1、2020-2021年高考物理重点专题讲解及突破14：力学实验 超重点1：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)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸2实验步骤(1)按照实验原理图，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，下端挂适量的钩码，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，先接通电源，后放开小车；
2、(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，后放开小车；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产生的影响，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜规律方法总结1数据处理(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
3、数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质利用逐差法求解平均加速度(如图所示)a1，a2，a3a.利用平均速度求瞬时速度：vn.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剪下相邻计数点间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)x是两个连续相等的时间间隔内的位移差：x1x2x1，x2x3x2，.(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T0.02n s(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)xaT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为
4、恒量，所以x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基本实验仪器及数据处理1打点计时器是一种使用交流电源记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和_计时器两种，它们所接电源均为频率为50 Hz的交流电源，但前者所接的电源电压为_V，后者所接的电源电压为_V，振针每隔_s打下一点现在使用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值_【解析】打点计时器是一种使用交流电源记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，目前实验室用的打点计时器有电磁
5、打点计时器和电火花计时器两种，它们所接电源均为频率为50 Hz的交流电源，但前者所接的电源电压为46 V，后者所接的电源电压为220 V，振针每隔0.02 s打下一点，当电源频率低于50 Hz时，打点时间间隔T大于0.02 s，由v可知实际计算中时间t偏小，则测出的速度值将比真实值大【答案】电火花462200.02大2某同学在用小车做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有四个点没有画出来)，上面的数字为相邻两个计数点间的距离打点计时器的电源频率为50 Hz.计算出打下计数点2、4时小车的瞬时速度分别为v2_、v4_；该匀变速直线运动的加速度a
6、_.(计算结果保留三位有效数字)【解析】每两个计数点之间的时间间隔T0.10 s.根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，可以求出打下2、4点时小车瞬时速度的大小v2 m/s0.694 m/sv4 m/s1.09 m/s根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小a m/s21.96 m/s2.【答案】0.694 m/s1.09 m/s1.96 m/s2规律方法1由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度来计算，即vn.2利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法：根据x4x1x5x2x6x33aT2(T为相
7、邻计数点之间的时间间隔)，求出a1，a2，a3，然后取平均值，即，即为物体的加速度(2)图象法：利用vn求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出vt图象，用vt图象的斜率求物体运动的加速度考点二实验原理与实验操作3在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_.A把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路C再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车D把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后
8、，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次F从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位在选好的起始点下面记作0，往后第五个点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离G根据公式a1、a2、a3及a，求出a【解析】在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小系统误差又要减小偶然误差其中E项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源【答案】ABCDFG4(2016高考天津卷)某同学利用图
9、甲所示装置研究小车的匀变速直线运动(1)实验中，必要的措施是_A细线必须与长木板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97 cm，s56.78 cm，s67.64 cm，则小车的加速度a_m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB_m/s.(结果均保留两位有效数字)【解析】(1)利用长木板、小车、打点计时器等研究匀
10、变速直线运动规律，在实验中，必要的措施是：细线必须与长木板平行；先接通电源，再释放小车；不需要平衡摩擦力，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量因此正确选项是A、B.(2)由xaT2、T0.10 s和逐差法可得小车的加速度a0.80 m/s2.利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打点计时器打B点时小车的速度vB0.40 m/s.【答案】(1)AB(2)0.800.40规律总结1在研究匀变速直线运动的实验中，只需保证小车做匀变速直线运动，与加速度的大小和决定其大小的因素无关，因此没必要要求小车的质量远大于钩码的质量及平衡摩擦力2为了减小误差，计算加速度时应用逐差法B
11、点为A、C的中间时刻点，在匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度()超重点2：探究弹力和弹簧伸长的关系考纲解读1学会用列表法、图象法等方法处理实验数据2.探究弹力和弹簧伸长的关系基本实验要求1实验原理弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大2实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸3实验步骤(1)安装实验仪器(如实验原理图所示)(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表做出记录，要尽可能多测几组数据(3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标(4)按照在图中所绘点的分布与
12、走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同(5)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数规律方法总结1实验数据处理方法(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的(2)图象法以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线(3)函数法弹力F与弹簧伸长量x满足Fkx的关系2注意事项(1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度
13、(2)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据(3)观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点(4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位3误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差考点一实验原理与操作1如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系(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
14、x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_ N/m.图线不过原点是由于_(4)为完成该实验，设计实验步骤如下：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
15、步骤按操作的先后顺序排列出来：_.【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伸长量；(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)；(3)取图象中(0.5,0)和(4,7)两个点，代入Fkx可得k200 N/m，由于弹簧自重的原因，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.【答案】(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)200弹簧自重(4)CBDAEFG2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
16、，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1 mm)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.已知每个钩码的质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2_ N(当地重力加速度g取9.8 m/s2)要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是_作出Fx曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系【解析】刻度尺的最小分度是1 mm，读数要估读到0.1 mm，所以读数是25.85 cm.两个钩码的重力G22mg2501039.8 N0.98 N，所以弹簧弹力F20.98 N
17、弹簧的伸长量弹簧长度弹簧的原长，所以需要测量不挂钩码时弹簧的长度，即需要测量弹簧的原长【答案】25.85(25.8225.88之间均可)0.98弹簧原长考点二数据处理及误差分析3(2020辽宁沈阳模拟)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系(1)弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3431.3133.435.3537.4039.30此表中有一个数值记录不规范，代表符号为_，由表可知所用刻度尺的最小分度为_(2)
18、如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_(选填“L0”或“Lx”)的差值(3)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字，重力加速度g取9.8 m/s2)【解析】(1)刻度尺的最小分度为1 mm，所以长度L3应为33.40 cm.(2)从题图中看出x0时，m0.即不放砝码时，x0，所以横轴是弹簧长度与Lx的差值(3)充分利用测量数据，k N/m4.9 N/m；根据胡克定律得Fkx4.9(0.273 50.253 5)N0.098 N，所以砝码盘的质量是 kg0.01 kg10 g.【答案】(1)L31 mm(2)Lx(3
19、)4.9104(2015高考福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量l为_cm；(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是_；(填选项前的字母)A逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量l与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是_【解析】由
20、乙图可读出刻度尺的读数为14.66 cm，弹簧的伸长量l14.66 cm7.73 cm6.93 cm.【答案】(1)6.93(6.916.95均对)(2)A(3)弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度超重点3：验证力的平行四边形定则考纲解读1知道什么是等效替代法2.能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则基本实验要求1实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F在实验误差允许范围内是否相等2实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计(2个)、三角板、刻度尺3实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上(2
21、)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.如实验原理图所示(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同位置O点，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向(5)比较F与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等规律方法总结1正确使用弹簧测力计(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止(2)使用时，读数应尽量大一些，但不能超出范围(3)被
22、测力的方向应与轴线方向一致(4)读数时应正对、平视刻度2注意事项(1)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同(2)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60100为宜(3)在合力不超出弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些细绳套应适当长一些，便于确定力的方向(4)统一标度：在同一次实验中，画力的图示时选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些3误差分析(1)误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等(2)减小误差的办法实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字
23、位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力线段的对边一定要与表示两力的线段平行考点一实验原理与操作1(2020陕西西安名校联考)(1)验证“力的平行四边形定则”实验如图甲所示，A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB、OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图图甲中弹簧测力计B的读数为_N；图乙中的F和F两力中，方向一定沿OA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建立物理模型法【解析】(1)弹簧测力计的分度值是0.1 N，估读到下一位，读数为11.40 N一定沿OA方向的是用一个弹簧测力计拉的力F
24、，由于实验误差，平行四边形对角线不一定沿OA方向(2)本实验采用的是等效替代法【答案】(1)11.40F(2)B2在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示请将以下的实验操作和处理补充完整：(1)用铅笔描下结点位置，记为O；(2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；(3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测
25、力计的示数F3，_；(4)按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；(5)根据力的平行四边形定则，作出F1和F2的合力F；(6)比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验【解析】(3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线(6)比较合力F与F3的大小、方向的一致程度【答案】见解析考点二数据处理及误差分析3(2017高考全国卷)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
26、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F14.2 N和F25.6 N.()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；()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
27、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【解析】(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N.(2)()利用平行四边形定则作图；()由图可知F合4.0 N，从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.【答案】(1)4.0(2)()F1、F2和F合如图所示()4.00.054李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两个弹簧测力计拉力的大小，如图甲所示(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力(2)有关
28、此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中_的实验比较符合实验事实(力F是用一个弹簧测力计拉时的图示)【解析】(1)用平行四边形定则作图，即以F1、F2为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力F.(标上箭头表明方向)(2)结点受三个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力
29、计的拉力的合力与第三个力橡皮筋的拉力等大反向，是一对平衡力，橡皮筋的拉力不是合力，故B错；两分力可以同时大于合力，而橡皮筋的拉力与两弹簧测力计的拉力的合力等大，故A对；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，故C对；若两个分力的大小变化而方向都不变，则合力必定变化，故D错(3)作图法得到的F必为平行四边形的对角线，单个弹簧测力计的拉力F一定与橡皮筋共线，故张华的实验比较符合实验事实【答案】(1)如图所示(2)AC(3)张华规律总结1数据处理作图法在“探究求合力的方法”实验中，由作图法得到的合力F与实际测量得到的合力F不可能完全重合，只要在误差范围内可以认为合力F与合力F重合即可验证平行四边
30、形定则，如图所示2误差分析(1)用两个测力计拉橡皮条时，橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内，这样得到的两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小(2)结点O的位置和两个测力计的方向画得不准，造成作图的误差(3)作图比例不恰当造成作图误差超重点4：验证牛顿运动定律考纲解读1学会用控制变量法研究物理规律2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律基本实验要求1实验原理(见实验原理图)(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系(3)作出aF图象和a图象，确定其关系2实验器材小车、砝码、小盘、细绳、
31、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、毫米刻度尺3实验步骤(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m和小车的质量m.(2)安装：按照实验原理图把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑(4)操作：小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m，重复步骤.在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a.描点作图，作aF的图象保持砝码和小盘的质量m不变，改变小车质量m，重复步骤和，作a图象规律
32、方法总结1注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动(2)不重复平衡摩擦力(3)实验条件：mm.(4)一先一后：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车2误差分析(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差3数据处理(1)利用逐
33、差法xaT2求a.(2)以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比(3)以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比考点一实验原理与操作1(1)我们已经知道，物体的加速度a同时跟合外力F和质量m两个因素有关，要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是_(2)某同学的实验方案如图所示，她想用沙桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：a用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是_b使沙桶的总质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于_(3)该同学利用实验中打
34、出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A利用公式a计算；B利用逐差法根据a计算两种方案中，你认为选择方案_比较合理【解析】(1)要研究三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法(2)用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力想用沙桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，应使沙桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于沙桶的重力(3)利用实验中打出的纸带求加速度时，需要根据a利用逐差法计算，方案B比较合理【答案】(1)控制变量法(2)a.平衡摩擦力b沙桶的总重力(3)B2在“探究加速度与力、质量的关系”时采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的总质量为
35、M，沙桶及沙的总质量为m.(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳的实际张力大小FT_，当M与m的大小满足_时，才可认为绳子对小车的拉力大小等于沙和沙桶的重力(2)某同学在保持沙和沙桶质量m一定的条件下，探究小车加速度a与质量M的关系，其具体操作步骤如下，则做法合理的有_A平衡摩擦力时，沙桶应用细线通过定滑轮系在小车上且小车后面的纸带也必须连好B每次改变小车质量M时，都需要重新平衡摩擦力C实验时，先接通计时器的电源，再放开小车D用天平测出m及M，直接用公式a求出小车运动的加速度【解析】(1)由牛顿第二定律知，对小车有FTMa，对沙和沙桶有mgFTma，所以FT，可见当Mm时，FT
36、mg.(2)平衡摩擦力时，应在不挂沙桶的情况下让小车带着纸带匀速下滑来平衡摩擦力，A错误；每次改变小车质量M时，不需要重新平衡摩擦力，B错误；实验时，先接通计时器的电源，再放开小车，C正确；小车运动的加速度必须由纸带上的测量数据计算得到，D错误【答案】(1)Mm(2)C规律总结1平衡小车摩擦力后，细绳的拉力即为小车的合外力2只有满足沙(砝码)桶及桶内沙(砝码)的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，细绳的拉力才近似等于沙(砝码)桶及桶内沙(砝码)的总重力3可以在绳子上加上力传感器，这样就可以直接测出绳子的拉力，即小车的合外力考点二数据处理及误差分析3数据处理及误差分析在用图(a)所示装置做“
37、验证牛顿第二定律”的实验中：(1)甲同学在外力F一定的条件下，探究a与M的关系时，所得到的实验结果见下表：外力F0.1 N次数n12345质量M/g100140180200240加速度a/(ms2)1.000.670.530.480.40质量的倒数/kg110.007.145.564.17请你完善表中数据，并在图(b)中给出的坐标纸上画出a的图象；由图象可得到的结论是_(2)乙同学在探究加速度与外力关系的实验中得到的aF图象如图(c)所示，则该图象中图线不过原点的原因是_.小车的质量为_ kg(保留两位有效数字)【解析】(1)用描点法作出a的图象是过原点的倾斜直线，故说明物体的加速度与质量成反
38、比；(2)由图象(c)可看出，在拉力为0时，小车就有加速度，说明重力沿木板方向的分力比摩擦力大根据图象的斜率表示质量的倒数可得小车质量M kg0.28 kg.【答案】(1)5.00a图象如图所示在外力一定的情况下，物体的加速度与质量成反比(2)木板倾角过大(或平衡摩擦力过度)028(0.260.29均正确)4“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源频率为50 Hz，试回答下列问题(1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出根据测量结果计
39、算：打C点时小车的速度大小为_ m/s；小车运动的加速度大小为_ m/s2.(结果保留三位有效数字)(2)平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的aF图线如图丙所示，此图线不通过原点的主要原因是_.(3)在某次利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码个数不变，小车自身的质量保持不变(已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量)，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码，进行多次实验，得到多组数据，以小车上砝码的质量m为横坐标，相应加速
40、度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的m关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律如果图中纵轴上的截距为b，图线的斜率为k，则小车受到的拉力大小为_，小车的质量为_【解析】(1)纸带上两相邻计数点的时间间隔为T0.10 s，s19.50 cm、s211.00 cm、s312.55 cm、s414.00 cm、s515.50 cm、s617.05 cm，由匀变速直线运动中，物体在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可知打C点时小车的速度大小为vC，代入数值得vC1.18 m/s，小车的加速度大小为a，代入数值得a1.50 m/s2.(2)平衡摩擦力后，F0时就产生了加速度，说明
41、未计入砝码盘的重力(3)当小车上无砝码时，小车加速度为a0，设小车的质量为M，则小车受到的拉力为FMa0；图丁中图线的函数关系式满足kmb，根据牛顿第二定律得F(mM)a，可解得M，F.【答案】(1)1.181.50(2)未计入砝码盘的重力(3)规律总结1图象法处理实验数据一直是高考考查的热点，一般会要求根据数据画出图象，根据图象分析误差原因或根据图象斜率和截距等得出相关物理量2在实验中如果发现一个量x与另一个量y成反比，那么，x就应与成正比，可以将反比例函数的曲线转化为正比例函数的直线进行处理超重点5：探究动能定理考纲解读1通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系2.通过分析论证和实验探
42、究的过程，培养实验探究能力和创新精神基本实验要求1实验目的 探究功与物体速度变化的关系2实验原理(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功为W.(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功为2W.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功为3W.(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，由图象可以确定功与速度变化的关系3实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等4实验步骤(1)垫高木板的一端，平衡摩擦力(2)拉伸的橡皮筋对小车做功：用一条橡皮筋拉小车做功W.用两条橡皮筋拉小车做功2W.用三条橡皮筋拉小车做功3W.(3)测出每次做功后小车获得的速度(4)分别用各次实验测得
43、的v和W绘制Wv或Wv2、Wv3图象，直到明确得出W和v的关系5实验结论物体速度v与外力做功W间的关系Wmv2.规律方法总结1实验注意事项(1)将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角(2)测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分(3)橡皮筋应选规格一样的力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些2实验探究的技巧与方法(1)不直接计算W和v的数值，而只是看第2次、第3次实验中的W和v是
44、第1次的多少倍，简化数据的测量和处理(2)做Wv图象，或Wv2、Wv3图象，直到作出的图象是一条倾斜的直线考点一实验原理与操作1某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、_(填测量工具)和_(选填“交流”或“直流”)电源(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确
45、的是_A放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处D小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据下面的纸带回答)【解析】(1)为测量小车获得的速度，必须用刻度尺来测量纸带上点和点之间的距离；打点计时器必须使用交流电源(2)平衡摩擦力时
46、，也要平衡掉纸带与限位孔之间的摩擦力根据平衡状态的特点，小车做匀速运动时即平衡掉了摩擦力(3)若木板水平放置，则未平衡摩擦力小车速度最大时，也就是加速度为零的时刻，即橡皮筋对小车的拉力等于小车受到的摩擦力的时刻，此时橡皮筋处于伸长状态，小车还未到两个铁钉的连线处，B正确(4)应该选用纸带上小车做匀速运动部分进行测量，此时小车的速度最大，即GK部分【答案】(1)刻度尺交流(2)D(3)B(4)GK2(2020广东肇庆模拟)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了
47、打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图所示(1)若要完成该实验，必需的实验器材还有_.(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决方法：_.(4)他将钩码重力做的功当
48、作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力【解析】(1)根据实验原理可知，需要验证mgxMv2，同时根据运动学规律可知，此实验中需要测量钩码质量、小车质量和位移，故还需要的器材有：刻度尺和天平；(2)分析小车受力可知，在平衡摩擦力的基础上，使细绳与木板平行是为了让细绳的拉力充当小车所受合外力，故选项D正确；(3)纸带上打出的点较少，说明小车的加速度过大(即小车过快)，故在保证所挂钩码不
49、变的条件下可增加小车质量(在小车上加上适量的砝码或钩码)；(4)在此实验中，根据牛顿第二定律可知，钩码的重力大于细绳的拉力，而实验中用重力代替拉力会导致拉力做功大于小车动能增量；如果实验未平衡或未完全平衡摩擦力也会导致拉力做功大于动能增量，故选项C、D正确【答案】(1)刻度尺、天平(包括砝码)(2)D(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)(4)CD考点二实验数据处理及误差分析3某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了如表所示的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/(ms1)0.711.231.421.581.87(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)(1)设一条橡
50、皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，在图乙中大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图象(2)由图象大致可判断出W与v的关系可能是_【解析】(1)根据表中数据可知，橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大据描点法可知，W与v的图线为抛物线，如图所示(2)由图大致可判断出W与v的关系可能是Wv2.【答案】(1)见解析(2)Wv24(2017高考江苏卷)利用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为M200.0 g，钩码的质量为m10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推
51、小车观察到_(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图乙所示选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离x，记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1_ m/s.(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g9.80 m/s2，利用Wmgx算出拉力对小车做的功W.利用EkMv2算出小车动能，并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表.W/(103 J)2.452.923.353.814.26Ek/(103 J)2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在方格纸上作出Ek-W图象(4)实验结果表明，Ek总是略小于W.
52、某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F_ N.【解析】(1)平衡摩擦力的方法是利用小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力相平衡，故在此状态下小车获得速度后能匀速运动(2)由题意知相邻计数点间时间间隔T0.1 s，由v得v1 m/s0.228 m/s.(3)首先确定标度：为充分利用方格纸，依据给定数据范围及方格纸上格数多少，确定纵坐标、横坐标皆从2.0103 J开始，且每小格表示0.1103 J然后描点、连线，即可得所求图象(4)对钩码有mgFma，对小车有FMa，联立可得：Fg9.8 N0.093 N.【答案】(1)小车做匀速运动(2)0.
53、228(3)如图所示(4)0.093超重点6：验证机械能守恒定律考纲解读1掌握验证机械能守恒定律的方法2.会用计算法或图象法处理实验数据基本实验要求1实验目的验证机械能守恒定律2实验原理通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律3实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根4实验步骤(1)安装器材：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压电源相连(2)打纸带用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上
54、打出一系列的点，取下纸带，换上新的纸带重打几条(35条)纸带(3)选纸带：分两种情况说明若选第1点O到下落到某一点的过程，即用mghmv2来验证，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带用mvmvmgh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否小于或接近2 mm就无关紧要了5实验结论在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒,规律方法总结1误差分析(1)测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从O点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值(2)系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做
55、功，故动能的增加量Ekmv必定稍小于重力势能的减少量Epmghn，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力2注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力(2)重物应选用质量大、体积小、密度大的材料(3)应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用vn，不能用vn或vngt来计算3验证方案方案一：利用起始点和第n点计算代入mghn和mv，如果在实验误差允许的范围内，mghn和mv相等，则验证了机械能守恒定律方案二：任取两点计算(1)任取两点A、B，测出hAB，算出mghAB.
56、(2)算出mvmv的值(3)在实验误差允许的范围内，若mghABmvmv，则验证了机械能守恒定律方案三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出v2h图线若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律考点一实验原理与操作1(2016高考全国卷)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20 Hz、30 Hz和40 Hz.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他题给条件进
57、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_，重物下落的加速度大小为_(2)已测得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm；当地重力加速度大小为9.80 m/s2，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.【解析】(1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规律得vBf(s1s2)vCf(s2s3)由s3s12aT2得a(2)根据牛顿第二定律，有mgkmgma根据以上各式，化简得f代入数据可得f40 Hz.【答案】(1)(s1
58、s2)f(s2s3)f(s3s1)f2(2)402.(2020福建漳州检测)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压有6 V的交流电和直流电两种重物从高处由静止开始下落，重物拖着纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的直流输出端上；C用天平测出重物的质量；D释放纸带，同时接通电源开关打出一条纸带；E测量打出的纸带上某些点之间的距离；F根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行或者操作不恰当的步骤是_(
59、将其选项对应的字母填在横线处)(2)在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v2-h的图象应是_才能验证机械能守恒定律.v2-h图象的斜率等于_的数值【解析】(1)打点计时器应接到电源的交流输出端上，故B错误；验证机械能是否守恒只需验证mghmv2，即ghv2，故m可约去，不需要用天平，故C没有必要进行；开始记录时，应先给打点计时器通电打点，待打点稳定后再释放重物，让它带着纸带一同落下，故D错误(2)利用v2-h图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，mghmv2，即v2gh，所以以v2为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是过原点的倾斜直线那么v2-h图线的斜
60、率就等于重力加速度g.【答案】(1)BCD(2)过原点的倾斜直线重力加速度考点二数据处理及误差分析3(2020河南八市重点高中质检)某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律(1)按要求安装好装置，按正确的实验要求操作，重物由静止落下后打出的纸带如图乙所示，O为纸带下落的起始点，每相邻两计数点间还有4个计时点未标出，已知打点计时器所用交流电的频率为f50 Hz.查得当地的重力加速度为g9.80 m/s2.小组成员甲同学用v2ghOD求D点的速度，乙同学用vD求D点的速度其中所选方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)同学按正确的方法将求得的D点的速度填入表格，并根据表格中的数据在坐标纸中作
61、出vt图象计数点ABCDE速度v/(ms1)0.961.912.864.27(2)由图象求得重物下落的加速度为_，由此判断重物下落过程中机械能_(选填“增大”“守恒”或“减小”)，原因是_(3)若根据表格中各点的瞬时速度及对应的下落高度h，以v2为纵轴，以h为横轴建立坐标系，描点作图，若所有操作均正确，则得到的v2h图象应是_【解析】(1)验证机械能守恒定律只需验证重力势能的减少量等于动能的增加量即可求D点的速度，不能用自由落体运动公式重物携带纸带下落，由于受到阻力作用，严格来说不是自由落体运动若采用自由落体运动公式求速度，就等于认为机械能守恒，验证失去意义，所以甲同学的方法错误乙同学利用做匀
62、变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度得出D点的速度：vD3.81 m/s.根据表格中打各个点时的速度和对应的时间，在vt坐标系中描点，拟合成直线得到vt图象(2)由vt图象的斜率表示加速度可以计算出重物下落的加速度a m/s28.75 m/s2.由加速度a8.75 m/s2mb)相碰后，小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_点和_点(3)某同学在做实验时，测量了过程中的各个物理量，利用上述数据验证碰撞中的动量守恒，那么判断的依据是看_和_在误差允许范围内是否相等【解析】(1)B点是不发生碰撞时a球的落地点，A点是发生碰撞后a球的落地点，C点是碰后b球的落地点
63、设小球a运动到轨道末端时的速度大小为vB，与球b发生碰撞后的瞬时速度大小为vA，碰后b球的速度大小为vC，本实验就是要验证关系式mavBmavAmbvC是否成立，因为小球做平抛运动的高度相同，下落时间相同，它们在水平方向上的位移与水平方向上的速度成正比，所以本实验也可以验证mamamb是否成立，B、E正确(2)两球碰撞后，a球在水平方向上的分速度较小，下落时间相同时，落地时的水平位移也较小，所以小球a、b的落地点依次是图中水平面上的A点和C点(3)根据(1)的分析，判断两球碰撞过程中的动量是否守恒的依据是看ma和mamb在误差允许范围内是否相等【答案】(1)BE(2)AC(3)mamamb2(
64、2020广西南宁模拟)如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1_m2.(2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使_(3)继续实验步骤为：A在地面上依次铺白纸和复写纸B确定重锤对应点O.C不放球2，让球1从斜槽滑下，确定它落地点位置P.D把球2放在立柱上，让球1从斜槽滑下，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置M和N.E用刻度尺测量OM、OP、ON的长度F看m1m2与m1是否相等，以验证动量守恒上述步骤有几步不完善或有错误，请指出并写出相应的正确步骤_.【解析】(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，即d1d2，为防
65、止两球碰撞后入射球反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即m1m2.(2)要使小球做平抛运动，则斜槽的末端必须水平(3)为使小球离开轨道时的初速度相等，每次释放小球时应从同一高度由静止释放，故步骤D不完善；两球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，若碰撞过程动量守恒，则有m1v1m1v1m2v2，两边同乘以t得m1v1tm1v1tm2v2t，即为m1m1m2(d)，故步骤F错误【答案】(1)(2)斜槽末端切线水平(3)D不完善，小球1应从斜槽的同一高度由静止释放；F错误，应验证m1m1m2(d)考点二实验数据处理及分析3如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律
66、，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系(1)经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示碰撞前后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_.实验结果说明，碰撞前后总动量的比值_.(2)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大请你用(1)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_ cm.【解析】(1)p1m1，p1m1.联立可得p1p1OPOM44.8035.201411.p2m2则p1p2(m1)(m2)112.9.故
67、1.(2)其他条件不变，欲使ON最大，须使m1、m2发生弹性碰撞，则其动量和能量均守恒由m1v0m1v1m2v2，m1vm1vm2v可得v2.而v2，v0，故ONOP44.80 cm76.8 cm.【答案】(1)142.91(11.01均可)(2)76.84现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间实验测得滑块A的质量m10.310 kg，滑块B的质量m20.108 kg，遮光片的宽度d1.00 cm
68、；打点计时器所用交流电的频率f50.0 Hz.将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰碰后光电计时器显示的时间为tB3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图乙所示若实验允许的相对误差绝对值(100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程【解析】按定义，滑块运动的瞬时速度大小v为v式中s为滑块在很短时间t内走过的路程设纸带上打出相邻两点的时间间隔为tA，则tA0.02 stA可视为很短设滑块A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1.将图乙所给实验数据和式代入式得v02.00 m/sv10.970 m/s设滑块B在碰撞后的速度
69、大小为v2，由式有v2代入题给实验数据得v22.86 m/s设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p，则pm1v0pm1v1m2v2两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为p100%联立式并代入有关数据，得p1.7%5%因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律【答案】见解析题组突破训练1用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a.安装好试验器材，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t=0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F所示。c.通过测量、计算可
70、以得到在打A、B、C、D、E点时小车的速度，分别记作、d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点并连线，得到如图三所示图像。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有_和_(填选项前的字母)。A.电压可调的直流电源 B.刻度尺 C.天平 D.秒表 E.电压合适的50Hz交流电源(2)描绘v-t图像时，用平均速度表示个计数点的瞬时速度，从理论上讲，对的要求是_(选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差_（填“有关”或“无关”）。(3)观察v-t图像，可以判断小车做_运动，其依据是_。(4)若已知时间间隔T
71、=0.1S，且,则小车的加速度大小为_。（小数点后保留两位有效数字）【答案】B E 越小越好 有关 匀变速直线 小车的速度随时间均匀变化 1.93 【解析】（1）在给定的仪器和器材中，还需要使用的有刻度尺B和电压合适的50Hz交流电源E；（2）描绘v-t图像时，用平均速度表示个计数点的瞬时速度，从理论上讲，t越小，平均速度越接近瞬时速度，则对的要求是越小越好；从实验的角度看，选取的大小与速度测量的误差有关。（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是小车的速度随时间均匀变化。（4）根据可得2某同学用如图甲所示装置验证系统机械能守恒定律。绕过定滑轮的细线连接物块A和B，A和B的质
72、量相同，B上套有一铁环C，A的下端与穿过打点计时器的纸带相连。开始时固定物块A，当地的重力加速度为g，打点计时器所接交流电的频率为50Hz。 （1）接通电源，再释放物块A，物块B在下落过程中穿过圆环D时，铁环C与B分离落到圆环D上。图乙是该过程打出的一条纸带，已测出了纸带上离第一个点O较远的一些点到O点的距离。由纸带可知，铁环C运动到圆环D处时的速度大小为v=_m/s（保留3位有效数字）（2）要验证机械能守恒，还需要测量的物理量为_。A开始时，铁环C和圆环D间的高度差h B开始时物块B离地面的高度hBC物块A和B的质量mA、mB 及铁环C的质量mCD铁环C运动到D所用的时间t（3）实验只要验证
73、表达式_用（1）问中的v和（2）问中所测量的物理量的符号表示在误差允许的范围内成立，则机械能守恒得到验证。在实验中存在误差的原因有哪些？（至少写出一条）_【答案】2.01 AC 由于空气的阻碍作用；纸带和打点计时器的摩擦作用；纸带的重力影响 【详解】（1）铁环C运动到圆环D处时的速度大小即为铁环被挡住后，A、B匀速运动的速度，由纸带可以求得；（2）要验证机械能守恒，铁环C从开始下落到运动到D处过程中，有：，由于A、B质量相等，因此要验证的表达式为：，实验需要测量：开始时，铁环C和圆环D间的高度差h，铁环C的质量mC，物块A和B的质量mA、mB，故选：AC；（3）由（2）可知，实验需要验证的表达
74、式为；实验中存在误差有：由于空气的阻力作用；纸带和打点计时器的摩擦作用；纸带的重力影响3根据“探究加速度与力、质量的关系”的实验完成下面的题目。（1）有关实验原理以及数据处理，下列说法正确的是_A应使砂和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差B可以用天平测出小桶和砂的总质量m及小车和砝码的总质量M；根据公式，求出小车的加速度C处理实验数据时采用描点法画图象，可减小实验系统误差D处理实验数据时采用图象，是为了便于根据图线直观地作出判断（2）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的aF关系可用图甲中的_表示（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力
75、）（3）某学生将实验装置按如图乙所示安装好，准备接通电源后开始做实验他的装置图中，明显的错误是_（写出两条）（4）图丙是实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：xAB=3.34cm、xBC=3.86cm、xCD=4.39cm、xDE=4.89cm，xEF=5.40cm，xFG=5.92cm已知打点计时器的工作频率为50Hz，则根据逐差法求得小车的加速度a=_m/s2（结果保留两位有效数字）【答案】AD C 打点计时器使用直流电源；小车与打点计时器间的距离太长；木板水平，没有平衡摩擦力 0.51m/
76、s2 【解析】（1）应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差，故A正确；小车的加速度应通过打点计时器打出的纸带求出，故B错误；处理实验数据时应采用描点法画图象，可以减小偶然误差，故C错误；为了将图象画成我们熟悉的直线，更直观反映两个变量的关系a与M成反比，故数据处理应作a-1/M图象，故D正确；故选AD.（2）木板一端垫的过高，倾角偏大，平衡摩擦力过头，知无拉力时，就有加速度故选C.（3）由实验原理图可知，打点计时器用的必须是交流电，图中用的是直流电，所以采用的电源不对；小车释放的位置应该靠近计时器，以便测量更多的数据来减小误差同时木板水平，没有平衡摩擦力故错误的为：打点计
77、时器接的是直流电源小车释放的位置远离计时器木板水平，没有平衡摩擦力（4）根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2，有：4如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g(1)下列说法正确的是_A每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力B实验时应先释放小车后打开数据接收器C本实验m2应远小于m1D在用图象探究加速度与质量关系时，应作图象(2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a-F图像，他可能作出图2中_（选填“甲”、“ 乙”、“
78、 丙”）图线此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大【答案】D 丙 C 【解析】(1)A、平衡摩擦力，假设木板倾角为，则有：f=mgsin=mgcos，m约掉了，每次在小车上加减砝码时，故不需要重新平衡摩擦力;故A错误.B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误.C、让小车的质量m1远远大于小盘和重物的质量m2，因为：际上绳子的拉力，故应该是m1m2，故C错误；D、由牛顿第二定律F=ma，所以，所以在用图象探究小车的加速度与质量的关系时，通常作图象，故D正确；故选D.(2)遗漏了平衡摩擦力这一步骤
79、，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，故可能作出图2中丙.此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是钩码的总质量太大，没有远小于小车和砝码的质量，故选C.5为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为小车上滑轮的质量力传感器可测出轻绳中的拉力大小(1)实验时，一定要进行的操作是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图
80、所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_ m/s2（结果保留三位有效数字）(3)该同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度以为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A B C D【答案】BC 2.00 C 【解析】(1)A、D、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误。B、该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；C、打点计时器运用时
81、，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；故选BC.(2)由于两计数点间还有四个点没有画出，故时间间隔为T=50.02s=0.1s，由匀变速直线运动的判别式(x=aT2)结合逐差法可得：.(3)对小车上滑轮和小车的整体为对象由牛顿第二定律得：，则，故a-F图象的斜率，则小车的质量为；故选C.6如图甲为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。在实验中细线对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动的加速度a可用纸带上的点求
82、得。(1)关于该实验,下列说法中正确的是_A.用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高C.使用打点计时器时先使纸带运动,再接通电源D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板表面平行(2)图乙是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示,由纸带求出小车的加速度a=_m/s2(加速度a的计算结果保留2位有效数字)。(3)如图(a),甲同学根据测量数据作出的a-F图线,说明实验存在的问题是_.(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图
83、线如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?_.(5)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如表:次数12345小车的加速度a/(ms-2)1.251.000.800.500.40小车的质量m/kg0.4000.5000.6251.0001.250小车质量的倒数m-1/kg-12.502.001.601.000.80利用表中数据,在丙图坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映a与m关系的图象_;从图线可得到的结论是_.【答案】ABD 0.50 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 小车及车上的砝码的
84、总质量不同 在合外力一定时,物体的加速度与物体的质量成反比 【解析】(1)A、砝码和小桶的总重力不仅使小车获得加速度,也使砝码和小桶自身获得加速度,故小车受到的拉力要小于砝码和小桶的总重力,所以用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差,A正确;B、为消除摩擦力对实验的影响,实验前需要先平衡摩擦力,具体方法是将木板D的左端适当垫高,B正确;C、实验时应先接通电源,后释放纸带,C错误与;D、细线与木板表面平行时,可以使细线对小车的拉力全部用来使小车获得加速度,从而减小实验误差,D正确.故选ABD.(2)用逐差法求小车运动的加速度am/s2=0.50 m/s2.(3)题图(a)中是因为没有
85、平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.(4)在a-F图象中,图线的斜率表示质量的倒数,所以两个同学做实验时,小车及车中砝码的总质量不同.(5)要想作出直观反映a与m关系的图象,需要作出,如图所示:从图线可得:在合外力一定时,物体的加速度与物体的质量成反比.7如图是研究平抛运动的两个演示实验，图丙中当用锤子击打钢片时，A球水平飞出，B球自由下落，通过听声音知道两球在空中的运动时间相同，本实验说明平抛运动在_方向是_运动；丁图中电动小车上方有一电磁铁，通电时车子向左匀速运动，电磁铁吸住小钢球，钢球正下方有一碗D，小车在水平桌面上运动时，切断电源，钢球恰落在碗内，本实验说明平抛运动在_方向是_运动【答案】竖直
86、 自由落体 水平 匀速直线 【解析】图丙中当用锤子击打钢片时，A球水平飞出，B球自由下落，因为落地时间极短，眼睛看不过来，通过听时间判断出两球运动的时间相等，从而确定平抛运动在竖直方向上做自由落体运动车在水平桌面上运动时，切断电源，钢球恰落在碗内，小球做平抛运动，碗在做匀速直线运动，在相等时间内水平位移相等，知平抛运动在水平方向上做匀速直线运动【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动8在“研究平抛物体的运动”的实验中，（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的_ （2）某同学只记录了A、
87、B、C三点，各点的坐标如图所示，则A点是否为抛出点_填是或否，物体运动的初速度为 _。g【答案】水平 初速度相同 否 【解析】（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛运动的初速度相同；（2）由图示可知，做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，因此物体从A到B的运动时间与从B到C的运动时间相等，设为t，由图可知：，若A点为抛出点，则在A点时竖直方向速度为零，则在相等时间内的位移之比应该为：，而实际上，可知A点不是抛出点；物体在竖直方向上做自由落体运动，则运动时间为：则物体的初速度为：。9以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。(l
88、)首先进行如下操作：如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE;如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO;撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于0点，如图丙。同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即_，所以F等于F1、F2的合力。(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F（三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出）；用虚线将拉力F的
89、箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是 _；多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形。实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做_，上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的_，此实验可以探究_规律。【答案】（1）橡皮条对小圆环的拉力相同； （2）可构成平行四边形； 平行四边形法则； 分力； 力的分解； 【解析】（1）两次橡皮条伸长的长度相等，即两
90、次橡皮条对小圆环的拉力相同，说明单个力F的作用效果跟F1、F2共同作用的效果相同；（2）用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，得到的力的图示的图形为平行四边形，和为邻边，为与和共顶点的对角线长度；多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做平行四边形定则；如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律。10某同学利用图甲所示装置验证机械能守恒定律.完成
91、下列问题：(1)请从甲图中指出一条实验错误：_；(2)纠正实验错误后，通过测量得到一条纸带如图乙所示。已知打点计时器频率为50Hz，实验所用重物的质量m=0.300kg，根据纸带测得的数据，重物在C点时的动能为_J；(3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据，画出h的图像如图丙所示，求出图线的斜率k，由图象可知a的质量ma_(填“大于”或“小于”)b的质量mb；(4)通过计算得到图线b的斜率k=9.50m/s2，分析发现造成斜率偏小的原因是实验过程中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量m=0.250kg，则重物所受的平均阻力f=_N.(重力加速度g=9.80m/s2，
92、以上计算结果均保留2位有效数字)【答案】实验时用手托重锤；打点计时器接在直流电源上；等 0.79 大于 0.075（7.5102） 【解析】(1)打点计时器应使用交流电源才能正常打点，重物应紧靠打点计时器竖直静止释放，不能用手托住，需要有效的利用纸带打点.(2) C点的瞬时速度等于BD间的平均速度，所以;则C点的动能为.(3) 重物自由下落由动能定理可知，整理有，故图象的斜率，而两物体形状相同有阻力相等，但b的斜率小，知b的质量小，所以a的质量m1大于b的质量m2(4)取斜率，m=0.250kg，g=9.80m/s2，可求得.11某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图1所示，轻弹簧
93、放置在倾斜的长木板上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能图1(1) 实验中涉及下列操作步骤： 松手释放物块； 接通打点计时器电源； 木板一端抬高以平衡摩擦； 向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填序号)(2) 甲同学实际打点结果如图2所示，观察纸带，判断测量值比真实值_(选填“偏小”或“偏大”) 图2(3) 乙同学实际打点结果如图3所示打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，小车质量为200 g，结合纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验
94、中物块脱离弹簧时的速度为_m/s，相应的弹簧的弹性势能为_J(结果均保留两位有效数字) 图3【答案】 偏小 0.78 0.061 【解析】（1）上述步骤正确的操作顺序是：（2）由纸带可知，物块先加速后减速，可知肯定是平衡摩擦力不够，弹簧的弹性势能一部分克服摩擦力做功，则弹簧弹性势能的测量值小于真实值.（3）物块脱离弹簧时的速度为；弹性势能：12如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平，交流电源。回答下列问题。(1)为完成此实验，除了现有的器材，还需要的器材是_(2)关于本实验，在操作过程准确无误的情况下，下列说法中正
95、确的是_A.实验时一定要称出重锤的质量B.实验中测得重锤重力势能的减少量Ep略大于它动能的增加量Ek，是因为阻力做功造成的C如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，则无论用何种方法处理数据，该纸带都不能用于验证机械能守恒定律D.处理实验数据时，可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点”(3)若按实验要求选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如右图所示(相邻两点时间间隔为0.02s)，当地重力加速度的值为9.80m/s2，重锤质量为0.500kg，那么打下点B时重锤的速度vB=_m/s，从O到B的过程中重力势能减少量为Ep=_J(计算结果均保留三位有效数字)【答案】刻
96、度尺 B D 2.00 1.05 【解析】（1）在实验中需测量重物下落的高度，以及重物的速度，所以需要用刻度尺测量纸带上点迹间的距离，故需要刻度尺。（2）实验原理是要验证：，质量两边都有就约去了，因此不需要称出重锤的质量，故A错误；纸带和重物受到的阻力做负功，会使重锤重力势能的减少量DEP略大于它动能的增加量DEk，故B正确；纸带上打下的第1、2点模糊不清，可以选用其他的点进行计算，只要求出两点的速度和高度差即可，故C错误；本实验中下落的加速度较大，两点间的距离也较大，测量误差会很小，故可以直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点”，故D正确。所以BD正确，AC错误。（3）根据匀变速直线运动规律
97、，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度即：，故速度为:.重力势能的减小量为：. 13“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图:(1)图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是_.(2)对于该实验,下列说法正确的是_.A.两细绳套必须等长B.若将细绳换成橡皮筋,对实验结果有影响C.记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线D.实验中,把橡皮筋伸长到O点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大(3)在此实验中,假如的大小及方向确定,那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点,对来说,下面几种说法中
98、正确的是_.A.可以有多个方向B.的方向和大小可以有多个值C.的方向和大小都是唯一确定值D.的方向是唯一的,但大小可有多个值【答案】F D C 【解析】（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F，由于误差的存在F和F方向并不在重合；（2）细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误；若将细绳也换成橡皮筋，对实验结果没有影响，故B错误；在确定力的方向时，应该描绘距离尽量大些的两点确定方向，故C错误；实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两弹簧
99、测力计之间的夹角不能太大，故D正确；故选D；（3）两个力的合力大小与方向一定，其中一个分力的大小与方向是一定的，则另一个分力的大小与方向是确定的，因此：假如F1的大小及方向固定不变，那么为了使橡皮条仍然伸长到O点，对F2来说，F2的方向和大小是唯一确定值，故C正确。14一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”所测的几组数据如下表，请你根据表中数据做好分析。弹力（F/N）0.51.01.52.0弹簧原来长度（L0/cm）15151515弹簧后来长度（L/cm）16.017.117.919.0弹簧伸长量（x/cm）(1)在坐标图上作出Fx图线_；(2)写出图线的函数表达式（x用cm作单位）
100、：_。(3)函数表达式中常数的物理意义：_。【答案】 F=0.5x 弹簧的劲度系数 【解析】(1)据弹簧伸长后的长度和原长算出弹簧的伸长量，则弹簧的伸长量分别为1.0cm、2.1cm、2.9cm、4.0cm。在坐标图上描点连线如图：(2)图线的斜率，则函数表达式(3)把函数表达式与胡克定律对比可得函数表达式中常数是指弹簧的劲度系数。15在探究共点力合成的规律的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳，OB绳的拉力为，OC绳的拉力为，则下列说法中正确的是_.A若每次都把结点O拉至同一位置，且保持的方向不变，增大，则一定减小B若每次都把结
101、点O拉至同一位置，且保持的方向不变，增大，则一定增大C在实验中，应使拉力沿弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内D.实验中需要使用量角器测量两个分力之间的夹角某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图1所示一小车放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动，下图给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点，相邻的两个计数点间还有4个点没画出，电火花计时器所用的交流电频率为50Hz该同学进行了以下实验操作步骤，其中错误的步骤是_ A将打点计时器固定在长木板有滑轮
102、一端，并接好电路B将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源根据图3纸带可以计算打下各点时小车的瞬时速度及小车的加速度，现计算打下第2点时小车的瞬时速度：_，小车的加速度为_结果取三位有效数字另一同学利用如图2所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为d的挡光片，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B，配套的数字毫秒计图中未画出记录了挡光片通过光电门A、B的时间分別为、，若两个光电门A、B间距离为L，则滑块通过第一个光电门的速度表达式为_滑块加速度
103、的表达式a=_（用题中字母表示)【答案】C AD 【解析】（1）若每次都把结点O拉至同一位置，则两个力的合力不变，保持的方向不变，增大，则可能减小，也可能增大，也可能不变，选项AB错误；在实验中，应使拉力沿弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内，选项C正确；实验中不需要使用量角器测量两个分力之间的夹角，只需记录两个力的大小和方向，选项D错误；故选C.（1）应该将打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，并接好电路，选项A错误；将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，选项B正确；把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码，选项C正确；拉住纸带，将小
104、车移到靠近打点计时器的一端后，先接通电源，后放开纸带，选项D错误；此题选择不正确的操作，故选AD.由纸带可知：，加速度； 滑块通过第一个光电门的速度表达式为；通过第二个光电门的速度表达式为；根据v22-v12=2aL解得 ；16某同学“验证动能定理”的实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带遮光片的长方形滑块。(1)用天平测量滑块和遮光片的总质量为M、砝码盘和砝码的总质量为m；用游标卡尺测量遮光片的宽度为d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为_cm； (2)按图甲所示安装好实验装置，适当调节气垫导轨的倾角，直到滑块静止在导轨上，用米尺测量遮光片到光电门的距离L；(
105、3)剪断细绳，滑块由静止下滑，记录遮光片通过光电门的时间t；(4)多次改变遮光片与光电门之间的位置，测量并记录相应L与t的值；(5)剪断细绳后，滑块和遮光片从初始位置运动到光电门的过程中，合力对其做的功W=_，动能的增加量Ek=_。（用题中字母表示，重力加速度为g）(6)以L为横轴，为纵轴，该同学根据记录的数据作出如图丙所示的图象。根据此图象，本实验_（选填“能”或“不能”）验证动能定理。【答案】0.355或0.360 mgL 能 【解析】（1）该游标卡尺为20分度，最小精确度为0.05mm，游标卡尺读数为3mm+110.05=3.55mm=0.355cm；或3mm+120.05mm=3.60
106、mm=0.360cm；（5）剪断细线之前，滑块处于静止状态，滑块沿斜面向下受到的合力等于砝码及砝码盘的总重力，即；所以当细线被剪断后，滑块和遮光片从初始位置运动到光电门的过程中，合力对其做的功；物块经过光电门时的速度大小为：，故其动能的增加量为：。（6）根据动能定理得：，变式为：，。若是一条过坐标原点的倾斜直线，并且斜率k的值和相等，就可验证动能定理。故本题的答案为(1)0.355或0.360 (5)mgL； (6)能。17某实验小组用“自由落体法”测当地的重力加速度,实验中得到一条较为满意的纸带如图(a)所示。他们舍弃前面密集的点,以O为起点,从某点A开始选取纸带上连续点A、B、C.测出0到
107、A、B、 C.的距离分别为 h1、 h2、 h3.。已知电源的频率为f.(1)下列操作对减小实验误差有益的是_.A.选择密度较大的重锤B.安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C.实验时先用手托住重锤，然后接通电源释放再重锤D.重锤下落中手始终提住纸带上端,保持纸带竖直(2)由上述实验数据计算当地重力加速度的表达式为g =_.(3)通常情况下，实验中电源的频率用50Hz,若实验中电源的濒率略高,而实验者仍以50Hz 计算,由此引起重力加速度的测量值将_(填“偏大”、“偏小”或“相同)。【答案】AB 偏小 【解析】（1）选择密度较大的重锤可以减小下落时的相对阻力的大小，从而减小误差，选项A正确；
108、安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，这样可减小纸带与限位孔之间的摩擦，选项B正确；实验时先用手托住重锤，然后接通电源释放再重锤，这样能充分利用纸带，但是对减小误差无影响，选项C错误；重锤下落中手不能始终提住纸带上端，要让纸带自由下落，选项D错误；故选AB.（2）根据x=aT2可得；（3）实验中电源的频率略高，则打点周期偏小，相邻两计数点间的距离偏小，而实验者仍以50Hz 计算，则由此引起重力加速度的测量值将偏小。18高三学生小明和小华设计了一个物理实验来验证动能定理，实验装置如图所示，A、B为长木板上固定的两个光电门，已知当地重力加速度为.(1)他们利用游标卡尺测滑块上的遮光条的宽度，如图
109、所示，则遮光条的宽度_ cm.(2)垫高长木板右端，当长木板和水平面夹角为时，在处沿斜面轻推滑块，测得滑块经过两光电门的时间相等，则滑块和长木板间动摩擦因数为_.(3)将长木板水平放置，在处给滑块一个瞬时冲量，使滑块依次滑过光电门A、B.测得滑块经过光电门A的时间为、滑块经过光电门B的时间为，两个光电门间距离为，在误差允许的范围内，验证动能定理成立的式子为_（用题中已给字母表示）.【答案】0.330 tan 【解析】(1)由于该游标卡尺是20分度的，它的精确度是0.05mm，主尺的读数是50mm，游标尺上的读数是60.05mm=0.30mm，所以小铁块的宽度是d=3+0.30=3.30mm，即d=0.330cm.(2)滑块经过两光电门的时间相等表示滑块做匀速直线运动，则由平衡条件，可得.(3)用平均速度代替瞬时速度求得通过两光电门的速度，即通过两个光电门的速度分别为、，由动能定理 ，整体可得表达式：.