高中物理力学实验专题汇总
高中物理《力学部份实验题》人教版精心总结
高中物理力学部份实验题综合复习★加速度、质量、合力之间的关系；考点m远小于M；考点平衡摩擦力；例1．在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，所挂钩码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
（1）某同学测出第1个计数点与第2个计数点的距离L1＝3.30cm，第4个计数点与第5个计数点间的距离L2＝4.50cm，且每相邻两个计数点间还有4个点未画出，则相邻两个计数点间的时间间隔T＝s，这辆小车的加速度a＝m/s2。
（2）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力。
（3）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持所挂钩码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。
为了比较容易地检测出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象。
（4）如图乙，该同学根据测量数据做出的a﹣F图线，图象没过坐标原点的原因是。
（5）如图乙，该同学根据测量数据做出的a﹣F图线，图象变弯曲的原因。
例2.用如图甲所示的装置探究加速度、力和质量的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。
木块上固定一定滑轮，细绳通过滑轮连接弹簧测力计和砂桶，以弹簧测力计示数的两倍作为木块受到的合力。
回答下列问题：（1）该实验装置考虑木块受到的摩擦力，进行平衡摩擦力的操作。
A．不需要B．需要（2）砂桶及砂的质量m 远小于木块的质量M。
A．不需要满足B．需要满足（3）利用打点频率为50Hz的打点计时器，得到的一条纸带如图乙所示。
①打B点时木块的速度大小为m/s；②木块运动的加速度大小为m/s2。
③在水平桌面上，改用不同的木块进行实验，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力（两根绳的合力）F的关系，分别得到如图丙所示的A、B两条直线，设A、B图线对应木块的质量分别为M A、M B，A、B图线对应的木块与木板间的动摩擦因数μAμB，由图可知，M A M B。
2021届高三物理二轮复习实验部分力学实验专题(含解析)
力学实验专题一、实验题（本大题共16小题，共144.0分）1.在“探究求合力的方法”的实验中，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测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条。
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列说法是正确的是______。
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.将弹簧测力计都拉伸到相同刻度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.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧测力计同时拉细绳时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些(3)甲、乙两位同学在实验中得到如图所示的实验结果，若F表示用平行四边形定则得到的F1、F2的合力，F′表示F1和F2的等效力，则可以判断______(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的。
(4)由于实验室器材不足，小黄做实验时，只拿到了一个示数准确的弹簧测力计。
小黄很想做实验，于是他在实验室的角落中，找到了另一个弹簧测力计，但不知示数是否准确。
请你帮助小黄，设计一个尽可能简单、方便的实验．．．．．．．．．．．，验证新找到的弹簧测力计是否准确。
你可以使用实验室中的常见器材。
请简要地写出．．．．．实验思路：______。
2.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图甲所示，则由图线可知：(1)弹簧的劲度系数为_______N/m。
(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______(填“乙”或“丙”)更合理。
(新高考)2023高考物理专题突破讲义-力学实验(1)——纸带类和光电门类实验
第22课时 力学实验(1)——纸带类和光电门类实验命题角度 (1)探究小车速度随时间变化的规律；(2)探究加速度与物体受力、物体质量的关系；(3)验证机械能守恒定律；(4)验证动量守恒定律．知识储备一、纸带的分析和数据处理 光电门的应用1．两个关键点(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”的说法是等效的，当打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz 时，两相邻计数点间的时间间隔T ＝5×0.02 s ＝0.10 s.(2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带．2．记录的信息纸带可以记录物体运动的时间和物体运动的位移(频闪照相和纸带记录的物理量相同)．与光电门相连的数字计时器记录时间．3．求速度和加速度测瞬时速度做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度．如图所示，求打某一点时物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n ＋1，则打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T .纸带测加速度①用“逐差法”求加速度如图所示a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.②作出v －t 图像，通过图像的斜率求物体运动的加速度，a ＝ΔvΔt.测速度光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d ，挡板遮住光电门光线的时间为Δt ，则小车通过光电门的速度v ＝d Δt .光电门测加速度若已知两个光电门之间的距离为x ，小车通过两个光电门时的速度分别为v 1、v 2，则a ＝v 2－v 212x .二、使用打点计时器实验操作中的注意事项：1．平行：纸带、细绳要和长木板平行．2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置．3．两先两后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带．4．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地或小车与滑轮碰撞．5．减小误差：小车另一端挂的槽码质量要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集．高考题型1 探究小车速度随时间变化的规律例1 (2019·全国卷Ⅰ·22)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1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/s 2(保留2位有效数字)．图1答案 A 0.233 0.75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．根据刻度尺读数规则可读出，B点对应的刻度为1.20 cm，C点对应的刻度为3.15 cm，D 点对应的刻度为5.85 cm，E点对应的刻度为9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间间隔T＝5×150s＝0.10 s，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度可得，打出C点时物块的速度大小为v C＝BC＋CD2T≈0.233 m/s.由逐差法可得a＝CD＋DE－(AB＋BC)4T2，解得a＝0.75m/s2.例2 (2020·江苏卷·11)疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究．用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图2所示．图2(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________．(2)下列主要操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球，从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能，开始摄像(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图3所示．已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为16s，刻度尺的分度值是1 mm，由此测得重力加速度为_____m/s2.图3(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向．从该视频中截取图片，________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度．答案 (1)小钢球 (2)①③④② (3)9.6(9.5～9.7均可) (4)仍能解析 (1)小钢球受到的空气阻力相对最小，可近似认为做自由落体运动．(2)安装好器材后，先打开手机摄像功能，再由静止释放小球．这类似于使用打点计时器时先接通电源，再释放纸带，故顺序是①③④②.(3)由题图读得x1＝2.50 cm，x2＝26.50 cm，x3＝77.20 cm，由(x3－x2)－(x2－x1)＝gT2，T＝16s，解得g≈9.6 m/s2.(4)释放时手抖动，导致小球的运动偏离了竖直方向，但在小球下落过程中，小球竖直分运动仍然是加速度为重力加速度g的运动，故仍能用(3)问的方法测出重力加速度．高考题型2 探究加速度与物体受力、物体质量的关系例3 (2020·浙江7月选考·17(1))做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图4甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：图4(ⅰ)挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；(ⅱ)取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；(ⅲ)改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a－F的关系．(1)实验获得如图5所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小v d＝________ m/s(保留两位有效数字，打点计时器的工作频率为50 Hz)；图5(2)需要满足条件M≫m的方案是________(选填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作a－F图像时，把mg作为F值的是________(选填“甲”“乙”或“甲和乙”)．答案 (1)0.19(0.18～0.19均可) (2)甲 甲和乙 解析 (1)由题意知小车做匀加速直线运动，故v d ＝x ce 2T ，将x ce ＝(361.0－324.0) mm ＝37.0 mm ，T ＝0.1 s代入得v d ≈0.19 m/s(2)甲实验方案中：绳的拉力F 满足：F ＝Ma ，且mg －F ＝ma ，则F ＝mg1＋m M ，只有当m ≪M 时，F 才近似等于mg ，故以托盘与砝码的总重力表示小车的合外力，需满足m ≪M .乙实验方案中：小车沿木板匀速下滑，小车受绳的拉力及其他力的合力为零，且绳的拉力大小等于托盘与砝码的重力大小，取下托盘及砝码，小车所受的合外力大小等于托盘与砝码的重力大小mg ，不需要满足m ≪M .两个实验方案都可把mg 作为F 值．例4 (2021·福建厦门市一模)在“探究质量一定时，加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图6甲所示，两滑轮间的轻绳始终与长木板平行，打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.图6(1)对该实验，下列必要且正确的操作有________；A ．取下砂桶，抬起长木板右端，使小车沿长木板做匀速运动B ．测量砂桶和砂的质量C ．实验时需要先释放小车，再接通电源(2)若在实验中得到一条纸带如图乙所示， 0、1、2、3、4为五个相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出．根据纸带数据，可求出小车的加速度大小a ＝____ m/s 2(结果保留两位有效数字)；(3)该实验中，砂和砂桶的总质量m ______(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量M；(4)以力传感器的示数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，画出a－F图像如图丙所示，则小车的质量M＝________ kg(结果保留两位有效数字)．答案 (1)A (2)0.80 (3)不需要 (4)0.33解析 (1)此实验需要平衡小车所受摩擦力，平衡时需要取下砂桶，故A正确；由力传感器可以测出拉力的大小，不需要测量砂桶和砂的质量，故B错误；实验时需要先接通电源，再释放小车，故C错误．(2)根据匀变速直线运动规律可得，小车的加速度大小为a＝[(6.61＋5.80)－(5.01＋4.20)]×10－24×0.12m/s2＝0.80 m/s2(3)由于拉力可以通过力传感器直接测出，所以不需要满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M.(4)对小车，根据牛顿第二定律可得2F＝Ma，结合a－F图像斜率有k＝2M ＝4.50.75kg－1，解得，小车质量为M≈0.33 kg.高考题型3 验证机械能守恒定律例5 (2021·浙江6月选考·17(1))在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图7所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图8所示．O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点．图7图8(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________．(2)已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，当地重力加速度g＝9.80 m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔE p|＝________ J、C点的动能E k C＝________ J(计算结果均保留3位有效数字)．比较E k C与|ΔE p|的大小，出现这一结果的原因可能是___________．A．工作电压偏高B．存在空气阻力和摩擦力C．接通电源前释放了纸带答案 (1)阻力与重力之比更小(或其他合理解释)(2)0.547 0.588 C解析 (1)在“验证机械能守恒定律”实验中，阻力越小越好，体积和形状相同的重物，密度大的阻力与重力之比更小．(2)由题图可知OC之间的距离为x OC＝27.90 cm，因此重力势能的减少量为|ΔE p|＝mgx OC＝0.2×9.80×0.279 0 J≈0.547 J匀变速直线运动中，时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此v C＝x BD2T＝0.330－0.2332×0.02m/s＝2.425 m/s因此动能的增加量为E k C＝12m v C2＝12×0.2×2.425×2.425 J≈0.588 J工作电压偏高不会影响实验的误差，存在空气阻力和摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量．例6 (2021·河南南阳市高三期末)某学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图9甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两个位置安装光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，光线被遮光条遮挡时，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据输入计算机．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，计算机上形成如图乙所示的电压U随时间t变化的图像．图9(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，当图乙中的Δt1________Δt2(选填“大于”“等于”或“小于”)时，说明气垫导轨已调水平．(2)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________ mm.(3)细线绕过气垫导轨左端的定滑轮，一端与滑块P相连，另一端与质量为m的钩码Q相连．将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，Δt1、Δt2、m、g和d已知，已测出滑块的质量为M，两光电传感器间的距离为L.若上述物理量间满足关系式mgL ＝______，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．答案 (1)等于 (2)8.475(8.472～8.478之间均可)(3)12(M＋m)(dΔt2)2－12(M＋m)(dΔt1)2解析 (1)当气垫导轨调水平时，轻推滑块后，滑块做匀速直线运动，滑块通过光电传感器的时间一样，所以Δt1等于Δt2 .(2)螺旋测微器读数＝固定刻度＋可动刻度× 0.01 mm(注意估读)，则d＝8.475 mm(8.472～8.478 mm之间均可)．(3)滑块P通过光电传感器A的速度为v A＝dΔt1，通过光电传感器B的速度为v B＝dΔt2，由机械能守恒定律有mgL＝12(M＋m)v B2－12(M＋m)v A2则mgL＝12(M＋m)(dΔt2)2－12(M＋m)(dΔt1)2高考题型4 验证动量守恒定律注意事项：(1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．(2)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平．(3)若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内．(4)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力．(5)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球．例7 (2021·天津市南开区高三期末)某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图10所示，由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成．图10(1)下面是实验的主要步骤：a．安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；b．向气垫导轨通入压缩空气；c．接通数字计时器(光电门)；d．把滑块2静止放在气垫导轨的中间；e．滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；f．释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；g．读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35 ms；h．测出挡光片的宽度d＝5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1＝300 g，滑块2(包括弹簧)的质量为m2＝200 g；(2)实验中气垫导轨的作用是：A.________；B.________.(3)碰撞前滑块1的速度v1为________ m/s；碰撞后两滑块组成的系统的总动量p2＝________ kg·m·s－1.(结果均保留两位有效数字)答案 (2)大大减小了滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小了实验误差保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上(3)0.50 0.15解析 (2)实验中气垫导轨的作用有两个，一是大大减小了滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小了实验误差，二是保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上；(3)碰撞前滑块1的速度为v1＝dΔt1＝5×10－310.01×10－3m/s≈0.50 m/s，碰撞后滑块1的速度为v2＝dΔt2＝5×10－349.99×10－3m/s≈0.10 m/s，滑块2的速度v3＝dΔt3＝5×10－38.35×10－3m/s≈0.60 m/s，碰撞后系统的总动量p2＝m1v2＋m2v3＝0.3×0.10 kg·m/s＋0.2×0.60 kg·m/s＝0.15 kg·m/s.1．(2021·广西北海市高三一模)如图11所示为某实验小组研究小车做匀变速直线运动规律打出的纸带，已知打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz,0、1、2、3、4、5、6为纸带上选取的计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1＝1.05 cm，x2＝1.81 cm，x5＝4.06 cm，x6＝4.80 cm，则打出1点时小车速度为______m/s，小车加速度大小a＝________ m/s2.(结果均保留三位有效数字)图11答案 0.143 0.750解析 交流电源频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个打点未画出，则相邻计数点间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s则打出1点时小车速度为v＝x1＋x22T＝0.143 m/s由匀变速直线运动规律可得x46－x02＝2a(2T)2即a＝(x5＋x6)－(x1＋x2)2(2T)2＝4.06＋4.80－1.05－1.818×0.12×10－2 m/s2＝0.750 m/s22．(2021·山东泰安市高三期末)某同学用图12甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数．光电门固定在水平直轨道上的O点，拉力传感器固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将滑块与钩码相连，遮光条的宽度为d，滑块初始位置A点到O点的距离为L，重力加速度为g.实验步骤如下：图12A．将滑块从A点由静止释放，传感器显示滑块所受拉力为F，光电门记录遮光条通过光电门的时间为t；B．改变钩码的个数重复步骤A；C.正确记录每一组F与t对应的数据，作出F－1t2的关系图像如图乙所示(图中b、c为已知量)．(1)根据步骤A中测出的物理量可知，滑块的加速度a＝________；(2)滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；(3)增加滑块的质量重新进行实验，得到的F－1t2图像与两坐标轴交点坐标的绝对值b、c的变化情况是：b______，c________.(均填“变大”“变小”或“不变”)答案 (1)d 22t 2L (2)cd 22gL (3)变大 不变解析 (1)滑块滑到光电门处的速度为v ＝d t 根据位移速度公式得，滑块的加速度为a ＝v 22L，解得a ＝d 22t 2L(2)对滑块，根据牛顿第二定律得F －μmg ＝ma 代入加速度得F ＝μmg ＋md 22t 2L根据F －1t 2图像得b ＝μmg ，c ＝2μgLd 2滑块与桌面间的动摩擦因数为μ＝cd 22gL(3)根据(2)可知，b 变大，c 不变．3．(2021·辽宁葫芦岛市高三期末)图13甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置，将气垫导轨调至水平，滑块装有宽度为d 的遮光条，滑块包括遮光条的总质量为M .细绳下端挂钩码，钩码的质量为m .由静止释放滑块，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用数字计时器记录遮光条通过光电门1和2各自的时间，可以计算出滑块通过光电门的速度v 1和v 2，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x ，重力加速度为g .图13(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，示数如图乙，则d ＝________ cm.(2)写出滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，验证机械能守恒定律的表达式________(用题中给出的物理量表示)．(3)增加绳子下端钩码的个数，滑块每次都从同一位置由静止释放，作出1v 22－v 12－1m 图像，如图丙所示，其斜率为k ＝________(用题中给出的物理量表示)．答案 (1)0.660 (2)mgx ＝12(M ＋m )(v 22－v 12) (3)M2gx解析 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d ＝6 mm ＋0.05 mm ×12＝6.60 mm ＝0.660 cm ；(2)系统重力势能减小量为ΔE p＝mgx动能增加量为ΔE k＝12(M＋m)(v22－v12)则要验证的表达式为mgx＝12(M＋m)(v22－v12)(3)由表达式mgx＝12(M＋m)(v22－v12)可得1v22－v12＝M2gx·1m＋12gx则1v22－v12－1m图像的斜率为k＝M2gx.4.(2021·华大新高考联盟1月联考)如图14所示，在水平桌面的左端固定一个圆弧槽滑道，滑道的末端与水平桌面相切．桌面的右端附近固定一个光电门．直径为d、质量为m1的小球1从圆弧槽上某处静止释放，下滑到水平桌面向右运动通过光电门与静止在桌面右边缘的质量为m2的小球2发生正碰，碰后小球1向左弹回，小球2离开桌面做平抛运动．实验中测出小球1连续两次通过光电门的时间分别为t1、t2，桌面离水平地面高度为h，小球2碰后做平抛运动的水平距离为x.图14(1)若两球的碰撞为弹性碰撞，则两球的质量大小关系应满足m2________m1(填“＜”“＞”或“＝”)．(2)改变小球1在圆弧槽上静止释放的位置，重复实验，实验中测出多组t1、t2与x的数据．若要验证两小球在碰撞过程中动量守恒，以x为横轴，以______为纵轴，作出的图像为线性图像．已知重力加速度为g，若线性图像(直线)的斜率k＝______，则可验证两小球在碰撞过程中动量守恒．答案 (1)> (2)1t1＋1t2m2m1dg2h解析 (1)选向右为正方向，设小球1碰前的速度为v0，若两小球发生弹性碰撞，则有m1v0＝m1v1＋m2v2，12m1v02＝12m1v12＋12m2v22解得v1＝(m1－m2)v0m1＋m2，碰后球1反弹，则v1<0，可得m2>m1；(2)若两球在碰撞过程中动量守恒，则有m1v0＝m1v1＋m2v2其中v0＝dt1，v1＝－dt2，h＝12gt2，x＝v2t可得1t1＋1t2＝m2m1dg2hx故(1t1＋1t2)－x图像(直线)的斜率k＝m2m1d g2h.专题强化练[保分基础练]1.(2021·全国甲卷·22)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1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．图1s1s2s3s4s55.87 cm7.58 cm9.31 cm11.02 cm12.74 cm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9.80 m/s2)答案 0.43 0.32解析 根据逐差法有a＝(s5＋s4)－(s2＋s1)6(ΔT)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/s2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．(2021·河北张家口市高三期末)某同学设计了如图2甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，光电门连接计时器可记录下小铁球的直径经过光电门B时的挡光时间t.小铁球的质量m＝4×10－3 kg、直径为d，重力加速度g＝9.8 m/s2.图2(1)用游标卡尺测量小铁球的直径，如图乙所示，其直径d＝________ mm；(2)当光电门B与A间距为0.22 m时，挡光时间t＝5×10－3 s，则小铁球过光电门B时的动能E k＝________ J，小铁球由A到B减少的重力势能E p＝________ J，在误差允许范围内，小铁球机械能守恒．(计算结果均保留三位有效数字)答案 (1)10.15 (2)8.24×10－3 8.62×10－3解析 (1)由题图乙所示游标卡尺可知，游标尺为20分度，故精确度为0.05 mm，主尺读数为10 mm，游标尺读数为0.05×3 mm＝0.15 mm其示数为10 mm＋0.15 mm＝10.15 mm(2)小铁球过光电门B时的动能为E k＝12m v B2＝12m(dt)2＝12×4×10－3×(10.15×10－35×10－3)2 J≈8.24×10－3J，小铁球由A到B减少的重力势能为E p＝mgh＝4×10－3×9.8×0.22 J≈8.62×10－3 J. 3．(2020·湖南3月模拟)某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图3甲所示，两滑块A、B上各固定一相同挡光片．部分实验步骤如下：图3Ⅰ.用螺旋测微器测量挡光片的宽度d；Ⅱ.将气垫导轨调成水平；Ⅲ.A、B之间用细线相连，在A、B间放入一个被压缩的水平轻小弹簧；Ⅳ.烧断细线，记录A、B上的挡光片分别通过光电门C、D的挡光时间t1、t2.(1)若测量挡光片的宽度d时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则d＝________ mm.(2)实验中，还应测量的物理量是________．A ．滑块A 的质量m 1以及滑块B 的质量m 2B ．烧断细线后滑块A 、B 运动到光电门C 、D 的时间t A 、t B C ．烧断细线后滑块A 、B 运动到光电门C 、D 的路程x 1、x 2(3)验证动量守恒定律的表达式是________；烧断细线前弹簧的弹性势能E p ＝________.(均用题中相关物理量的字母表示)答案 (1)4.800 (2)A (3)m 1t 1＝m 2t 2 m 1d 22t 12＋m 2d 22t22解析 (1)由题图乙螺旋测微器可知，其示数为：4.5 mm ＋30.0×0.01 mm ＝4.800 mm.(2)滑块A 、B 经过光电门时的速度分别为：v 1＝dt1，v 2＝dt 2，烧断细线后系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：m 1v 1－m 2v 2＝0，整理得：m 1t 1＝m 2t2，验证动量守恒定律需要测量m 1、m 2、t 1、t 2，故选A ；(3)由(2)可知，验证动量守恒定律的表达式是：m 1t 1＝m 2t2；烧断细线后弹簧弹性势能转化为滑块的动能，由能量守恒定律可知，烧断细线前弹簧的弹性势能：E p ＝12m 1v 12＋12m 2v 22＝m 1d 22t 12＋m 2d 22t 22.[争分提能练]4．(2021·山东青岛市一模)某研究小组利用图4甲所示装置测定重力加速度．实验器材由带有刻度尺的竖直杆、小球释放器、小球、光电门A 和B 及数字计时器和网兜等组成．实验时，按图装配好实验器材，小球、两个光电门和网兜在同一竖直线上利用刻度尺读出两个光电门的距离h ，打开计时器后释放小球，记录下计时器显示的小球从光电门A 到光电门B 所用时间t ；保持光电门A 的位置不变，改变光电门B 的位置，重复实验，多次读出两个光电门间的距离h 和小球经过两个光电门所用时间t ，在坐标纸上作出ht－t 图线如图乙所示．图4(1)为了提高实验精度，下列说法正确的是________．A ．两光电门间的距离适当大一些B ．小球的直径越小，实验精度越高C ．应该选用材质密度较大的小球(2)乙图中，图线与纵轴交点坐标为b ，若图线斜率为k ，则当地的重力加速度值为________，小球释放点距光电门A 的高度为________．(用题目给出的已知量表示)答案 (1)AC (2)2k b 24k解析 (1)两光电门间的距离适当大一些，可以减小距离及时间测量的误差，还可以减小小球大小对实验误差的影响，A 正确；小球的直径小且质量大，实验精度才高，B 错误；选用材质密度较大的小球，可以减小空气阻力的影响，C 正确．(2)根据匀变速直线运动的公式得h ＝v A t ＋12gt 2变形为h t ＝v A ＋12gt ，对照题图乙，有v A ＝b ，k ＝12g重力加速度为g ＝2k小球释放点距光电门A 的高度为s ＝v A 22g ＝b 24k5．用如图5所示的装置探究加速度与质量的关系，把右端带有定滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力．图5(1)下列实验操作中正确的有________．A．先释放小车后接通电源B．调整定滑轮使细线与长木板平行C．平衡摩擦力时必须移去纸带D．平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码(2)某次实验打出的一条纸带如图乙所示，测得计数点1、2、3、4与0计数点间的距离分别为x1＝3.60 cm、x2＝9.61 cm、x3＝18.01 cm、x4＝28.81 cm.已知打点计时器打点周期为0.02 s，相邻计数点间有四个打点未画出，则小车的加速度a＝_______m/s2(结果保留三位有效数字)．(3)实验中保持托盘和砝码的总质量不变，改变小车和车内沙子的总质量M，进行实验打出纸带，算出相应的加速度a，数据如下表所示，请在图丙中根据描出的点作出a－1M图象；由图象可得出的结论是________．托盘和砝码总质量为20 ga/(m·s－2) 2.40 1.99 1.43 1.25 1.110.770.620.480.24 M/kg0.060.080.120.140.160.240.300.400.80 1M/(kg－1)16.6712.508.337.14 6.25 4.17 3.33 2.50 1.25(4)某小组在实验中作出1a－M图象如图丁所示，图象斜率的物理意义是_______________；若图象纵截距为b，斜率为k，则托盘和砝码的总质量m＝________(用字母b、k表示)．答案 (1)BD (2)2.40(3)见解析图 合力一定时，当托盘和砝码的总质量远小于小车和车内沙子的总质量M 时，小车和车内沙子的加速度a 与质量M 成反比 (4)托盘和砝码的总重力的倒数 b k解析 (1)应先接通电源再释放小车，A 错误；调整定滑轮使细线与长木板平行，以保证小车在运动过程中所受合力不变，B 正确；平衡摩擦力时必须连接纸带，C 错误；平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码，用小车重力的分力来平衡摩擦力，D 正确．(2)小车的加速度a ＝x 4－2x 20.22≈2.40 m/s 2(3)图象如图所示合力一定时，当托盘和砝码的总质量远小于小车和车内沙子的总质量M 时，小车和车内沙子的加速度a 与质量M 成反比．(4)根据牛顿第二定律可知，图象斜率的物理意义是托盘和砝码的总重力的倒数．对系统，由牛顿第二定律得mg ＝(M ＋m )a ，解得1a ＝1mg M ＋1g ，则b ＝1g ，又k ＝1mg 联立解得m ＝b k.6．(2021·广东高三模拟)某实验小组组装了如图6所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验．在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器所接电源频率为50 Hz.图6(1)下列操作正确的是________；A ．本实验无需平衡摩擦力B ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源C ．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车。
高中物理力学实验
高中物理力学实验力学是物理学的一个重要分支，是研究物体运动规律的科学。
在高中物理学课程中，力学实验是非常重要的一部分，通过实验，学生可以更直观地感受物理规律，巩固所学知识。
本文将介绍几个常见的高中物理力学实验，帮助学生更好地理解力学知识。
一、简单机械实验1. 斜面静摩擦系数测定实验实验目的：通过斜面静摩擦系数测定实验，了解斜面上物体受力情况，掌握斜面静摩擦系数的测定方法。
实验器材：斜面、物块、滑轮、吊轮、测力计等。
实验步骤：1）将斜面安装在水平桌面上，测定斜面的角度θ。
2）在斜面上放置一个物块，调整物块位置使其保持静止。
3）利用滑轮和吊轮的组合，在物块上方悬挂一个测力计，测量斜面上物块所受静摩擦力的大小。
4）根据实验数据计算出斜面静摩擦系数μ。
2. 弹簧振子实验实验目的：通过弹簧振子实验，研究弹簧振子的振动规律，了解振动的基本特性。
实验器材：弹簧、振子、计时器等。
实验步骤：1）将一个挂有一定质量的物块的弹簧挂置于支架上，并拉开物块，使其产生振动。
2）用计时器测量振子的振动周期T。
3）改变物块的质量，重新测量振动周期T。
4）根据实验数据分析，探讨弹簧振子振动周期与质量、弹簧刚度之间的关系。
二、动力学实验1. 牛顿第二定律验证实验实验目的：通过牛顿第二定律验证实验，验证牛顿第二定律关于物体受力和加速度之间的定量关系。
实验器材：吊轮、吊坠、测力计等。
实验步骤：1）将一块质量为m的物块用细绳吊挂于吊轮上，并在物块下方挂上一个测力计。
2）测量物块的质量m，并在实验过程中测量不同拉力情况下的加速度a和物块所受拉力F。
3）利用牛顿第二定律公式F=ma，验证实验数据与理论计算值的符合程度。
2. 动量守恒实验实验目的：通过动量守恒实验，验证封闭系统内动量守恒定律。
实验器材：空气瞬时阀、气泵、气压计等。
实验步骤：1）将一根空气鼓吹管封闭在一根底部封盖的可移动塑料圆柱体中，在塑料圆柱体上钻一个小孔，紧靠塑料圆柱体底部，再在小孔处插上一根气压计，并用适当薄膜将气压计正面封闭，然后用适当胶裂封闭气压计所在口适当较高之处。
高二物理专题7 力学实验
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：__________。
2020江苏省卷第11题
11.（10分）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究.用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题11-1图所示.
（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________.
（2）下列主要操作步骤的正确顺序是_______.（填写各步骤前的序号）
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像。
（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________。v-t图像斜率的物理意义是______________________。
（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)。
实验８验证动量定理 １题
实验０基本仪器使用：游标卡尺，直尺
2017年海南第11题
11．（6分）某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图（a）和图（b）所示。
由图可读出，圆管内壁的直径为__cm，圆管外壁的直径为____cm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。
高中物理力学实验专题
高中力学实验专题力学实验部分要求掌握的知识点有：(1)研究匀变速直线运动(2)探究弹力和弹簧伸长的关系(3)验证力的平行四边形定则(4)验证牛顿运动定律(5)探究动能定理(6)验证机械能守恒定律（一）打点计时器系列实验中纸带的处理1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。
在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近 2.0mm 。
2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。
打点计时器每打n 个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔，即T=0.02n （s ）。
一般取n ＝5，此时T=0.1s 。
3．测量计数点间距离。
为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。
如图所示，则由图可得：1s S I ，12s s S II ，23s s S III ，34s s S IV ，45s s S V ，56s s S VI 4．判定物体运动的性质：⑴若I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
⑵设△s 1=II S －I S ，△s 2=III S －II S ，△s 3=IV S －III S ，△s 4=V S －IV S ，△s 5=VI S －VS 若△s 1、△s 2、△s 3、△s 4、△s 5基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运s 636210 s 5s 4s 3s 2s 1S ⅠS ⅥS ⅤS ⅣS ⅢS Ⅱ动。
⑶测定第n 点的瞬时速度。
物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
即测出第n 点的相邻的前、后两段相等时间T 内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：Ts s TS S v V IV22354。
高中物理力学实验知识点总结
高中物理力学实验知识点总结一、力的平衡实验力的平衡实验是力学实验中的基础实验，通过该实验可以了解力的平衡条件和力的合成等概念。
知识点总结：1. 力的平衡条件：当作用在物体上的多个力相互平衡，使得物体保持静止或匀速直线运动时，这些力的合力为零，称为力的平衡条件。
2. 力的合成：通过力的平衡实验可以了解多个力的合成。
当多个力作用在一个物体上时，可以通过合成力来代替这些力，合成力的大小和方向可以通过力的平衡条件来确定。
3. 杆的平衡：在力的平衡实验中常使用杆的平衡来说明力的平衡条件。
当一根杆平衡时，可以通过转矩的平衡条件来确定杆两端所受力的大小和方向。
二、牛顿第二定律实验牛顿第二定律实验是力学实验的重要内容，通过该实验可以验证牛顿第二定律，并了解力和加速度之间的关系。
知识点总结：1. 牛顿第二定律：牛顿第二定律表明物体的加速度和受到的力成正比，与物体的质量成反比。
即F=ma，其中F为物体所受的合外力，m为物体的质量，a为物体的加速度。
2. 实验方法：通过在水平面上放置实验装置，使物体受到弹簧测力计的拉力，并随着不同的质量增加拉力，然后测量物体的加速度，验证牛顿第二定律。
3. 力和加速度的关系：牛顿第二定律说明了力和加速度之间的关系。
当受到的合外力增加时，物体的加速度会增加；相反，当受到的合外力减小时，物体的加速度会减小。
三、摩擦力实验摩擦力实验是研究物体表面之间的相互作用力，通过该实验可以了解摩擦力的特性和大小。
知识点总结：1. 静摩擦力和动摩擦力：静摩擦力是当物体相对运动前处于静止状态时，物体所受到的摩擦力；动摩擦力是当物体处于相对运动状态时，物体所受到的摩擦力。
2. 摩擦力的特性：静摩擦力和动摩擦力跟物体的接触面积、表面材质和受力大小有关。
通过摩擦力实验可以了解这些特性，例如改变物体的接触面积以及表面材质可以影响摩擦力的大小。
3. 弹簧测力计的应用：在摩擦力实验中，可以使用弹簧测力计来测量摩擦力的大小。
高中物理实验汇总
高中物理实验汇总高中物理实验是我们理解物理知识、掌握科学方法的重要途径。
通过亲自动手操作实验，我们能够更直观地感受物理现象，验证物理规律，培养观察、分析和解决问题的能力。
下面就为大家汇总一下高中阶段常见的物理实验。
一、力学实验1、探究小车速度随时间变化的规律这个实验使用打点计时器记录小车在倾斜木板上运动的情况。
通过测量相邻点之间的距离，计算出小车在不同时刻的速度，从而描绘出速度随时间变化的图像。
实验中要注意调整木板的倾斜程度，保证小车做匀变速直线运动。
2、探究加速度与力、质量的关系实验中通过改变小车所受的拉力和小车的质量，测量小车的加速度。
采用控制变量法，先保持质量不变，研究加速度与力的关系；再保持力不变，研究加速度与质量的关系。
这个实验需要精确测量力的大小和加速度的值，对实验器材的安装和数据处理要求较高。
3、研究平抛运动将小球从水平桌面边缘平抛出去，用频闪照相或方格纸记录小球的运动轨迹。
通过测量水平和竖直方向的位移，计算出平抛运动的初速度和时间，从而验证平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。
4、验证机械能守恒定律让重物自由下落，通过测量重物下落的高度和对应的速度，验证重力势能的减少量是否等于动能的增加量。
实验中要注意减少摩擦阻力的影响，保证机械能守恒。
二、电学实验1、测绘小灯泡的伏安特性曲线通过改变小灯泡两端的电压，测量相应的电流值，描绘出小灯泡的伏安特性曲线。
这个实验要注意电流表和电压表的量程选择，以及滑动变阻器的接法。
2、测定金属的电阻率用螺旋测微器测量金属丝的直径，用刻度尺测量金属丝的长度，然后用伏安法测量金属丝的电阻，根据电阻定律计算出金属的电阻率。
实验中要注意测量数据的准确性和误差分析。
3、测量电源的电动势和内阻使用电压表和电流表，通过改变外电路的电阻，测量多组电压和电流值，然后用图像法或计算法求出电源的电动势和内阻。
这个实验的误差分析是一个重点，要理解由于电表内阻的影响导致的测量误差。
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高中物理力学实验专题汇总 1 实验一 研究匀变速直线运动 考纲解读 1.练习正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度．
基本实验要求 1． 实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片． 2． 实验步骤 (1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； (3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析． 3． 注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行． (2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带． (3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞． (4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜． 规律方法总结 1． 数据处理 高中物理力学实验专题汇总 2 (1)目的 通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等． (2)处理的方法 ①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质． ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2⇒a＝a1＋a2＋a33
③利用平均速度求瞬时速度：vn＝xn＋xn＋12T＝dn＋1－dn－12T ④利用速度—时间图象求加速度 a．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度； b．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度． 2． 依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3……xn是相邻两计数点间的距离． (2)Δx是两个连续相等的时间里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2….
(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)． (4)Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx必
然是个恒量．这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.
考点一 对实验操作步骤的考查 例1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有________． A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源 B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码 D．取下纸带，然后断开电源 E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动 F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 高中物理力学实验专题汇总 3 将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号G、H……)；实验步骤的合理顺序为：________________. 例2 (2012·山东理综·21(1))某同学利用如图1所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图2所示．打点计时器电源的频率为50 Hz.
图1 图2 ①通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点______和______之间某时刻开始减速． ②计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字) ③物块减速运动过程中加速度的大小为a＝______m/s2.
1．运动性质的判断：看相邻计数点间的距离特点． 2．瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬时速度． 3．加速度的求解：(1)v－t图象法；(2)推论法：Δx＝aT2；(3)逐差法．
例3 某校研究性学习小组的同学用如图3甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝ 2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm.试问： 高中物理力学实验专题汇总 4 图3 (1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________原理类似． (2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2.(结果均保留两位有效数字) 创新方向盘点 以教材中的实验为背景，通过改变实验条件、实验仪器设置题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点． 盘点1 实验器材的改进 ①为了保证小车真正做匀加速直线运动，用气垫导轨――→替代长木板 ②用频闪照相或光电计时器――→替代打点计时器 盘点2 在新情景下完善实验步骤及数据分析
1． 如图4所示，在“探究匀变速运动的规律”的实验中
图4 (1)为消除摩擦力对实验的影响，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，则在不挂钩码的情况下，下面操作正确的是 ( ) A．未连接纸带前，放开小车，小车能由静止开始沿木板下滑 B．未连接纸带前，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑 C．放开拖着纸带的小车，小车能由静止开始沿木板下滑 D．放开拖着纸带的小车，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑 (2)图5是实验中得到的一条纸带的一部分，在纸带上取相邻的计数点A、B、C、D、E.若相邻的计数点间的时间间隔为T，各点间距离用图中长度表示，则打C点时小车的速度可表示为vC＝________，小车的加速度可表示为a＝______.
图5 2． 如图6所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的高中物理力学实验专题汇总 5 一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上．一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点．
图6
(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________； (2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________，纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①________v②(填“大于”、“等于”或“小于”)；
(3)图中________(填选项字母)． A．两条纸带均为用装置甲实验所得 B．两条纸带均为用装置乙实验所得 C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得 D．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得 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7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．
图7 高中物理力学实验专题汇总
6 (1)滑块的宽度d＝________ cm. (2)滑块通过光电门1时的速度v1＝________ m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字) (3)由此测得的瞬时速度v1和v2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． 4． 图8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8 (1)OD间的距离为________ cm. (2)图9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________，a＝________ m/s2(结果保留三位有效数字)．
图9 5． 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图10甲所 示，打点计时器固定在斜面上，滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下．图乙是打出的纸带的一段．
图10 (1)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，选A、B、C、D、E、F、G 7个点为计数点，且各计数点间均有一个点没有画出．滑块下滑的加速度a＝________m/s2. (2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________．(填入所选物理量前的字母) A．木板的长度L