专题六物理实验专题力学1
高考物理总复习 6专题六 机械能守恒定律 专题六 机械能守恒定律(讲解部分)
圆弧轨道,最高点O处固定一个竖直弹性挡板(可以把小球弹回且不损失能 量,图中没有画出),D为CDO轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道,与圆弧形 轨道平滑连接。现让一个质量为m=1 kg的小球从A点的正上方距水平线 OA高H处的P点自由落下,已知BC段水平轨道长L=2 m,与小球之间的动摩 擦因数μ=0.2。则(取g=10 m/s2)
③ Fl 。
b.当恒力F的方向与位移l的方向成某一角度α时,力F对物体所做的功为W=
④ Fl cos α 。即力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与
位移的夹角的余弦这三者的乘积。
5.功是标量,但有正负。 6.正功和负功的判定 (1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于判断质点做直线运动时恒 力的功。恒力做功的公式W=Fx cos α,90°<α≤180°做负功,0≤α <90°做正 功,α=90°不做功。 (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时 变力的功。设力的方向和瞬时速度方向夹角为θ,当0°≤θ<90°时力做正功, 当90°<θ≤180°时力做负功,当θ=90°时,力做的功为零。 (3)从能量的转化角度来进行判断。若有能量转化,则应有力做功。此法常 用于判断两个相联系的物体。 一个系统机械能增加(或减少),一定是除重力和系统内弹力外,有其他力对 系统做正功(或负功)。
(2)a-t图像:由公式Δv=at可知,a-t图线与横轴围成的面积表示物体速度的变 化量。 (3)F-x图像:由公式W=Fx可知,F-x图线与横轴围成的面积表示力所做的 功。 (4)P-t图像:由公式W=Pt可知,P-t图线与横轴围成的面积表示力所做的功。
例2 (2018湖北黄石调研)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做 直线运动的规律时,在计算机上得到0~6 s内物体的加速度随时间变化的关 系如图所示。下列说法正确的是 ( )
2021年中考物理实验专题复习训练：力学实验
力学实验（含答案）实验一密度的测量1.[2020·扬州]如图1所示,某学习小组利用空矿泉水瓶、烧杯、量筒、剪刀、记号笔、细线和足量的水(已知水的密度为ρ)测量了一块矿石的密度,实验过程如下:图1(1)实验步骤:A.向量筒中加入适量水,记下体积V1(如图甲所示);B.烧杯中注入适量的水,将矿石放入剪下的矿泉水瓶内,使矿泉水瓶漂浮在烧杯中,并用记号笔在烧杯上标记此时液面的位置(如图乙所示);C.取出矿泉水瓶,将量筒中的水缓慢倒入烧杯至,量筒中剩余水的体积为V2(如图丙所示);D.再用细线拴住矿石缓慢放入量筒中,此时总体积为V3(如图丁所示)。
(2)矿石的密度表达式ρ石= (用题中物理量符号表示)。
(3)由于矿泉水瓶有质量,会导致矿石密度测量值,有同学指出只要在步骤C进行适当修改就可以,该同学修改的内容是。
2.[2020·无锡改编]小红利用托盘天平(最大测量值200 g,分度值0.2 g)、量筒、水(ρ水=1.0×103kg/m3)、食盐、烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:(1)调节天平时,将天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向调节,使指针对准分度盘中央刻度线。
(2)为称量出2 g盐,小红先将一张白纸放在天平左盘上,仅移动游码,天平再次平衡时,游码示数如图2甲所示,则白纸的质量为g;接下来,应该先将游码移至g处,再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐,直至天平再次平衡。
图2(3)用量筒量取50 mL的水,并全部倒入烧杯中,再将2 g盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配置的盐水密度为g/cm3。
(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。
她测出空烧杯的质量为50 g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100 g,并在水面位置处做好标记,如图乙所示。
测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m。
2015年高考物理二轮专题辅导与训练课件：6.11 力学实验
3.两种实验过程的比较： 类型 探究性实验 ①提出问题 实 验 过 程 验证性实验 ①实验目的 ②实验器材 ③实验原理 ④实验步骤 ⑤数据分析
②猜想与假设
③制定计划与设计实验方案 ④进行实验与收集数据 ⑤分析与论证 ⑥评估 ⑦交流与合作
⑥实验结论
四、实验数据的处理方法
1.列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有
根据纸带求滑块速度，打点计时器打B点时滑块速度
v B=
。
(2)已知重锤质量为m，当地的重力加速度为g，要测出某一过 程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块 (写
出物理量名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做功 的表达式W合= 。
(3)算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的 功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v，以v2为纵轴、W为横 轴建立坐标系，描点作出v2-W图像，可知该图像是一条 ，根据图像还可求得 。
专题六 物 理 实 验 第11讲 力 学 实 验
一、误差与有效数字 1.误差：
误
差
产生原因
实验仪器不精确 实验原理不完善 实验方法粗略 测量、读数
大小特点
总是偏大
减小方法
更新仪器， 完善原理， 改进方法 画图像或
系统误差
或偏小
可大可小
偶然误差
不准确
取平均值
2.有效数字：
(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是偶然误差的
【破题关键】 0.1mm 位。 (1)明确：毫米刻度尺应估读到______ 不需要 估读。 (2)记住：游标卡尺读数时_______ cm ，直径的 (3)注意：审题时看清长度的测量要求单位是___ mm 。 测量要求单位是___
十年(2012-2021)高考物理真题汇编专题06 力学实验2—验证牛顿第二定律及动摩擦因数(解析)
专题06力学实验2—验证牛顿第二定律及动摩擦因数的求解（2012-2021）目录题型一、摩擦因数的求解 (1)题型二、验证牛顿第二定律及其拓展类问题 (5)题型三、实验器材的读数及验证牛顿第二定律 (7)题型一、摩擦因数的求解1.（2021全国甲）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sinα=0.34，cosα=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像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔∆T=0.20s）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。
s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。
（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2）【答案】(1).0.43(2).0.32【解析】（1）根据逐差法有()()()2254212222(12.7411.02)10(7.58 5.87)10m/s 0.43m/s 60.206s s s s a T --+-++⨯-+⨯==≈⨯∆（2）对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有sin cos mg mg maαμα-=代入数据解得0.32μ≈2.（2020年北京）.某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。
实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。
水平向左拉木板，传感器记录的F t -图像如图乙所示。
下列说法正确的是（）A .实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数【答案】C【解析】AB ．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB 错误；C ．由图可知，最大静摩擦力约为10N ，滑动摩擦力约为7N ，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C 正确；D ．结合滑动摩擦力的公式：f N F F μ=，N F mg=可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D 错误。
6-1力学实验
四边形，求出F1和F2的合力F.
( )
专题六
高考物理实验
再改用一个力F′拉橡皮条使结点仍到O点，则F′与F1 、 F2共同作用的效果相同，F′是F1、F2的合力，F1 、F2是F′ 的分力．比较测出来的合力F′和计算出来的合力F是否相 等(包括大小和方向)，可以验证互成角度的两个力合成时 的平行四边形定则．
2.75－0.75×10－3×9.8 N/m＝0.261N/m. 19.0－11.5×10－2
( )
专题六
高考物理实验
[答案] (1)如图所示
《 走 向 高 考 》 二 轮 专 题 复 习 ·
(2)0.248～0.262
物 理 新 课 标 版
( )
专题六
高考物理实验
(2011·宣城模拟)某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系，
根据表中数据，用“逐差法”计算出每增加50g砝码 时弹簧平均伸长量ΔL的数值为ΔL＝________cm. (2) 根 据 以 上 数 据 ， 求 出 弹 簧 的 劲 度 系 数 k ＝
《 走 向 高 考 》 二 轮 专 题 复 习 · 物 理 新 课 标 版
________N/m.(g取9.8m/s2)
《 走 向 高 考 》 二 轮 专 题 复 习 · ( ) 物 理 新 课 标 版
专题六
高考物理实验
主干整合
1．在本实验中，合力与分力产生的效果指的是：使 橡皮条在某一方向上伸长相同的长度． 2．结点O的定位要准确，同一次实验中橡皮条拉长后 的结点位置O必须保持不变．
《 走 向 高 考 》 二 轮 专 题 复 习 · 物 理 新 课 标 版
专题六
高考物理实验
实验原理
利用弹簧悬挂重物静止时，弹簧的弹力跟重物所受的
第六章专题六力学中常见的四种模型-2025年高考物理一轮复习PPT课件
A．无论 m、M、v0 的大小和地面粗糙程度如何，都只可能是图甲所示的情形 B．若 M 较大，则可能是图甲所示情形；若 M 较小，则可能是图乙所示情形 C．若 v0 较小，则可能是图甲所示情形；若 v0 较大，则可能是图乙所示情形 D．若地面较粗糙，则可能是图甲所示情形；若地面较光滑，则可能是图乙所示情形
高考一轮总复习•物理
第5页
解析：开始时 A 逐渐减速，B 逐渐加速，弹簧被压缩，t1 时刻二者速度相同，系统动能 最小，势能最大，弹簧被压缩到最短，然后弹簧逐渐恢复原长，B 仍然加速，A 先减速为零， 然后反向加速；t2 时刻，弹簧恢复原长，由于此时两物块速度方向相反，因此弹簧的长度将 逐渐增大，两物块均减速，A 减为零后又向 B 运动的方向加速，在 t3 时刻，两物块速度相同， 系统动能最小，弹簧最长，因此从 t3 到 t4 过程中，弹簧由伸长状态恢复原长，故 A、B 错误； 根据动量守恒定律，t＝0 时刻和 t＝t1 时刻系统总动量相等，有 m1v1＝(m1＋m2)v2，其中 v1 ＝3 m/s，v2＝1 m/s，解得 m1∶m2＝1∶2，故 C 正确；在 t2 时刻 A 的速度为 vA＝－1 m/s，B 的速度为 vB＝2 m/s，根据 Ek＝12mv2，且 m1∶m2＝1∶2，求出 Ek1∶Ek2＝1∶8，故 D 正确．故 选 CD.
A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 C．此过程小球对小车做的功为12Mv20 D．小球在圆弧轨道上上升的最大高度为2vg20
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第10页
解析：小球上升到最高点时与小车相对静止，有相同的速度 v′，由动量守恒定律和机 械能守恒定律有 Mv0＝2Mv′，12Mv20＝12×2Mv′2＋Mgh，联立解得 h＝4vg20，故 D 错误；从 小球滚上小车到滚下并离开小车过程，系统在水平方向上动量守恒，由于无摩擦力做功，机 械能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小球返回小车左端时速度变为
专题六 特别策划(一) 力学综合计算
0.60 N，v0＝0.20 m/s，求：
(1)相互作用过程中 A、B 加速度的大小； (2)从开始相互作用到 A、B 间的距离最小时，系统(物体组) 动能的减少量； (3)A、B 间的最小距离．
图 T1－4 解：(1)由牛顿运动定律可知，相互作用过程中A、B 加速 度的大小分别为
F 2，a ＝ F ＝0.20 m/s2. a1＝ ＝0.60 m/s 2 m1 m2
于多物体系统只要认真分析每一个物体受力情况和运动情况，
抓住相关联的运动状态，问题仍然很容易解决．
三、三种观点综合应用 【例4】对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机 械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B 两物体位于 光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动．当它们之间的距离大 于等于某一定值 d 时，相互作用力为零，当它们之间的距离小 于 d 时，存在大小恒为 F 的斥力．设 A 物体质量 m1＝1.0 kg， 开始时静止在直线上某点；B 物体质量 m2＝3.0 kg，以速度 v0 从远处沿直线向 A 运动，如图 T1－4 所示．若 d＝0.10 m，F＝
W＝μ(m1＋m2)gd
由能量守恒定律可得
1 (m1＋m2)v′2＝Ep＋μ(m1＋m2)gd 2 m2gh 1 所以 Ep＝ －μ(m1＋m2)gd. m1＋m2
备考策略：有关弹簧的弹性势能，由于教材中没有给出公 式，因此一般只能通过能量的转化和守恒定律来计算．能量守 恒定律是自然界普遍遵守的规律，用此观点求解的力学问题可 以收到事半功倍的效果，认真分析题中事实实现了哪些能量的 转化和转移，否则可能会前功尽弃．
3．用能量观点解题的基本概念及主要关系 (1)恒 力做功：W＝Fscosθ，W＝Pt. 1 2 1 2 (2)重力势能 Ep＝mgh， 动能 Ek＝2mv ， 动能变化 ΔEk＝2mv2
高中物理-专题6力学“三大”观点的综合应用
专题6
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高考一轮总复习 ·物理 ·新高考版
备
考 调 研
答案：(1)x
g
x2
3mgx2
2h (2)16h (3) 8h
课 时 作 业
专题6
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高考一轮总复习 ·物理 ·新高考版
解析：(1)对 m2 平抛过程分析，有 h＝12gt2，x＝v2t
备 考 调 研
解得 v2＝x
g 2h.
(2)弹簧将两物体弹开的过程，m1、m2 组成的系统动量守
专题6
第10页
高考一轮总复习 ·物理 ·新高考版
(2)爆炸后 A、B 在 C 上滑动，分析可知 B 先与 C 相对静
止，设此时 A 的速度为 v3，B、C 的速度为 v4，该过程中 A、
B、C 组成的系统水平方向动量守恒．设该过程的时间为 t3，
备 考
对 A 应用动量定理有－μm1gt3＝m1v3－m1v1
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(2)设小球与 B 分离时速度为 v3，槽 B 的速度为 v4 根据水平方向的动量守恒，得 mv1＝mv3＋Mv4
备
根据机械能守恒定律，得12mv21＝12mv23＋12Mv24
考 调 研
解得 v3＝mm－ v3>v2，可得 M>3m.
备
考
由水平方向动量守恒：mv＝(2m＋m)v 共
调
研
由系统机械能守恒：12mv2＝mgh＋12(2m＋m)v2共
课 时 作 业
联立解得 h＝23L.
专题6
第24页
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(3)小球摆回最低点，滑块获得最大速度，此时小球速度为
v1，滑块速度为 v2
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一、力学实验备考要点
分类名称备考要点
测量性实验研究匀变速直
线运动
数据处理方法：(1)公式法：
v t
2＝v、Δx＝aT
2
(2)图象法：v－t图象
验证性实验验证机械能守
恒定律
用自由落体运动进行实验，知道如何从纸带
的数据中确定ΔE p和ΔE k
验证力的平行
四边形定则
弹簧秤的使用注意事项及读数、力的图示、
根据平行四边形定则求出合力
分类名称备考要点
验证性实验验证牛顿运
动定律
注意控制变量法的应用、图象的处理以及实
验的注意事项
研究性实验探究弹力和
弹簧伸长的
关系
应在弹簧弹性限度内增加钩码个数；记录弹
簧伸长以及所受拉力的数据，在坐标纸上描
点，作出拟合曲线；写出与曲线对应的函数，
解释函数中各量的物理意义
探究动能定
理
注意平衡摩擦力，功的大小的确定以及物体
速度的求解
待测量测量方法说明
长度利用螺旋测
微器
①读数方法：测量值＝固定刻度上指示的毫
米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转
动圆筒上与固定刻度中心刻线所对刻度值
(注意刻度值要估读)
②精度：螺旋测微器精度为0.01 mm
时间利用秒表①秒表精度：秒表精度通常为0.1 s，秒表不估读
②秒表读数：内盘读数(注意是否超过半分钟)＋外盘读数
二、力学实验中的测量方法
待测量测量方法说明
长度利用刻度
尺
毫米刻度尺精度为 1 mm，读数时应估读到0.1
mm
利用游标
卡尺
①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精
度×游标尺对齐的格数
②精度：10分度的游标卡尺精度为0.1 mm,20
分度的游标卡尺精度为0.05 mm,50分度游标卡
尺精度为0.02 mm.游标卡尺不估读
三、实验数据的记录与处理
1. 系统误差和偶然误差
(1)系统误差的特点是测量值总是有规律地朝着某一方向偏离真实值(误差总是偏大或总是偏小)。
系统误差的主要来源是仪器本身不够精确、实验原理与方法不够完善。
(2)偶然误差是由于偶然因素的影响，造成测量值无规则起伏，有时偏大、有时偏小．可用多次测量求平均值的方法减小偶然误差，平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2．有效数字：带有一位不准确数字的近似数字。
(1)凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(不可靠数字)，不受有效数字位数的限制；
(2)间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2～3位有效数字表示。
待测量 测量方法 说明
时间 利用打点计时器 ①t ＝nT (n 表示打点的时间间隔的个数，T 表示打点周期) ②打点周期与所接交流电周期相同 利用光电计时器 光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口 质量 利用天平 物体质量＝砝码总质量＋游码示数×游码最小分度 力 弹簧测力计 力的大小＝精度×指针指示的格数(注意估读)
待测量 测量方法 说明 速度 利用打点纸带 若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度 利用频闪照相 (利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上 利用光电门 ①v 0＝ d Δt (d 表示滑块上挡光片的宽度，Δt 表示挡光片挡光时间) ②由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度
待测量 测量方法 说明 加速度 利用打点纸带(频闪照相) 若纸带做匀变速直线运动，则a ＝Δx T 2或a ＝x m －x n (m －n )T 2 利用光电门 若纸带做匀变速直线运动，则a ＝ v 2－v 1Δt (v 1、v 2分别表示通过光电门测得的滑块在t 1、t 2两个时刻的速度，Δt 表示对应的时间)
3．仪器读数
(1)使用刻度尺、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表等仪器时，凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再把最小刻度10等分估读一位(估读的这位是不可靠数字，却是有效数字的不可缺少的组成部分)．最小刻度是5(或2)分度的，则把最小刻度5(或2)等分估读一位。
例如图5－13－1甲用毫米刻度尺测量物体长度为6.50 cm ，图乙电压表用15 V 量程时最小刻度为0.5 V ，读作5.5 V ＋0.2 V(5等分估读)＝5.7 V 。
(2)游标卡尺、秒表、电阻箱由于本身构造的原因不需要估读，欧姆表因为本身测量值就不准确，因此不需要估读。
4．实验数据的处理
实验数据的处理方法有公式法、列表法、逐差法和图象法．测量性实验中用图象法处理数据可有效地减小实验误差，图象法比其他方法更适用于探究性实验，选取适当的自变量，通过画出图象可以找到或反映物理量之间的变化关系，且便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。
画图象时应注意：(1)根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量，坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位；
(2)坐标轴标度的选择要合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映，在物理图象中，坐标原点可以是零也可以不是零。
四、例题
1、测量性实验
2010年广东理综-34.(18分)（1）图13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50Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。
②ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。
从图13中读出A 、B 两点间距s= __________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。
2011年广东理综-34（18）（1）图14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。
O B C D E
A ∙∙∙∙∙
∙132
cm 14图
① OD 间的距离为________cm 。
② 图15是根据实验数据绘出的s-t 2图线（s 为各计数点至同一起点的距离），斜率表示________，其大小
为________m/s 2（保留三位有效数字）。
2012年广州一模-34. (18 分）
（1）如图
A 是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的
一条纸带. ①打点计时器电源频率为50Hz.A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连
续的点，F 点由于不淸晰而未画出.试根据纸带上的数据，推测F
点的位置并在纸带上标出，算出对应的速度V F =_______m/s (计
算结果保留两位有效数字） ②图b 是该同学根据纸带上的数据，作出的v-t 图象.根据图象，t=0
时的速度化v 0=______m/s,加速度A = _______m/s 2 (计算
结果保留两位有效数字）
2011年深圳二模34．（18分）
（1）（4分）如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。
光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M 和m ，下面说法正确的是_______（选填字
母代号）。
A ．用该装置可以测出滑块的加速度
B ．用该装置验证牛顿第二定律，要保证拉力近似等于沙桶的
重力，必须满足m ＜＜M
C ．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m ＜＜M cm
s /2
2/
s t
01.002.003
.004.005.006.00.10.20
.3+
+
++
+
15图
D．用该装置可以验证动能定理。