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1、第 1 页 专题 15 力学实验 考题一“纸带类实验 新课标?考试大纲?规定六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、探究加速度与力、质量关系、探究做功与物体速度变化关系与验证机械能守恒定律.这类实验关键是要掌握纸带分析处理方法，对于纸带常有以下三大应用：要区别打点计时器打出点与人为选取计数点之间区别与联系，便于测量与计算.利用做匀变速直线运动物体在一段时间内平均速度等于中间时刻瞬时速度.如图 1 所示，打n点时瞬时速度vnxnxn12T.图 1 3.用“逐差法求加速度 如图 2 所示，ax4x5x6x1x2x33T2.图 2 有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度与加速度
2、测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d)通过光电门时间 t内平均速度看做物体经过光电门瞬时速度，即vdt.(2)求加速度：假设两个光电门之间距离为L，那么利用速度与位移关第 2 页 系可求加速度，即av 22v 212L.例 1 图 3 甲是“研究匀变速直线运动实验装置，图乙是该实验中获得一条纸带.所用交流电源频率为 50 Hz，A、B、C、D、E、F是纸带上计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出.图 3(1)实验时由于没有记录CD间读数，根据图乙中已有数据估算出CD间距离约为_ cm.(2)某同学在处理数据时将A点记为t0，B点记为t0.1 s，C点记为t0.2 s，将AB
3、间距离记为t0.1 s 时位移x11.50 cm，BC间距离记为t0.2 s 时位移x21.81 cm，并根据图乙中数据作出如图丙所示xt图象，该图线与纵坐标交点表示是_；假设该同学根据图象得出xt图象斜率为k(m/s)，那么该纸带运动时加速度大小是_ m/s2(请用斜率k来表示，数值概不给分).(3)假设将实验中打点计时器拿掉，改用在水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器与挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砂桶，如图丁所示，可以用来验证“牛顿第二定律，实验时，先测出小车、传感器与挡光板总质量m，再让小车从靠近光电门 1 处由静止开场运动，读出小车在两光电门之间运动时
4、间t.改变小车质量m，测得多组m、t值，建立坐标系描点作出图线，以下能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比图线是_.解析(1)由 xaT2，即EDCDCDBCaT2，第 3 页 得CDEDBC22.13 cm.(2)xt图象与纵坐标交点为OA距离；由vxt可知，且各段位移时间均为 0.1 s，故当纵坐标位移除以 0.1 s 时，即为各段平均速度值，那么加速度大小avtx0.1t10 xt10k.(3)小车从靠近光电门 1 处由静止开场做匀加速运动，位移x12at2.改变小车质量m，测得多组m、t值，那么加速度a2xt2，位移不变，故a与t2成反比，m与t2成正比，能直观得出“合外力一定时
5、，加速度与质量成反比图线是 C.应选 C.答案(1)2.13(2)OA之间距离 10k(3)C 变式训练 1.在用图 4 所示装置“验证牛顿第二定律实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F关系.图 4(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮长木板、垫木、导线及开关外，在以下器材中必须使用有_(选填选项前字母).A.220 V、50 Hz 交流电源 E.天平(附砝码)第 4 页(2)为了使细线对小车拉力等于小车所受合外力，以下操作正确是_.B.在调整长木板倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码与砝码盘通过细线挂在小车上 C.在调整长木板倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计
6、时器纸带连在小车上(3)某同学得到了图 5 所示一条纸带，由此得到小车加速度大小a_ m/s2.图 5 (4)在本实验中认为细线拉力F等于砝码与砝码盘总重力mg，三位同学利用实验数据作出aF图象如图 6 中 1、2、3 所示.以下分析正确是_(选填选项前字母).图 6(5)在本实验中认为细线拉力F等于砝码与砝码盘总重力mg，由此造成误差是_(选填“系统误差或“偶然误差).设拉力真实值为F真，小车质量为M，为了使mgF真F真5%，应当满足条件是mM_.答案(1)ACE(2)AC(3)15(4)B(5)系统误差 5%解析(1)打点计时器接交流电源，处理纸带时要用刻度尺测出计数点间距离，还要用到天平
7、测砝码与砝码盘质量，应选 A、C、E；(2)在平衡摩擦力时，不能挂盘；要保证细线与纸带与木板平行，先接通电源，再释放小车，假设纸带做匀速直线运动，那么纸带上点间距第 5 页 是均匀，即说明平衡了摩擦力，应选 A、C；(3)由图知AC6.40 cm，CE8.80 cm，CEACa(2T)2，得aCEAC4T215 m/s2；(4)出现图线 1 原因是平衡摩擦力过大，A 错误；出现图线 2 原因是砝码与砝码盘质量没有远小于小车质量，B 正确；出现图线 3 原因是平衡摩擦力时长木板倾斜度过小，使得摩擦力过大，C 错误.应选 B.(5)小车在做匀加速直线运动时，砝码与砝码盘也在做匀加速直线运动，细线拉
8、力F一定小于砝码与砝码盘总重力mg，此误差不可防止，为系统误差；小车与砝码与砝码盘都在做加速度为a匀加速直线运动，对砝码与砝码盘有mgF真ma，对小车有F真Ma，代入mgF真F真5%，得mM5%.d、质量为m金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处光电门，测得A、B间距离为H(Hd)，光电计时器记录下小球通过光电门时间为t，当地重力加速度为g.那么：图 7(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球直径d_ mm.(2)屡次改变高度H，重复上述实验，作出1t2随H变化图象如图丙所示，当图中量t0、H0与重力加速度g及小球直径d满足以下表达式：_时，可判断小球下落过程中机械能守恒
9、.(3)实验中发现动能增加量 Ek总是稍小于重力势能减少量 Ep，增加第 6 页 下落高度后，那么 EpEk将_(选填“增加“减小或“不变).答案(1)7.25(2)2gH0t 20d2(3)增大 解析(1)游标卡尺读数为：d(0.71050.05)mm7.25 mm；(2)假设减小重力势能等于增加动能时，可以认为机械能守恒；有：mgH12mv2，即 2gH0(dt0)2，得：2gH0t 20d2；(3)由于在该过程中有阻力做功，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，那么 EpEk将增大.3.某实验小组用图 8 甲实验装置探究合力做功与动能变化关系.铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木
10、板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q,P处放置一光电门.实验步骤是：图 8 用游标卡尺测出滑块挡光片宽度l，用天平测出滑块质量m；平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上PQ1，用刻度尺测出Q1到水平桌面高度H；保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2Q1Q2距离h1，将滑块从木板上Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块挡光时间t1；保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上放置位置，重复第 7 页 步骤数次.滑块沿长木板由Q2运动到P过程中，用测量物理量答复以下问题(重力加速度为g)：(1)滑块动能变化量 Ek_，(
11、2)滑块克制摩擦力做功Wf_，(3)合力对滑块做功W合_.某学生以铁架台竖直杆上放置位置到Q1距离h为横坐标，以滑块通过光电门挡光时间平方倒数1t2为纵坐标，根据测量数据在坐标系中描点画出如图乙所示直线，假设图线过原点，且图线斜率k_，那么能证明合外力做功等于物体动能增量.答案.(1)ml22t 21(2)mgH(3)mgh1.2gl2 解析(1)由于挡光片宽度很小，滑块通过光电门速度vlt1，滑块动能变化量 Ek12mv20ml22t 21(2)从Q1释放匀速下滑时，由动能定理有：mgHmglcos 0，且lcos x，得：mgxmgH，从Q2释放时，设长木板倾角为，Q2P长度为L，那么克制
12、摩擦力做功为WfmgLcos，且Lcos x，故WfmgH.(3)合力做功W合mg(Hh1)Wfmgh1.由动能定理：W合Ek，有mghml22t2，整理得：1t22gl2h，故图线斜率k2gl2.第 8 页 考题二“橡皮条“弹簧类实验 1.注意橡皮条、弹簧本身特点，力特点是不能突变，能特点是弹簧拉伸与压缩一样量势能相等，在实验中也会用到.2.弹簧弹性势能表达式不需推导与应用，但还是要知道，在验证性实验中常用到其结论.例 2 某物理兴趣小组同学在研究弹簧弹力时候，测得弹力大小F与弹簧长度l关系如图 9 所示，那么由图线可知：图 9 图 10(1)弹簧劲度系数为_ N/m.(2)为了用弹簧测定两
13、木块A与B间动摩擦因数，两位同学分别设计了如图 10 所示甲、乙两种方案.为了用某一弹簧测力计示数表示A与B之间滑动摩擦力大小，你认为方案_更合理.假设A与BA被拉动时，弹簧测力计a示数为 6.0 N，b示数为 11.0 N，c示数为 4.0 N，那么A与B间动摩擦因数为_.解析(1)由图知，当F0 时l020 cm，即弹簧原长，当F060 N时l40 cm，那么 lll00.2 m；由胡克定律得kFl600.2 N/m300 N/m；(2)乙方案：因在拉着物体A运动过程中，拉A弹簧测力计在不断地运动，示数可能会变化，读数不准；甲方案：弹簧测力计a是不动，第 9 页 指针稳定便于读数，故甲方案
14、更合理；由于弹簧测力计a示数为 6.0 N，故A、B间动摩擦因数FfFN6200.30.变式训练 4.某同学用如图 11 甲所示实验装置来验证“力平行四边形定那么.弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点OA与B示数，并在贴于竖直木板白纸上记录O点位置与拉线方向.图 11(1)本实验用弹簧测力计示数单位为 N，图乙中示数为_N.(2)以下实验要求中不必要是_.(填写选项前对应字母，下同)M所受重力 AO与BO之间夹角应尽可能大于 90 D.改变拉力大小与方向，进展屡次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)图丙是在白纸上根据实验结
15、果画出力图示，以下说法正确是_.F是力F1与F2合力理论值 F是力F1与F2合力理论值 C.F是力F1与F2合力实际测量值 D.本实验将细绳都换成橡皮条，同样能到达实验目(4)本实验采用科学方法是_.第 10 页 A.理想实验法 C.控制变量法 答案(1)3.80(3.793.81)(2)CD(3)BCD(4)B 解析(1)弹簧测力计每 1 N 被分成 10 格，每一小格为 0.1 N，那么弹簧测力计读数为 3.80 N；(2)细线应尽可能长一些，能更加准确记录力方向；实验通过作出弹簧弹力与重物重力这三个力图示，来验证“力平行四边形定那么，因此重物重力必须要知道；细线AO与BO之间夹角适当大一
16、点，不一定必须大于 90；只要验证两弹簧测力计拉力合力大小等于重物重力，方向竖直向上即可，每次只需保证O点保持静止即可，没必要每次都使O点静止在同一位置；(3)在本实验中，按照平行四边形定那么作出合力F是力F1与F2合力理论值，而用一个弹簧测力计拉出力F是F1与F2合力实际测量值，本实验将细绳都换成橡皮条，同样能到达实验目；(4)本实验采用科学方法是等效替代法.5.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图12(a)所示FL图象，由图象可知：弹簧原长L0_ cm，求得弹簧劲度系数k_ N/m.图 12(2)按如图(b)方式挂上钩码(每个钩码重G1 N)，使(1)中研究弹簧压缩，
17、稳定后指针指示如图(b)，那么指针所指刻度尺示数为_ cm.由此可推测图(b)中所挂钩码个数为_个.答案(1)3.0 200(2)1.50 3 第 11 页 解析(1)由胡克定律Fk(LL0)，结合图中数据得：L03.0 cm，k200 N/m.(2)由(b)图知指针所示刻度为 1.50 cm，由Fk(L0L)，得弹力为：F3 N，故所挂钩码个数为 3 个.6.在“验证力平行四边形定那么实验中，需要将橡皮条一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳套，如图 13 甲所示，实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，把橡皮条一端拉到O点，用铅笔描下O点位置与两个细绳套方向，并记录弹
18、簧测力计读数，然后只用一个弹簧测力计，通过细绳套再次把橡皮条一端拉到O点，记下弹簧测力计读数F与细绳方向，作出三个力图示，如图乙所示.图 13(1)以下说法正确是_.A.实验中两个细绳套应适当长一些，可以减小实验误差 B.在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计轴线方向 F1、F2图示时，必须选取同样标度，而作F图示时，可以选取不同标度 F1、F2与F三个力末端，验证所得图形是不是平行四边形(2)甲同学在做这个实验时，两个弹簧测力计量程都是 10 N，他把弹簧测力计校准零点之后，先测量一个质量为 1 kg 物体重力，发现弹簧测力计示数为 8.2 N，换用另外一个弹簧测力计测量这个物体重力，发现
19、示数还是 8.2 N，测量重力操作都是正确，如果用这两个弹簧测第 12 页 力计进展实验，对实验结果有影响吗？_(选填“有或“没有)，乙同学实验后才发现忘记对这两个弹簧测力计校准零点，他把两个弹簧测力计平放在实验台上，发现两个弹簧测力计示数都是 0.3 N，乙同学弹簧测力计对实验结果有影响吗？答案(1)AB(2)没有 有 解析(1)拉橡皮条细绳套适当长一些，以方便画出力方向，可以减小误差，故 A 正确；在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计轴线方向，否那么会影响拉力大小，故 B 正确；在作力F1、F2图示时，必须选取同样标度，而作F图示时，也必须选取一样标度，故 C 错误；根据F1、F2作出
20、平行四边形，比拟对角线与F关系，故 D 错误；(2)用两个校准零点后弹簧测力计测量同一个物体发现示数相等，那么这两个弹簧测力计劲度系数相等，用这两个弹簧测力计进展实验，拉力与伸长量成正比，对实验结果没有影响；假设两个弹簧测力计测量前都没有校零，且没有拉力时弹簧测力计示数都是 0.3 N，那么用此弹簧测力计测量时，弹力大小实际值应等于测量值减去 0.3 N，根据测量值作平行四边形时，误差较大，对实验有影响.考题三 力学创新拓展实验 探究型实验通常可分为两类：第一类为通过实验与实验数据分析得出物理规律；第二类为给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进展数据处理.第一类必须在实验数据上下工
21、夫，根据数据特点，第 13 页 掌握物理量间关系，得出实验规律；第二类必须从规律入手，正确选择测量物理量，根据问题联想相关实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤，记录实验数据并进展数据处理.例 3 某同学用如图 14 甲所示装置测滑块与木板间动摩擦因数.木板倾斜放置，滑块置于木板上端，并连接穿过打点计时器纸带.滑块从木板上端由静止滑下时打出纸带如图乙所示.(1)打点计时器所接交流电频率是 50 Hz，纸带上相邻两个计数点之间还有 4 个点没有画出，利用测得数据可得到滑块下滑加速度大小a_ m/s2(结果保存三位有效数字).(2)为了测出滑块与木板间动摩擦因数，该同学还测出了斜面长度l及高
22、度h.利用测量物理量、加速度a与重力加速度g表示滑块与木板间动摩擦因数_.图 14 解析(1)由 xaT2得：axDGxAD9T20.804 m/s2(2)根据牛顿第二定律有：mghlmgl2h2lma，得：ghalg l2h2.答案(1)0.804(2)ghalgl2h2 第 14 页 变式训练 7.科学探究活动通常包括以下环节：提出问题、作出假设、制定方案、搜集证据、评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系探究过程如下 A.有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关 B.他们方案利用一些“小纸杯作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯在空中直线下落时下落距
23、离、速度随时间变化规律，以验证假设 C.在一样实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯在空中下落过程中不同时刻下落距离，将数据填入表中.图 15(a)是对应位移时间图线，然后将不同数量“小纸杯叠放在一起从空中下落，分别测出它们速度时间图线，如图(b)中图线所示(1、2、3、4、5 分别为纸杯个数)D.同学们对实验数据进展分析、归纳后，证实了他们假设.(a)(b)图 15 答复以下提问：(1)与 上 述 过 程 中C步 骤 相 应 科 学 探 究 环 节 是_；(2)结合表格与图(a)，表中x处值应为_；时间(s)下落距离(m)第 15 页 x(3)根据图(b)中图线特点，可知“小纸杯在到达平衡
24、状态之前做_运动，空气阻力Ff与最终运动速度v大致关系为_.答案(1)搜集证据(2)1.937(3)加速度逐渐减小加速 Ffv2 解析(1)步骤 C 是按照一定原理测量出需要数据，以便对假设进展验证，故答案为：搜集证据.(2)图中AB段是直线，表示匀速直线运动；根据匀速直线运动规律知：在相等时间内通过位移一样，那么x1.447 m(1.4470.957)m1.937 m(3)图中五条曲线都逐渐变平，故都表示加速度逐渐减小；因杯子个数慢慢增大，重力关系为 12345，那么匀速运动时阻力之比也为12345；由数据得速度之比为1.21.72.12.42.7，那 么 速 度 平 方 之 比 可 近 似
25、 为：12345；由此得阻力应与速度平方成正比，故关系为：Ffv2.8.一个有一定厚度圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度增加量 与对应时间 t比值定义为角加速度.我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：(打点计时器所接交流电频率为 50 Hz，A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)第 16 页 如图 16 甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带一端穿过打点计时器限位孔，然后固定在圆盘侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；接通电源，打点计时器开场打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；经过一段时间，圆盘停顿转动与打点，取
26、下纸带，进展测量.(计算结果保存 3 位有效数字).图 16(1)用 20 分度游标卡尺测得圆盘直径如图乙所示，圆盘半径r为_ cm；(2)由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动角速度为_ rad/s；(3)纸带运动加速度大小为_m/s2，圆盘转动角加速度大小为_ rad/s2.解析(1)游标卡尺读数：d610 mm00.05 mm60.00 mm，即d6.000 cm，故r3.000 cm；(2)t0.1 s，打下计数点D时，vDCE2t0.389 m/s，那么vDr13.0 rad/s.(3)纸带运动加速度aCEAC4t20.593 m/s2，因t，vr，故角加速度为ar19.8 rad/s
27、2.9.某同学利用如图 17 所示装置来验证机械能守恒定律，设计了如下实验，A、B是质量均为m小物块，C是质量为M重物.A、B间有第 17 页 轻质弹簧相连，A、CB下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连.当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C速度.整个实验中弹簧均处于弹性限度内，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g.实验操作如下：图 17 C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C速度为v.(2)在实验中保持A、B质量不变，改变C质量M，屡次重复第(1)步；该实验中，M与m大小关系必须满足M_m(选填“小于“等于或“大于).该
28、实验中需要验证机械能守恒表达式为12(Mm)v2_.根据所测数据，还可以测得弹簧劲度系数：根据所测数据，作出“v21Mm图线，求出图线在纵轴上截距为b，那么弹簧劲度系数为_(用题给量表示).答案(2)大于 2mg2Mmk 4mg2b 解析(2)由题意知，为确保压力传感器示数为零，故弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C质量M要大于A质量m；刚释放C时，弹簧处于压缩状态，假设使压力传感器为零，那么弹簧拉力为Fmg，故弹簧形变量为 xx1x2mgkmgk2mgk，不管C质量如何，第 18 页 要使压力传感器示数为零，那么A物体上升了2mgk，C下落高度为2mgk.从释放到压力传感器示数为零，弹性势能不
29、变，重力势能减小量等于动能增加量，那么有：12(Mm)v2(Mm)gh(Mm)g2mgk，即12(Mm)v22mg2Mmk.由12(Mm)v22mg2Mmk得，v24mg2MmMmk8m2g2Mmk4mg2k，可知纵轴截距b4mg2k，解得k4mg2b.专题标准练 1.某同学利用如图 1 甲所示实验装置测重力加速度.图 1(1)请指出该同学在实验操作中存在两处明显错误或不当：_；_.第 19 页(2)该同学经正确操作得到如图乙所示纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.假设打点周期为T，那么打E点时重物速度表达式为v
30、E_；假设分别计算出各计数点对应速度数值，并在坐标系中画出速度二次方(v2)与距离(h)关系图线，如图丙所示，那么重力加速度g_ m/s2.(3)假设当地重力加速度值为 9.8 m/s2，你认为该同学测量值存在偏差主要原因是_.答案(1)打点计时器应接交流电源 重物释放时应紧靠打点计时器(2)h5h32T 9.4(3)空气阻力与摩擦阻力影响 解析(1)打点计时器应接交流电源；重物释放时应紧靠打点计时器.(2)利用匀变速直线运动推论vExDFtDFh5h32T；由图得斜率k18.8，由v22gh知，k2g，那么g9.4 m/s2.(3)测量值存在偏差主要原因是存在空气阻力与纸带通过打点计时器时摩
31、擦阻力.2.为了探究加速度与力、质量关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图 2 所示实验装置，小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与力传感器，丙图中M包括小车与与小车固连滑轮)，钩码总质量用m表第 20 页 示.图 2(1)图 3 是用图甲装置中打点计时器所打纸带一局部，O、A、B、C、D与E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示.图 3 那么OD间距离为_ cm.图4是根据实验数据绘出st2图线(s为各计数点至同一起点距离)，那么加速度大小a_ m/s2.(保存三位有效数字)图 4(2)假设乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器与测力计读数一样，通过计算得到小车加速度均为a,g为当地重力加速度
32、，那么乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为_.答案(1)1.20 0.933(2)12 解析(1)由图示刻度尺得OD间距离为：2.20 cm1.00 cm1.20 cm；由图线得斜率k，因小车做初速度为 0 匀加速直线运动，那么s12at2，比照图象有：k12a，那么a2k0.933 m/s2；(2)乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器与测力计读数一样，且通过计算得到小车加速度均为a，根据牛顿第二定律，那么有：FM乙a,2FM丙a，因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为 12.第 21 页 3.小张与小王在做“验证力平行四边形定那么实验中，实验步骤如下：图 5 用图钉把白纸钉在方木板上.把方
33、木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条一端固定在O点，橡皮条另一端拴上两个细绳套.小张同学用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置时，小王同学用铅笔描下结点位置，标上字母A，如图 5 丙所示.接着小王在两条细绳套方向上离A点比拟近地方点下了另两个点B、C，并记录弹簧秤读数F1、F2.移开两弹簧秤，从位置A画直线AB、AC，按选定标度作出两只弹簧秤拉力F1、F2图示，并用平行四边形定那么作出合力F图示.只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条结点再次拉到同样位置AA点按同样标度沿记录方向作出这只弹簧秤拉力F图示.比拟力F图示与合力F图示，看两者是否等长、同向.小张改变两个
34、力F1与F2大小与夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容易，小王就在结点移过A点时用手指将其按压在A点，接着记录下两弹簧秤方向与示数大小.接着重复步骤，最后得出结论：在误差允许范围内，力合成符合平行四边形定那么.(1)以上实验步骤中不恰当是_，有错误是_.第 22 页(2)甲、乙是两组同学作出图示，其中符合实际情况是_.答案(1)(2)甲 解析(1)在实验时，除记录弹簧秤示数外，还要记下两条细绳方向，以便确定两个拉力方向，这样才能作出拉力图示.实验步骤中不恰当是；小张改变两个力F1与F2大小与夹角，再次重复实验时，要让结点回到A点，但是不能用手指将其按压在A点，故错误.(2)实验测弹力
35、方向沿绳子方向，即图中AO方向，由于误差存在，作图法得到合力与实验值有一定差异，即作图得出合力方向与AO方向有一定夹角，故甲同学更符合实验事实.4.某班物理小组方案用一台具有摄像功能数码相机来研究弹簧做功规律.该小组设计装置如图 6 甲所示，光滑水平桌面离地高度为H0.8 m，轻质弹簧左端固定于竖直挡板上，挡板到桌面右端距离恰好等于弹簧原长.实验时将一质量为m200 g 小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧右端，释放后小滑块在弹力作用下向右运动，并离开桌面做平抛运动(不计空气阻力)，用数码相机将滑块运动过程拍成视频，改变滑块释放位置再拍，获得多个视频，每个视频都是由一样时间间隔照片连贯而成，通过
36、电脑将这些照片按时间顺序制作成频闪照片(如图乙所示)，筛选出 5 张频闪照片，用刻度尺测得照片中桌面离地高度h50.0 mm，再测出 5 张照片中x与sg10 m/s2.图 6 频闪照片序1 2 3 4 5 第 23 页 号 x/mm s/mm (1)分析图乙中滑块位置分布规律，可知该相机每秒能拍摄_张照片.(2)根据表中数据在图 7 中画出sx图象.图 7(3)假设测得sx图象斜率为k，那么弹簧对滑块功W可以表示成()A.Wmgk24hx2 B.WmgH2k24h2x2 C.WmgHk24h2x2 D.W12kx2 答案(1)15(2)见解析图(3)C 解析(1)由平抛运动规律得：滑块落地时
37、间t 2Hg s0.4 s；由图可知，0.4 s 中拍摄了 6 张照片，那么在 1 s 内能拍摄照片数n10.4615 张；(2)根据表中数据利用描点法可得出对应图象如下图；第 24 页(3)由题意可知，滑块实际水平距离xHhx；由平抛运动规律有：svt 得：vsts g2H 那么弹簧做功W12mv2mgs24H；因skx，代入可得：Wk2mgx24HmgHk24h2x2，应选 C.5.在“探究功与速度变化关系实验中，采用如图 8 甲所示装置，水平正方形桌面距离地面高度为h，将橡皮筋两端固定在桌子边缘上两点，将小球置于橡皮筋中点，向左移动距离s，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小球飞离桌面，测
38、得其平抛水平射程为L.改变橡皮筋条数，重复实验.图 8(1)实验中，小球每次释放位置到桌子边缘距离s应_(选填“不同“一样或“随意).(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标，为了在坐标系中描点得到一条直线，如图乙所示，应选_(填“L或“L2b，斜率为k，可求小球与桌面间动摩擦因数为_(使用题中所给符号表示).答案(1)一样(2)L2 b4khs 解析(1)为保证每根橡皮筋形变量相等，即每根橡皮筋弹力做功相等，故小球每次释放位置到桌子边缘距离s要一样；第 25 页(2)小球抛出后做平抛运动，由h12gt2，得：t2hg，初速度vLtLg2h，由动能定理：Wmgs12mv212mg2hL2，得WmgL
39、24hmgs 故应选L2为横坐标，那么有：kmg4h，bmgs，得：b4khs.6.某实验小组用如图 9 甲所示装置测量木板对木块摩擦力所做功.实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动.图乙是重物落地后打点计时器打出纸带，纸带上小黑点是计数点，相邻两计数点之间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间距离如下图.打点计时器所用交流电频率为 50 Hz.图 9 A点、B点时木块速度vA、vB，其中vA_ m/s.(结果保存两位有效数字)(2)要测量在AB段木板对木块摩擦力所做功WAB，还应测量物理量是_.(填入物理量前字母)L m1 m2 t 第 26 页(3)在AB段
40、木板对木块摩擦力所做功表达式WAB_.用vA、vB与第(2)问中测得物理量符号表示 答案(1)右端 0.72(2)B(3)12m1(v 2Av 2B)解析(1)重物落地后，木块继续做匀减速直线运动，相邻计数点间距离逐渐减小，纸带向右运动，故右端连着小木块；计数点间时间间隔为t0.02 s50.1 s，由匀变速直线运动推论得：打A点时速度vA0.068 40.074 80.2 m/s0.72 m/s.(2)(3)在AB段由动能定理：WAB12m1()v 2Av 2B，故还应测量木块质量m1，B 正确.B点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处箭头处放一锋利刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动
41、落到地面，PA位置到桌面高度h、桌面到地面高度H及平抛运动水平位移L即可.图 10(1)用游标卡尺测出小球直径d如图(b)所示，d_ cm；(2)为了测量小球下降高度，假设不测小球直径d，那么从位置A中_(选填“球下边沿或“球心)到桌面距离即为小球下降高度h；(3)实验中改变h，多测几次h与L数值，作出如图(c)所示图象 1，那么该图线斜率k_可证明小球下摆过程中机械能守恒；(4)假 设 作 出 图 象 为 如 图(c)所 示 图 象2，原 因 是第 27 页 _.答案(1)1.140(2)球下边沿(3)4H(4)h测大了 解析(1)游标卡尺读数为 d1.110 mm80.05 mm 11.40 mm1.140 cm.(2)由平抛运动性质可知，对于竖直方向高度是球下边沿离开桌面到下落到地面距离，故位置A到桌面高度h应从球下边沿开场测量；(3)球做圆周运动时有：mgh12mv2；球做平抛运动有：H12gt2，Lvt；联立得：L24Hh 即斜率k4H，可证明下摆过程中机械能守恒.(4)h测大了.