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專題 19 力學(xué)實驗 1.【淮北一中 2016～2017 學(xué)年度高三第三次月考】 （8 分）在用打點計時器驗證機械能守恒 定律的實驗中，使質(zhì)量為 m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點， 選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示． O為第一個點， A、 B、 C為從合適位置開始選取連 續(xù)點中的三個點．已知打點計時器每隔 0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹?g=9.80m/s2， 那么： （1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中 O點到 點來驗證機械能守恒定律； （2）從 O點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量 △Ep = J，動能增加量 △ Ek= J（結(jié)果取三位有效數(shù)字） ． （3）若測出紙帶上所有各點到 O點之間的距離，根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度 υ 及物體下 落的高度 h，則以 2v 為縱軸，以 h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是圖中的 【答案】 （1）B （2）1.88 1.84 （3）A （3）利用 2vh? 圖線處理數(shù)據(jù)，如果 21mghv?，那么圖線應(yīng)該是過原點的直線，斜率 就等于 g．故 A正確. 所以 A正確，BCD 錯誤。 考點：驗證機械能守恒定律 2.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中 2017屆高三上學(xué)期第四次月考】某物理興趣小組的同學(xué)在研究 彈簧彈力的時候，測得彈力的大小 F和彈簧長度 l的關(guān)系如圖 1所示，則由圖線可知： （1）彈簧的勁度系數(shù)為 N/m． （2）為了用彈簧測定兩木塊 A和 B間的動摩擦因數(shù) μ ，兩位同學(xué)分別設(shè)計了如圖 2所示的 甲、乙兩種方案． ①為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示 A和 B之間的滑動摩擦力的大小，你認為方案 更 合理． ②若 A和 B的重力分別為 10.0N和 20.0N．當 A被拉動時，彈簧測力計 a的示數(shù)為 6.0N，b 的示數(shù)為 11.0N，c 的示數(shù)為 4.0N，則 A和 B間的動摩擦因數(shù)為 ． 【答案】（1） 30/Nm；（2）①甲； ②0.3 （2）①甲乙兩種方案，在拉著物體 A運動的過程中，拉 A的彈簧測力計由于在不斷地運動， 示數(shù)可能會變化，讀數(shù)不是很準，彈簧測力計 a是不動的，指針穩(wěn)定，便于讀數(shù)，故甲方案 更合理； ②由于彈簧測力計 a示數(shù)為 6.0N，所以 A、 B間的動摩擦因數(shù) 620.3NfF??。 考點：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 【名師點睛】胡克定律公式 Fkx?中，是彈簧伸長或壓縮的長度，不是彈簧的長度．第 （2）關(guān)鍵明確實驗原理，根據(jù)平衡條件和滑動摩擦定律列式求解。 3． 【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中 2017屆高三上學(xué)期第四次月考】某同學(xué)設(shè)計了一個如圖 1所示 的裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，其中 A為滑塊，B 和 C是質(zhì)量可調(diào)的砝碼，不計繩 和滑輪的質(zhì)量及它們之間的摩擦，裝置水平放置。實驗中該同學(xué)在砝碼總質(zhì)量（m+m′=m 0） 保持不變的條件下，改變 m和 m′的大小，測出不同 m下系統(tǒng)的加速度 a，然后通過實驗數(shù) 據(jù)的分析就可求出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)。 （1）該同學(xué)手中有打點計時器、紙帶、質(zhì)量已知且可隨意組合的砝碼若干、滑塊、一端帶 有定滑輪的長木板、細線，為了完成本實驗，得到所要測量的物理量，還應(yīng)有 ____________。 A．秒表 B．毫米刻度尺 C．天平 D．低壓交流電源 （2）實驗中，該同學(xué)得到一條較為理想的紙帶，如圖 2所示，從清晰的 O點開始，每隔 4 個點取一計數(shù)點（中間 4個點沒畫出） ，分別記為 A、B、C、D、E、F，各計數(shù)點到 O點的距 離為 OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點計 時器打點頻率為 50Hz，則由此紙帶可得到打 E點時滑塊的速度 v=________m/s，此次實驗滑 塊的加速度 a=__________m/s2。 （結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） （3）在實驗數(shù)據(jù)處理中，該同學(xué)以 m為橫軸，以系統(tǒng)的加速度 a為縱軸，繪制了如圖 3所 示的實驗圖線，結(jié)合本實驗可知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) μ=_________。 （g 取 10m/s2） 【答案】（1）BD；（2）0.52，0.81；（3）0.3 （2）每隔 4個點取一計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為 0.1s，故用平均速度等于中間 時刻的瞬時速度可得： 221.804/4/4DOFBvmsT????? 同理可求， 016./.36CEAss? 由勻變速運動規(guī)律得： 2CEDv?所以：20.836/0.5/EDCvmss??? 由 2xat??可得： 202.1/.83CFxmst???。 （3）對 ABC系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律可得： ????001gMgmag????????? 所以， am?圖象中，縱軸的截距為 ，故 3， .。 考點：探究影響摩擦力的大小的因素 4.【蘭州市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期期中考試】 （6 分） “驗證力的平行四邊形定則”實 驗中： （1）部分實驗步驟如下，請完成有關(guān)內(nèi)容： A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端綁上兩根細線； B．在其中一根細線上掛上 5個質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄： 結(jié)點 O的位置、鉤碼個數(shù)及細線方向； C．將步驟 B中的鉤碼取下，分別在兩根細線上掛上 4個和 3個質(zhì)量相等的鉤碼，用兩 光滑硬棒 B、C 使兩細線互成角度，如圖乙表示，小心調(diào)整 B、C 的位置，使__________，并 記錄鉤碼個數(shù)及細線方向； （2）如果“驗證力的平行四邊形定則”得到驗證，那么圖乙中 cos???_______。 【答案】.（1）橡皮筋下端伸長到 O點 （2） cos???3:4 （2）設(shè)每個鉤碼的質(zhì)量為 m ，水平方向受力平衡，有： ??cos3cs4mg? 解得： 43cos??? 考點：)驗證力的平行四邊形定則。 【名師點睛】明確該實驗的實驗原理，了解具體實驗步驟以及具體的操作，尤其注意在記錄 力時不但要記錄大小還要記錄方向，該實驗采用的是“等效替換” ，兩次拉橡皮筋要到同一 位置。 5.【蘭州市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期期中考試】 （9 分) 為了探究質(zhì)量一定時加速度與力 的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中 M為帶滑輪的小車的質(zhì)量， m為砂和砂桶 的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計) （1）實驗時，一定要進行的操作或保證的條件是________。 A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力 C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計 的示數(shù) D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶 E．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量 m遠小于小車的質(zhì)量 M （2）該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出)。已 知打點計時器采用的是頻率為 50 Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 （3）以彈簧測力計的示數(shù) F為橫坐標，加速度 a為縱坐標，畫出的 a－ F圖象是一條直線， 圖線與橫軸的夾角為 θ ，求得圖線的斜率為 k，則小車的質(zhì)量為________。 A．2tan θ B． C． k D． 1tan θ 2k 【答案】 （1）BCD （2）1.3 （3）D （2）由于兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出，故單擺周期為 0.06s，由 可得： （3）對 a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，此題，彈簧測力計的示數(shù) 合F21?， 故小車質(zhì)量為 kaFm2??，故選 D。 考點：探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。 6.【遼師大附中 2016—2017學(xué)年上學(xué)期期中考試】某實驗小組采用如圖 1所示裝置探究鉤 碼和木塊組成系統(tǒng)的動能定理。實驗中，木塊碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計 時器的工作頻率為 f。用天平測出木塊的質(zhì)量為 M，鉤碼的質(zhì)量為 m。 圖 1 圖 2 （1）在實驗操作過程中，小組某些成員認為： A．連接電磁打點計時器的電源應(yīng)是 0～12 V 的低壓直流電源 B．實驗時，木塊與鉤碼的質(zhì)量一定要滿足 M遠大于 m C．實驗時，需要考慮到摩擦阻力 D．實驗時，先接通電源讓打點計時器打點，再釋放木塊讓鉤碼拉著木塊拖著紙帶運動 你認為以上合理的是____________。(填寫相應(yīng)的字母) （2）如圖 2所示是按照正確的實驗步驟得到的一條紙帶， O、 A、 B、 C、 D、 E為打點計時器 連續(xù)打的六個點(O 為打下的第一點)。用刻度尺測出 O到 D的距離為 s，則 D點的速度為 ______________。(用 s、 f表示) （3）木塊從靜止釋放滑行 s距離過程中，克服摩擦力做的功為_______。(重力加速度為 g) 【答案】 （1）CD （2） f （3） ??281fsmMgs?? （2）紙帶做勻變速直線運動，初速度為 0，(0 為打下的第一點)，所以平均速度等于末 速度的一半， 因此： 41sfvD?，解得： 2sfvD? （3）由動能定理，對鉤碼、木塊有: ??21Df vmMWmgs??,解得：??281fsMmgsWf ??? 。 考點：探 究 “合 力 做 功 與 動 能 變 化 的 關(guān) 系 ”。 7.【遼寧省鞍山市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第一次模擬考試】 （1）螺旋測微器的讀數(shù)： mm （2）游標卡尺的讀數(shù)： cm。 【答案】 （1）13.870mm （2）5.015cm 考點：螺旋測微器、游標卡尺的使用．菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有 【名師點睛】螺旋測微器是依據(jù)螺旋放大的原理制成的,即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周,螺桿便沿 著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進或后退一個螺距的距離.因此,沿軸線方向移動的微小距離,就能用圓周 上的讀數(shù)表示出來.螺旋測微器的精密螺紋的螺距是 0.5mm,可動刻度有 50 個等分刻度,可動 刻度旋轉(zhuǎn)一周,測微螺桿可前進或后退 0.5mm,因此旋轉(zhuǎn)每個小分度,相當于測微螺桿前進或后 退這 0.5/50=0.01mm.可見,可動刻度每一小分度表示 0.01mm,所以以螺旋測微器可準確到 0.01mm.由于還能再估讀一位,可讀到毫米的千分位,故又名千分尺. 公式：主尺（mm) +0.01mm多少格= mm。測量原理：游標卡尺的主尺的最小刻度為 1mm, 游標上共有 10個等 分刻度,全長為 9mm,也就是每個刻度為 0.9mm,比主尺上刻度小 0.1mm. 當測量爪并攏時游標 的零刻度線與主尺的零刻度對齊,此時示數(shù)為 0. 當游標向右移動 0.1mm,這時游標的 1刻度 與主尺的 1刻度對齊. 同理當游標向右移動 0.2mm,這時游標的 2刻度與主尺的 2刻度對齊 游標向右移動 0.3mm,這時游標的 3刻度與主尺的 3刻度對齊 游標向右移動 0.9mm,這時游標 的 9刻度與主尺的 9刻度對齊 游標向右移動 1mm,這時游標的 10刻度與主尺的 10刻度對齊 ，讀數(shù)時不估讀。 8.【遼寧省鞍山市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第一次模擬考試】為了探究加速度與力、質(zhì) 量的關(guān)系 （1）小亮利用如圖甲所示的實驗方案，探究小車質(zhì)量一定時加速度與合外力之間的關(guān)系， 圖中上下兩層水平軌道，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，將砝碼和砝碼盤的總重作為小車所受 合外力，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，并 同時停止． ①實驗前，下列操作必要的是 A．選用質(zhì)量不同的兩輛小車 B．調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使細線與軌道平行 C．使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 D．將軌道右端適當墊高，使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動，以平衡摩擦力 ②他測量了兩小車的位移為 x1，x 2，則 1a= ． （2）小明用如圖乙所示的裝置進行實驗 ①打出的一條紙帶如圖丙所示，計時器打點的時間間隔為 0.02s．他從比較清晰的 A點起， 每五個點取一個計數(shù)點，測量出各點到 A點的距離標在紙帶上各點的下方，則小車運動的加 速度為 m/s 2．(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) ②實驗前由于疏忽，小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的 a﹣F 圖象，可能是丁 圖中的圖線 （選填“1” 、 “2”、 “3”） ． ③調(diào)整正確后，他作出的 a﹣F 圖象末端明顯偏離直線，如果已知小車質(zhì)量為 M，某次所掛鉤 碼質(zhì)量為 m，則戊圖中坐標 a1應(yīng)為 ，a 2應(yīng)為 ． 【答案】①BCD；② 2x?； （2）①0.40；②3；③ 1mga?； 2? 【解析】 （1）本實驗需要用砝碼盤和砝碼的重力代替小車所受的合外力，當小車在軌道上滑 動時將會與軌道產(chǎn)生摩擦，那樣合力應(yīng)為砝碼盤和砝碼的重力減去摩擦力，因此需要平衡摩 擦力，即將軌道右端適當墊高，使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動，且應(yīng)該滿足 砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，細線的拉力為小車的合力，要求細線與木板平行， 所以應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平行，對小車質(zhì)量是否相同沒有要求，故 A錯誤， BCD正確．小車做初速度為零的勻加速直線運動：由位移與時間關(guān)系：x= 12at2，因運動時 間相等，則位移與加速度成正比．小車 1、2 的加速度之比為： 12ax?。 （2）①每五個點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔 T=0.1s，根據(jù)勻變速直線 運動的推論公式△x=aT 2得： ?? 2223.601/0.4/44.CEAxamssT????? 。 ②遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現(xiàn)當有拉力時，物體不動的情況，由牛頓第二定律可 知，即 F≠0 時，a=0．故圖線為：3， 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 9.【遼寧省沈陽市東北育才學(xué)校 2017屆高三上學(xué)期第二次模擬考試】高中電學(xué)實驗的核心 是測電阻，當然所測的對象是不同的，有燈泡的電阻、電阻絲的電阻、電表的電阻、電源的 電阻等；所用的方法也不同，有伏安法、半偏法、等效代替法等，其中最常用的是伏安法， 測量電路如圖所示： （1）為了減小電表內(nèi)阻引起的誤差，如果待測電阻和電表內(nèi)阻未知，可觀察電表的變化； 當開關(guān)由 a點變到接觸 b點時，電流表變化顯著，則開關(guān)應(yīng)接在 點，測量誤差較小。 （2）如果已知待測電阻和電表內(nèi)阻的大約值，為了減小測量誤差，應(yīng)進行的操作：當 xVAR? 時，開關(guān)應(yīng)接在 點。 （3）如果已知電壓表內(nèi)阻的準確值，則開關(guān)應(yīng)接在 點測量沒有系統(tǒng)誤差。 【答案】（1）b；（2）b；（3）a 【解析】（1）當開關(guān)由 a點變到接觸 b點時，電流表變化顯著，說明電壓表分流作用較大， 為減小實驗誤差，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，則開關(guān)應(yīng)接在 b 點。 （2）根據(jù)“內(nèi)大外小”的原則，當 2＞xAVR時，開關(guān)應(yīng)接在 b點。 （3）如果已知電壓表內(nèi)阻的準確值，由歐姆定律可以求出通過電壓表的電流，電流表采用 外接法時可以準確測出通過電阻的電流，則開關(guān)應(yīng)接在 a點測量沒有誤差。 考點：伏安法測電阻 【名師點睛】本題考查了伏安法測電阻電流表內(nèi)外接法的選擇，應(yīng)用伏安法測電阻選擇合適 的電路可以減小系統(tǒng)誤差，要掌握電流表接法的判斷方法。 10.【遼寧省沈陽市東北育才學(xué)校 2017屆高三上學(xué)期第二次模擬考試】如圖所示為用光電門 測定鋼球下落時受到的阻力的實驗裝置．直徑為 d、質(zhì)量為 m的鋼球自由下落的過程中，先 后通過光電門 A、 B，計時裝置測出鋼球通過 A、 B的時間分別為 tA、 tB．用鋼球通過光電門 的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度．測出兩光電門間的距離為 h，當?shù)氐闹亓?加速度為 g． （1）鋼球下落的加速度大小 a＝________，鋼球受到的空氣平均阻力 Ff＝________． （2）本題“用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度” ，但從嚴格 意義上講是不準確的，實際上鋼球通過光電門的平均速度________（選填“>”或“<” ）鋼 球球心通過光電門的瞬時速度． 【答案】（1） 21()BAdth? ， 2()BAdmgth? ；（ 2）>m；（2）AC；（3）0.45；（4）A 【解析】（1）小車所受的合力等于繩子的拉力，對整體運用牛頓第二定律得：ag?? ， 隔離對 M分析，有： 1gFamM???，當 ?時，可認為小車受到合外力大 小等于砝碼乙和砝碼盤的總重力。 （3）每打五個點取一個計數(shù)點，又因打點計時器每隔 0.2s打一個點，所以相鄰兩計數(shù)點間 的時間 0.1Ts?，根據(jù) 2xaT??，則： 2222450/.45/1.mxs ????? 。 （4）分別對小車與砝碼列出牛頓第二定律，對小車有 FMa，對砝碼有 Fgma?， 兩式聯(lián)立可得 1amgMg???，作圖時應(yīng)作出 1??圖象，故選項 A正確。 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 12.【江西省贛州市十三縣（市）十四校 2017屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考】關(guān)于在做“驗證力的 平行四邊形定則”實驗時： （1）下列敘述正確的是（ ） A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大 B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力 C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置 O．這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計 拉力的效果相同 D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，只需調(diào)整另一只 彈簧測力計拉力的大小即可 （2）如圖是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個實驗比較符合實 驗事實？（力 F′是用一只彈簧測力計拉時的圖示） 答： ． （3）在以上實驗結(jié)果比較符合實驗事實的一位同學(xué)中，造成誤差的主要原因是：（至少寫 出兩種情況） 答： ， ． 【答案】（1）AC； （2）張華； （3）① 1F的方向比真實方向偏左；② 2F的大小比真實值偏小且方向比真實方向偏左 （2）用平行四邊形定則求出的合力可以與橡皮條拉力的方向有偏差，但用一只彈簧測力計 拉結(jié)點的拉力與橡皮條拉力一定在同一直線上，故張華作的符合實驗事實符合實驗事實。 （3）出現(xiàn)誤差的原因主要是測力的大小時出現(xiàn)誤差，或者在做平行四邊形時出現(xiàn)誤差，故 具體情況可能為：① 1F的方向比真實方向偏左；② 2F的大小比真實值偏小且方向比真實方 向偏左；③作圖時兩虛線不分別與 1線和 2線平行。 考點：驗證力的平行四邊形定則 【名師點睛】解答實驗的出發(fā)點為明確實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理，明確合力和分力之 間的關(guān)系，同時注意應(yīng)用所學(xué)物理基本規(guī)律解決實驗問題。 13.【江西省贛州市十三縣（市）十四校 2017屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考】某實驗小組用 DIS來 研究物體加速度與力的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示．其中小車和位移傳感器的總質(zhì)量為 M， 所掛鉤碼總質(zhì)量為 m，軌道平面及小車和定滑輪之間的繩子均水平，不計輕繩與滑輪之間的 摩擦及空氣阻力，重力加速度為 g．用所掛鉤碼的重力 mg作為繩子對小車的拉力 F，小車加 速度為 a，通過實驗得到的 Fa?圖線如圖乙所示． （1）保持小車的總質(zhì)量 M不變，通過改變所掛鉤碼的質(zhì)量 m，多次重復(fù)測量來研究小車加速 度 a與 F的關(guān)系．這種研究方法叫 ． （填下列選項前的字母） A．微元法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．科學(xué)抽象法 （2）若 m不斷增大，圖乙中曲線部分不斷延伸，那么加速度 a趨向值為 ． （3）由圖乙求出 M= kg；水平軌道對小車摩擦力 f= N． 【答案】（1）C；（2） g；（3） 16． ； 08． 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 14.【湖北省華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期期中考試】某實驗小組利用如題 圖甲所示的裝置探究功和動能變化的關(guān)系，他們將寬度為 d的擋光片固定在小車上，用不可 伸長的細線將其通過一個定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的 A、 B兩點各安裝一個光電 門，記錄小車通過 A、 B時的遮光時間，小車中可以放置砝碼。 （1）實驗主要步驟如下： ①將木板略微傾斜以平衡摩擦力，使得細線拉力做的功等于合力對小車做的功。 ②將小車停在 C點，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細線拉動下運動，記錄此時小車、小車中 砝碼和擋光片的質(zhì)量之和為 M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為 m，小車通過 A、 B時的遮光 時間分別為、 2t，則小車通過 A、 B過程中動能的變化量 Δ E=_______（用字母 M、 、 2t、 d 表示） 。 ③在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復(fù)②的操作。 ④用游標卡尺測量擋光片的寬度 d （2）下表是他們測得的多組數(shù)據(jù)，其中 是小車、小車中砝碼和擋光片的質(zhì)量之和， |v － v | 是兩個速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量 Δ E，取繩上拉力 F大小近似等2 21 cm 于砝碼盤及盤中砝碼的總重力， W是 F在 A、 B間所做的功。表格中 Δ E3＝_______， W3＝__________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 。 次數(shù) M/kg |v -v |/(m/s)22 21 Δ E/J F/N W/J 1 1．000 0．380 0．190 0．400 0．200 2 1．000 0．826 0．413 0．840 0．420 3 1．000 0．996 Δ E3 1．010 W3 4 2．000 1．20 1．20 2．420 1．21 5 2．000 1．42 1．42 2．860 1．43 （3）若在本實驗中沒有平衡摩擦力，假設(shè)小車與水平長木板之間的動摩擦因數(shù)為 ?。利 用上面的實驗器材完成如下操作：保證小車質(zhì)量不變，改變砝碼盤中砝碼的數(shù)量（取繩上拉 力近似為砝碼盤及盤中砝碼的總重力） ，測得多組 m、 、 2t的數(shù)據(jù)，并得到 m與212???????tt 的關(guān)系圖像，如圖乙所示。已知圖像在縱軸上的截距為 b，直線 PQ的斜率為 k， A、 B兩點的距離為 s，擋光片的寬度為 d，則 ?=_______(用字母 b、 d、 s、 k、 g表示)。 【答案】（1） ])([2121tdtM?；（2） 0.498J， .50；（3） gskbd2 【解析】（1）①小車通過 A時的速度為： 1 ＝Advt， 小車通過 B時的速度為： 2 ＝Bdvt， 則小車通過 A、 B過程中動能的變化量為： 2211＝EMdtt??????????? 。 （2）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律，有： 21()0.96.48＝ ＝ ＝EMJv???， 觀察 FW?數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上有： 3.5WJF?。 考點：探究功與速度變化的關(guān)系 15.【陜西省寶雞中學(xué) 2017屆高三月考（二）理科綜合】在做“研究勻變速直線運動”的實 驗時，某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖 1所示，并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G7 個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有 4個點圖中沒有畫出，電火花計 時器接“220V，50Hz”交流電源 （1）設(shè)電火花計時器的周期為 T，計算 F點的瞬時速度 Fv=______； （2）他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打 B、C、D、E、F 各點時物體的瞬時速度如表， 以 A點對應(yīng)的時刻為 t=0，試在圖 2所示坐標系中合理地選擇標度，作出 v-t圖像，并利用 該圖像求出物體的加速度 a=________ 2/ms； （3）如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成 210V，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的 測量值與實際值相比______。 （填“偏大” 、 “偏小”或“不變” ） 【答案】 （1） 640dT?（2）如圖所示； 20.4/ms（3）不變 （2）作出 v﹣t 圖象如圖所示，注意盡量使描出的點落到直線上，不能落到直線上的點盡量 讓其分布在直線兩側(cè)． 由速度﹣時間圖象的斜率表示加速度，得： 220.31/0.4/5vamsst???? （3）電網(wǎng)電壓變化，并不改變打點的周期，故測量值與實際值相比不變 考點：“研究勻變速直線運動”的實驗 【名師點睛】做分析勻變速直線運動情況時，其兩個推論能使我們更為方便解決問題，一、 在相等時間內(nèi)走過的位移差是一個定值，即 2xaT??，二、在選定的某一過程中，中間時 刻瞬時速度等于該過程中的平均速度 16.【陜西省寶雞中學(xué) 2017屆高三月考（二）理科綜合】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的 關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，其中 M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，n 為砂和砂桶的 質(zhì)量， （滑輪質(zhì)量不計） （1）實驗時，一定要進行的操作或保證的條件是________． A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力 C．小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計 的示數(shù) D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶 E．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量 m遠小于小車的質(zhì)量 M （2）該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出） 。已 知打點計時器采用的是頻率為 50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_______2/ms （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）以彈簧測力計的示數(shù) F為橫坐標，加速度為縱坐標，畫出的 a-F圖像是一條直線，圖 線與橫軸的夾角為，求得圖線的斜率為 k，則小車的質(zhì)量為________ A． 2tan? B． 1tan? C．k D． 2k 【答案】 （1）CD（2） 2.3/ms（3）D （3）對小車受力分析，由牛頓第二定律可得： 2FMa?，可得： 2F?，即2tankM?? ，解得 D正確， 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實驗 17.【哈三中 2016—2017學(xué)年度上學(xué)期高三學(xué)年期中考試】用如圖所示裝置做《探究功與速 度變化的關(guān)系》實驗 （1）該實驗釆用了的方法使實驗數(shù)據(jù)處理得以簡化。 A．極限法 B．成倍增加 C．理想化模型 D．等效替代 （2）實驗時，以下說法正確的是 A．該實驗不需要平衡摩擦力 B．橡皮筋每次拉伸的長度應(yīng)越來越長 C．先釋放小車，再接通打點計時器電源 D．每次都應(yīng)選擇紙帶上點跡均勻的部分計算小車速度 【答案】 （1）B（2）D 考點：《探究功與速度變化的關(guān)系》實驗 【名師點睛】實驗原理：橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的動能，實驗中改變拉力做功時，為 了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù) 關(guān)系；根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題． 18.【哈三中 2016—2017學(xué)年度上學(xué)期高三學(xué)年期中考試】在“驗證機械能守恒定律”的實 驗中（所用電源頻率為 50Hz）： （1）某同學(xué)用如甲圖所示裝置進行實驗，得到如乙圖所示的紙帶，把第一個點（初速度為 零）記作 O點，測出點 O、A 間的距離為 89.36cm，點 A、C 間的距離為 17.24cm，點 C、E 間 的距離為 18.76cm，已知當?shù)刂亓铀俣葹?9.80m/s2，重錘的質(zhì)量為 m=1.0kg，則打點計時 器在打 O點到 C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為______J，重力勢能的減少量為 ______J。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字） （2）利用該裝置可以測量重錘下落的加速度 a=____m/s2。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 【答案】 （1）10.1； 10.4（2）9.50 考點：“驗證機械能守恒定律”的實驗 19.【山東省實驗中學(xué) 2017屆高三第二次診斷性考試】如圖為“驗證力的平行四邊形定則” 實驗，三個細線套 123L、 、 一端共系于一個結(jié)點，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測力計 A、B 和重物 M上，A 掛于固定點 P，手持 B拉動細線，使結(jié)點靜止于 O點。 （1）某次實驗中 A的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為________N； （2）實驗時要讀出 A、B 的示數(shù)，還要再貼與豎直木板的白紙上記錄 O點的位置， _____、______和_________。 （3）下列實驗要求中必要的是__________ A．彈簧測力計需要在實驗前進行校零 B．需要測量重物 M的重力 C．多次實驗時彈簧測力計 B始終保持水平 D．多次實驗時結(jié)點必須在同一點 【答案】 （1）2.00N （2） 123L、 、 的方向（3）AB 【解析】（1）彈簧測力計讀數(shù)，每 1N被分成 5格，則 1格就等于 0.1N．所以讀數(shù)為 2.00N （2）彈簧測力計 A掛于固定點 P，下端用細線掛一重物 M．彈簧測力計 B的一端用細線系于 O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點 O靜止在某位置．分別讀出彈簧測力計 A和 B的示數(shù)，并 在貼于豎直木板的白紙上記錄 O點的位置和三條細線的方向． 考點：“驗證力的平行四邊形定則”實驗 【名師點睛】本實驗要掌握彈簧測力計讀數(shù)、減小實驗誤差的方法，對彈簧測力計讀數(shù)時要 先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直． 20.【山東省實驗中學(xué) 2017屆高三第二次診斷性考試】如圖所示為探究物體運動加速度與物 體質(zhì)量，物體受力關(guān)系的實驗裝置，砂和砂桶質(zhì)量用 m表示，小車和車上所加砝碼總質(zhì)量用 M表示，小車運動加速度用 a表示。 （1）實驗過程中需要適當抬起長木板的一端以平衡小車所受的摩擦力，該步驟中木板被抬 起的角度與小車質(zhì)量_______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)” ） （2）在探究加速度與小車受力關(guān)系過程中，甲和乙兩小組分別用下列兩組數(shù)據(jù)進行實驗操 作，其中你認為合理的是_____________（選填“甲”或“乙” ） （3）在探究加速度與小車質(zhì)量過程中，應(yīng)保持______不變，通過增減小車中砝碼改變小車 質(zhì)量 M，實驗測出幾組 a、M 數(shù)據(jù)，下列圖線能直觀合理且正確反映 a-M關(guān)系的是 【答案】 （1）無關(guān)（2）乙（3）砂和砂筒質(zhì)量、C （3）當研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系時，需要保持外力恒定，本實驗中砂和砂筒的重力提供小 車運動的外力，故需要保持砂和砂筒質(zhì)量不變，當小車的質(zhì)量遠遠大于砂桶的總質(zhì)量時，砂 桶對小車的拉力近似等于沙桶的總重力，此時 1aM?為直線，當當小車質(zhì)量 M不遠大于重物 質(zhì)量 m時，小車受到的拉力明顯小于重物重力， 圖象向下彎曲，故 C正確； 考點：考查了驗證牛頓第二定律實驗 21.【山東省實驗中學(xué) 2017屆高三第一次診斷性考試】如圖所示的裝置可以做許多力學(xué)實驗。 以下說法正確的是____(選對 1個得 2分；選對 2個得 4分；選對 3個得 6分。每選錯 1個 扣 3分，最低得分為 0分) A．用此裝置“研究勻變速直線運動”時，必須設(shè)法消除小車和滑軌間的摩擦阻力的影響； B．用此裝置探宄“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細 線與滑軌平行； C．用此裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，每次增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時， 必須重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度； D．用此裝置驗證動能定理時，需要平衡摩擦力； E．用此裝置做實驗時，應(yīng)該先接通電源讓打點計時器正常打點后再釋放小車 【答案】BDE 考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系 22.【河北省石家莊市第二中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第二期聯(lián)考】某科技小組用如圖甲所示裝 置驗證動能定理，一端固定有定滑輪且?guī)в锌潭瘸叩膬A斜氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，導(dǎo)軌 上 A點處有一總質(zhì)量為 M帶遮光片的長方形滑塊，滑塊用平行斜面的輕細繩通過定滑輪與一 拉力傳感器相連，實驗步驟如下： ①用游標卡尺測出遮光片的寬度 d； ②安裝好實驗器材，給氣墊導(dǎo)軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)，記為 F，同時從氣 墊導(dǎo)軌刻度尺上讀出滑塊與光電門之間的距離 L； ③剪斷細繩，讓滑塊滑向光電門，并記錄滑塊通過光電門的時間 t； ④多次改變滑塊與光電門之間的距離，記錄相應(yīng)的 L與 t的值，結(jié)果如表所示。 請回答下列問題： （1）用游標卡尺測量遮光片寬度 d的測量結(jié)果如圖乙所示，則 d? cm； （2）剪斷細繩后，在滑塊從 A運動至 B的過程中，若動能定理成立，則在本實驗中 21t與 L 的關(guān)系式為 21t? ； （3）以 L為橫坐標， 2t為縱坐標，請在圖丙所示的坐標系中描點，并作出 21Lt?圖像，根 據(jù)你所作的圖像，本實驗 （填“能”或“不能）驗證動能定理。 【答案】⑴1.00；⑵ 2FLMd ⑶如圖所示： 【解析】（1）根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則：主尺部分為： 10m；標尺部分為：0.m?? 故游標卡尺讀數(shù)為： 10. .mc???； （2）根據(jù)光電門可得，小球到達光電門的速度為： dvt，則從 A到 B根據(jù)動能定理可得：21FLMdt??????? ，則整理可以得到： 221FLMt。 （2）由 22可得 1Lt?成正比例關(guān)系，則由圖像可知可以驗證動能定理，圖像如圖 所示： 考點：探究功與速度變化的關(guān)系 23.【廣東省韶關(guān)市六校 2017屆高三 10月聯(lián)考】某同學(xué)“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置 如圖所示，其中電源的頻率為 50Hz。 （1）她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力 F，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，她先 做了兩方面的調(diào)整措施： a．用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是______________________． b．使砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于________________． （2） 實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度 a＝________m/s 2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【答案】 （1）a.平衡摩擦力 b．砂桶的重力（2）0.88 （2）由圖示紙帶可知，計數(shù)點間的時間間隔： 0.25.1st??，由勻變速直線運動的推 論： 2xat??可知，加速度： 24128648/3xamt??． ； 考點：“驗證牛頓第二定律”的實驗 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，在本實驗中，知道兩 個認為：1、認為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認為沙和沙桶的總重力等于小車所受 的合力． 24.【廣東省韶關(guān)市六校 2017屆高三 10月聯(lián)考】如圖甲所示實驗裝置，可以測量滑塊經(jīng)過 斜面底端的瞬時速度． （1）用游標卡尺測量擋光片的寬度 d，示數(shù)如圖乙所示，可讀得 d= cm； （2）讓裝有擋光片的滑塊從斜面上端由靜止釋放，測得它經(jīng)過光電門時擋光片的擋光時間 為 0.002s，則滑塊經(jīng)過斜面底端時的速度 v= m/s（保留二位有效數(shù)字） ；擋光片平行 安裝于滑塊運動的豎直平面，但未與斜面垂直（如圖丙） ， 則速度的測量值比真實值偏 ____（填“大”或“小” ，檔光片足夠長） ． （3）若測得滑塊下滑高度為 h，水平位移為 x，則可得出滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù) μ= ____（用符號 h、v、x 和重力加速度 g表示） ． 【答案】 （1）1.02；（2）5.1 ??；（3） 2hvx? 【解析】（1）游標卡尺的讀數(shù)為 10m.10.m.2c?? （2）用滑塊通過的平均速度來代替瞬時速度大小，有： 015./.dvmst?? 擋光片平行安裝于滑塊運動的豎直平面，但未與斜面垂直，當通過光電門時，使得時間變長， 然而在求瞬時速度時，仍用擋光片的寬度與變長的時間的比值，導(dǎo)致瞬時速度變小，則速度 的測量值比真實值偏??； （3）設(shè)下滑位移為，根據(jù)速度-位移公式有： 2val?①，根據(jù)牛頓第二定律有：sincosmgma???? ②，其中 sincoshxll?， ③，聯(lián)立①②③解得：2hvx? ． 考點：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗 25.【大慶中學(xué) 2016—2017學(xué)年上學(xué)期期中考試高三物理試題】某同學(xué)使用游標為 10個小 等分刻度的游標卡尺測量一物體的尺寸，得到圖中的游標卡尺的讀數(shù)，由于遮擋，只能看到 游標的后半部分，圖中游標卡尺的讀數(shù)為 mm。 【答案】54.5mm 考點：考查了游標卡尺讀數(shù) 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)， 在讀可動刻度讀數(shù)時不需估讀，同時注意游標卡尺的精確度． 26.【大慶中學(xué) 2016—2017學(xué)年上學(xué)期期中考試高三物理試題】某同學(xué)用如圖所示的裝置測 定重力加速度： ①打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的 端應(yīng)和重物相連接（選填“甲”或“乙” ） 。 ②實驗中在紙帶上連續(xù)打出點 1、2、3、……、9，如圖所示，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時 的加速度為 m/s 2(保留兩位有效數(shù)字)。 【答案】乙 9.4 【解析】剛開始時，由于剛開始加速，速度較小，打出的相鄰點間的距離較小，隨著速度越 來越大，點跡間隙越來越大，故乙端連接重物；根據(jù)逐差法可得 223785xgT??，0.2Ts? ，解得 29.4/gms? 考點：測定重力加速度實驗 27.【江西省鷹潭市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第四次月考】在“探究動能定理”的實驗中， 某同學(xué)是用下面的方法和器材進行實驗的，放在長木板的小車，由靜止開始在幾條完全相同 的橡皮筋的作用下沿木板運動，小車拉動固定在它上面的紙帶，紙帶穿過打點計時器，關(guān)于 這一實驗，下列說法中正確的是 A．長木板要適當傾斜，以平衡小車運動中受到的阻力 B．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應(yīng)選用紙帶上打點最密集的部分進行計算 C．重復(fù)實驗時，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同 D．利用紙帶上的點計算小車的速度時，應(yīng)選用紙帶上打點最稀疏的部分進行計算 【答案】ACD 考點：“探究動能定理”的實驗 【名師點睛】實驗時，先要平衡摩擦力，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有 n根相同橡皮 筋并系在小車上時，n 根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的 n 倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，再加上打點計時器測出小車獲 得的最大速度即動能可求． 28.【江西省鷹潭市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第四次月考】在用“打點計時器驗證機械能 守恒定律”的實驗中，質(zhì)量為 m=1.00kg的重物拖著紙帶豎直下落，打點計時器在紙帶上打 下一系列點，如圖所示，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 0.04s，P 為紙帶運動的起點，從 P點 到打下 B點的過程中重力勢能的減少量 PE??_____________J，在此過程中物體的動能增量kE?? _____________J， （ 29.8/gms，答案表劉三位有效數(shù)字） 。用 v表示各計數(shù)點的速 度，h 表示各計數(shù)點到 P點的距離，以 v為縱軸，以 h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出 2h? 的 圖線，該圖線的斜率表示某個物理量的數(shù)值時，說明重物下落過程中的機械能守恒，該物理 量是___________。 【答案】2.28J；2.26J；重力加速度 考點：“打點計時器驗證機械能守恒定律” 【名師點睛】對于物理量線性關(guān)系圖象的應(yīng)用我們要從兩方面：1、從物理角度找出兩變量 之間的關(guān)系式 2、從數(shù)學(xué)角度找出圖象的截距和斜率，兩方面結(jié)合解決問題． 29.【江西省鷹潭市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第四次月考】一水平放置的圓盤繞豎直固定 軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為 2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準，使 二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動， 激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感 器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經(jīng)過處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置 示意圖，圖（b）為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標表示時間，縱坐標表示接收 到的激光信號強度。圖中 31.0ts????， 320.81ts????，利用圖 b中的數(shù)據(jù)可以知道 A．圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為 2.5(/)rads? B．激光器和傳感器沿半徑移動的方向是沿半徑向圓心 C．激光器和傳感器沿半徑移動的方向是沿半徑向外 D．激光器和傳感器沿半徑方向移動的速度大小是 1/4ms? 【答案】ACD 考點：考查了圓周運動規(guī)律的應(yīng)用 30.【河南省南陽市第一中學(xué) 2017屆高三上學(xué)期第三次月考】用螺旋測微器測圓柱體的直徑 時，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為 mm，用 20分度的游標卡尺測量某物 體的厚度時，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為 mm。 【答案】 （1）6.1250.002，63.60 【解析】螺旋測微器的固定刻度讀數(shù) 6mm，可動刻度讀數(shù)為 0.0112.5=0.125mm，所以最終 讀數(shù)為：6mm+0.125mm=6.125mm；游標卡尺的主尺讀數(shù)為 6.3cm，游標尺上第 12個刻度與主 尺上某一刻度對齊，因此游標讀數(shù)為 0.0512mm=0.60mm=0.060cm，所以最終讀數(shù)為： 6.3cm+0.060cm=6.360cm=63.60 mm． 考點：考查了游標卡尺，螺旋測微器的讀數(shù) 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法 是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度 讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．