18年高考物理二轮复习专题14力学实验讲学案 - 图文

内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 专题14 力学实验

高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受到重视．高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示实验中，甚至拓展到迁移类实验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验．要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去．高考物理实验题具有以下几个特点：

1．重视对实验操作能力的考查．如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等．

2．重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数．

3. 设计性实验是考查的热点．在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力．

预测2017年高考力学实验题：以打点计时器为主要实验仪器，涉及位移、速度测量的基本力学实验，分值较少，难点不大，命题形式为填空题(或选择性填空)．

一、测量读数类仪器使用 1．游标卡尺

(1)各种游标卡尺的有关参数如下表所示： 游标尺(mm) 精确度(mm) 刻度格数 10 20 50 刻度总长度(mm) 9 19 49 每小格与1毫米差(mm) 0.1 0.05 0.02 0.1 0.05 0.02 (2)游标卡尺的读数方法:①以游标零刻度线位置为准,在主尺上读取整毫米数;②看游标上哪一条刻度线与主尺上的某一刻度线(此某一刻度线不需读出)对齐,由游标上对齐的刻度数(即格数)乘以游标卡尺的精确度得出毫米以下的小数;③总的读数为毫米整数加上毫米以下的小数.

特别提醒：(1)游标卡尺的精确度可根据游标尺刻度格数的倒数计算，单位为mm.如50分度的游标卡

1

1

尺精确度为 mm＝0.02 mm.

50

(2)游标卡尺的读数不需要估读． 2．螺旋测微器(千分尺)

量程一般为0～25 mm,精确度是0.5 mm÷50＝0.01 mm. 螺旋测微器的读数方法:

①从固定标尺上读出整 毫米数,要注意半毫米刻度线是否露出,如果露出再加上0.5 mm.

图14－1

②0.5 mm以下的读数则等于与固定标尺上横线对准的可动圆周上的读数(要估读一位)乘以精度0.01 mm.③测量长度为上述二者之和.如图14－1中所示读数为6 mm＋0.5 mm＋20.2×0.01 mm＝6.702 mm.

特别提醒:螺旋测微器的使用要注意两点:(1)半毫米刻度线;(2)估读,末位估读的“0”不要漏掉. 二、力学实验 1．“纸带类”实验 (1)打点计时器

打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它接在频率为50 Hz的交流电源上使用时,每隔0.02 s打一次点,因此,纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上点迹间的距离,就可以确定物体的运动情况.

(2)纸带的应用

①利用纸带计算瞬时速度

测出与n点相邻的前、后两段相等时间T内的距离sn和sn＋1,由公式vn＝在验证机械能守恒定律实验中,就是根据此法求得物体瞬时速度的.

sn＋sn＋1

算出.(如图14－3),2T

图14－3

②当物体做匀速直线运动时，某段时间内的平均速度等于各个时刻的瞬时速度．在“探究动能定理”实验中，就是据此求得物体最终获得的速度大小．因此要选取纸带上打点间隔基本相等的部分进行测量．

2

③利用纸带计算加速度

Δs2

a．利用a＝2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δs＝sn＋1－sn＝aT求加

T速度a，为了减小实验误差可用“逐差法”，sn－sm＝(n－m)aT.

b．图象法 利用vn＝

2

sn＋sn＋1

算出相应时刻点的速度，画出v－t图象，根据图线的斜率计算加速度． 2T2．“胡克定律类”实验

(1)原理:利用橡皮条或弹簧在弹性限度内、力与形变量成正比,计算(测量)其长度的变化分析力的变化情况或建立F－x坐标系,描点画图研究力的变化规律.

(2)应用

①根据平行四边形定则验证力的合成与分解. ②探究弹力和弹簧伸长量的关系. 三、实验误差

1．偶然误差和系统误差

从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.

(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.

(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.

2．有效数字

(1)测量既然总有误差,测量的数值就只能是近似数,如“174.2 mm”最末的一位数字“2”是不可靠数字,但它仍有意义不能舍,因为它代表了一个大概数量关系,比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了.像174.2 mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字,有效数字的最后一位为误差所在位.在实验中,测量时要按有效数字的规则来读数.

(2)确定有效数字时，应注意以下问题：

①有效数字的位数与小数点的位置无关.有效数字的位数与单位无关.

②关于“0”在有效数字中的特殊性:0在前时,从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字.0在后时,计入有效数字.

③乘方不算有效数字;比如3.020×10 m/s中的－3不是有效数字,10也不是. 3．减小实验误差的方法 (1)多次测量求平均值． (2)累积法． (3)图象法．

－3

3

考点一 基本仪器的使用

1．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别 测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示．该工件的直径 为________cm，高度为________mm.

1

解析 游标卡尺读数为d＝12 mm＋4× mm＝12.20 mm＝1.220 cm

20螺旋测微器的读数为h＝6.5 mm＋36.1×0.01 mm＝6.861 mm 答案 (1)1.220 6.861

【变式探究】某同学测定一金属杆的长度和直径， 分别为________cm和 ________mm.

示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径

答案

60.10 4.20 考点二 力学实验

例2．【2017·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。

4

A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量

D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物

②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有____________。

A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度

【答案】①AB ②BC

由EG的长

度长度可求出打F点的速度vF，打O点的速度v1=0，但求不出OF之间的距离h，故A错误；由BC和CD的长度长度可求出打C点的速度vC，打O点的速度v1=0，有OC之间的距离h，可以用来验证机械能守恒定律，故B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2，有CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打BCF三点的速度，但BC、CF、

BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故D错误。

【变式探究】某物理小组的同学设计了一个粗 器材有：玩具小车、压

测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用

力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20 m)．

5

完成下列填空：

(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg； (2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该

示数为________ kg；

(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此 过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值 如下表所示：

序号 1 1.80 2 1.75 3 1.85 4 1.75 5 1.90 m(kg) (4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________ N； 小车通过最低点时的速度大小为________ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s， 计算结果保留2位有效数字)

2

答案

(2)1.40 (4)7.9 1.4

【变式探究】某同学用图(a)所示的实验装置测 量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz， 物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点

之间的距离．

6

(1)物块下滑时的加速度a＝________ m/s，打C点时物块的速度v＝ ________ m/s；

(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是 ________(填正确答案标号)． A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的倾角

（xCD＋xDE）－（xAB＋xBC）

解析 (1)根据纸带数据可知，加速度a＝＝ 2

4T3.25 m/s；打C点时物块的速度vC＝2

2

xBD＝1.79 m/s 2T (2)由牛顿第二定律得加速度a＝gsin θ－μgcos θ，所以要求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是斜面的倾角．

答案 (1)3.25 1.79 (2)C

1．【2017·新课标Ⅰ卷】（5分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴）

（1）由图（b）可知，小车在桌面上是____________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。 （2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为____________m/s。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1）从右向左 （2）0.19 0.037

2

7

2．【2017

·新课标Ⅲ卷】（6分）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F1=4.2 N和F2=5.6 N。

（i）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，然后按平形四边形定则画出它们的合力F合；

（ii）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。

【答案】（1）4.0 （2）（i）如图 （ii）4.0 0.05

8

3．【2017

·新课标Ⅱ卷】（6分）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。

实验步骤如下：

①如图（a），将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；

②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间?t；

③用?s表示挡光片沿运动方向的长度，如图（b）所示，v表示滑块在挡光片遮住光线的?t时间内的平均速度大小，求出v；

④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④；

⑥利用实验中得到的数据作出v–?t图，如图（c）所示。

9

完成下列填空：

（1）用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与

vA、a和?t的关系式为v= 。

（2）由图（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s。（结果保留3位有效数字） 【答案】 v?vA?2

1a?t 52.1 16.3(15.8~16.8) 24．【2017

·天津卷】如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______________。 A．重物选用质量和密度较大的金属锤 B．两限位孔在同一竖直面内上下对正 C．精确测量出重物的质量

D．用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物

②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证

10

机械能守恒定律的选项有____________。

A．OA、AD和EG的长度 B．OC、BC和CD的长度 C．BD、CF和EG的长度 D．AC、BD和EG的长度

【答案】①AB ②BC

【解析】重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对正，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故B正确；验证机械能守恒定律的原理是： mgh?1212mv2?mv1，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故C错误；用手22拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撒手释放纸带，故D错误。

5．【2017

·北京卷】（18分）如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。 A．直流电源 B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。 A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量

在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A．计时器不打点 B．计时器打点

11

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。

（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。

2

（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v–W关系的是________。

2

x3?x12–1

【答案】（1）B （2）A B （3）mgx2 （4）v=kW，k=（4.5~5.0） kg 质量 （5）A

2T【解析】（1）打点计时器均使用交流电源，选B。

（2）平衡摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它们平衡，选A；平衡摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判断小车的运动是否为匀速直线运动，选B。

（3）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此W=mgx2；小

12

车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则v?x3?x1。 2T6．【2017

·江苏卷】（8分）利用如题10–1图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M=200.0 g，钩码的质量为m=10.0 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，直至向左轻推小车观察到_____________________．

（2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如题10–2图所示．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g=9.80 m/s，利用W=mg?x算出拉力对小车做的功W．利用

Ek?1Mv2算出小车动能，并求出动能的变化量?Ek．计算结果见下表． 22.45 2.92 2.73 3.35 3.12 3.81 3.61 4.26 4.00 W/?10?3J ?Ek/?10?3J 2.31 请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出?Ek?W图象．

13

（4）实验结果表明，?Ek总是略小于W．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． 【答案】（1）小车做匀速运动 （2）0.228

（3）如图所示 （4）0.093

【解析】（1）小车能够做匀速运动，纸带上打出间距均匀的点，则表明已平衡摩擦；（2）相临计数点间时间间隔为T=0.1 s，v1?x02?0.228m/s；（3）描点画图，如图所示。 2T；

（4）对整体，根据牛顿第二定律有：mg=（m+M）a，钩码：mg–FT=ma，联立解得绳上的拉力：FT?Mmg?0.093N． M?m1．[2016·四川理综，8(Ⅰ)，6分]用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能．将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连．先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.

14

(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是________． (2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量________． A．弹簧原长 B．当地重力加速度 C．滑块(含遮光片)的质量

(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将________． A．增大 B．减小 C．不变

【答案】 (1) (2)C (3)B

2．[2016·天津理综，9(2)]某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．

st

(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所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)．s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，

s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.则小车的加

速度a＝__________m/s(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＝

15

2

______m/s(结果均保留2位有效数字)．

2

(2)由题知，相邻计数点间时间间隔ΔT＝0.1 s，根据a＝根据vB＝

s4＋s5＋s6－s1－s2－s32

，可求得a＝0.80 m/s，29ΔTs1＋s2

，可求得vB＝0.40 m/s. 2ΔT【答案】 (1)AB (2)0.80 0.40

3．(2016·浙江理综，21，10分)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图甲所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图乙中所示)，则弹簧秤b的读数可能为________N.

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”“变小”或“不变”)．

【解析】 (1)弹簧秤的读数应注意估读，由题图乙可知弹簧秤a的读数为3.00 N．由题意知弹簧OC的弹力大小FOC＝kx＝5 N，即弹簧秤a、b的合力大小应当等于5 N，因为它们之间的夹角为90°，当a的读数为3.00 N时，b的读数理论值应为4.00 N.

16

【答案】

(1)3.00～3.02 3.9～4.1(有效数不作要求) (2)变大 变大

4．(2016·全国Ⅲ，23，10分)某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：

(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．

(2)将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s—t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.

(3)对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的s—t图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表．

n a/(m·s－2) 1 0.20 2 3 0.58 4 0.78 5 1.00 (4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出a—n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．

17

乙 丙

(5)利用a—n图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s

－2

)．

(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)． A．a—n图线不再是直线

B．a—n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a—n图线仍是直线，但该直线的斜率变大

122s2×0.8022

【解析】 (3)由s＝at，结合图乙可得滑块运动的加速度a＝2＝ m/s＝0.40 m/s. 2

2t2(4)根据表中数据描点作图，如图所示．

18

【答案】 (3)0.40(0.37～0.49均给分) (4)图见解析 (5)0.44(0.43～0.47均给分) (6)BC

5．(2016·全国Ⅰ，22，5分)某同学用图甲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乙所示． 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行推算．

(1)若从打出的纸带可以判定重物匀加速下落，利用f和图乙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s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm，当地重力加速度大小为9.80 m/s，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.

（s1＋s2）

【解析】 (1)计算打出B点时重物下落的瞬时速度，可以计算AC段平均速度，即vB＝，且T2T1（s1＋s2）f（s2＋s3）f（vC－vB）＝，代入可求得vB＝；同样的方法可以求出vC＝.加速度可以用a＝的f22T（s3－s1）f方法计算，解得a＝. 2

2

2

【答案】

（s1＋s2）f（s2＋s3）f（s3－s1）f(1) (2)40

222

6．(2016·全国Ⅱ，22，6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图甲所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，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

2

19

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．

(1)实验中涉及下列操作步骤： ①把纸带向左拉直 ②松手释放物块 ③接通打点计时器电源

④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________(填入代表步骤的序号)．

(2)图乙中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为________m/s.比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．

(2)由纸

2.58 cm带可知最后两段位移最大且大致相等，说明此时物块已脱离弹簧且接近匀速，速度v＝＝1.29 m/s.

0.02 s由纸带知M上后半段两点间距大于L上的，说明M纸带对应的实验中物块获得较大的速度，对应的弹性势能也较大．

20

【答案】 (1)④①③② (2)1.29 M

7．(2016·江苏物理，11，10分)某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律．一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方．在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条．将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取v＝作为钢球经过A点时的速度．记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒．

dt

甲

(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离．

A．钢球在A点时的顶端 B．钢球在A点时的球心 C．钢球在A点时的底端

12

(2)用ΔEk＝mv计算钢球动能变化的大小，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为

2________cm.某次测量中，计时器的示数为0.010 0 s，则钢球的速度为v＝________ m/s.

乙

(3)下表为该同学的实验结果：

ΔEp(×10 J) ΔEk(×10 J) －2－24.892 5.04 9.786 10.1 14.69 15.1 19.59 20.0 29.38 29.8 他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的．你是否同意他的观点？请说明理由．

21

(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议．

【解析】 (1)要测量小球下落的高度，应测量开始位置小球的球心到小球在A点时球心的竖直距离，B正确．

(2)根据题图可知，遮光条的宽度d＝15.0 mm＝1.50 cm，若某次计时器的时间为0.010 0 s，则钢球的速度v＝＝1.50 m/s.

dt【答案】

(1)B (2)1.50(1.49～1.51都算对) 1.50(1.49～1.51都算对) (3)见解析 (4)见解析

1．(2015·浙江理综，21，10分)(难度★★★)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验．

图1

(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材 ________；乙同学需在图中选用的器材________．(用字母表示)

图2

(2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带 ________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小为

________．

①和②.纸带

22

(2)纸带

Δx①相邻相等时间位移之差Δx1＝0.1 cm,而②纸带的Δx2＝0.05 cm，由 a＝2可知①纸带加速度大，TΔx0.1×1022

且可算得a＝2＝ m/s＝2.5 m/s. 2T0.02答案 (1)AB BDE (2)① (2.5±0.2) m/s

2．[2015·重庆理综,6(1)，6分](难度★★★)同学们利用如图所示方法估测反应时 间．

2

－2

首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同 学的两指之间．当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的

刻度读数为x，则乙同学的反应时间为

________(重力加速度为g)．基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0～ 0.4 s，则所用直尺的长度至少为________cm(g取10 m/s)；若以相等时间间隔 在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对 “不相等”)．

12

解析 (1)在人的反应时间内,直尺做自由落体运动，则x＝gt，解得乙同学 的反应时间为t＝21212

当t＝0.4 s时，x＝gt＝×10×0.4 m＝0.8 m＝80 cm，

22∝x，故每个时间间隔内在直尺上对

应的长度不相等．

2x应的长度是________的(选填“相等”或

2

g.

即所用直尺的长度至少为80 cm;由于t④当风速

为零时,b、d两点为等电势点，即Ubd＝0；当风速逐渐增大时，气 流中的Rx逐渐减小，Rx中的电流增

23

大，d点的电势降低，要满足题目中电压 表示数的变化要，求“＋”端和“－”端应分别连接到电路中的b点和d点． 答案 (1)

2x 80 不相等

g(2)①c ②4.1(4.0～4.2) ③减小 M ④b d

3．[2015·福建理综，19(1)，6分](难度★★)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Δl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Δl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_________________________．

答案 ①

6.93 ②A ③钩码重力超过弹簧弹力范围

4．[2015·四川理综,8(1)，6分](难度★★★)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，在弹簧下端挂1 个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图1所示，图2是此时固定在弹簧挂钩上 的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)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、

2l5.已知每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8 m/s)．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．

24

解析 刻度尺示数为25.85 cm，注意估读．挂2个钩码时，弹簧弹力等于此 时钩码的重力，即F＝2mg＝0.98 N．由于伸长量等于弹簧的长度减去原长， 答案 25.85 0.98 弹簧原长

5．(2015·安徽理综，21Ⅰ，6分)(难度★★★)在“验证力的平行四边形定则”实 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 另一端．用两个弹簧测力计分别拉住

验中，某同学用

因此要得到伸长量，还需要测量弹簧原长．

在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的

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 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．

答案 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 ⑥F和F3

25

6．[2015·广东理综,34(1)，8分](难度★★★))某同学使用打点计时器测量当地的 重力加速度． ①请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系 有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端； ________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重

复实验．

②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算 重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当 ________________．

地重力加速度，主要原因是空气阻力和

答案 ①

靠近 先接通打点计时器电源，再释放纸带 ②b 纸带与打点计时器之间有摩擦

7．(2015·山东理综,21，10分)(难度★★★)某同学通过下述实验验证力的平行四 步骤：

①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向． ②如图甲所示，

边形定则．实验

26

将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直 到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹 簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧 秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：

F(N) l(cm) 0 0.50 10.97 1.00 12.02 1.50 13.00 2.00 13.98 2.50 15.05 l0 ③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′，橡皮筋的拉 力记为FO O′.

④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠 笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的

位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，

OB段的拉力记为FOB.

完成下列作图和填空：

(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝

________cm.

(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为________N. (3)根据给出的标度，作出FOA和FOB的合力F′的图示．

27

(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．

解析 (1)做出Fl图象,如图甲所示，求得直线的截距即为l0，可得l0＝10.0 cm

(2)可计算橡皮筋的劲度系数

k＝2.5＝ N/m＝50 N/m Δx0.05

F若OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则橡皮筋的弹力为

F＝kΔx＝50×(6.00＋7.60－10.00)×10－2 N＝1.80 N

则此时FOA＝F＝1.80 N

(3)FOB＝FOA＝1.80 N，两力的合力F′如图乙所示． (4)通过比较F和FO O′的大小和方向，可得出实验结论．

答案 (1)10.0(9.8、9.9、10.1均正确) (2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)如图乙所示 (4)FO O′ 8．(2015·江苏单科，11，10分)(难度★★★)某同学探究小磁铁在铜管中下落时 受电磁阻尼作用的运动规律．实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50 Hz的交流电．

图1

(1)下列实验操作中，不正确的有________． A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方

28

B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面

C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落 D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源

(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”)，将磁铁从管口处释放， 打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时 出各计数点的相邻两计时点

点取一个计数点，标为1，2，…，8.用刻度尺量

到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示．

图2

计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表．请 将表中的数据补充完整.

位置 1 24.5 2 33.8 3 37.8 4 ____ 5 39.5 6 39.8 7 39.8 8 39.8 v(cm/s) (3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变 化情况是________________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是_____________________________________________．

(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为 “实验②”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相 结果可得到什么结论？

_________________________________________________________________ _________________________________________________________________

同．请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的

解析 (1)在实验时，应用手捏住纸带上端，保持静止，再接通电源，让打点计时器工作，然后迅速释放纸带,故做法不对的是C、D，所以本题正确选项 为C、D.

－2

x（5.60－4.04）×10

(2)由v＝可求v4＝ m/s＝39.0 cm/s.

t2×0.02

答案

(1)CD (2)39.0 (3)逐渐增大到39.8 cm/s且增加的越来越慢逐渐增大到等于重力 (4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用

29

1.【2014·福建卷】（6分）某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为cm和 mm

【答案】60.10 4.20

【考点定

位】本题考查刻度尺与游标卡尺的读数

2．（6 分）【2014·全国大纲卷】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所示。拍摄时频闪频率是10Hz；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g=9.80m/s。

2

根据表中数据，完成下列填空：

（1）物块的加速度a＝ m/s（保留3位有效数字）。

（2）因为 ，可知斜面是粗糙的。

2

30

【答案】 （1）4.30（或4.29或4.31）；（2）物块加速度小于g沿光滑斜面下滑的加速度） 【解析】

h2

＝5.88m/s（或物块加速度小于物块s（1）根据匀变速直线运动相邻相等时间内的位移之差相等和逐差法可知，物块的加速度为：a＝

(x3?x4)?(x1?x2)(x3?x4)?(x1?x2)2?f＝4.30m/s2 ＝24T4（2）物块下滑过程中，若斜面光滑，则根据牛顿第二定律有：mgsinθ＝ma′，由几何关系可知sinθ＝

hh2

，解得：a′＝g＝5.88m/s，显然由于a＜a′，说明斜面是粗糙的。 ss【考点定位】本题主要考查了研究匀变速直线运动的实验、牛顿第二定律的应用。

3.【2014·山东卷】（8分）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。 实验步骤：

① 用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；

② 将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示。在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F； ③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②； 实验数据如下表所示：

G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；

⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞），测量C、D间的距离s。 完成下列作图和填空：

F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61

31

（1）根据表中数据在给定坐标纸上作出F?G图线。

（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数??_________（保留2位有效数字）。 （3）滑块最大速度的大小v?__________（用h、s、?和重力加速度g表示）。

【答案】（1）如图所示 （2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正确）；（3）2?g(s?h)

【解析】

（3）P落地后，滑块又前进了s?h的距离才停止运动，在这段时间内，滑块做减速运动，根据

v2?2a(s?h)，而滑块的加速度a??g，代入数据整理得，最大速度为v?2?g(s?h)。

4.【2014·浙江卷】（10分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。

（1）某次测量如图2所示，指针示数为___________cm。

（2）在弹性限度内，将50g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1。用表1数据计算弹簧1的劲度系数为_________N/m（重力加速度g=10m/s）。由表1数据____________（填“能”

32

2

或“不能”）计算出弹簧2的劲度系数。

【答案】（1）15.95cm--16.05cm （2）12.2—12.8 N/m 能

【解析】（1）由图2可得读数为15.95cm--16.05cm；（2）由表1的数据结合根据胡可定律可得

2mg?mg?k1?LA2?LA1?、3mg?2mg?k1?LA3?LA2?、4mg?3mg?k1?LA4?LA3?，再对三个k1

求平均可得弹簧1的劲度系数约为12.2—12.8 N/m；由挂1个钩码到挂2个钩码弹簧2的形变量为

x2??LB2?LA2???LB1?LA1?，所以同样可求弹簧2的劲度系数。

【考点定位】刻度尺读数、胡可定律

5.【2014·新课标全国卷Ⅱ】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（a）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，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg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9.80m/s）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.

2

P1 2.04 2.64 10 163 0.0061 P2 4.06 5.26 20 ① ② P3 6.06 7.81 30 56.0 0.0179 P4 8.05 10.30 40 43.6 0.0229 P5 10.03 12.93 50 33.8 0.0296 P6 12.01 15.41 60 28.8 0.0347 x0 （cm） x （cm） n k（N/m） 1/k（m/N） 33

（1）将表中数据补充完整： ① ， ② ；

（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k-n图象；

【答案】 （1）①81.7 ②0.0122 （2）见解析；

333（3）③k?1.71?10n（N/m）（在

1.67?101.83?n:10n之间均可）

④k=3.38l。（在3.313.620l:之间均可） 0l0【解析】 （1）①中k?mgΔx?0.1?9.8N=81.7N/m2(5.26-4.06)?10-2； m②

11k?81.7m/N=0.0122m/N （2）图线如图：

34

【考点定

位】测量弹簧的劲度系数实验；

6．【2014·江苏卷】（10分）小明通过实验验证力的平行四边形定则。

（1）实验记录纸如题11-1图所示，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：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 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，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。

实验装置如题11-2 图所示，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。

35

两次实验记录的轨迹如题11-3图所示，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 。

（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。

。 【答案】 （1）如图所示 4.7N（4.6～4.9N均可）；（2）Fa＝Fb；（3）BD；（4）选用新橡皮筋；橡皮筋拉伸不宜过长

36

【解析】

（1）根据力的图示法作出力F1和F2的图示，如答案图所示，并根据力的平行四边形定则作出两者的合力，用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍，即合力大小为4.7N（4.6～4.9N均可）。

（2）设Oab与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡条件解得：F＝mgtanθ，因此有：Fa＝Fb

（4）有上

述分析可知，要确保橡皮筋发生弹性形变，因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋，每次橡皮筋的形变要在弹性限度内，即拉伸不宜过长。

【考点定位】本题主要考查了验证力的平行四边形定则实验和探究弹簧伸长量与弹力的关系实验问题，属于中档题。

7.【2014·重庆卷】为了研究人们用绳索跨山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如题6图3所示的实验装置，他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计（不及质量及长度）固定在相距为D的两立柱上，固定点分别为P和Q，P低于Q，绳长为L（L?PQ）。他们首先在绳上距离P点10cm处（标记为C）系上质量为m的重物（不滑动），由测力计读出绳PC、QC的拉力大小TP和TQ，随后改变重物悬挂点的位置，每次将P到C点的距离增加10cm，并读出测力计的示数，最后得到TP、TQ与绳长PC之间的关系曲线如题6图4所示，由实验可知：

37

（1）曲线II中拉力最大时，C与P点的距离为______cm，该曲线为_______（选填：TP或TQ）的曲线. （2）在重物从P移动到Q的整个过程中受到最大拉力的是______（选填：P或Q）点所在的立柱。 （3）在曲线I、II相交处，可读出绳的拉力TQ= N，它与L、D、m和重力加速度g的关系为TQ= 。

mgLL2?D2【答案】①60（56～64） TP ②Q ③ 4.30（4.25～4.35） 222(L?D)【解析】

②比较两

图象的顶点大小可知，I曲线的最高点更大，代表Q有最大拉力。

③两曲线的交点表示左右的绳拉力大小相等，读出纵坐标为TP?TQ?4.30N，设CQ绳与立柱的夹角为

?，延长CQ线交另立柱上，构成直角三角形，则cos??L2?D2，两拉力相等构成菱形由力的平衡可L38

mgmgLL2?D2知2TQcos??mg，则TQ? ?222cos?2(L?D)【考点定位】本题考查了平行四边形法则、力的平衡条件及其应用.

8.【2014·新课标全国卷Ⅰ】某同学利用图（a）所示实验装置即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200g，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：

（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”）的关系。 （2）由图（b）可知，a?m图线不经过远点，可能的原因是 。

（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，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 。

【答案】（1）非线性（2）存在摩擦力（3）调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量 【解析】

（3）实验

改进部分由两个要求，第一个就是图象不过远点，需要平衡摩擦力，所以调整轨道倾斜度，第二个就是图象时曲线，因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码重力，而是拉力F?Ma?Mmg1?mgM?m1?mM只有当m??M时。F?mg，图象近似为直线。 【考点定位】探究牛顿第二定律实验探究

9.【2014·安徽卷】图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 （1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.

39

a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s）。

2

【答案】（1）a、c；（2）c（3）2.0；4.0 【解析】

（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a对；为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错c对；小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错。

40

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g0x7.html