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1、1专题十五专题十五力学实验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、
2、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)知识点一、测量读数类仪器使用知识点一、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)刻度格数刻度总长度(mm)每小格与 1 毫
3、米差(mm)1090.10.120190.050.0550490.020.02(2)游标卡尺的读数方法:以游标零刻度线位置为准， 在主尺上读取整毫米数;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;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 分度的游标卡尺精确度为150mm0.02 mm.2(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 025 mm，精确度是 0.5 mm500.01 mm.螺旋测微器
4、的读数方法: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.0.5 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 0.01mm.测量长度为上述二者之和.如图所示读数为 6 mm0.5 mm20.20.01 mm6.702 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.知识点二、力学实验知识点二、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
5、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 sn1，由公式 vnsnsn12T算出.(如图所示)，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.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利用纸带计算加速度a 利用 asT2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ssn1snaT2求加
6、速度 a，为了减小实验误差可用“逐差法”，snsm(nm)aT2.b图象法3利用 vnsnsn12T算出相应时刻点的速度，画出 vt 图象，根据图线的斜率计算加速度2“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 Fx 坐标系，描点画图研究力的变化规律.(2)应用根据平行四边形定则验证力的合成与分解.探究弹力和弹簧伸长量的关系.知识点三、实验误差知识点三、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
7、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
8、：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.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.乘方不算有效数字;比如 3.020103m/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)图象法高频考点一高频考点一纸带类实验纸带类实验1打点计时器系列五个实验力学实验中用到打点计时器的实验有 5 个，分别是用打点计时器测速度，探究小车速度随时间变化的4规律，探究加速度与力、质量的关系，探究做功与速度变化的关系及验证机械能守恒定律2纸带数据的处理方法3平衡摩擦力的两个实
9、验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑4三个关键点(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源，打点稳定后，再释放纸带(3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、截距等的物理意义例 1、（2019新课标全国卷）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸
10、带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出。在 ABCDE 五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出 C 点时物块的速度大小为m/s（保留 3 位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s2（保留 2 位有效数字）。【变式探究】验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率 f50 Hz，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量从起始点 O 依次到 A、B、C、D、E、F 各点的距离分别记作 x1、x2、x3、x4、5x5、x6，并记录在下表中.符号x1x2x3x4x5x6数值(102m)0.190.761.71
11、3.064.786.87(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是()A重锤的质量B重力加速度C重锤下降的高度D重锤的瞬时速度(2)该同学用重锤在 OE 段的运动来验证机械能守恒定律已知重锤的质量为 1 kg，当地的重力加速度 g9.80 m/s2.则此过程中重锤重力势能减少量为_J，而动能的增加量为_J(结果均保留 3 位有效数字)(3)另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中的加速度 a， 为了充分利用记录数据， 尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，他的计算式应为 a_，代入数据，求得 a_m/s2(结果保留3 位有效数字)因此_(填“能”或“不能”)用 vgt 求重锤在 E 点处
12、的速度【变式探究】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为 m1.00 kg 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示O 为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，当地的重力加速度 g 取9.80 m/s2.则：(1)根据图上所得的数据，应取图中 O 点到_点来验证机械能守恒定律(2)从 O 点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量Ep_J，动能增加量Ek_J(结果保留 3 位有效数字)(3)若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离，根据纸带算出各点的速度 v 及物体下落的高度
13、 h，则以v22为纵轴，以 h 为横轴画出的图象是下图中的_.【举一反三】为验证“拉力做功与物体动能变化的关系”，某同学到实验室找到下列器材：长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为 200 g 的小车、质量分别为 10 g、30 g 和 50 g 的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡)该同学进行下列操作：A组装实验装置，如图(a)所示6B将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车C选用 50 g 的钩码挂在拉线的挂钩 P 上D释放小车，接通打点计时器的电源，打出一条纸带E在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带，如图(b)所示F进行数据采集与处理请你完
14、成下列问题：(1)进行实验时，学生电源应选择用_挡(选填“直流”或“交流”)(2)该同学将纸带上打出的第一个点标为“0”，且认为打“0”时小车的速度为零，其后依次标出计数点 1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画)，各计数点间的时间间隔为 0.1 s，如图(b)所示该同学测量出计数点 0 到计数点 3、4、5 的距离，并标在图(b)上则在打计数点 4 时，小车的速度大小为_m/s；如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力，则在打计数点 0 到 4 的过程中，拉力对小车做的功为_J，小车的动能增量为_J(取重力加速度 g9.8 m/s2，结果均保留两位有效数字)(3)由(2)中
15、数据发现，该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论，且对其他的点(如 2、3、5 点)进行计算的结果与“4”计数点相似你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可)_；_；_.高频考点二高频考点二橡皮条橡皮条弹簧类实验弹簧类实验实验数据处理方法(1)图象法为了使图象能够直观地反映物理量间的关系，通常通过选择坐标轴代表合适的物理量(或包含物理量的7代数式)，使其图象成为直线利用描点法画线性图象时，要尽可能通过较多的数据点作直线，其他不在直线上的数据点要均匀分布在图象两侧(2)利用作图法处理实验数据在“验证力的平行四边形定则”实验中，由作图法得到的合力 F 与实际测量得到
16、的合力 F不可能完全重合，只要在误差允许范围内 F 与 F重合即可验证平行四边形定则例 2（2019浙江选考）（1）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是A在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行B每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可C橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图 1 所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做
17、匀加速直线运动的力。请指出图 2 中错误之处：_。调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是 x1和 x2，则两车的加速度之比为_。12:xx212xat1211222222xaxtxaxt【变式探究】如图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度 x 及拉力大小 F(从电脑中直接读出)所得数据记录在下列表格中：拉力大小 F/N0.450.690.931.141.441.69标尺刻度 x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.008(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为_cm；(2
18、)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出 F 与 x 的关系图象；(3)由图象求出该弹簧的劲度系数为_N/m、弹簧的原长为_cm.(均保留三位有效数字)【举一反三】某同学利用如图甲所示的装置验证力的平行四边形定则在竖直放置、贴有白纸的木板上固定有两个轻质小滑轮，细线 AB 和 OC 连接于 O 点，细线 AB 绕过两滑轮，D、E 是细线与光滑滑轮槽的两个切点在细线末端 A、B、C 三处分别挂有不同数量的相同钩码设所挂钩码个数分别用 N1、N2、N3表示挂上适当数量的钩码，当系统平衡时进行相关记录改变所挂钩码的数量，重复进行多次实验(1)下列关于本实验操作的描述，正确的有_a需要利用天平测出钩码的质量
19、bEOD 不宜过大c两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上d每次实验都应使细线的结点 O 处于同一位置(2)每次实验结束后，需要记录的项目有 N1、N2、N3的数值和_(3)该同学利用某次实验结果在白纸上绘制了如图乙所示的实验结果处理图， 则根据你对本实验的理解，9要验证力的平行四边形定则，还需对该图作出如下完善：_.高频考点三高频考点三考查机械能守恒定律的验证考查机械能守恒定律的验证例 3、某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为 50 Hz，得到如图乙所示的纸带选取纸带上打出的连续五个点 A、B、C、D、E，测出 A 点距起点 O 的距离为 s019.00 cm，点A、
20、C 间的距离为 s18.36 cm，点 C、E 间的距离为 s29.88 cm，g 取 9.8 m/s2，测得重物的质量为 m1 kg.(1)下列做法正确的有_A图甲中两限位孔必须在同一竖直线上B实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(2)选取 O、C 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是_J，打下 C 点时重物的速度大小是_m/s.(结果保留三位有效数字)(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度 v，量出下落距离 s，则以v22为纵坐标、以 s 为横坐标画出的图象应是下面的_10
21、(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是_(写出一条即可)【方法技巧】验证机械能守恒的三种方法(1)利用起始点和第 n 点计算，代入 ghn和12v2n，如果在实验误差允许的范围内，ghn12v2n，则说明机械能守恒定律是正确的(2)任取两点 A、B 测出 hAB，算出 ghAB和(12v2B12v2A)的值，如果在实验误差允许的范围内，ghAB12v2B12v2A，则说明机械能守恒定律是正确的(3)图象法，从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度 h，并计算各点速度的平方 v2，然后以12v2为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出12v2h 图线若在误
22、差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为 g 的直线，则验证了机械能守恒【变式探究】某同学用图(a)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(b)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)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用 f 和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打11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 s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10
23、 cm；当地重力加速度大小为 9.80 m/s2，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.高频考点四高频考点四力学创新实验力学创新实验创新设计实验通常可分为两类：第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律；第二类为给出实验规律，让你选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理第一类必须在实验数据上下工夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器设计实验步骤、记录实验数据并进行数据处理例 4 （2018 年江苏卷）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度
24、 g细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为 M 的重锤实验操作如下：用米尺量出重锤 1 底端距地面的高度 H；在重锤 1 上加上质量为 m 的小钩码；左手将重锤 2 压在地面上，保持系统静止释放重锤 2，同时右手开启秒表，在重锤 1 落地时停止计时，记录下落时间；重复测量 3 次下落时间，取其平均值作为测量值 t请回答下列问题（1）步骤可以减小对下落时间 t 测量的_（选填“偶然”或“系统”）误差（2）实验要求小钩码的质量 m 要比重锤的质量 M 小很多，主要是为了_A、使 H 测得更准确B、使重锤 1 下落的时间长一些C、使系统的总质量近似等于 2MD、使细绳的拉力与小钩码的
25、重力近似相等12（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做_?（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为 m0用实验中的测量量和已知量表示 g，得 g=_【变式探究】如图 1、图 2 所示分别为甲、乙两位同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图，他们在气垫导轨上安装了一个光电门 B， 滑块上固定一宽度为 d 的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间甲同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来(如图 1)，乙同学把滑块用细线绕过定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码(如图 2)，每次滑块都从 A 处由静止释放图 1图
26、2(1)实验时应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他实验器材的情况下，如何判定调节是否到位？_.(2)实验时，两同学首先将滑块从 A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门 B 的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是_.(3)甲、乙两位同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，甲同学在实验时还需要测量记录的物理量有_，实验时必须满足的条件是_；乙同学在实验时需要记录的物理量有_(4)乙同学在完成实验时，下列不必要的实验要求是_(填选项前字母)A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B应使 A 位置与光电门间的距离适当大些C应将气垫导轨调节水平D应
27、使细线与气垫导轨平行【变式探究】物理兴趣实验小组的同学在测量一铁块与一长木板之间的动摩擦因数时，该小组的同学13首先将待测定的长木板水平固定，将另一长木板倾斜固定，两长木板间用一小段光滑的轨道衔接，如图甲所示请回答下列问题：(1)将铁块由距离水平面 h 高度处由静止释放，经测量在粗糙的长木板上滑行的距离为 x 时速度减为零，如果保持斜面的倾角不变，改变铁块释放的高度，并测出多组数据，忽略铁块与倾斜的长木板之间的摩擦力现以 h 为横坐标、x 为纵坐标，则由以上数据画出的图象的特点应为_；(2)在实际中铁块与倾斜的长木板之间的摩擦力是不可忽略的，为了测定铁块与两长木板间的动摩擦因数，该小组的同学逐
28、渐地减小斜面的倾角，每次仍将铁块由静止释放，但每次铁块释放位置的连线为竖直方向，将释放点与两长木板的衔接点的水平间距记为 L.将经过多次测量的数据描绘在 xh 的坐标系中，得到的图线如图乙所示，则铁块与倾斜的长木板之间的动摩擦因数为1_，铁块与水平的长木板之间的动摩擦因数为2_.(结果用图中以及题干中的字母表示)1 （2019新课标全国卷）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出。在 ABCDE 五个点中，打点计时器最先打出的
29、是点，在打出 C 点时物块的速度大小为m/s（保留 3 位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s2（保留 2 位有效数字）。2（2019新课标全国卷）如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率 50Hz 的交流电源，纸带等。回答下列问题：（1）铁块与木板间动摩擦因数=（用木板与水平面的夹角、重力加速度 g 和铁块下滑的加速度 a 表示）14（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角=30。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每
30、两个相邻的计数点间还有 4 个点未画出）。重力加速度为 9.8 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为（结果保留 2 位小数）。3（2019新课标全国卷）甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔 0.1 s 拍 1 幅照片。（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_。（填正确答案标号）A米尺 B秒表 C光电门D天平（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答：_。（3）实验中两同学由连续 3 幅照片上小球的位置 a、b 和 c 得到 ab=24.5 cm、
31、ac=58.7 cm，则该地的重力加速度大小为 g=_m/s2。（保留 2 位有效数字）4 （2019北京卷）用如图 1 所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道 PQ 滑下后从 Q 点飞出，落在水平挡板 MN 上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。15（1）下列实验条件必须满足的有_。A斜槽轨道光滑B斜槽轨道末段水平C挡板高度等间距变化D每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为 x 轴、竖直方向为 y 轴的坐标系。a
32、取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。b若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点， AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2， 则12yy_13（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为_（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_。A从细管水平喷出稳定的细水柱，
33、拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨16迹C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_。A在水平方向上做匀速直线运动B在竖直方向上做自由落体运动C在下落过程中机械能守恒（5）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人
34、造地球卫星。同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因。5（2019江苏卷）某兴趣小组用如题 10-1 图所示的装置验证动能定理（1）有两种工作频率均为 50 Hz 的打点计时器供实验选用：A电磁打点计时器B电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择（选填“A”或“B”）；（题10-1图）（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动看法正确的同学是
35、（选填“甲”或“乙”）；（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码接通打点计时器电源，松开小车，小车运动；纸带被打出一系列点，其中的一段如题 10-2 图所示。图中纸带按实际尺寸画出，纸带上 A 点的速度 vA=m/s；17（题10-2图）（4）测出小车的质量为 M，再测出纸带上起点到 A 点的距离为 L小车动能的变化量可用Ek=212AMv算出砝码盘中砝码的质量为 m，重力加速度为 g；实验中，小车的质量应（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用 W=mgL 算出，多次测量，若 W 与Ek均基本相等则验证了动能定理。6（2019浙江选考）（1
36、）在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是A在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行B每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可C橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些（2）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图 1 所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。请指出图 2 中错误之处：_。调整好装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是 x1和 x2，
37、则两车的加速度之比为_。12:xx212xat1211222222xaxtxaxt7 （2019浙江选考）小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图 1 所示，悬挂在 O 点的单摆由长为l 的细线和直径为 d 的小球 A 组成，小球 A 与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球 B 发生对心碰撞，碰后小球 A 继续摆动，小球 B 做平抛运动。18图 1图 2（1）小明用游标卡尺测小球 A 直径如图 2 所示，则 d=_mm。又测得了小球 A 质量 m1，细线长度 l，碰撞前小球 A 拉起的角度和碰撞后小球 B 做平抛运动的水平位移 x、竖直下落高度 h。为完成实验，还需要测量的物理量有：_。（2）
38、若 A、B 两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期_（选填“小于”、“等于”或“大于”）粘合前单摆的周期（摆角小于 5） 。120211 111 cos2m glmv2m2LTg1. （2018 年全国卷）如图（a） ，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为 1.950 cm；当托盘内放有质量为 0.100 kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其
39、读数为_cm。当地的重力加速度大小为 9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为_N/m（保留 3 位有效数字） 。2. （2018 年全国 II 卷）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的19滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中 f4 的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。砝码的质量 m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力 f/N2.152.362.55
40、f42.93回答下列问题（1）f4=_N（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点_并绘出 f-m 图线_；（3）f 与 m、木块质量 M、木板和木块之间的滑动摩擦因数 及重力加速度大小 g 之间的关系式f=_，f-m 图线（直线）的斜率的表达式 k=_;（4）取 g=9.80 m/ ，由绘出的 f-m 图线求得（保留 2 位有效数字）3. （2018 年全国卷）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为 L 的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好处于 L 刻度处，但未碰到尺） ，准备用手指夹住下落的尺。（2）甲在不通知乙的情
41、况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为 L1，重力加速度大小为 g，则乙的反应时间为_（用 L、L1和 g 表示） 。（3） 已知当地的重力加速度大小为 g=9.80 m/s2， L=30.0 cm， L1=10.4 cm， 乙的反应时间为_s。（结果保留 2 位有效数字）（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：_。4. （2018 年天津卷）某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为 5 N 的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套） ，刻度尺，图钉（若干个） 。具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作
42、的建议，其中正确的有_。20A橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B重复实验再次进行验证时，结点 O 的位置可以与前一次不同C使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置 O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_。5. （2018 年北京卷） 用图 1 所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下：a安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复
43、几次。b选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点 O（t=0） ，然后每隔相同的时间间隔 T 选取一个计数点，如图 2 中 A、B、C、D、E、F所示。c通过测量、计算可以得到在打 A、B、C、D、E点时小车的速度，分别记作 v1、v2、v3、v4、v5d以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图 3 所示。21结合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有_和_(填选项前的字母)。A电压合适的 50 Hz 交流电源B电压可调的直流电源C刻度尺D秒表E天平(含砝码)（2）在图 3 中已标出计数点 A、B、D、E 对应的坐标点
44、，请在该图中标出计数点 C 对应的坐标点，并画出 v-t 图像_。（3）观察 v-t 图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是_。v-t 图像斜率的物理意义是_。（4）描绘 v-t 图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对t 的要求是_（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的x 大小与速度测量的误差_(选填“有关”或“无关”)。（5）早在 16 世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图 4 所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀变速直线运动的知识，分
45、析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_。226. （2018 年江苏卷）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度 g细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为 M 的重锤实验操作如下：用米尺量出重锤 1 底端距地面的高度 H；在重锤 1 上加上质量为 m 的小钩码；左手将重锤 2 压在地面上，保持系统静止释放重锤 2，同时右手开启秒表，在重锤 1 落地时停止计时，记录下落时间；重复测量 3 次下落时间，取其平均值作为测量值 t请回答下列问题（1）步骤可以减小对下落时间 t 测量的_（选填“偶然”或“系统”）误差（2）实验要求小钩码的质量 m 要比重锤
46、的质量 M 小很多，主要是为了_A、使 H 测得更准确B、使重锤 1 下落的时间长一些C、使系统的总质量近似等于 2MD、使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做_?（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为 m0用实验中的测量量和已知量表示 g，得 g=_1【2017新课标卷】 （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
47、，图（b）记录了桌面上连续的 6 个水滴的位23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/s2。 （结果均保留 2 位有效数字）2【2017新课标卷】（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
48、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
49、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。243 【2017新课标卷】 （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：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；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；用s 表示挡光片沿运动方向的长度
50、，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；将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤、；多次重复步骤；利用实验中得到的数据作出vt 图，如图（c）所示。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/s2。 （结果保留 3 位有效数字）4【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。对于该实