1、常考问题四力学创新拓展实验11(实验器材的等效替换)(2014广东卷，34(2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系(1)如图51123(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k_N/m.(g取9.80 m/s2)砝码质量(g)50100 150弹簧长度(cm)8.627.636.66(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图51123(b)所示，调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v.
2、释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图51123(c)，由图可知，v与x成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比图51123解析(1)据F1mgk(x0x1)，F22mgk(x0x2)，有：FF2F1k(x1x2)，则k N/m49.5 N/m，同理可以求得：k N/m50.5 N/m，则劲度系数为：50 N/m.(2)使滑块通过两个光电门时的速度相等，则可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动(3)弹性势能转化为滑块的动能(4)由于vx图线是过原点的倾斜直线，所以v与x成正比；弹性势能转化为动能，即E弹mv2，即弹性势能与速
3、度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比答案(1)50(2)相等(3)滑块的动能(4)正比压缩量的平方12(实验结论的拓展延伸)图51124物理兴趣小组的同学现用图51124所示的实验装置“研究匀变速直线运动”：表面粗糙的木板固定在水平桌面上，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，小车到滑轮的距离大于钩码到地面之间的距离实验时先用手固定小车，挂上适量的钩码，接通打点计时器的电源，释放小车，小车在钩码的作用下开始做匀加速运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点钩码落地后，小车继续在木板上向前运动图51125是钩码落地后打点计时器打出的一段纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为T0.1 s，解答
4、下列问题(计算结果保留两位有效数字)：图51125(1)他们已计算出小车在通过计数点1、2、3、4、5、6的瞬时速度，并填入了下表，以0点为计时起点，根据表中的数据请你在图51126中作出小车的vt图象.各计数点的瞬时速度单位(m/s)v1v2v3v4v5v60.4120.3640.3140.2640.2150.165(2)由所作的vt图象可判断出小车做_(选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”或“不能判断”)图51126(3)根据图象可求得钩码落地后小车的加速度a_m/s2.(4)若小车的质量m1 kg，则小车与木板之间的动摩擦因数_(g10 m/s2)解析(1)所作的图象如图所示(2)所
5、作的vt图象为一条倾斜的直线，所以小车做匀变速直线运动(3)vt图象的斜率表示小车的加速度为求直线的斜率可在直线上取两个距离较远的点，如(0.2,0.364)、(0.6,0.165)，根据图象斜率的物理意义有：ak m/s20.50 m/s2，负号表示小车做匀减速直线运动(4)钩码落地后，小车在水平面上只受摩擦力的作用，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有a，由此可得0.05.答案(1)所作图象如解析图所示(2)匀变速直线运动(3)0.50(0.450.53均正确)(4)0.05(0.0450.053均正确)13(试题情景及实验设计形式上的创新)图51127(2014山东潍坊4月模拟)用如图5
6、1127所示实验装置测量滑块A与木板间的动摩擦因数长木板水平固定，细线跨过定滑轮与滑块A、重锤B相连将细线拉直，测出B离地面的高度h，将重锤从h高处静止释放，B落地后，测出A在木板上滑动的距离x；改变B释放高度重复实验，实验数据如下表所示，实验次数123456h/cm10.015.020.025.030.035.0x/cm14.722.430.337.644.952.4(1)若测得A的质量mA3 kg，B的质量mB1 kg，A和B间细线的长度L112.0 cm，木板的长度l98.0 cm，要达实验目的，以上四个量中没有必要测量的是_(用四个物理量的符号表示)；(2)作出x随h变化的图象；(3)
7、由图象并结合中所测数值求得滑块与木板间的动摩擦因数为_解析(1)对A、B两滑块在B下落h的过程中列动能定理方程得：mBghmAgh(mAmB)v2对A滑块再滑行x过程列动能定理方程得mAgxmAv2解方程可得：xh，故没有必要测量的是L、l.(2)xh图象如图所示(3)图象的斜率k，可得0.2答案(1)L、l(2)如图所示(3)0.2力学创新类实验主要有以下几个考向1实验器材的等效替换也是高考创新实验设计的主要思路之一，从近几年的高考命题来看，在测量物体的速度时常涉及实验器材的等效替换，如利用光电门替代纸带来测量物体的加速度、速度，还有利用闪光照相机等替代打点计时器2通过纸带求出小车的加速度，然后再利用牛顿第二定律求出小车与木板间的动摩擦因数，这是一种实验结论的外延，从近几年的力学实验来看，通过实验结论求动摩擦因数是实验设置的一个热点，且主要出现在两个地方，一是伴随着研究匀变速直线运动的实验出现，二是伴随着验证牛顿运动定律实验出现3有一些实验题虽然在试题的情境上进行了创新，但其使用的实验原理和实验处理方法仍然不变，因此，对于创新型实验的处理，最根本的还是要把其从新情境中抽出来，找出与常规实验的相同之处，然后运用熟悉的实验原理和实验数据处理方法进行处理
