球的初速度为__7d t__． (2)小球的加速度为__49d t 2__． (3)斜面倾角的正弦值sin θ＝__49d gt 2__．[在(1)(2)(3)问中，请用题干中定义的d 、g 、t 组成表达式填空](4)已知d ＝10 cm ，t ＝1 s ，g ＝9.8 m/s 2，则可测得斜面倾角θ＝__30°__．【解析】 (1)小球在斜面上的运动是类平抛运动，由图可知，小球在横线方向上发生7d的位移，所用时间为t ，根据横线方向上x ＝v 0t 可得v 0＝x t ＝7d t． (2)小球在横线上通过两格的时间为T ＝2t 7从纵线上看，小球在连续的2t 7的时间内位移增加量为Δy ＝4d 根据逐差法Δy ＝aT 2可得a ＝49d t 2． (3)沿斜面方向根据牛顿第二定律有mg sin θ＝ma则sin θ＝a g ＝49d gt 2． (4)代入数据可得sin θ＝0.5则θ＝30°．。
高考物理二轮复习第一部分专题六实验与创新第1讲力学实验与创新课件新人教版
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．
(i)用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 点为作用点， 在图(a)中画出力 F1、F2 的图示，然后按平形四边形定则画出它 们的合力 F 合；
图(a)
图(b)
(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
(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 力计同时拉橡皮筋，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.
差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．
解析 (1)由题给测力计示数可知，读数为 4.0 N. (2)作图，F2 长度为 28 mm，F1 长度为 21 mm，平行四边形 如图，量出合力长度约为 20 mm，大小代表 4.0 N，量出合力箭 头处到 y 轴距离和所作合力在 y 轴上投影长度，其比值就是 F 合 与拉力 F 的夹角的正切值．
度后在摩擦力作用下减速运动，故相邻水滴间的距离逐渐减小，
结合图(b)可知小车向左运动．(2)由题意知，30 s 内滴下 46 滴水，
共 45 个时间间隔，故相邻两滴水的时间间隔 T＝3405 s＝23 s．由
(新课标)2020高考物理二轮总复习第一部分专题突破方略专题六物理实验1.6.1力学实验与创新课件
3．(1)用 20 分度的游标卡尺测量某物体的长度如图甲所示，由图可知其长度为 ________mm. (2)用螺旋测微器测量某物体的直径如图乙所示，由图可知其直径为______ mm.
答案：(1)50.15 (2)4.700 解析：(1)根据游标卡尺的读数方法，读数为 50 mm＋3×0.05 mm＝50.15 mm. (2)根据螺旋测微器的读数规则，读数为 4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm.
答案：3.775 53.7
解析：实验所用的游标卡尺精度为 0.05 mm，游标卡尺上游标第 15 条刻度线与主 尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，图(b)所示的游标卡尺读数为 3.7 cm＋ 15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm. 托盘中放有质量 m＝0.100 kg 的砝码时，弹簧受到的拉力 F＝mg＝0.100×9.8 N＝ 0.980 N，弹簧伸长 x＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm＝0.01825 m，根据胡克定律 F＝kx，解得此弹簧的劲度系数 k＝Fx＝53.7 N/m.
中的实验原理、实验方法迁移到新的 3．知识创新型实验．例如设计型、开放
背景中，以完成新的实验要求的设计 型、探讨型实验等都有不同程度的创
性实验，将逐步取代对原教材中实验 新，比如利用所学知识设计出测量重力
的考查．
加速度的实验方案．其中，力学设计性
3．实验题类型近年高考通常为“一力 实验在近年高考中有加强的趋势，应引
高频考点 2 纸带类实验问题的处理
[例 4] (2019·全国卷Ⅰ)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 的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计 时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的 点未画出．在 A、B、C、D、E 五个点中，打点计时器最先打出的是________点．在 打出 C 点时物块的速度大小为________m/s(保留三位有效数字)；物块下滑的加速 度大小为________m/s2(保留两位有效数字)．
高考物理二轮复习第一部分专题整合专题六物理实验第讲力学实验课件.ppt
20
19
0.05
0.05
主尺上读的毫米数＋0.05n
50
49
0.02
0.02
主尺上读的毫米数＋0.02n
2019-9-11
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2
2.螺旋测微器的读数
测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻
度读数(含估读)×0.01 mm。
二、时间测量类仪器
1．打点计时器
计时器种类 工作电源电压 打点间隔
电磁打点计时 交流 50 Hz,4 V～
答案 1.055 20 25
2019-9-11
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13
[规律总结]
游标卡尺、螺旋测微器的读数方法
1．游标卡尺的读数方法：由主尺读出整毫米数 l0， 从游标卡尺上读出与主尺上某一刻度对齐的格数 n，则
测量值(mm)＝(l0＋n×精确度)mm。注意：①游标卡尺 的精确度一般为游标卡尺上总刻数的倒数。②游标卡尺
2019-9-11
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图 6－1－5
(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
2019-9-11
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19
(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：打 C 点时小车的瞬时速度 vC ＝______m/s，小车的加速度 a＝________m/s2，AB 的距离 应为________cm，打 A 点时小车的瞬时速度 vA＝ ________m/s。(计算结果保留三位有效数字)
2019-9-11
图 6－1－6
谢谢关注
23
(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获 得如图 6－1－7 所示的两条纸带①和②。纸带________ 的 加 速 度 大 ( 填 “①” 或 “②”) ， 其 加 速 度 大 小 为 ________。
高考物理二轮复习专题六物理实验第1讲力学实验课件
此法求得物体瞬时速度的。
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网络构建
要点必备
2.利用纸带求加速度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方法
Δ
(1)利用 a= 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 Δx=xn+1-xn=aT2 求加速度 a。
(2)逐差法:
如图所示,由 xm-xn=(m-n)aT2
4 -1
可得 a1=
命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力
物理学科素养点:实验探究
解题思路与方法:利用加速度的定义式或者运动学公式,推导出加
速度a和交变电流的频率f的关系式是解决问题的关键。
1
2
答案 (1) (s1+s2)f
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1
(s2+s3)f
2
1
(s3-s1)f2
2
(2)40
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1
2
3
解析 (1)B 点速度为 AC 段的平均速度
Δ
间内的平均速度就是 时刻的瞬时速度,所以=vA+ Δt。
2
2
(2)从图(c)图线上任取两点代入=vA+ Δt 中可求解出 vA 和 a。
2
(注:两点距离应较大一些,可减小实验误差)
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1
2
3
3.(2016全国Ⅰ卷)
图(a)
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
=
(2 +3 )
;
2
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1
2
3
【命题规律研究及预测】 高考试题每年都出现,纸带类问题是
高考物理二轮复习第1部分专题6物理实验第1讲力学实验教案
高考物理二轮复习第1部分专题6物理实验第1讲力学实验教案第1讲力学实验[高考统计·定方向] (教师授课资源)考点考向五年考情汇总1.“纸带”类实验2019·全国卷Ⅰ T222019·全国卷Ⅱ T222017·全国卷Ⅰ T222017·全国卷Ⅱ T222015·全国卷Ⅱ T22从近五年的高考命题可以看出：1．全国卷的2个实验题中，大多数情况下第1个为力学实验，且难度较低。
2.“橡皮条、弹簧、碰撞”类实验2018·全国卷Ⅰ T222017·全国卷Ⅲ T222．考查的热点包括“纸带类”实验和“力学创新实验”。
“纸带类实验”中多为利用纸带求加速度，“创新实验中”多为实验目的创新。
3.力学创新实验2019·全国卷Ⅲ T222018·全国卷Ⅰ T232018·全国卷Ⅲ T222016·全国卷Ⅱ T222016·全国卷Ⅰ T222016·全国卷Ⅲ T232015·全国卷Ⅰ T223．复习力学实验时，应重视对实验原理的理解及常规的数据处理方法，如图象法、图表法的应用。
4．对于“弹簧、碰撞类”实验，近几年考查的虽然不多，但仍应引起足够重视。
“纸带”类实验(5年5考)1．(2019·全国卷Ⅰ·T22)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探究。
物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。
已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是________点。
在打出C点时物块的速度大小为________m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________m/s2(保留2位有效数字)。
[解析]根据题述，物块加速下滑，在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是A 点。
高考物理二轮专题复习篇课件：专题6第1讲力学实验及创新
可得
a
＝
Δx T2
＝
9.60－4.050－.124.05－1.00×10－2 m/s2＝2.50 m/s2。
[答案] (1)1.065 6.862(6.861～6.864) (2)2.50
易错提醒：(1)区别“计时点和计数点” ①计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，打点计时器所用 电源的频率为 50 Hz 时，打下两相邻点间的时间间隔为 0.02 s； ②计数点是人们根据需要选择的一定数目的点，两个相邻计数 点间代表的时间间隔由选择点的个数而定。
[典例 1] (1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一工件的直 径和高度，测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为________ cm， 高度为________ mm。
甲
乙
(2) 图 丙 为 “ 研 究 匀 变 速 直 线 运 动 规 律 ” 实 验 中 获 得 的 一 条 纸 带，已知打点计时器的打点频率为 50 Hz，采用逐差法求得加速度的 大小 a＝________ m/s2。(结果保留 2 位小数)
(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使 θ＝30°。接通电源， 开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重 复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每 两个相邻的计数点间还有 4 个点未画出)。重力加速度为 9.80 m/s2。 可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留 2 位小 数)。
x1 x2 x3 x4 10.76 15.05 19.34 23.65
(1)根据所给数据，可知物块下滑时的加速度大小 a＝________ m/s2，物块通过 D 点时的速度大小 v＝______ m/s。(结果均保留 3 位有效数字)
高考物理二轮复习专题六第一讲力学实验与创课件
(2)橡皮筋总长 l＝OA＋OB＝13.60 cm，根据 F－l 图线，可读出橡皮筋长 度 l＝13.60 cm 时的拉力为 1.80 N. (3)利用给出的标度作出 FOA 和 FOB 的图示，然后以 FOA 和 FOB 为邻边作 平行四边形，对角线即为合力 F′，如图所示． (4)若 F′与 FOO′在误差范围内大小相等、方向相同，就表明力的平行四边形定则是正确 的． [答案] (1)见解析图 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 (4)FOO′
乙
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完成下列作图和填空： (1)利用表中数据在坐标纸上画出 F－l 图线，根据图线求得 l0＝________cm.
(2)测得 OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则 FOA 的大小为________N.
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(3)根据给出的标度，在图中作出 FOA 和 FOB 的合力 F′的图示．
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(3)改变钩码质量，读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，该同学 已经将实验中的数据描入了图丙所示 F－t12坐标系中，请用平滑的曲线将各点连接起来． (4)若图丙中所作的 F－t12图象的斜率为 k，设 AB 间的距离为 s，当遮光条的宽度为 d 时， 则滑块和遮光条的总质量为 M＝________． 解析：(1)由图知第 6 条刻度线与主尺对齐，d＝2 mm＋6×0.05 mm＝2.30 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，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学 公式得：若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是位置 A 到光电门的距离 L.
2019届高三物理第二轮复习专题物理实验 第一节《力学实验与创新》学生版
专题八物理实验第一节力学实验与创新（1#）班别姓名学号考向一纸带类问题【例1】用如图(甲)所示的实验装置验证质量分别为m1，m2的两物块组成的系统机械能守恒.质量为m2的物块在高处由静止开始下落，打点计时器在质量为m1的物块拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.图(乙)所示是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz，计数点间的距离如图(乙)所示.已知m1=100 g，m2=200 g，取当地重力加速度为9.8 m/s2.(结果均保留三位有效数字)(1)打计数点5时物块的速度大小为m/s.(2)在打计数点0到5的过程中，系统动能的增量ΔE k=J;系统重力势能的减少量是ΔE p=J.【思考与小结】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像，充分利用图像斜率、截距等的物理意义.【针对训练1】某同学在做研究匀变速直线运动实验时，获取了一条纸带的一部分，0，1，2，3，4，5，6，7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示.由于粗心，该同学忘了测量3，4两个计数点之间的距离.求:(1)其中6号计数点的瞬时速度的大小v6=m/s.(保留三位有效数字)(2)利用逐差法处理数据，计算出滑块的加速度a=m/s2.(保留三位有效数字).(3)计数点3，4之间的距离是x4=m.(保留三位有效数字)【针对训练2】某同学用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.(1)用细绳将沙和沙桶通过滑轮与小车连接，调节斜面的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，用天平测出沙和沙桶的总质量m;(2)保持斜面倾角θ不变，取下沙和沙桶，接通电源，在靠近打点计时器处重新释放小车.(3)图2是该同学实验中打出的一条纸带的一部分，打点计时器电源的频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个点未画出.设图2中自左到右的六组数据依次表示为x1，x2，x3，…，由于这些数据满足关系式，可以判断小车沿斜面向下做运动.若测得沙和沙桶的总质量为310 g，则小车的质量为kg(结果保留三位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2).(4)在上述实验中，以下说法正确的是.(填正确答案标号)A.小车的质量应远大于沙和沙桶的质量B.连接小车、沙和沙桶的细绳与斜面应保持平行C.打点计时器的电源应选取220 V交流电D.实验过程需用秒表计时考向二弹簧类问题【例2】用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点;在O点右侧的B，C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连.先用米尺测得B，C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A，O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是v=.(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量.(填字母序号)A.弹簧原长B.当地重力加速度C.滑块(含遮光片)的质量(3)若气垫导轨左端比右端略高，弹性势能的测量值与真实值比较将(填字母序号).A.偏大B.偏小C.相等【思考与小结】与弹簧、橡皮条有关实验的基本思路：在力学实验中用到弹簧或橡皮条的实验有探究弹力与弹簧伸长量的关系、验证力的平行四边形定则、探究动能定理.1.探究弹力和弹簧伸长量的关系(1)实验原理要测出每次悬挂重物的重力大小G和弹簧伸长的长度x，建立G x坐标系，描点作图探究.(2)操作关键①实验中不能挂过多的钩码，使弹簧不超过弹性限度.②作图像时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线的两侧.2.验证力的平行四边形定则(1)实验原理使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同.(2)操作关键①每次拉伸结点位置O必须保持不变.②记下每次各力的大小和方向.③画力的图示时应选择适当的标度.3.有关数据处理的三点提醒(1)刻度尺及弹簧测力计的读数①以1 mm为分度值的刻度尺，要估读到1 mm的十分位.②弹簧测力计读数时要先看量程和分度值，再根据指针所指的位置读出所测力的大小.如分度值为0.1 N，则要估读，即有两位小数，如分度值为0.2 N，则小数点后只能有一位小数.(2)F x和F l图像的特点①F x为一条过原点的直线，而F l为一条不过原点的倾斜直线.②F x图线和F l图线的斜率均表示弹簧(或橡皮筋)的劲度系数.③F l图线在l轴的截距表示弹簧(或橡皮筋)的原长.④F x和F l图线发生弯曲的原因是弹簧(或橡皮筋)超出了弹性限度.(3)在验证力的平行四边形定则的实验中，利用平行四边形定则求得的合力与测得的合力一般不完全重合.【针对训练3】小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系，小鲁约爸爸在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小鲁打开汽车天窗，将如图(甲)所示装置固定在汽车车顶.爸爸依次以5 m/s，10 m/s，15 m/s，20 m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中.(1)如图(乙)所示，为小鲁同学在车速稳定在15 m/s时用手机拍下的测力计照片，此时测力计示数为N.(2)实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小对实验结果的影响.(3)分析上表中的实验数据，则当弹簧测力计的读数稳定在2.40 N时，车速为m/s.(计算结果保留2位有效数字)解析:(1)根据图(乙)可知，此时测力计的示数为1.80 N;(2)由实验原理可知，研究风速大小与弹簧测力计示数大小关系，因此要减小其他阻力的影响，比如:木板对其的摩擦力;(3)小车所受空气阻力等于弹簧测力计的示数，由表格中的数据可知，阻力F f=kv2，当弹簧测力计读数为2.40 N时，力变为5 m/s时的12倍，则速度变为原来的2倍，此时车速v=5×2m/s=17 m/s.【针对训练4】现提供了如图(甲)所示的实验器材，来探究“合外力做的功与物体速度变化的关系”的实验，由图可知:(1)平衡摩擦力时，小车是否挂纸带(填“是”或“否”);(2)在某次实验中，得到如图(乙)所示的一条纸带，在A，B，C三个计数点中应该选用(选填“A”“B”或“C”)点的速度才符合实验要求;(3)某同学采用如图(甲)所示的装置来做实验，先使小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑.那么，在橡皮筋弹力的作用下，合外力对小车所做的功(选填“大于”“小于”或“等于”)橡皮筋弹力所做的功.专题八物理实验第一节力学实验与创新（2#）班别姓名学号考向三力学创新实验【例3】(2018·全国Ⅱ卷，23)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数.跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码.缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动回答下列问题:(1)f4=N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式f=，f m图线(直线)的斜率的表达式为k=;(4)取g=9.80 m/s2，由绘出的f m图线求得μ=.(保留2位有效数字)【思考与小结】1.创新性实验仪器(1)光电计时器:比较精确的测量物体运动的瞬时速度，取代传统实验中的纸带法.(2)气垫导轨:可以减少接触面的摩擦阻力，取代传统实验中利用倾斜长木板平衡摩擦力的方法，不需要再平衡摩擦力.(3)力传感器:精确的测力工具，取代弹簧测力计的使用，可以详细的描述力的变化情况，消除误差.2.实验器材的改进(1)“研究加速度和力、质量的关系”的实验中，可以用气垫导轨来代替长木板，这样不用再平衡摩擦力了，小车的合外力可以通过力的传感器来得到.(2)“探究功与速度变化的关系”的实验中，可以利用光电门来进行速度的测量，为了克服摩擦力的影响，可以使用气垫导轨取代长木板.(3)“验证机械能守恒定律”的实验中，可以利用光电计时器比较精确的测量物体运动的瞬时速度，取代传统实验中的纸带法.3.实验情景的创新(1)分析实验情景，挖掘对应的力学模型，提取对应的物理规律，明确实验理论和实验目的.(2)理清实验步骤，尤其是影响到实验结论的关键环节，记录数据，建立图像，注意横纵坐标的选取.(3)根据得到的图像，分析图像的截距和斜率的物理含义，结合物体的运动情况和受力情况进行数据处理，得出结论.【针对训练5】某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达B点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺.该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h，桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可.(1)测量A位置到桌面的高度h应从开始测量(填“球的下边沿”或“球心”).(2)实验中改变h多测几次h和L的数值利用作图像的方法去验证.该同学取纵轴表示L，则横轴应表示.(3)若所作图像的斜率为k，则满足关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒.【针对训练6】某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B(均可视为质点)分别系在一条跨过轻质定滑轮的软绳两端，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C(也可视为质点)在距地面为h处有一宽度略大于B的狭缝，钩码B能通过狭缝，在狭缝上放有一个外径略大于缝宽的环形金属块D(也可视为质点)，B与D碰撞后粘在一起，摩擦忽略不计.开始时B距离狭缝的高度为h1，放手后，A，B，C从静止开始运动，A，B，C，D的质量相等.(B，D碰撞过程时间很短，忽略不计)(1)利用计时仪器测得钩码B通过狭缝后上升h2用时t1，则钩码B碰撞后瞬间的速度为(用题中字母表示);(2)若通过此装置验证机械能守恒定律，当地重力加速度为g，若碰前系统的机械能守恒，则需满足的等式为(用题中字母表示).【针对训练7】某同学利用下列器材，设计实验来验证力的平行四边形定则。
高中物理大二轮物理复习专题目录
二轮物理
选择题48分专练(一) 选择题48分专练(二) 实验题15分专练(一) 实验题15分专练(二) 计算题32分专练(一) 计算题32分专练(二) 选考题15分专练(一) 选考题15分专练(二)
第二部分 考前冲刺增分练
二轮物理
小卷冲刺抢分练(一)——(8＋2实验) 小卷冲刺抢分练(二)——(8＋2实验) 小卷冲刺抢分练(三)——(8＋2计算) 小卷冲刺抢分练(四)——(8＋2计算) 高考模拟标准练
大二轮专题复习与测试
物理
二轮物理
第一部分 专题一 力与运动 第1讲 物体的平衡 考向一 力学中的平衡问题 考向二 电学中的平衡问题 考向三 平衡中的临界极值问题 第2讲 牛顿运动定律和直线运动 考向一 运动图象的理解及应用 考向二 匀变速直线运动应用规律 考向三 牛顿运动定律的综合应用
专题整合突破
二轮物理
第2讲 电学实验与创新 考向一 电表改装与读数、多用电表原理与使用 考向二 以伏安法测电阻为核心的实验 考向三 以测电源电动势和内阻为核心的实验 考向四 电学创新设计实验
二轮物理
专题七 选考部分 第1讲 (选修3－3) 分子动理论、气体及热力学定律 考向一 热学基础知识与气体实验定律的组合 考向二 热学基础知识、热力学定律与气体定律的组合 第2讲 (选修3－4) 机械振动和机械波 光 电磁波 考向一 振动(或波动)与光的折射、全反射的组合 考向二 光学基础知识与波动(或振动)的组合 考向三 电磁波、光学、波动(或振动)的组合
二轮物理
第三部分 一、物理学史和物理思想方法 (一)高中物理的重要物理学史 (二)高中物理的重要思想方法 二、高考必知的五大解题思想 (一)守恒的思想 (二)等效的思想 (三)分解的思想 (四)对称的思想 (五)数形结合的思想