1、高考定位高考中常涉及的力学、光学实验有：研究匀变速直线运动、验证力的平行四边形定则、探究弹力与弹簧伸长量的关系、探究加速度与力、质量的关系、探究动能定理和验证机械能守恒定律、探究单摆周期与摆长的关系、测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长(同时练习使用测量头)近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力考题
2、1研究匀变速直线运动例1(2014全国大纲22)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图1所示拍摄时频闪频率是10 Hz，通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示重力加速度大小g9.80 m/s2.图1单位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a_ m/s2(保留3位有效数字)(2)因为_，可知斜面是粗糙的解析(1)根据匀变速直线运动的推论，利用逐
3、差法，得x3x12a1T2x4x22a2T2a又知T0.1 s联立以上各式得a4.30 m/s2(2)如果斜面光滑，根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度agsin g5.88 m/s2，因为aa，所以斜面是粗糙的答案(1)4.30(2)ag5.88 m/s21为了测量木块与木板间动摩擦因数，某小组使用位移传感器设计了如图2甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t的变化规律，如图乙所示图2(1)根据上述图线，计算0.4 s时木块的速度v_ m/s，木块加速度a_ m/s2；(2)为了测定动摩
4、擦因数，还需要测量的量是_；(已知当地的重力加速度g)(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数的测量精度，下列措施可行的是_AA点与传感器距离适当大些B木板的倾角越大越好C选择体积较大的空心木块D传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻答案(1)0.41(2)斜面倾角(或A点的高度)(3)A解析(1)0.4 s时木块的速度等于0.2 s0.6 s内的平均速度，即v m/s0.4 m/s；根据xaT2，可求出木块的加速度a m/s21 m/s2.(2)根据mgsin mgcos ma，可知测出倾斜角或A点的高度算出倾斜角(3)当A点与传感器距离适当大些，可测出多组数据，求平均值，能提高测量精度
5、，A正确；倾斜角越大，测得的数据越少，不利于提高测量精度，B错误；若选择体积较大的空心木块，在下降过程中，受空气阻力变大，影响了动摩擦因数的测量，C错误；传感器开始计时的时刻不一定是从A点释放的时刻，只要根据中间一段的xaT2，就可算出加速度，D错误考题2探究弹力和弹簧伸长量的关系例2(2014新课标23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系实验装置如图3所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度设弹簧下端未挂重物时，各
6、指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.图3P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8(m/N)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_；_.(2)以n为横坐标，为纵坐
7、标，在图4给出的坐标纸上画出n图像图4(3)图4中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_ N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系表达式为k_ N/m.解析(1)根据胡克定律有mgk(xx0)，解得k N/m81.7 N/m，0.012 2 m/N.(2)n图像如图所示(3)根据图像可知，k与n的关系表达式为k N/m，k与l0的关系表达式为k N/m.答案(1)81.70.012 2(2)见解析图(3)(在之间均可)(在之间均可)2(2014浙江21)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学
8、把两根弹簧如图5连接起来进行探究图5(1)某次测量如图6所示，指针示数为_ cm.图6钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表所示用表中数据计算弹簧的劲度系数为_ N/m(重力加速度g10 m/s2)由表中数据_(填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数答案(1)16.00(有效数字位数正确，15.9616.05均可)(2)12.45(12.2012.80均可)能解析(1)刻度尺分度值为1毫米，读数应估读到毫米下一位，故指针的示数为1
9、6.00 cm.(2)当A弹簧的弹力为FA10.50 N、FA21.00 N、FA31.50 N、FA42.00 N时，弹簧长度LA115.71 cm、LA219.71 cm、LA323.66 cm、LA427.76 cm，根据Fkx得k112.50 N/m、k212.66 N/m、k312.20 N/m，所以弹簧的劲度系数k12.45 N/m.根据表可以计算出弹簧每次的伸长量x，也可以根据Fkx计算弹簧的劲度系数(劲度系数的计算也可以通过做Fx图象处理，图象的斜率即等于弹簧的劲度系数)3如图7为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖
10、直立起的毫米刻度尺现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表：图7钩码数n012345刻度尺读数xn(cm)2.624.175.707.228.8410.43已知所有钩码的质量可认为相同且为m050 g，当地重力加速度g9.8 m/s2.请回答下列问题：(1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数k_ N/m.(结果保留两位有效数字)(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲度系数k的值与真实值相比较_(填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)答案(1)32(2)没有影响解析(1)根据胡克定律k(xx0)nm0g，代入数据求k，再求平均得k32 N/m；(2)因在计算弹力
11、时把弹簧自身的重量引起的形变量减去了，故弹簧自身有重量对测量值没有影响考题3验证力的平行四边形定则例3(2014江苏11)小明通过实验验证力的平行四边形定则图8(1)实验记录纸如图8所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点三个力的大小分别为：F13.30 N、F23.85 N和F34.25 N请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进
12、一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响实验装置如图9所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹重复上述过程，再次记录下N的轨迹图9两次实验记录的轨迹如图10所示过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为_图10(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些？_(填写选项前的字母)A橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡
13、皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项解析(1)作出的图示如图所示(2)重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力T的方向相同，故水平拉力F大小相等，即FaFb.(3)根据题图可知，选项B、D正确，选项A、C错误(4)橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差答案(1)见解析图(F合4.64.9 N都算对)(2)FaFb(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧)4在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，
14、细绳的另一端都有绳套(如图11所示)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条在此过程中，下列注意事项正确的是()图11A两根细绳必须等长B两弹簧秤示数必须等大C橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上D在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行答案D解析细线的作用是能显示出力的方向，所以不必等长，故A错误；只要弹簧秤有示数即可，并不一定要相等，故B错误；两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上，故C错误；弹簧秤不能接触水平木板，否则产生摩擦，使弹簧秤示数偏大，故D正确5有同学利用如图12所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，
15、固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码的个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：图12(1)改变钩码个数，实验能完成的是_A钩码的个数N1N22，N34B钩码的个数N1N33，N24C钩码的个数N1N2N34D钩码的个数，N13，N24，N35(2)在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：_；_；_.答案(1)BCD(2)标记结点O的位置钩码的个数N1、N2、N3OA、OB、OC三段绳子的方向解析(2)为验证平行四边形定则，必须通过作受力图所以先明确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示因此要做好
16、记录，需从力的三要素角度出发：需记录O点的位置；钩码的个数N1、N2、N3；拉力TOA、TOB、TOC的方向考题4探究加速度与力、质量的关系例4(2014新课标22)某同学利用图13(a)所示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m的对应关系图，如图(b)所示实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到回答下列问题：图13(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成_(填“线性”或“非线性”)关系(2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是_(3)若利用本实验装置来验证“在小车
17、质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是_.解析(1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系(2)am图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力(3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量答案(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量6甲、乙两个同学用如图14所示的实验装置共同研究在保持受到的牵引力
18、不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系(1)甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a.图15是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm.实验中使用的电源是频率为f50 Hz的交变电流根据以上数据，可以算出小车的加速度a_ m/s2.(结果保留三位有效数字) 图14图15(2)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象那么，该同学的修正方案可能是()A改
19、画a与的关系图线B改画a与(Mm)的关系图线C改画 a与的关系图线D改画a与的关系图线答案(1)0.343(2)A解析(1)由题意知，打点周期为0.02 s，相邻两计数点时间间隔为0.1 s，根据逐差法可求小车的加速度(x4x3)(x2x1)4aT2解得a0.343 m/s2；(2)当较大时，图线发生弯曲，是因为提供牵引力的砝码的质量相对小车的质量不能忽略，故应把小车与砝码视为整体研究，即改画a与的关系图线，所以A正确；B、C、D错误考题5探究动能定理例5(2014天津9(2)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
20、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1所示图1若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_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
21、材提出一个解决办法：_.他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，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本实验需要知道小车的动能，因此还需要用天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D正确在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码)当小车
22、在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C、D正确答案刻度尺、天平(包括砝码)D可在小车上加适量砝码(或钩码)CD7某实验小组同学利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理如图2所示，他们通过改变滑轮下端的小沙盘中沙子的质量来改变滑块所受水平方向的拉力；滑块上安有宽度为d的挡光片，实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块(带挡光片)的质量为M，用最小分度为1 mm的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离x，
23、计时器显示挡光片经过光电门的时间分别为t1和t2.图2(1)用最小分度为1 mm的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离x，以下数据合理的是()A50 cmB50.00 cmC50.0 cm D50.000 cm(2)小组的某位同学探究得出结论的表达式为mgx(Mm)()2()2，请问在这位同学的实验操作过程中是否需要满足“小沙盘和沙子的总质量m远远小于滑块(带挡光片)的质量M”这个条件_(填“是”或“否”)(3)为减小实验误差可采取的方法是_A适当增大挡光片的宽度dB适当减小挡光片的宽度dC适当增大两光电门之间的距离xD适当减小两光电门之间的距离x答案(1)B(2)否(3)BC解析(1)刻度尺的
24、最小分度是1 mm，所以用cm做单位时小数点后保留两位，所以B正确，A、C、D错误；(2)通过表达式可以看出此同学的研究对象是系统，所以并不需要满足“小盘和沙子的总质量m远远小于滑块(带挡光片)的质量M”这个条件；(3)适当减小挡光片的宽度，或适当增大光电门间的距离可减小误差8在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图3所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：图3(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系
25、列_的点(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后_，打出一条纸带，关闭电源(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图4所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE、表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为_，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为_图4(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量Ek为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车
26、所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45的直线，由此可以得到的结论是_.答案(1)间距相等(2)释放小车(3)F(hDhA)(4)外力所做的功等于物体动能的变化量解析(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车(3)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，即vD，故打下D点时的动能为EkDMv；拉力对小车做的功为WF(hDhA)(4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45，可得出方程式EkW，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量知识专题练训练12题组1研究匀变速直线运动1在“探
27、究小车速度随时间的变化规律”实验中(1)某同学采用如图1所示的装置进行试验，_(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力，_(选填“需要”或“不需要”)测量小车的质量图1(2)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离见下表，并画出对应的图线(其中横坐标数值表示第几个0.1 s，纵坐标对应的是该0.1 s内物体的位移)如图3所示则小车的速度随时间_(选填“是”或“不是”)均匀变化；整个过程中小车的平均加速度为_ m/s2.(保留两位有效数字)图2图3时间t/0.1 s123456相邻计数点的距离xn/cm1.452.453.464.4
28、45.456.46答案(1)不需要不需要(2)是1.0(0.951.1均可)解析(1)本实验的目的是探究小车速度随时间的变化规律，故不需要平衡摩擦力，也不需要测量小车的质量(2)由题图知，小车的速度随时间是均匀变化的，可求小车的加速度x6x15aT2，解得加速度a1.0 m/s2.2 (1)某同学在测量物块做匀减速直线运动时，利用打点计时器得到了如图4所示的纸带，纸带上每相邻两计数点间还有4个计时点未标出打点计时器所用交流电频率为50 Hz，忽略纸带所受的阻力图4(1)由此可判断纸带的_(“左端”或“右端”)与物块连接根据纸带提供的数据可计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度，其中vA_
29、m/s.(结果保留两位有效数字)(2)从图示纸带不能得到的物理量是_A木块运动的加速度aBA、B间的平均速度C物块质量mDA、B对应的运动时间t(3)如要测量在AB段合外力对物块所做的功WAB，还需要提供的实验器材是_A秒表B天平C弹簧秤 D砝码答案(1)右端0.73(2)C(3)B解析(1)由图示纸带可知，在相等时间内，纸带右端相邻两点间的距离大，因此纸带右端与物块相连；电源频率为50 Hz，每相邻两计数点间有4个计时点没有画出，则每相邻两计数点间的时间间隔T0.025 s0.1 s，打A点时的速度vA m/s0.73 m/s.(2)由xaT2可以求出物块运动的加速度a；由平均速度公式可以求
30、出A、B间的平均速度；根据图示纸带不能求出物块质量m；已知相邻两计数点间的时间间隔，由纸带可以求出A、B对应的运动时间t；故选项C不能求出(3)求出物块的速度，应用动能定理可以求出合外力所做的功，应用动能定理求合外力所做的功需要知道物块的质量，因此实验中需要的实验器材是天平，故选B.题组2探究弹力和弹簧伸长量的关系3今年6月7日虎门大桥撞船事故后，全国交通部门加强了对国内各种大桥的检测与维修某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50 m、横截面积为400 cm2的新悬索能承受的最大拉力由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究由胡克定律可知，在弹
31、性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律(1)同学们准备和探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系的实验一样将样品竖直悬挂再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验但有同学说悬索的重力是不可忽略的为了避免悬索自身重力对实验的影响，你认为可行的措施应该是：_.(2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其横截面积某次测量的结果如图5所示，则该样品的直径为_ cm.图5(3)经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后实验取得数据如下：样品长度横截面积伸长量拉力200 N400 N600 N800 N样品A1 m0.50 cm2
32、0.02 cm0.04 cm0.06 cm0.08 cm样品B2 m0.50 cm20.08 cm0.16 cm0.24 cm0.32 cm样品C1 m1.00 cm20.01 cm0.02 cm0.03 cm0.04 cm样品D3 m0.50 cm20.18 cm0.36 cm0.54 cm0.72 cm样品E1 m0.25 cm20.04 cm0.08 cm0.12 cm0.32 cm分析样品C的数据可知，其所受拉力FC(单位N)与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是_对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度的_成正比、与悬索的横截面积的大小成正比
33、答案(1)将悬索样品水平放置在光滑水平面上，用定滑轮将重物竖直向下的重力变为水平方向的拉力(2)0.830(3)FC2106x (N)平方的倒数解析(2)游标卡尺的读数分两部分，一部分是游标尺零刻度线在主尺上所指的读数，即8 mm，另一部分是与主尺刻度线对齐的游标尺刻度线示数与精确度的乘积，即60.05 mm0.30 mm，最终读数为8 mm0.30 mm8.30 mm0.830 cm.(3)分析样品C的数据可发现拉力F与伸长量成正比，比例系数为2106 N/m.分析样品A、B、D，可以发现，拉力F与伸长量的比例系数分别为1106 N/m，106 N/m和106 N/m，而长度比为123，所以
34、比例系数与悬索长度的平方的倒数成正比题组3验证力的平行四边形定则4在“验证二力合成的平行四边形定则”的实验中，李华同学选用两个量程为5 N的弹簧秤和其他实验器材进行实验对于实验中的器材用途或实验操作过程，下列说法正确的是_A实验过程中，在拆去弹簧秤之前最重要的步骤是记下弹簧秤的示数B细绳套长短影响弹簧秤的拉力方向的准确记录C实验中要保证弹簧秤的弹簧与其外壳无摩擦D某次实验中，李华用两个弹簧秤互成60角拉橡皮筋，读出弹簧秤的读数都为4 N，接下来只要操作合理，就能顺利完成实验验证答案BC解析拆去弹簧秤之前要记下弹簧秤的示数和拉力的方向以及受力点O，故选项A错误；细绳套长度要适中，否则会引起误差，
35、故选项B正确；弹簧秤要与纸面平行但不能接触，故选项C正确；读出读数后还要记录拉力的方向和受力点O，故选项D错误5某同学用如图6所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接图6(1)实验步骤如下：A弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点；B结点O下的细线挂钩码C；C手持弹簧测力计B缓慢向左拉，使结点O静止在某位置；D记下钩码的质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、记录_(2)在实验过程中，下列哪些情况会对实验结果产生误差？_(选填选项前的字母)A木板不竖直BA弹簧测力计外壳的重力CB弹簧测力计的拉力方向没有保持水平D改变弹簧测力计B的拉力
36、进行多次实验时，结点O的位置发生变化(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一个办法_答案(1)三条细绳(拉力)的方向(2)A(3)减小弹簧测力计B的拉力；或减小钩码C的质量；或减小AO与BO之间的夹角解析(1)矢量和不仅与大小有关，也与方向有关，所以得记下钩码的质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、还有记录三条细绳(拉力)的方向(2)木板不竖直时，钩码和木板间有摩擦力会产生误差，选择A.6如图7甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置实验操作如下：图7(1)弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，测量_并记录为F.(2)弹簧测力计
37、B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置(如图甲)，此时需记下结点O的位置和两测力计的示数F1、F2以及_(3)某同学已在图乙纸上作出F1、F2的图示，请根据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F.(4)改变两细线的夹角，重复做几次实验若F的方向近似在_方向上，且大小近似等于F，则平行四边形定则得以验证答案(1)M(重物)的重力(2)细线Oa、Ob、Oc的方向(或三段细线的方向)(3)如图所示(4)竖直解析(1)两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力，需要先测量出悬挂重物M的质量，便于求出该重物的重力(2)记录下细线Oa、Ob、Oc的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂
38、重物重力的方向(4)F方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上，即竖直方向题组4探究加速度与力、质量的关系7如图8所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上，P的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮之间的摩擦图8(1)下列说法正确的是()A一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B实验时应先接通电源后释放小车C实验中m2应远小于m1D测力计的读数始终为(2)如图9为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有
39、四个点没有画出由此可求得小车的加速度的大小是_ m/s2.(交流电的频率为50 Hz，结果保留二位有效数字)图9(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图像，可能是下列哪个选项中的图像()答案(1)B(2)0.50(3)C解析(1)该实验要平衡摩擦力，故A错误；拉力可由测力计示数获得，故不要求重物质量远小于小车质量，故C错误；由于重物向下加速运动，由牛顿第二定律：m2g2Fm2a，解得：F，故D错误；故选B.(2)根据匀变速直线运动的推论公式xaT2，有：a0.50 m/s2.(3)若没有平衡摩擦力，则当0FFf时，a0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为
40、0，所以该同学测得的aF图像可能是选项C中的图像题组5探究动能定理8 如图10甲是利用滑块验证动能定理的装置，除图示器材外，还有学生电源、导线、复写纸、天平和细沙(1)本实验还需要的实验器材有_(2)实验前，需要_，此步骤中_(填“需要”或“不需要”)挂着小沙桶(3)设滑块质量为M，沙与沙桶的总质量为m，本实验中要求M和m满足的条件是：_.(4)图乙是滑块做匀加速直线运动的纸带测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g.则本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中所给的字母表示)图10答案(1)刻度尺(2)平衡摩擦力不需要(3)m远远小于M(4)mgxAB(xx)解析(
41、1)因需测量纸带上的点间距离，故还需要刻度尺；(2)滑块在运动的过程中受摩擦力作用，为使拉力等于合外力，故应平衡摩擦力，平衡时，把木板的左端抬高，使重力的分力等于摩擦力，故不需要挂小沙桶；(3)平衡摩擦力后，对系统有：mg(mM)a，对M：FTMa，联立解得FTgg，为使FT约等于mg，需满足m远远小于M；(4)根据匀变速运动的规律可求打A点的速度vA，打B点速度vB，从A到B，验证的表达式为mgxABMvMv，代入得mgxAB(xx)图119某同学利用如图11所示的装置验证动能定理将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸将小球从不同的标记点由静止释放，记录小
42、球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h竖直位移y/cm30.015.010.07.56.05.04.33.83.3(1)在安装斜槽时，应注意_；(2)已知斜槽倾角为，小球与斜槽之间的动摩擦因数为，木板与斜槽末端的水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是_(3)若想利用图像直观得到实验结论，最好应以H为横坐标，以_为纵坐标，描点作图答案(1)使斜槽末端O点
43、的切线水平(2)H(1)(3)解析(1)本实验根据平抛运动的规律测量小球离开斜槽的速度，为保持小球做平抛运动，应使斜槽末端O点的切线水平(2)设小球离开斜槽时的速度为v，根据平抛运动的规律得：xvt，ygt2联立得：vx 小球在斜槽上滑下过程中，重力和摩擦力做功，则合力做的功为：WmgHmgcos mgH(1)小球动能的变化量Ekmv2m(x )2则小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是：H(1)或Hy.(3)根据上式可知：最好应以H为横坐标，以为纵坐标，描点作图10某学习小组利用如图12所示的装置验证动能定理图12(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门
44、中心之间的距离s_ cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器(与滑块固定在一起，在图中未画出)中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？_(填“是”或“否”)答案(1)60.00(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否解析(1)光电门1处刻度尺读数为：20.30 cm，光电门2处刻度尺读数为：80.30 cm，故两光电门中心之间的距离s60.00 cm；(2)由于挡光条的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度滑块通过光电门1速度为：v1，滑块通过光电门2速度为：v2，根据功能关系需要验证的关系式为：FsMvMvM()2M()2，可见还需要测量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量；(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为滑块、挡光条和拉力传感器的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量