《力学实验（原卷版）-备战2020年高考物理高频考点解密.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《力学实验（原卷版）-备战2020年高考物理高频考点解密.pdf（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、解 密1 4力学实龄等 导航需 考 学核心考点考纲要求实验一：研究匀变速直线运动1.要求会正确使用的仪实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系器主要有：刻度尺、游实验三：验证力的平行四边形定则标卡尺、螺旋测微器、实验四：验证牛顿运动定律天平、秒表、打点计时实验五：探究动能定理器、弹簧秤等实验六：验证机械能守恒定律2.要求认识误差问题在实验七：验证动量守恒定律实验中的重要探究性实验力学实验验证性实验 研究匀变速直线运动探究弹力和弹簧伸长的关系探究动能定理 验证力的平行四边行定则验证牛顿运动定律验证机械能守恒验证动量守恒定律步骤 实验原理实验器材实验步骤数据处理误差分析注意事项J解密考 点 凄考克1研究勺
2、变速直度运劭/小名和钢一、实验目的I .练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。2 .掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法（以=。7 2）。3 .测定匀变速直线运动的加速度。二、实验原理1 .打点计时器（1）作用。计时仪器，每隔0.0 2 s 打一次点。（2）两种打点计时器的比较电磁打点计时器电火花计时器所用电源4 6 V 低压交流2 2 0 V 交流打点方式振针打点电火花打点时间间隔每隔0.0 2 s 打一次点每隔0.0 2 s 打一次点实验误差振针和纸带之间有摩擦，误差较大火花放电不会影响纸带运动，误差较小（3）纸带上点的意义表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；通过
3、研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况；可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。2 .匀变速直线运动的判断连续相等时间内的位移之差是恒量，即以=一 4=七一工2=匕 一天=恒 量（不为零），则物体做匀变速直线运动，且加3 .由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即.二 I。4.由纸带求加速度(1)用“逐差法”求加速度根据=每 一%2 =/一%3 =，求出加速度q =；丁、a2=、%=%；丁),再计算出0、2、”3 的平均值，即为物体运动的加速度，即a=Z+.+M-j W。9T-(2)利 用 图 象 的 斜 率 求 加
4、速 度先根据匕,=当|讨求出多个时刻随对应点的瞬时速度，然后画出PT 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)一端固定有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。四、实验步骤1 .仪器安装(1)把固定有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端，连接好电路。(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。如图所示，放手后，看小车能否在长木板上平稳地加速滑行。细睡狗码2 .测量和记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，
5、先接通电源，再放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带重复实验，至少重复三次。(2)从几条纸带中选一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点，从便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减少误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即 7=0/s.正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计好的表格中。(3)利用某一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度。(4)增减所挂钩码数量，重复实验两次。3.处理数据并得出试验结论(1)由 试 验 数 据 画 出 图 象.(2)由广，图象得出小车运动的速度随时间变化的规律。五、数据
6、处理1.目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等。2 .处理的方法(1)分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点间距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质。(2)利用逐差法求解平均加速度。(3)利用平均速度求瞬时速度。(4)利用W图象求加速度。六、误差分析1.电流频率不稳引起的实验系统误差。2 .测量数据不准及描点、连线作图不准等引起的偶然误差。七、注意事项1.平行：纸带、细绳要和木板平行。2 .两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。3 .防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞
7、。4 .减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约5 0cm的纸带上清楚地取出6 7个计数点为宜。(1)作出速度-时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；(2)剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。任/幡源求钠（2019江西南昌期末）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证系统机械能守恒，当地的重力加速度为g.甲乙 该小组成员用游标卡尺测量遮光条的宽度d（如图乙所示），则=cm,用天平测得滑块 与 遮 光 条 的 总 质 量 为 钩 码 的 质 量 为，（2）实验前调节气垫导轨使之水平，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的
8、时间0=1.0X 10-2$,则滑块经过光电门时的瞬时速度。=m/s.（3）本实验中还需要测量的物理量是：.【参考答案】（1）0.435（0.430也给分）（2）0.435（0.430也给分）（3）滑块释放时遮光条到光电门的距离x【试题解析】（1）由图示游标卡尺可知，遮光条的宽度：d=4 mm+7X0.05 mm=4.35 mm=0.435 cm；（2）滑块经过光电门的瞬时速度为：d 0.435X10 2U=A?=1.0X10 2=0-435 M s；（3）钩码做功：W=?gx,实验需要测量：滑块静止时遮光条到光电门的距离X。1.若实验中，算出各点的时刻所对应的瞬时速度，计算加速度最合理的方法
9、是A.根据实验数据画出图出丫 一，图，量出倾斜角a,由。=1211,求出加速度AvB.根据任意两点的速度用公式求 a=算出加速度tAvC.根据实验数据画出丫 一 图，由图线上相距较远的两点对应的速度、时间，用公式a=算出加速度ArD.依次算出通过连续两计数点的加速度，算出平均值作为小车的加速度考点2粽究弹力和弹簧伸机的关系名於 备 加钢一、实验目的i .探究弹力和弹簧伸长的定量关系。2 .学会利用列表法、图象法、函数法处理实验数据。二、实验原理1 .如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。2 .弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长
10、度进行计算。三、实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。四、实验步骤（1）安装实验仪器（见实验原理图）。（2）测量弹簧的伸长量（或总长）及所受的拉力（或所挂钩码的质量），列表作出记录，要尽可能多测儿组数据。（3）根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标。（4）按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线（包括直线），所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。（5）以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数。五、数据处理1 .列表法：将测得的F、x 填入设计好的表格之中，可以发现弹力F与弹簧伸
11、长量x 的比值在误差范围内是相等的。2.图象法：以弹簧伸长量x 为横坐标，弹力尸为纵坐标，描出尸、x 各组数据相应的点，作出的拟合曲线，是一条过坐标原点的直线。3.函数法：弹力F与弹簧伸长量x 满足尸=日的关系。六、误差分析1 .弹簧的拉力大小不稳定。2.钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差。3 .画图时描点及连线不准确也会带来误差。七、注意事项1 .不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度。2.尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。3 .观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是
12、试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点。4.统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。/幡境求钠(20 1 9 安徽安庆联考)在 做“验证力的平行四边行定则”的实验时，先将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时，需要两次拉伸橡皮条，第一次是通过两根细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，第二次是通过一根细绳用一个弹簧重拉橡皮条.某次实验用一个弹簧秤把橡皮条和绳的结点拉到O 点时，弹簧秤的示数如图所示，其读数为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ N.(2)关于该实验，下列说法正确的是.A.本实验采用的科学方法是等效替
13、代法B.第一次实验时，两细线的夹角应越大越好C.第二次实验时，只须记下弹簧秤的示数就行D.两次实验都要将橡皮条和绳的结点拉到同一位置(3)请提一条对减小本实验误差有益的建议【参考答案】(1)4.0 0(或 4.0)(2)AD (3)拉细线时，细线要平行于桌面；两细线的夹角不宜太大，也不宜太小【试题解析】(1)弹簧秤的读数为：尸=4.00 N.(2)本实验用一个弹簧秤把橡皮条和绳的结点拉到。点和两个弹簧秤把橡皮条和绳的结点拉到。点的效果相同，即为等效替代，故A正确；第一次实验时，两细线的夹角应当适当，不要太大，故B错误；实验时要记下力的大小和方向，故C错误；要两次实验达到相同的效果，则要橡皮条和
14、绳的结点拉到同一位置,故D正确.(3)拉细线时，细线要平行于桌面，两细线的夹角不宜太大，也不宜太小。1.在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，得到某弹簧的伸长量x与弹力f之间的关系图象，下列说法中正确的是A.弹簧的劲度系数为30.0 N/mB.弹簧发生弹性形变时，弹力大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比C.由图象可知弹簧原长为5.0 cmD.当弹簧伸长2.5 cm时，弹簧弹力为0.75 N考点3险证力的奉行8边形定则名/於 名 和钢一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。2.学会用作图法处理实验数据和得出实验结论。二、实验原理互成角度的两个力B、&与另外一个力尸产生相同的效
15、果，看 Q、尸2用平行四边形定则求出的合力产与 尸在实验误差允许范围内是否相等。三、实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺。四、实验步骤1 .用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。2 .用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置0。如实验原理图所示。3 .用铅笔描下结点。的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力凡4 .只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置0,记下弹簧测力计的读数尸和细绳的方向。5.比 较广与用平行四边形定则求得的合力
16、尸，看它们在实验误差允许的范围内是否相等。五、数据处理1 .用铅笔和刻度尺从0点沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力B和尸2的图示，并以B和尸2为临边用刻度尺作平行四边形，过。点画平行四边形的对角线，此对角线即为合理F的图示。2 .用刻度尺从。点按同样的标度沿记录的方向作出只有一个弹簧测力计时的拉力F的图示。3 .比较尸和F 是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则。六、误差分析1.误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。2.减小误差的办法：（1）实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录
17、。（2）作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行。七、注意事项1 .位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同。2 .角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大,以6 0。10 0。之间为宜。3 .在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变量应尽量大一些。细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。4 .统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。名/幡源求钠（2 0 18 福建省福州市八县（市）协作校）“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中4为固定橡皮筋的图钉，。为橡皮
18、筋与细绳的结点，和 OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。（1）某次实验中，拉 OC细绳的弹簧秤指针位置如甲图所示，其读数为 N；乙图中的尸与尸两力中，方向一定沿40方 向 的 是。（2）关 于 此 实 验 下 列 说 法 正 确 的 是。A.与橡皮筋连接的细绳必须等长B.用两只弹簧秤拉橡皮筋时，应使两弹簧秤的拉力相等，以便算出合力的大小C.用两只弹簧秤拉橡皮筋时，结点位置必须与用一只弹簧秤拉时结点的位置重合D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要短一些【参考答案】（1）2.8 0 F（2）C【试题解析】（1）弹簧秤最小刻度为0.1 N,估读到0.0 1 N,则读数为2.
19、8 0 N：尸是通过作图的方法得到合力的理论值，而尸是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到。点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿A。方向的是F,由于误差的存在尸和尸方向并不在重合。(2)与橡皮筋连接的细绳要稍微长些，并非要求等长，故 A 错误。实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，但没有要求两力必须相等，故 B 错误；为了保证效果相同，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置，故 C 正确。为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故 D 错误。/限踪在可1.做“验证力的平行四边形定则”
20、实验时，其中的三个步骤是：在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置0 点，在白纸上记下。点和两弹簧测力计的读数F i和Fz在纸上根据Fi和 尸 2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计一起拉时相同，记下此时弹簧测力计的读数F,和细绳的方向(1)以上三个步骤中均有疏漏，请找出并更正在中;在中;在中。(2)如图所示为四位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所作的图示，Q 和 危 是两个弹簧测力计同时拉橡皮条时的力的图
21、示，F 是根据平行四边形定则作出的Q 和尸2的合力的图示，?是一个弹簧测力计单独拉橡皮条时的力的图示，其中错误的图是。考堂4除证牛顿运劭定律名於备知锲一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律。2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法。3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律。二、实验原理（见实验原理图）1 .保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系。2.保持合外力不变，确定加速度与质量的关系。3.作 出“一尸图象和“图象，确定其关系。m洋 纸 带 打 点 计 时 器小盘三、实验器材小车、祛码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺
22、。四、实验步骤1.用天平测出小车和盛有祛码的小盘的质量，”和加，把数据记录在表格中。2.把实验器材安装好，平衡摩擦力。3.在小盘里放入适量的祛码，把祛码和小盘的质量加记录在表格中。4.保持小车的质量不变，改变袪码的质量，按上面步骤再做5 次实验。5.算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中。6.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示合外力，即祛码和小盘的总重力虫，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线。7.用纵坐标表示加速度”，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线。五、数据处理1.利用x=ar-及逐差法求a。2.以a 为纵坐标，尸为横坐标，根据各组数据描点，如
23、果这些点在一条过原点的直线上，说明与F成正比。3.以。为纵坐标，,为 横 坐 标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定“与加成反比。m六、误差分析1.因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和祛码的总重力机g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和祛码的总重力。2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。七、注意事项1.平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车受到的阻力。在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动。2.不重复平衡摩擦力。3.实验条件：m m 4.一
24、先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源,再释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车。探 究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所示.小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小.(1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是.A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力(2)实验中(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量.某同学根据实验数据作出了加速度
25、。与力尸的关系图象如图乙所示，图线不过原点的原因是A.钩码质量没有远小于小车质量B.平衡摩擦力时木板倾角过大C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力【参考答案】(1)C(2)不 需 要(3)B【试题解析】(1)平衡摩擦力时，小车不受外力作用下做匀速直线运动，所以不能在动滑轮上挂上钩码，故A错误；平衡摩擦时有：，gsina=w gcosa,即有gsin a=gcos a,所以以质量无关，故B错误，C正确.(2)由于本实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量；(3)由图象可知，当没有挂钩码时小车具有加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大，故B正确。1.某实验小组在
26、实验室做“验证牛顿运动定律”实验：(1)甲同学在验证加速度和物体的质量的关系时，控制物体所受合外力不变。实验中，描4一工图象而不描a-m图象的理是,m根据实验数据得到a-工 图 象如图所示，由此你得出的结论为m(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a-F图象如图乙所示，图象与a轴的截距的物理意义是_；小车的质量为 kg。(保留两位有效数字)考-5 究劭犍灵理名於 名 扬钢一、实验目的i .探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。2.通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系。二、实验原理1 .一根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功为W。2 .
27、两根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为2 卬。3 .三根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为3 W。4 .利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，即可求出v W关系。打点计时器三、实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等。四、实验步骤1 .用一条橡皮筋拉小车做 功 卬。2 .用两条橡皮筋拉小车做功2 W。3 .用三条橡皮筋拉小车做功3 W。4 .测出每次小车获得的速度。5 .分别用各次实验测得的丫和W绘 出 卬 一 丫、V2,卬一口、卬一 关系图。五、数据处理先对数据进行估计，或者作出Wv 草图，大致判断两个量可能是什么关系。若为Woe，则可以对每一个速度值算出它的二
28、次方，然后以卬为纵轴，/为横轴作图，如果作出的图象为一条直线，在说明W o e F成立。六、误差分析1 .误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不同，使橡皮筋的拉力做的功w与橡皮筋的条数不成正比。2 .没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。3 .利用纸带上的点计算小车的速度时，测量不准确带来的误差。七、注意事项1 .将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到长木板的一个合适的倾角。2 .测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分。3 .橡皮筋应选规格一样的。力
29、对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。4.小 车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。雅旗求钠(2 0 1 9 广东揭阳模拟)某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系.该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连.实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小.(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要 完 成 的 一 个 重 要 步 骤 是;(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验 影响(填“有”
30、或“没有”);(3)实验时,下 列 物 理 量 中 必 须 测 量 的 是.A.长木板的长度L B.重物的质量，C.小车的总质量M(4)实验中，力传感器的示数为F,打出的纸带如图乙所示.将打下的第一个点标为O,在纸带上依次取 A、B、C三个计数点.已知相邻计数点间的时间间隔为T,测得4、B、C三点到O点的距离分别为内、及、招.则从打。点到打B点过程中，探究结果的表达式是：(用题中所给字母表示).1 3 一XI、【参考答案】(1)平 衡 摩 擦 力(2)没 有(3)C (4)F X2=，MI 予【试题解析】(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使细线的拉力等于其合力，则应该用重
31、力的下滑分量来平衡摩擦力；(2)由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，即对实验没有影响；(3)由题可知，小车的合力即力传感器的示数，由纸带可求得小车运动某段距离时对应的速度，由原理尸X MV2MVO,所以一定要测量的物理量为小车的质量，故 C正确；X3XI(4)从打。点到打B点的过程中，拉力对小车做的功印=&2,8点 的 速 度 如=2T,小车动能的增加|I (X3 X1 /X3 X量仇=办/通=5 认2 T)，探究结果的表达式是：尸 X2=从2 T21.某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理 的实验，实验步骤如下:A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小
32、车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持步骤A 中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1 和速度传感器2时的速度大小V I 和 V 2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到 B的步骤。回答下列问题：（1）按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？;（填“是”或“否”）（2）若要验证动能定理的表达式，还 需 测 量 的 物 理 量 有；A.悬挂钩码的总质量m B.长木板的倾角，C.两传感器间的距离/D.小车的质量M（3）根据实验所测的物理量，动 能 定 理 的 表 达 式 为 （重力加速度为g
33、）。考 点6 险证机械健守慎是律名/盛 名 知 钢一、实验目的验证机械能守恒定律。二、实验原理通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。三、实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁 架 台（附铁夹）、导线两根。四、实验步骤（1）根据实验原理图安装仪器。（2）将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器的限位孔。（3）用手提着纸带，让重物靠近打点计时器并处于静止状态，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。（4）从几条打下点的纸带中挑选出点迹清晰的纸带进行测量，E k=L，w v
34、“2,AEp=igd“,必 产4里二乙。22T（5）计算对比A E p与A E k。五、数据处理I .利用起始点和第n点进行计算。将实验数据代入mg4和5?1,在实验误差允许的条件下，若 m g%和耳 机 匕：相等，则验证了机械能守恒定律。2.任取两点进行计算。任取两点A、B,测出矶，算出/咫 矶：算出gm/-3相片的值；在实验误1,1,差允许的条件下，若m g田8和万机吗一万机V相等，则验证了机械能守恒定律。3 .图象法。从纸带上选取多个点，测量从第一个点到其余各点的下落高度力，并计算各点的速度的平1 91 9方V2,然后以7y为纵轴，以为横轴，根据实验数据作出7 y2 f的图线。若在误差允
35、许的范围内图线是2 2过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。六、误差分析（1）测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是多测儿次取平均值。（2）系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量A E k=L 偌3必定稍小于2重力势能的减少量A E p u m g%,改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。七、注意事项（1）打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力。（2）重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。（3）应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让
36、重物下落。（4）测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的计算应用v“=亓 也，不 能 用 或 以 产 印来计算。名/幡源求钠（2 0 1 8 山西省大同市）“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。或乙方案来进行。口计逑“自由落体实胜验证机械能守恒定律（1）比较这两种方案,（选填 甲 或 乙”）方案好些。（2）如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔7=0 1 s。拉着该纸带的物体运动的加速度斫m/s 2 （计算结果保留三位有效数字）；该纸带是采用（选填“甲”或“乙”）实验方案得到的。（3）实验中某同学利用甲方案得到的一
37、条点迹清晰的完整纸带如图丁所示。纸带上的第一个点记为O,另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到。点的距离4、和生的值。打点计时器打B点时，重 物速度的大小哼m/s （计算结果保留三位有效数字）；通过分析该同学测量的实验数据，他 的 实 验 结 果 （填“能”或“不能”）验证机械能守恒定律（实验中打点计时器使用的交流电频率为5 0 H z,当地重力加速度g=9.8 m/s 2）。【参考答案】（1）甲 （2）4.7 1 乙（3）3.9 0 （4）能【试题解析】（1）机械能守恒的前提是只有重力做功，实际操作的方案中应该使阻力越小越好，故甲方案好一些;(2)采用逐差法求解加速度，a=
38、A-4.7 1 m/s2,因a远小于g,故为斜面上小车下滑的加速度，所以该纸带采用图乙所示的实验方案；(3)根 据 运 动 学 公 式，中 间 时 刻 的 瞬 时 速 度 等 于 这 段 时 间 的 平 均，可 知 重 物 速 度 的 大 小 为：VB%一%2T(86.59-70.99)xlO-22x0.02m/s=3.90 m/s(2)设 重 物 质 量 为0 8对应的下落过程中重力势能减少量为：=m g hB=7.7 0/7 1(J)动能增加量为：纥增=(m次=7.61，(J)在误差允许范围内，可以认为相等，因此脸证了机械能守恒定律，即过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果能验证机械能守
39、恒定律。名 墓 踪碑引1.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑 块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压。随时间r变化的图象。0 iR 1 2I“固州1|山 川!5 1 1)游标尺丙(1)实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当 图 乙 中 的 一加2 (选填或时，说明气垫导轨已经水平。(2)用游标卡尺测遮光条宽度力 测量结果如
40、图丙所示，则 启 m m。(3)滑块尸用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码。相连，钩 码。的 质 量 为 将 滑 块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若 、加2和4已知，要验证滑块和祛码组成的系统机械能是否守恒，还应测出和一(写出物理量的名称及符号)。(4)若上述物理量间满足关系式,则表明在上述过程中，滑块和祛码组成的系统机械能守恒。考点7龄证劭受守惮定律任/於 备 加钢一、实验目的验证动量守恒定律。二、实验原理在一维碰撞中，测出物体的质量?和碰撞前后物体的速度V、M,找出碰撞前的动量？=，1 也+，2 攻及碰撞后的动量pmv+m2V2,看碰撞前后动量是否守恒。三、实验器材
41、方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑 块（两个）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。方案二：带细线的摆球（两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小 车（两个）、天平、撞针、橡皮泥。方案四：斜槽、小 球（两个）、天平、复写纸、白纸等。四、实验步骤方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验（如图所示）。1.测 质 量：用天平测出滑块质量。2 .安装：正确安装好气垫导轨。3 .实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度（改变滑块的质量。改变滑块的初速度大小和方向）。4 .验证：一维碰撞中的动量守恒。方案二：利
42、用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞实验（如图所示）1.测 质 量：用天平测出两小球的质量皿、m 2。2.安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。3.实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。4.测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。5.改变条件：改变碰撞条件，重复实验。6.验证：一维碰撞中的动量守恒。方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验（如图所示）。1.测质量：用天平测出两小车的质量。2.安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡
43、皮泥。3.实验：接通电源，让小车A 运动，小车B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动。Ax4.测 速 度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由点算出速度。5.改变条件：改变碰撞条件，重复实验。6.验证：一维碰撞中的动量守恒。方案四：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律（如图所示）。1.测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。2.安装：按照如图所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。3.铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置0。4.放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重 复 10次。用圆规
44、画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。5.碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞,重复实验10次。用步骤4 的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M 和被撞小球落点的平均位置N。如图所示。6.验证:连接ON,测量线段。尸、OM,O N的长度。将测量数据填入表中。最后代入mi O P=mO M+m O N,看在误差允许的范围内是否成立。7.结束：整理好实验器材放回原处。四、数据处理1.速度的测量方案一：滑块速度的测量：v若，式中为滑块挡光片的宽度（仪器说明书上给出，也可直接测量），。为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过
45、光电门的时间。方案二：摆球速度的测量：式 中h为小球释放时（或碰撞后摆起的）高度，可用刻度尺测量（也可由量角器和摆长计算出）.方案三：小车速度的测量：式中A r是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，加为小车经过 Ax的时间，可由打点间隔算出。2.验证的表达式方案一、二、三：2|+帆2也 二 加1也 +加2四 。方案四：m OP-m O No名/幡尔求钠（2019 山东烟台期末）某实验小组利用顿闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验.如图甲所示，气垫导轨上有A、B 两个滑块，质量分别为200 g、150 g,用细绳将滑块A、8 连接，使 4、B 间的轻质弹簧处于压缩状态，开始时两个滑
46、块都处于静止状态.若某时刻烧断细绳，滑块开始运动，图乙给出两个滑块运动过程的频闪照片频闪的频率为20 H z,分析照片可知：10 9876543 2 1 emllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll|llllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll甲10 9876543 2 1 cm山 山|山1!3 1 1|“1山山11山11|“|!11山|,山11|i k：A：A：:屈 H 由：A：A：A：A：乙（1）A、B 离开弹簧后，A 的动量大小为 kg m/s,8 的动量大小为 kg-m/s.（2）根据实验数
47、据，实验小组得出“在实验误差允许的范围内，两个滑块组成的系统动量守恒”你认为 得 到 这 个 结 论 的 依 据 是.【参考答案】(1)0.024 0.024(2)两滑块组成的系统总动量保持不变，系统动量守恒【试题解析】频闪照相的周期为：T=：=*s=0.05 s,滑块A 的速度为：.弩=2 9。一 样)X10:m/s=0.12 m/s,滑块 B 的速度为：如=竿=(&1 m/s=0.16 m/s,A 的动量为：PANIAVA0.200X0.120 kg-m/s=0.024 kg-m/s,方向向右，8 的动量为：=8=0.150X 0.16 kg-m/s=0.024 kg-m/s,方向向左；(
48、2)由(1)可知，释放滑块后，两滑块的动量大小相等方向相反，总动量为零，释放前系统总动量为零，释放滑块后系统总动量为零，由此可知，两滑块组成的系统动量守恒。名/原嫁林引1.气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C 和。的气垫导轨以及滑块A 和 8 来验证动量守恒定律，实验装置如图(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a.用天平分别测出滑块A、3 的质量ZHA、b.调整气垫导轨，使导轨处于水平。c.在 4 和 B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。d.用刻度
49、尺测出A 的左端至C 板的距离必。e.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、8 运动时间的计时器开始工作。当 A、B 滑块分别碰撞C、。挡板时停止计时，记下A、8 分别到达C、。的运动时间力和。(1)实验中还应测量的物理量是。(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是。(3)被压缩弹簧的弹性势能的表达式为 。次 S快射之 考 誉1.(2019新课标全国I 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。己知打点计时器所用交流电的频率为50 H z,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A B C
50、 D E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）。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10|小|llllllllllllhll“lllllllllllllhlllllllllll!llllllllllllllllllllllllllllllllll|lllldcm|卜&1 1 I 2.（2 0 1 9 新课标全国H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5 0 H z 的交流电源，纸带等。回答下