2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 實(shí)驗(yàn) 第14講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)（含解析）

《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 實(shí)驗(yàn) 第14講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 實(shí)驗(yàn) 第14講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)（含解析）（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第14講　力學(xué)實(shí)驗(yàn) 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)·重溫真題 1．力學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)框架 2．洞悉重要力學(xué)實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn) 1．(2019·全國(guó)卷Ⅰ)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出。在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是________點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為________ m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________ m/s2(保留2位有效數(shù)字)。 答案　A　0.

2、233　0.75 解析　物塊加速下滑，因此打點(diǎn)間距逐漸增大，故先打出A點(diǎn)。 打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小 vC＝＝ m/s≈0.233 m/s。 物塊下滑的加速度大小 a＝＝ m/s2＝0.75 m/s2。 2．(2019·全國(guó)卷Ⅱ)如圖a，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50 Hz的交流電源、紙帶等?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。 (2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°。接通電源，開啟打點(diǎn)

3、計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖b所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。重力加速度為9.80 m/s2，可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為____________(結(jié)果保留2位小數(shù))。 答案　(1)　(2)0.35 解析　(1)鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用，受力分析如圖。 由牛頓第二定律得：mgsinθ－μFN＝ma 且FN＝mgcosθ 聯(lián)立以上兩式解得μ＝。 (2)由逐差法求鐵塊加速度： a＝ ＝ m/s2≈1.97 m/s2 代入μ＝，得μ≈0.35。 3．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)

4、甲乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。 (1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．米尺 B．秒表 C．光電門 D．天平 (2)簡(jiǎn)述你選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法。答：_________________________________________________________________________________________________________________

5、_________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g＝________ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)A (2)將米尺豎直放置，使小球下落時(shí)盡量靠近米尺 (3)9.7 解析　(1)利用頻閃照片測(cè)重力加速度時(shí)需要測(cè)量小球下落的距離，因此實(shí)驗(yàn)中還必須使用米尺，A正確。 (2)將米尺豎直放置，小球靠近米尺下落，從照片上直接讀出小球下落的距離。 (3)根據(jù)Δs＝gT2得重力加速度大小g＝＝＝ m/s2＝9.7 m/s2。 4．(2018·全國(guó)卷

6、Ⅰ)如圖a，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對(duì)齊的裝置，簡(jiǎn)化為圖中的指針。 現(xiàn)要測(cè)量圖a中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒(méi)有砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為________ cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m(保留三位有效數(shù)字)。 答案　3.775　53.7 解析　游標(biāo)卡尺精度為0.05 mm，游標(biāo)

7、卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，題圖b所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7 cm＋15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm。托盤中放有質(zhì)量為m＝0.100 kg的砝碼時(shí)，彈簧受到的拉力 F＝mg＝0.100×9.8 N＝0.980 N，彈簧伸長(zhǎng)x＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm＝0.01825 m，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)＝kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k＝＝53.7 N/m。 5．(2019·江蘇高考)某興趣小組用如圖1所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。 (1)有兩種工作頻率均為50 Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用： A．電磁打點(diǎn)計(jì)

8、時(shí)器 B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇________(選填“A”或“B”)。 (2)保持長(zhǎng)木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動(dòng)。同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除。同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)?？捶ㄕ_的同學(xué)是________(選填“甲”或“乙”)。 (3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng)。紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖2所示。圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，紙帶上A點(diǎn)的速度vA＝__

9、______ m/s。 (4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L(zhǎng)。小車動(dòng)能的變化量可用ΔEk＝Mv算出。砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)中，小車的質(zhì)量應(yīng)________(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W＝mgL算出。多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理。 答案　(1)B　(2)乙 (3)0.31(0.30～0.33都算對(duì))　(4)遠(yuǎn)大于 解析　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)的紙帶受到的阻力較大，而電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)的紙帶所受阻力較小，故選B。 (2)由于剛開始運(yùn)動(dòng)，拉力等于最

10、大靜摩擦力，而最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，故平衡摩擦力的兩種看法中，乙同學(xué)正確。 (3)取與A點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)，用毫米刻度尺測(cè)出兩點(diǎn)之間的距離，如圖所示，可測(cè)得x＝1.24 cm。 用這一段的平均速度表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，則vA＝＝ m/s＝0.31 m/s。 (4)由題意知，本實(shí)驗(yàn)用砝碼、砝碼盤和沙子的總重力大小表示小車受到的拉力大小，故要求小車的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量。 6．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①如圖a，將光電

11、門固定在斜面下端附近：將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑； ②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt； ③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度(如圖b所示)，表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出； ④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟②③； ⑤多次重復(fù)步驟④； ⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出-Δt圖，如圖c所示。 完成下列填空： (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則與vA

12、、a和Δt的關(guān)系式為＝________________。 (2)由圖c可求得，vA＝________ cm/s，a＝________ cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 答案　(1)vA＋Δt　(2)52.1　16.3 解析　(1)是Δt時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，vA為Δt時(shí)間內(nèi)的初速度，根據(jù)速度公式得＝vA＋a＝vA＋Δt。 (2)由＝vA＋Δt可知，圖c中圖線與軸的交點(diǎn)為vA，圖線的斜率為。將圖線延長(zhǎng)可知，vA＝52.1 cm/s，在圖線上選取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，求得斜率＝ cm/s2≈8.17 cm/s2，即a≈16.3 cm/s2。 命題特點(diǎn)：1.常規(guī)實(shí)驗(yàn)：立足教材，側(cè)重考查

13、完成實(shí)驗(yàn)的能力。主要涉及基本儀器的使用(含讀數(shù))、實(shí)驗(yàn)原理和測(cè)量方法的理解、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)步驟的編排，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)誤差的分析。 2．創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：“新”可以更加有效地考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力，區(qū)分度也加大了。主要表現(xiàn)在：(1)實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換，如用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板、光電門和頻閃照相機(jī)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的拓展與延伸，如通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)出物體的加速度，再利用牛頓第二定律求動(dòng)摩擦因數(shù)等。(3)試題情景的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。 思想方法：等效替代法、圖象法、平均值法、列表法、逐差法、控制變量法。 高考考向1　基本儀器的使用與讀數(shù) 例1　(2019·漢中第一次檢測(cè))(1)

14、用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖甲、乙所示。測(cè)量方法正確的是________(選填“圖甲”或“圖乙”)。 (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，如圖丙所示，則此示數(shù)為________mm。 (3)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，交流電源頻率為50 Hz，打出一段紙帶如圖丁所示。打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)，測(cè)得的瞬時(shí)速度v＝________m/s。 (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，應(yīng)將小球卡在哪兒測(cè)量？ 提示：外測(cè)量爪。 (2)螺旋測(cè)微器讀螺旋上的可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)，需要估讀嗎？ 提示：必須估讀到分度值下一位。 [解析]　(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，應(yīng)將小球卡在外測(cè)量爪中，故應(yīng)選題

15、圖甲。 (2)螺旋測(cè)微器的示數(shù)為固定讀數(shù)加上可動(dòng)讀數(shù)，即6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。 (3)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度等于計(jì)數(shù)點(diǎn)1和3間的平均速度，即 v＝＝ m/s＝0.36 m/s。 [答案]　(1)圖甲　(2)6.700　(3)0.36 游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)10分度的游標(biāo)卡尺，以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后只有1位。20和50分度的游標(biāo)卡尺以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后有2位。 (2)游標(biāo)卡尺在讀數(shù)時(shí)先確定主尺的分度(單位一般是cm，分度值為1 mm)，把數(shù)據(jù)讀成以毫米為單位的。先讀主尺數(shù)據(jù)，再讀游標(biāo)尺數(shù)據(jù)，最后兩數(shù)相加。游標(biāo)卡尺

16、讀數(shù)不估讀。 (3)不要把游標(biāo)尺的邊緣當(dāng)成零刻度，而把主尺的刻度讀錯(cuò)。 (4)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出；要準(zhǔn)確到0.01 mm，估讀到0.001 mm，即結(jié)果若用mm做單位，則小數(shù)點(diǎn)后必須保留三位數(shù)字。 1．在一次實(shí)驗(yàn)中，張華同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某長(zhǎng)方體工件的厚度如圖所示，根據(jù)圖示可判斷其厚度為________mm。該同學(xué)用下列某種儀器測(cè)得該工件的寬度為1.275 cm，則該同學(xué)所用的儀器可能是________(將正確答案的序號(hào)填在橫線上)。 ①螺旋測(cè)微器' ②10分度游標(biāo)卡尺?、?0分度游標(biāo)卡尺 答案　1.700?、? 解析　螺旋測(cè)微

17、器固定刻度部分讀數(shù)為1.5 mm，可動(dòng)刻度部分分度值為0.01 mm，可動(dòng)刻度部分讀數(shù)為0.200 mm，工件的厚度為1.700 mm。若用某種儀器測(cè) 出的工件的寬度為1.275 cm＝12.75 mm，由于以毫米為單位，小數(shù)點(diǎn)后有兩位有效數(shù)字，測(cè)量?jī)x器不可能是①螺旋測(cè)微器和②10分度的游標(biāo)卡尺，又由于最后一位是5，只有20分度的游標(biāo)卡尺最后一位才可能是5，所以應(yīng)是③。 2．(2019·濟(jì)南三模)(1)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖甲和乙所示。該工件的直徑為________ cm，高度為________ mm。 (2)圖丙為“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律”

18、實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，采用逐差法求得加速度的大小a＝________ m/s2。(結(jié)果保留兩位小數(shù)) 答案　(1)1.065　6.862(6.861～6.863)　(2)2.40 解析　(1)該工件的直徑為：10 mm＋0.05 mm×13＝1.065 cm，高度為：6.5 mm＋0.01 mm×36.2＝6.862 mm。 (2)每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則T＝0.1 s，根據(jù)Δx＝aT2可得a＝＝×10－2 m/s2＝2.40 m/s2。 高考考向2　紙帶類實(shí)驗(yàn) 例2　(2017·江蘇高考)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的

19、關(guān)系。小車的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10.0 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電。 (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到____________________。 (2)掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖2所示。選擇某一點(diǎn)為O，依次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上。計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1＝________m/s。 (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對(duì)小車做的功W。利

20、用Ek＝Mv2算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量ΔEk。計(jì)算結(jié)果見下表。 W/×10－3 J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/×10－3 J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖3中作出ΔEk-W圖象。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W。某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的。用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F＝________N。 (1)利用紙帶求打下某一計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度的方法是什么？ 提示：平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。 (2)小車實(shí)際受到的拉力如何求解？

21、提示：F＝。 [解析]　(1)完全平衡摩擦力的標(biāo)志是輕推小車，小車做勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5×0.02 s＝0.1 s v1＝＝ m/s＝0.228 m/s (3)確定標(biāo)度，根據(jù)給出數(shù)據(jù)描點(diǎn)。作圖如圖所示。 (4)從圖線上取兩個(gè)點(diǎn)(4.5,4.24)，(2.15,2.0) 圖線的斜率k＝≈0.953① 又有k＝＝② 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2＝2aΔx③ 根據(jù)牛頓第二定律有 F＝Ma④ 由①②③④式解得F≈0.093 N。 [答案]　(1)小車做勻速運(yùn)動(dòng)　(2)0.228　(3)見解析圖　(4)0.093 “長(zhǎng)木板、小車、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)裝置

22、中的細(xì)節(jié)及注意事項(xiàng) (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列四個(gè)實(shí)驗(yàn) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)主要有4個(gè)，分別是研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，探究動(dòng)能定理，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 (2)紙帶數(shù)據(jù)的處理方法 (3)平衡摩擦力的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)及方法 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律和探究動(dòng)能定理兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是墊高有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，給小車一個(gè)初速度，使小車能勻速下滑。 (4)四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) ①區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)。要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的取點(diǎn)方法是一樣的。 ②涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)

23、器的實(shí)驗(yàn)均是先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶。 ③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理可借助圖象，充分利用圖象斜率、截距等的物理意義。 ④小車在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩上的拉力并不等于懸掛物的重力，只有當(dāng)M車?m掛時(shí)，繩上的力近似等于懸掛物的重力。如果繩上連接著力傳感器或測(cè)力器，則可直接讀出繩上的拉力，不要求M車?m掛。 3．(2019·安徽定遠(yuǎn)重點(diǎn)中學(xué)高三二模)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究物體的加速度a與所受合力F的關(guān)系。 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A．交流電源 B．直流電源 (2)他用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力。具體操

24、作是：把木板墊高后，小車放在木板上，在不掛小桶且計(jì)時(shí)器________(填“打點(diǎn)”或“不打點(diǎn)”)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，其目的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A．小車所受的拉力近似等于小車所受的合力 B．小車所受的拉力近似等于小桶和砝碼的總重力 C．保證小車運(yùn)動(dòng)的加速度不超過(guò)當(dāng)?shù)刂亓铀俣? (3)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：xAB＝4.22 cm、xB

25、C＝4.65 cm、xCD＝5.08 cm、xDE＝5.49 cm、xEF＝5.91 cm、xFG＝6.34 cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a＝________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (4)另一位同學(xué)也利用圖甲所示的裝置做實(shí)驗(yàn)。他保持小桶和砝碼的質(zhì)量不變，改變放在小車中砝碼的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度a。假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響。他沒(méi)有測(cè)量小車的質(zhì)量，而是以為縱坐標(biāo)，m為橫坐標(biāo)，畫出-m圖象。從理論上分析，下列圖象正確的是________。 答案　(1)A　(2)打點(diǎn)　B　(3)0.42　(4)B 解析　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交

26、流電源，故選A。 (2)在平衡摩擦力時(shí)，小車后面要掛上紙帶并接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，當(dāng)紙帶上的點(diǎn)距均勻時(shí)，則說(shuō)明小車勻速運(yùn)動(dòng)，即平衡了摩擦力。本實(shí)驗(yàn)中用小桶及砝碼帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)小桶及砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，即系統(tǒng)加速度較小時(shí)，小桶及砝碼的重力才近似等于繩的拉力，故B正確。 (3)相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為t＝＝0.1 s，根據(jù)Δx＝at2，得：a＝，代入數(shù)據(jù)解得：a＝0.42 m/s2。 (4)設(shè)小車的質(zhì)量為M，所受的合外力為F，F(xiàn)由小桶與砝碼的重力提供，大小不變，則根據(jù)牛頓第二定律得：F＝(M＋m)a，變形得：＝m＋M，圖象為一條傾斜的直線，當(dāng)

27、m＝0時(shí)，圖象有正的縱截距，故選B。 4．(2019·河北衡水中學(xué)三模)圖甲是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過(guò)滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。 B．取下輕繩和易拉罐，測(cè)出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m1及小車的質(zhì)量m2。 C．取下細(xì)繩和易拉罐換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點(diǎn)。 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g。 (1)步驟C中小車所受的合外力大小為________。 (2)為驗(yàn)證從O→C過(guò)程中小車合外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系，測(cè)出B、

28、D間的距離為x0，O、C間的距離為x1，則C點(diǎn)的速度大小為________，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為________________(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)。 答案　(1)m1g　(2)　m1gx1＝ 解析　(1)小車勻速下滑時(shí)受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力為零；撤去拉力后，其余力不變，故合力等于撤去的拉力。 (2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故：vC＝＝ 動(dòng)能增量為：m2v＝ 合力的功為：W＝m1gx1 需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：m1gx1＝。 高考考向3　“橡皮條、彈簧”類實(shí)驗(yàn) 例3　(2017·全國(guó)卷Ⅲ)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，

29、將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上，如圖a所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長(zhǎng)。 (1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O。此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖b所示，F(xiàn)的大小為________N。 (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)，現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖a中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。 (ⅰ)用5 mm長(zhǎng)度的線段表示1

30、N的力，以O(shè)點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖a中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； (ⅱ)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。 (1)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法是什么？ 提示：等效替代法。 (2)F合與F中哪一個(gè)是實(shí)際測(cè)量的力？ 提示：F。 [解析]　(1)由題給測(cè)力計(jì)示數(shù)可知，讀數(shù)為4.0 N。 (2)作圖，F(xiàn)2長(zhǎng)度為28 mm，F(xiàn)1長(zhǎng)度為21 mm，平行四邊形如圖所示，量出合力長(zhǎng)度約為20 mm，大小代表4.0 N，量出合力

31、箭頭處到y(tǒng)軸距離和所作合力在y軸上投影長(zhǎng)度，其比值就是F合與拉力F的夾角的正切值。 [答案]　(1)4.0　(2)(ⅰ)圖見解析　(ⅱ)4.0　0.05 1.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系操作關(guān)鍵 (1)實(shí)驗(yàn)中不能掛過(guò)多的鉤碼，防止彈簧超過(guò)彈性限度。 (2)畫圖象時(shí)，不要連成“折線”，而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)。 2．驗(yàn)證力的平行四邊形定則的操作關(guān)鍵 (1)每次拉伸后結(jié)點(diǎn)O的位置必須保持不變。 (2)記下每次各力的大小和方向。 (3)畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度。 5．(2019·北京石景山高三統(tǒng)一測(cè)試)橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量x與彈力

32、F成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋的原長(zhǎng)L、橫截面積S有關(guān)，理論與實(shí)驗(yàn)都證明k＝Y(jié)，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量。 (1)在國(guó)際單位中，楊氏模量Y的單位應(yīng)為(　　) A．N B．m C．N/m D．N/m2 (2)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，作出了外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖象如圖所示，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k＝________ N/m。 (3)若橡皮筋的原長(zhǎng)為10.0 cm，橫截面積為1.0 mm2，則該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是________(單位取(1)中正確單位，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案　(1)D　(2)500　

33、(3)5.0×107 N/m2 解析　(1)由題意知Y＝，故Y的單位是＝N/m2，故選D。 (2)橡皮筋的勁度系數(shù)是F-x圖象的斜率，由圖象得k＝ N/m＝500 N/m。 (3)根據(jù)楊氏模量公式知Y＝＝ N/m2＝5.0×107 N/m2。 6．(2019·河南鄭州三模)小明同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示。其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是OB細(xì)繩所連彈簧測(cè)力計(jì)的指針指示情況，圖丙是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)在白紙上畫出的圖，但是擦去了部分輔助線。請(qǐng)你回答下列問(wèn)題。 (1)圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為________ N。 (2)圖

34、丙中有F1、F2、F、F′四個(gè)力，其中力________(填上述字母)的大小不是由彈簧測(cè)力計(jì)直接讀出的，你測(cè)量的結(jié)果是________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案　(1)4.20　(2)F　4.3 N(4.2～4.4 N) 解析　(1)10小格表示1 N，每格為0.1 N，估讀到下一位，故讀數(shù)為4.20 N。 (2)在丙圖中作圖如圖所示，可知F在以F1與F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線上，不是由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出的；根據(jù)1 N的標(biāo)度可知，F(xiàn)＝4.3 N。 高考考向4　力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 例4　(2018·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)用圖a所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的摩擦因數(shù)?？邕^(guò)光滑定滑輪

35、的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊之間的細(xì)線保持水平，在木塊上放置砝碼。緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。某次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中f4的值從圖b中彈簧秤的示數(shù)讀出。 砝碼的質(zhì)量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑動(dòng)摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 回答下列問(wèn)題： (1)f4＝________ N； (2)在圖c的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出f-m圖線； (3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板和木塊之間的滑動(dòng)摩

36、擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式f＝________，f-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式k＝________； (4)取g＝9.80 m/s2，由繪出的f-m圖線求得μ＝________。(保留兩位有效數(shù)字) (1)彈簧秤的示數(shù)為什么就是木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大??？ 提示：木塊靜止，彈簧秤所連接細(xì)線的拉力與木塊所受滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力。 (2)本題中滑動(dòng)摩擦力的表達(dá)式是什么？ 提示：f＝μ(M＋m)g。 [解析]　(1)指針在2.7與2.8之間，估讀為2.75 N。 (2)描點(diǎn)畫線注意讓所有點(diǎn)均勻分布在線上或線的兩側(cè)，作圖如圖所示。 (3)木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，

37、根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的定義知f＝μ(M＋m)g。化簡(jiǎn)可得：f＝μ(M＋m)g＝(μg)m＋μMg，所以圖象的斜率k＝μg。 (4)取g＝9.80 m/s2，取圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求斜率，k＝＝4，則μ＝＝≈0.41。 [答案]　(1)2.75　(2)圖見解析 (3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.41 1.力學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn) (1)以基本的力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑檩d體，依托運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和力學(xué)定律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 (2)將實(shí)驗(yàn)的基本方法——控制變量法、處理數(shù)據(jù)的基本方法——圖象法、逐差法融入到實(shí)驗(yàn)的綜合分析之中。 2．力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的分類 (1)第一類是通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出物理規(guī)律。這類實(shí)驗(yàn)題

38、目需認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)掌握物理量間的關(guān)系，得出實(shí)驗(yàn)規(guī)律。 (2)第二類是給出實(shí)驗(yàn)規(guī)律，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這類實(shí)驗(yàn)題目需從已知規(guī)律入手，正確選擇測(cè)量的物理量，根據(jù)問(wèn)題聯(lián)想相關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，確定實(shí)驗(yàn)原理，選擇儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 3．創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題的解法 (1)根據(jù)題目情境，提取相應(yīng)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，明確實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 (2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。應(yīng)用原理公式或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物體實(shí)際受力情況和理論受力情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤差分析。 7．(2019·福州高三第三次質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖1所示的

39、裝置“探究物體速度和位移的關(guān)系”，并測(cè)量物塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，物塊位于光電門左側(cè)。 (1)按如圖1所示安裝實(shí)驗(yàn)器材，物塊上方裝有較窄的遮光條，用游標(biāo)卡尺測(cè)量其寬度如圖2所示，則遮光條的寬度為________ mm。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①讓物塊壓縮彈簧并鎖定； ②釋放物塊，讀出物塊通過(guò)光電門時(shí)的遮光時(shí)間Δt； ③測(cè)量出物塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)遮光條的位置到光電門之間的位移x； ④重復(fù)①②③步驟，測(cè)出多組遮光時(shí)間Δt和位移x的值； ⑤計(jì)算出物塊通過(guò)光電門時(shí)對(duì)應(yīng)的速度v。 (3)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在如圖3所示的坐標(biāo)紙上作出v2-x圖象，由圖象可知，物塊在桌面上運(yùn)

40、動(dòng)的加速度大小為________ m/s2。已知重力加速度g取10 m/s2，則物塊和桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)6.75　(3)5.0　0.50 解析　(1)由圖2可知，遮光條的寬度為：6 mm＋0.05×15 mm＝6.75 mm。 (3)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v2＝2ax，圖象的斜率k＝2a，所以a＝， 根據(jù)圖象求得斜率k＝10.0 m/s2，所以物塊在桌面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝5.0 m/s2， 根據(jù)牛頓第二定律有：μmg＝ma， 代入數(shù)據(jù)解得：μ＝0.50。 易錯(cuò)警示 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律時(shí)關(guān)于速度的求解 例　(2019

41、·四川德陽(yáng)三診)某同學(xué)用如圖的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下： (1)先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板豎立于靠近槽口處，使小球a從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，撞到木板在記錄紙上留下壓痕O。 (2)將木板向右平移適當(dāng)距離，再使小球a從原固定點(diǎn)由靜止釋放，撞到木板在記錄紙上留下壓痕B。 (3)把半徑相同的小球b靜止放在斜槽軌道水平段的右邊緣，讓小球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，與b球相碰后，兩球撞在木板上，并在記錄紙上留下壓痕A和C。 ①本實(shí)驗(yàn)中小球a、b的質(zhì)量ma、mb的關(guān)系是________。 ②放上被碰小球，兩

42、球相碰后，小球a在圖中的壓痕點(diǎn)為________。 ③記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C的距離分別為y1、y2、y3，若兩球碰撞動(dòng)量守恒，則應(yīng)滿足的表達(dá)式為________________。 分析與解　(3)①為了避免小球a、b碰撞后小球a反彈，本實(shí)驗(yàn)中要求小球a、b的質(zhì)量ma、mb的關(guān)系為：ma>mb。 ②放上被碰小球b，兩球相碰后，小球a平拋運(yùn)動(dòng)的初速度減小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，根據(jù)y＝gt2知，豎直下降的高度增大，所以在圖中的壓痕點(diǎn)為C。 ③設(shè)a單獨(dú)滾下經(jīng)過(guò)斜槽軌道末端的速度為va，兩球碰撞后a、b的速度分別為va′和vb′，若兩球碰撞動(dòng)量守恒，則mava＝mava′＋mbvb′，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)

43、律得：va＝＝x，va′＝x，vb′＝x，聯(lián)立得，應(yīng)滿足的表達(dá)式為：＝＋。 答案　(3)①ma>mb?、贑　③＝＋。 易錯(cuò)警示　驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，實(shí)驗(yàn)的情景設(shè)計(jì)有很多，如果不是原實(shí)驗(yàn)情景，有的同學(xué)就無(wú)從下手，這是因?yàn)闆](méi)掌握問(wèn)題的本質(zhì)。其實(shí)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律這個(gè)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是測(cè)定小球碰前、碰后的速度，針對(duì)不同情景速度的求解方法不同而已。 配套作業(yè) 　　限時(shí)：60分鐘　　　滿分：100分 實(shí)驗(yàn)題(本題共11小題，共100分，其中第1～2題每小題4分，第3～10題每小題10分，第11題12分) 1．(2018·全國(guó)卷Ⅲ)甲、乙兩同學(xué)通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1)甲

44、用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L(zhǎng)1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時(shí)間為________(用L、L1和g表示)。 (3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間＝9.80 m/s2，L＝30.0 cm，L1＝10.4 cm，乙的反應(yīng)時(shí)間為________ s。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (4)寫出一條提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：_________________________________

45、__________________________________________________________________________________________________________。 答案　(2) (3)0.20 (4)多次測(cè)量取平均值；初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子 解析　根據(jù)題述，在乙的反應(yīng)時(shí)間t內(nèi)，尺子下落高度h＝L－L1，由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，h＝gt2，解得t＝。代入數(shù)據(jù)得：t＝0.20 s。 2．(2019·四川高三畢業(yè)班第二次診斷)在進(jìn)行“探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖a所示的兩個(gè)力拉彈簧使之伸長(zhǎng)至某一位置，并適當(dāng)調(diào)整力的方向，使兩

46、個(gè)力之間的夾角為90°。(圖中鉤碼規(guī)格相同) (1)換用一根線牽引彈簧，如圖b，使彈簧的伸長(zhǎng)量與兩個(gè)力作用時(shí)相同，此時(shí)需要掛________個(gè)與圖甲中相同規(guī)格的鉤碼。 (2)你對(duì)合力與分力遵循什么樣的規(guī)律作出的猜想是____________________________。 (3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________。 A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．物理模型法 答案　(1)5　(2)力的合成遵循平行四邊形定則　(3)B 解析　(1)設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，圖a中互成90°的兩個(gè)力F1＝3G，F(xiàn)2＝4G，則合力為F＝＝5G，圖b中為了保持拉力的作用效果

47、相同，故要掛5個(gè)相同的鉤碼。 (2)根據(jù)3、4、5個(gè)鉤碼及夾角的關(guān)系，可以猜想出力的合成遵循平行四邊形定則。 (3)該實(shí)驗(yàn)保證合力的作用效果與幾個(gè)分力共同作用的作用效果相同，運(yùn)用了等效替代法，故選B。 3．(2019·湖南懷化高考一模)小明探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)。 (1)將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，保持彈簧軸線豎直，將刻度尺豎直固定在彈簧一側(cè)。 (2)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時(shí)，記下彈簧長(zhǎng)度L0，彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，彈簧長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6，數(shù)據(jù)如下表： 代表符號(hào) L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5

48、 L6 數(shù)值(cm) 25.35 27.35 29.35 31.30 33.40 35.35 37.40 39.30 (3)如圖是小明根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長(zhǎng)度與________(填“L0”“Lx”或“L1”)的差值。 (4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)。 (5)由于彈簧自身有重量，小明在測(cè)量時(shí)沒(méi)有考慮彈簧的自重，這樣導(dǎo)致勁度系數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案　(3)Lx　(4)4.9　(5)相等 解析　(3)由圖可知

49、，當(dāng)m＝10 g時(shí)，x＝2 cm，即x＝L1－Lx，所以橫軸是彈簧長(zhǎng)度與Lx的差值。 (4)根據(jù)胡克定律，ΔF＝kΔx，而ΔF＝Δmg，故有：k＝·g＝×9.8 N/m＝4.9 N/m。 (5)由實(shí)驗(yàn)原理可知，本實(shí)驗(yàn)只計(jì)算L1～L6與Lx的差值，與原長(zhǎng)L0是否準(zhǔn)確無(wú)關(guān)，所以彈簧自重引起L0的測(cè)量值偏大對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果沒(méi)有影響，所以勁度系數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值相比是相等的。 4．(2019·廣東惠州二模)為了探究加速度與合外力的關(guān)系，甲、乙、丙、丁四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別采用圖甲、圖乙、圖丙、圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器，丙圖中M包括小車和與小車固連的小滑輪，四個(gè)圖中的

50、M均相等)，鉤碼總質(zhì)量用m表示。丁組同學(xué)先按圖丁將木板有定滑輪的一端墊起，調(diào)整木板傾角，使小車恰好帶著鉤碼和紙帶一起沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，再保持長(zhǎng)木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，然后接通電源釋放小車，使之由靜止開始加速運(yùn)動(dòng)并在紙帶上打點(diǎn)，如圖戊所示。重力加速度g已知，試回答下列問(wèn)題： (1)甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)必須平衡小車和長(zhǎng)木板之間的摩擦力的實(shí)驗(yàn)小組是________。(填“甲”“乙”或“丙”) (2)甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn)時(shí)必須滿足“M?m”的實(shí)驗(yàn)小組是________。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”) (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)各組同學(xué)的操作均完全正確，甲、乙、丙三組同學(xué)作出的a-F圖線如圖己所

51、示(乙組同學(xué)所用F為傳感器讀數(shù)，丙組同學(xué)所用F為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù))，則甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的圖線依次是________、________、________。(填“A”“B”或“C”) (4)實(shí)驗(yàn)時(shí)丁組同學(xué)操作的小車加速下滑受到的合力F＝________，該組同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)調(diào)整改變小車所受合力，多次實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖庚所示，則小車質(zhì)量為________ kg。 答案　(1)甲乙丙　(2)甲　(3)C　B　A　(4)mg　2 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)探究的是當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力的關(guān)系，所以三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組都需要平衡摩擦力，即甲、

52、乙、丙都需要平衡摩擦力。 (2)乙和丙繩子的拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)和力傳感器直接得到，不需要用重物的重力代替，而丁組實(shí)驗(yàn)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有鉤碼，所以乙、丙、丁三組不需要滿足M?m，而甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足M?m。 (3)甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足M?m，隨著m的增大，不滿足M?m時(shí)，圖線出現(xiàn)彎曲，所以甲組對(duì)應(yīng)的是C；根據(jù)裝置可知，乙圖有F＝Ma，得a＝F，丙圖有2F＝Ma，得a＝F，可知丙組的a-F圖線斜率較大，所以丙組對(duì)應(yīng)A，乙組對(duì)應(yīng)B。 (4)丁圖情況下，小車勻速運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩中的拉力等于鉤碼的重力mg，且與小車受到的其他力平衡；戊圖情況下，撤去鉤碼和細(xì)繩，小車

53、受到的其他力不變，故此時(shí)小車加速下滑時(shí)受到的合力F＝mg。由牛頓第二定律得：a＝F，由圖庚所示的a-F圖線可知，圖象斜率：k＝，則小車的質(zhì)量：M＝＝2 kg。 5．(2019·河北衡水中學(xué)高三二調(diào))如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證“牛頓第二定律”，兩個(gè)相同的小車放在光滑水平桌面上(側(cè)視圖只畫了一個(gè)小車)，右端各系一條細(xì)繩，跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，增減盤中的砝碼可改變小車受到的合外力，增減車上的砝碼可改變小車的質(zhì)量。兩車左端各系一條細(xì)線，用一個(gè)黑板擦把兩細(xì)線同時(shí)按在固定、粗糙的水平墊片上，使小車靜止(如圖乙)。抬起黑板擦兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)，在兩車尚未碰到滑輪前，迅速按下黑板擦，兩車立刻停止，測(cè)出兩車位移

54、的大小。 (1)該實(shí)驗(yàn)中，盤和盤中砝碼的總質(zhì)量應(yīng)________(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“等于”)小車的總質(zhì)量。 (2)圖丙為某同學(xué)在驗(yàn)證“合外力不變，加速度與質(zhì)量成反比”時(shí)的實(shí)驗(yàn)記錄，已測(cè)得小車1的總質(zhì)量M1＝100 g，小車2的總質(zhì)量M2＝200 g。由圖可讀出小車1的位移x1＝5.00 cm，小車2的位移x2＝________ cm，可以算出＝________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，________(填“大于”“小于”或“等于”)。 答案　(1)遠(yuǎn)小于　(2)2.47(2.46～2.48)　2.02(2.02或2.03)　等于 解析　(1)設(shè)盤和盤

55、中砝碼的總質(zhì)量為m，小車的總質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律有：T＝Ma，mg－T＝ma，得小車受到的拉力T＝＝。由此可知，當(dāng)m?M時(shí)，T≈mg，可用盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力。 (2)由圖可知，小車2的位移為2.47 cm，由勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式可知，x＝at2，即a＝，由于時(shí)間相等，所以＝＝≈2.02；由數(shù)據(jù)可知＝2，故近似有＝。 6．(2019·安徽合肥二模)某課外小組利用圖甲裝置探究物體的加速度與所受合力之間的關(guān)系，請(qǐng)完善如下主要實(shí)驗(yàn)步驟。 (1)如圖乙，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d＝________ cm。 (2)安裝好光電門，從圖甲中讀出兩光電門之間的距離s＝__

56、______ cm。 (3)接通氣源，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，根據(jù)滑塊通過(guò)兩光電門的時(shí)間________(選填“相等”或“不相等”)可判斷出導(dǎo)軌已調(diào)成水平。 (4)安裝好其他器材，并調(diào)整定滑輪，使細(xì)線水平。 (5)讓滑塊從光電門1的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)測(cè)出遮光條經(jīng)過(guò)光電門1和2的時(shí)間分別為Δt1和Δt2，計(jì)算出滑塊的加速度a1＝______________(用d、s、Δt1和Δt2表示)，并記錄對(duì)應(yīng)的拉力傳感器的讀數(shù)F1。 (6)改變重物質(zhì)量，多次重復(fù)步驟⑤，分別計(jì)算出加速度a2、a3、a4……，并記錄對(duì)應(yīng)的F2、F3、F4……。 (7)在a-F坐標(biāo)系中描點(diǎn)，得到一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜

57、直線，由此得出________________________________。 答案　(1)0.550　(2)50.0　(3)相等 (5) 　(7)物體質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合力成正比 解析　(1)由圖乙可知，該游標(biāo)卡尺為20分度，精確度為0.05 mm，讀數(shù)為5 mm＋0.05×10 mm＝5.50 mm＝0.550 cm。 (2)兩光電門之間的距離s＝73.0 cm－23.0 cm＝50.0 cm。 (3)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)，滑塊不掛鉤碼和細(xì)線，判斷氣墊導(dǎo)軌水平的依據(jù)是：接通氣源后，反復(fù)調(diào)節(jié)旋鈕，使滑塊可靜止于導(dǎo)軌的任何位置；或接通氣源后，給滑塊一個(gè)初速度，反復(fù)調(diào)節(jié)旋鈕，

58、使滑塊通過(guò)兩光電門的時(shí)間相等。 (7)通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線是正比例函數(shù)圖線，故說(shuō)明物體質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合力成正比。 7.(2019·湖北荊州高三四月質(zhì)檢)用如圖所示的裝置測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端自然伸長(zhǎng)至O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測(cè)得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，然后由靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量A、O之間的距離x。 (1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是v＝________。 (2)為求出彈簧的彈

59、性勢(shì)能，還需要測(cè)量________。(填字母序號(hào)) A．彈簧原長(zhǎng) B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣? C．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量 (3)若氣墊導(dǎo)軌左端比右端略高，彈性勢(shì)能的測(cè)量值與真實(shí)值比較將________。(填字母序號(hào)) A．偏大 B．偏小 C．相等 答案　(1)　(2)C　(3)A 解析　(1)滑塊離開彈簧后的運(yùn)動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)，故可以用BC段的平均速度表示滑塊脫離彈簧時(shí)的速度，則有：v＝。 (2)由能量守恒定律可知，彈簧的彈性勢(shì)能等于滑塊增加的動(dòng)能，故應(yīng)求解滑塊的動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能表達(dá)式可知，還需測(cè)量滑塊的質(zhì)量，故選C。 (3)若氣墊導(dǎo)軌左端比右端略高，導(dǎo)致滑塊通過(guò)兩光電門的時(shí)間將減

60、小，那么測(cè)得速度偏大，因此彈性勢(shì)能的測(cè)量值也偏大，故選A。 8．(2019·陜西渭南二模)用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示。在滑塊上安裝一遮光條，把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上，并通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，光電計(jì)時(shí)器安裝在B處。測(cè)得滑塊(含遮光條)的質(zhì)量為M，鉤碼總質(zhì)量為m，遮光條寬度為d、導(dǎo)軌上A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。將滑塊在圖示A位置釋放后，光電計(jì)時(shí)器記錄下遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間為Δt。 (1)選擇A到B的物理過(guò)程，則滑塊(含遮光條)與鉤碼組成系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為________，動(dòng)能的增加量為________。 (2)某同學(xué)通

61、過(guò)改變A點(diǎn)的位置，得到幾組不同的L，同時(shí)測(cè)出相應(yīng)的Δt，他通過(guò)作L-()2圖象，發(fā)現(xiàn)該圖象是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，就此能否得出系統(tǒng)機(jī)械能守恒的結(jié)論？________(填“能”或“不能”)。 答案　(1)mgL　(m＋M)()2　(2)不能 解析　(1)根據(jù)功能關(guān)系，重力勢(shì)能的減少量等于重力做功的值，所以ΔEp＝mgL；滑塊通過(guò)光電門的速度v＝，所以系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝(M＋m)v2－0＝(m＋M)2。 9．(2019·江蘇省丹陽(yáng)市丹陽(yáng)高級(jí)中學(xué)三模)某小組測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。 (1)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示。從某個(gè)清晰的點(diǎn)O開始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)

62、計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)出1、2、3……，量出1、2、3……點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為s1、s2、s3……，從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，1、2、3……點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻分別為t1、t2、t3……，求得1＝，2＝，3＝……，作出-t圖象如圖丙所示，圖線的斜率為k，截距為b。則木塊的加速度a＝________；b的物理意義是______________________。 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得木塊的加速度為a，還測(cè)得鉤碼和木塊的質(zhì)量分別為m和M，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。 (3)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是________。 A．木板必須保持水平 B．調(diào)整滑輪高度，使細(xì)線與木板平行 C．鉤

63、碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量 D．紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力是產(chǎn)生誤差的一個(gè)因素 答案　(1)2k　O點(diǎn)的瞬時(shí)速度　(2)　(3)C 解析　(1)由題意可知，0～t時(shí)間內(nèi)的等于時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即＝v，而v＝v0＋a·，則有＝v0＋t。則-t圖象的斜率k＝，即a＝2k。圖線縱軸截距b是t＝0時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度，即表示打O點(diǎn)時(shí)木塊的瞬時(shí)速度。 (2)對(duì)鉤碼和木塊，由牛頓第二定律得： mg－T＝ma，T－μmg＝Ma 解得：μ＝。 (3)為了保證木板受到的壓力大小等于木塊的重力大小，木板必須保持水平，故A正確；調(diào)整滑輪高度，使細(xì)線與木板平行，從而使拉力與滑動(dòng)摩擦力共線，故B正確；由μ的表達(dá)式推

64、導(dǎo)可知，鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；設(shè)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力為f，則mg－T＝ma，T－μMg－f＝Ma，可得μ＝，與(2)中μ表達(dá)式比較可知，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力是產(chǎn)生誤差的一個(gè)因素，故D正確。本題選說(shuō)法錯(cuò)誤的，故選C。 10．(2019·河南六市高三第二次聯(lián)考)如圖是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊沿有一豎直立柱。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將球1拉到A點(diǎn)，同時(shí)把球2放在立柱上，由靜止釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞。碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)。測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒?，F(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)

65、離水平桌面的距離為a，B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c，此外，還需要測(cè)量的量是________________、________________、________________和________________。據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為________________________。 答案　彈性球1的質(zhì)量m1　彈性球2的質(zhì)量m2　立柱高h(yuǎn)　桌面高H　m1＝m1＋ m2 解析　要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，就需要知道碰撞前后的動(dòng)量，所以要測(cè)量1、2兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，要通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解碰撞后球2的速度，所以要測(cè)量立柱高h(yuǎn)，桌面

66、高H； 球1從A處下擺過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：m1g(a－h(huán))＝m1v，解得：v1＝；碰撞后球1上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：m1g(b－h(huán))＝m1v，解得：v2＝，碰撞后球2做平拋運(yùn)動(dòng)，有：t＝ ，所以球2碰后速度為：v3＝＝，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為：m1v1＝m1v2＋m2v3，代入數(shù)據(jù)得：m1＝ m1＋m2。 11．(2017·北京高考)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過(guò)滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A．直流電源 B．交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是______(選填選項(xiàng)前的字母)。 A．把長(zhǎng)木板右端墊高 B．改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn) (3)