专题十五、力学创新实验
1.（7分）（2013全国新课标理综1第22题）
图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装
置示意图。实验步骤如下:
①用天平测量物块和遮光片的总质量M.重物的质量
m ；用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测最两光电门之间的距离s ；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间△t A 和△t B ,求出加速度a ；
④多次重复步骤③，求a 的平均值a ；
⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。
回答下列为题：
(1) 测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图（b ）所示。其读数为 cm
（2）物块的加速度a 可用d 、s 、△t A ,和△t B,表示为a=
(3) 动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ=
（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 （填“偶然误差”或”系统误差” ）
【命题意图】本题考查游标卡尺、摩擦力、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。
答案：(1)0.960(2) s 21[(B t d ?)2-(A
t d ?)2] (3) ()Mg a m M mg +- (4) 系统误差 解析：遮光片经过光电门A 和光电门B 的速度分别为：v A =
A t d ?，v
B =B t d ?..。由v B 2- v A 2=2as ，可得a=s
21[(B t d ?)2-(A t d ?)2].由牛顿第二定律，mg-μMg=(M+m) a ，解得μ=()Mg a m M mg +-。 2．（12分）（2013全国高考大纲版理综第23题）测量小物块Q 与平板P 之 A Q
B
P C C ′ D
R
L
间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度为g。实验步骤如下：
①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC/的高度h；
③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s。
（1）用实验中的测量量表示：
（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E kB＝__________；
（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E kC＝__________；
（ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W f＝__________；（ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝__________。
（2）回答下列问题：
（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是。
（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是（写出一个可能的原因即可）
2．（12分）答案：
（1）（每空2分）（ⅰ）mgR（ⅱ）
2
4
mgs
h
（ⅲ）mgR-
2
4
mgs
h
（ⅳ）
2
4
R s
L hL
-
（2）减小实验结果的误差（2分）圆弧轨道存在摩擦（或接缝B处不平滑等）（2分）解析：（1）由机械能守恒定律，物块Q到达B点时的动能E kB＝mgR；由平抛运动规律，可得
s=vt，h=1
2
gt2，解得物块从C点抛出时的速度v=s
2
g
h
。物块Q到达C点时的动能E kC＝
1 2mv2=
2
4
mgs
h
。由动能定理，在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功W f
＝mgR -
2
4
mgs
h
；由W f＝μmgL解得物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝
2
4
R s
L hL
-
（2）实验步骤④⑤的目的是通过多次实验减小实验结果的误差。实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是圆弧轨道存在摩擦、接缝B处不
高考物理力学实验复习题及答案 48．在“研究平抛运动”的实验中 （1）如图（a）所示，实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端的切线是否水平，请简述你的检查方法把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态。 （2）关于这个实验，下列选项中的会增大实验误差的有AC（填选项代号）。 A．斜槽末端不水平 B．斜槽轨道不光滑 C．实验小球为泡沫球 D．每次从同一高度无初速释放小球 （3）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法，如图（b）所示：在轨道上从起点O点起，沿水平方向取两段连续相等的位移△x与曲线交于两点A、B，过A、B作水平线交于y轴，则OA、AB两段的竖直位移大小之比y1：y2＝1：3。 【解答】解：（1）检查斜槽末端切线是否水平，将小球放在槽的末端看小球能否静止，如果小球静止则斜槽末端切线水平。 （2）A、当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后不做平抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差，故A正确； B、只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦 力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以不会引起实验误差，故B错误； C、实验小球为泡沫球，则受到的阻力较大，因此小球不是做平抛运动，故C正确； D、根据实验原理，则要求每次从同一高度无初速释放小球，确保以同一初速度平抛运动，
故D错误。 故选：AC。 （3）平抛运动水平方向做匀速直线运动，水平位移相等，则运动时间相等，而竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论可知，从起点开始，连续两个相等时间内的位移之比为1：3； 故答案为：（1）把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态；（2）AC；（3）1：3。
1.如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，A 是铁球，B 是木块。 (1)实验中通过观察 的大小， 来判断小球动能的大小； (2)实验中为了研究动能大小与质量的关系．需 要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是 。 2. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）某同学所列实验步骤是： A ．把钩码挂在杠杆支点的两边，改变钩码的位置和个数，使杠杆在水平位置平衡 B ．记录动力、动力臂、阻力、阻力臂的数值 C ．改变力和力臂的数值，再做几次，将数值填在表格内 D ．求出各次实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的数值，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。该同学漏掉的重要一步是 。 （2）已经在水平位置平衡的杠杆，实验时只有7相同的钩码，杠杆上每格相等。当在A 点挂4个钩码时（如图），要使杠杆在水平位置平衡，请你设计两种方案并在图中标出放置钩码的位置和个数。 3.物理活动课上，同学们骑自行车经过一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着S 形路线骑向坡顶.到达坡顶时两个人很感慨的进行了一番对话，小明说我的做法机械效率高；小红说我的做法省力. （1）为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率： A ．如图所示，选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个，还需要的测量工具是刻度尺和 . B ．在实验过程中拉动木块1应做 运动. C ．他们进行了甲、乙、丙三次操作： 甲：用长木板和木块2搭成图示的斜面，把木块1从斜面的底端拉到图示位置， 测出机械效率为η甲. 乙：保持斜面不变，把木块1从斜面的底端拉到顶端，测出机械效率为η乙. 丙：把木块2向右移动一段距离，再把木块1从斜面的底端拉大顶端，测出机械 效率为η丙. 以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是 .
专题十四、力学实验 1．（2013高考浙江理综第21题）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点。 (1)任选一条纸带读出b、c两点间的距离为； (2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为，纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①v②(填“大于”“等于”或“小于”)； （3）图中（填选项） A．两条纸带均为用装置甲实验所得 B．两条纸带均为用装置乙实验所得 C．纸带○1为用装置甲实验所得．纸带②为用装置乙实验所得 D．纸带○1为用装置乙实验所得．纸带②为用装置甲实验所得 答案：(1) ○1 2.10cm，或② 2.40cm。 （2）1.13m/s，1.25m/s。小于 （3）C 解析：(1)选择纸带○1读出b、c两点间的距离为2.10cm，选择纸带②读出b、c两点间的距离为2.40cm。
(2)选择纸带○1读出c、e两点间的距离为4.52cm，求出c、e两点间的平均速度大小为v= 4.52 20.02? × 10-2m/s=1.13m/s。 选择纸带②读出c、e两点间的距离为5.00cm。求出c、e两点间的平均速度大小为v= 5.00 20.02? × 10-2m/s=1.25m/s。 （3）分析纸带上的点距离可以看出，纸带○1做匀加速运动，纸带②做加速度逐渐减小的加速运动最后做匀速运动，所以带○1为用装置甲实验所得．纸带②为用装置乙实验所得，选项C正确。 2.（18分） （1）（2013高考福建理综第19（1）题）（6分）在“探究恒力做功 与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： ①下列说法哪一项是正确的。（填选项前字母） A．.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B．.为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数 点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz．则打B点时小车的 瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字）。 答案：①C②0.653 解析：①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,，平衡摩擦力时要去掉细线另一端的钩码。为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，选项AB错误。实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确。 ②打B点时小车的瞬时速度大小为v=18.59-5.53 20.10 ? ×10-2m/s=0.653m/s。 3.（13分） （1）（2013高考山东理综第21（1）题）图甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm。
力学实验创新试题的解题策略 成都双流中学（610200）黎国胜 学宛新报 物理实验是高考的必考内容，一般考查学生对基本仪器的使用、实验过程是否了解、实验原理的掌握、数据处理方法、误差分析。经过若干年的演变，实验试题的分值、试题模式已基本固定。 但是历年来学生在实验方面失分较多，特别是近年出现的创新型实验试题得分率更低。实验创新型试题从不同内容、不同层次、不同角度全方位考查考生的实验能力，较好地区分和鉴别了学生的实验能力，成为试卷的难点和亮点。 实验创新型试题不是无本之木、无源之水，更不是天上的云——来无影、去无踪。相反，它必源于教材但又高于教材。经过初步分析，我把实验创新型试题划分为四大类：实验原理创新型、测量方法创新型、数据处理创新型、新型器件(测试)创新型。不管是哪一类创新型实验试题，都能在教材中找到其原形。因此，要解答这类创新型实验试题，一是要深刻理解教材实验的原理、数据处理的典型方法，对常用仪器、仪表的使用要了然于胸。二是要培养迁移能力，在反复阅读创新型实验试题后，要能在大脑中快速检索出对应的教材实验，比较二者的异同，在试题与学过的教材实验之间建立起联系，把教材实验的原理迁移到新试题中。解题步骤就是：理解题意、联系教材、比较异同、寻找规律、正确解答。 例1：图1是“研究匀变速直线 运动”实验中获得的一条纸带，O、 A、B、C、D和E为纸带上六个计数 点。加速度大小用a表示 ①OD间的距离为cm ②图2是根据实验数据绘出的s—t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示，其大小为m/s2(保留三位有效数字)。 解析：阅读试题，迅速与教材实验建立联系，比较异同。同的部分，把教材实验的方法拿过来就用的；异的部分则需要搜寻物理规律，根据物理规律、实验目的进行分析。 本题所叙述的实验“用打点计时器研究匀变速直线运动”显然是教材实验，第（1）问的考查内容却是长度的测量，根据刻度尽的读数规则要估读一位，因此读出12mm，再估读一位0，所以结果应是1.20cm。
初中物理力学实验专题训练 1．天平：某同学用托盘天平测量物体质量时 （1）他把已经调节好的托盘天平搬到另一实验桌上，则使用前应（） A．只要将天平放在水平台上B．只要调节横梁平衡 C．不需要再调节D．先将天平放在水平台上，再调节横梁平衡 （2）当他把天平重新调好后，就把药品放在天平的右盘中，用手向左盘中加减砝码，并移动游码，直到指针指到分度盘的中央，记下盘中砝码的质量就等于物体的质量。他的操作中的错误是。 2．量筒：用量筒测液体的体积时，筒中的液面是凹形的，测量者的视线应与凹面的____相平（填“顶部”、“底部”）。如图4所示，其中同学读数正确，量筒中液体的体积为cm3。测量形状不规则的固体体积，由图5可知，液体的体积为_____cm3，固体的体积为____cm3。3．弹簧测力计：使用弹簧测力计应注意的是：使用前要观察量程和分度值，指针要___________。使用过程中，指针、弹簧不得与外壳有摩擦．使用过程中，拉力不能超过弹簧测力计的_________。如图6所示，弹簧测力计测量范围是_______，指针所示被测物重是______N。 ； 4．压强计：研究液体压强所用的仪器是_______，它是根据U形管两边液面出现的_________来测定液体内部压强的。 （1）在做“液体内部的压强”实验时，如图7所示，该实验的现象说明。 图7 （ 序号液体深度 （cm） - 橡皮膜 方向 压强计 左液面 （mm） 右液面 （mm） ？ 液面高度差 （mm） 1 水 3朝上 > 186 21428 2 ) 3 朝下 18621428 3 3 朝侧面186 214 28 46朝侧面171229 * 58
20１2－2０1７年新课标全国卷专题分类汇总 专题7：力学实验 1. （2017新课标Ⅰ)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，图(b)记录了桌面上连续的６个水滴的位 置。(已知滴水计时器每3０ｓ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Ⅱ）(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: ①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; ②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； ③用?ｓ表示挡光片沿运动方向的长度,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; ④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片 前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始 下滑,重复步骤②、③; ⑤多次重复步骤④; ⑥利用实验中得到的数据作出v–?t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) 3. （2017新课标Ⅲ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=4.2N和Ｆ2＝５.6 N。
第1讲 力学实验及创新 A 组 基础能力练 1．(2020·四省名校二次大联考)某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律．某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50 Hz.分别测出A 点到B 、C 、D 、E 点之间的距离，x 1、x 2、x 3、x 4，以打A 点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值x t ，并作出x t －t 图像如图丙所示． (1)实验中下列措施必要的是_C__(填正确答案标号) A ．打点计时器接220 V 交流电源 B ．平衡小车与长木板间的摩擦力 C ．细线必须与长木板平行 D ．小车的质量远大于钩码的质量 (2)由图丙中图像求出小车加速度a ＝_5.0__m/s 2 ，打A 点时小车的速度v A ＝_0.40__m/s.(结果均保留两位有效数字) 【解析】 (1)电磁打点计时器接8 V 左右交流电源，选项A 错误；实验时不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项B 错误；细线必须与长木板平行，选项C 正确；实验中小车做匀加速运动即可，没必要小车的质量远大于钩码的质量，选项D 错误；故选C ．(2)根据x ＝v 0t ＋12at 2可得x t ＝v 0＋12at ，由图像可知：v 0＝v A ＝0.4 m/s ；a ＝2k ＝2×1.4－0.40.4 m/s 2＝5.0 m/s 2 2．(2020·江苏质量检测)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图所示)．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O . (1)某同学在做该实验时认为：其中正确的是( ABC )
初中物理力学测试题试卷 试卷中：g=10牛/千克铁的密度是7.9×103千克／米3 一、填空题：(36分) (答案必须写在答卷上) 1.力是物体对物体的___；力的作用是；力的单位是___； 2.踢球时，球受到的力的施力物体是，这时也受到球的作用力。 3.重力的方向是；重力的作用点是物体的；物体受到的重力大小跟它的质量成比。 4.质量是300克的书重牛；重3牛的石块其质量是克。 5.一人用250牛的力竖直向上提起一个重200牛的水桶，水桶受到的合力是__牛，合力的方向是___。 6.牛顿第一运动定律是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持____状态或__状态。 7.某人沿水平方向用20牛的力推着一辆重300牛的车匀速向西运动，车受到的阻力的大小是__牛，阻力方向是______。 8.滑动摩擦力的大小与__有关，还与_____有关。 9.物体单位面积上的___叫做压强；压强的单位是_____。 10.重400000牛的坦克、履带的着地面积为5 米2，对水平地面的压强是____帕。 11.液体的压强随深度的增加而____；在同一深度，液体向各个方向的压强___；不同液体的压强还跟_有关系。 12.潜在水面下10米的潜水员，受到水的压强是___帕。 13.轮船舱底在水面下3.5米处，舱底穿了一个面积为0.2米2的洞，要用__牛的力，才能堵住这个洞。 14.著名的表明大气压强存在的实验有____；可以测出大气压强值的实验有__实验；大气压随高度的增加而______。(选填增大、 减小、不变) 15.力的三要素是力的__、力的____、力的___。 16.使用弹簧秤时要先观察它的__和它的_。合理选择，正确使用。 17.1个标准大气压强值大约是___帕。 18.某同学说：“书包带做得很宽是为了减小压力。”这句话是_____的。(对、错) 二、选择题：(30分) 19.以下说法中正确的是：( ) A、只有人才能对物体施力。 B、不接触的物体只要能发生相互作用，就可能产生力； C、施力的物体不一定受力； D、以上说法都正确。 20.以下关于重力方向的说法中正确的是( ) A、重力方向总是垂直向下的； B、重力方向总是垂直于桌面向下的； C、重力方向总是垂直于地面向下的； D、重力方向总是垂直于水平面向下的。 21.天平的左盘放重2 牛的物体，估算一下，要使天平平衡，右盘先放入的砝码应是( ) A、2000克； B、200克； C、20克； D、2克。 22.一个成年人受到的重力大约是( ) A、6牛； B、60牛； C、600牛； D、6000牛。 23.F1=3牛、F2=5牛、F3=8牛，这三个力中有两个是同时作用在同一物体上的同一直线上的力，另一个力则是这两个力的合力，那 么( ) A、合力一定是F3； B、合力一定是F2； C、合力一定是F1； D、合力可能是F3，也可能是F1或F2。 24.用弹簧秤测出一物体受到的重力是3牛，然后将弹簧秤倒过来，把秤钩固定住，将此物体挂在弹簧秤的提环上，则弹簧秤的示 数是( ) A、仍等于3牛； B 、大于3牛；C、小于3牛；D、等于零。 25.火车以2米／秒的速度匀速直线前进，一人在车厢地板上的P点竖直向上跳起0.5秒后落回到地板上。这个人的落地点是() A、在P 点前方1米处； B、在P点后方1米处； C、仍在P点处； D、无法判断。 26.以下措施中用来减小摩擦的是( ) A、上紧缝纫机的皮带； B、在纲丝钳口刻上花纹； C、在乒乓球拍上粘上带颗粒的胶皮； D、在笔头上装上小钢珠，制成圆珠笔。 27.匀速直线行驶的列车突然减速，车顶上悬挂的小球( ) A、向前摆 B、向后摆 C、保持不动 D、无法判断。 28.为了将压强减小到原来的1／4，以下做法中可达到目的的是() A、受力面积不变，压力减小1／4 ； B、压力不变，受力面积减小到原来的3／4 ； C、压力和受力面积同时减小到原来的1／4 ； D、压力减小1／2 ，同时受力面积增大1倍。 29.以下关于托里拆利实验的说法中正确的是( ) A、实验使用粗些的玻璃管，测出的压强会偏小； B、玻璃管口插入水银槽中水银面下的位置浅一些，测出的压强会偏大； C、玻璃管的放置不竖直测出的压强会偏小； D、玻璃管里进入少量空气，测出的压强会偏小。 30.制药厂在培养液中提取抗菌素时，要通过加热去掉培养液中的水分，但又不允许温度达到100℃，下列的办法中可采用的是( ) A、减小火力； B、加大火力； C、减小液面上的气压； D、增大液面上的气压； 31.以下说法中正确的是( )
一、实验题 1．某同学利用图（a ）的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定的轻质滑轮，两端分别挂质量为m 1=0.20kg 、m 2=0.10kg 的槽码1和2。用手托住m 1，让细绳伸直系统保持静止后释放m 1，测得m 2经过光电门的挡光时间为t 。以m 1和m 2系统为研究对象，计算并比较从静止至m 2到光电门的过程中，系统势能的减少量△E p 与动能的增加量△E k ，就可以验证m 1和m 2系统的机械能是否守恒。回答下列问题：（取g =9.8m/s 2，结果保留两位小数） (1)用游标卡尺测m 2的厚（高），示数如图（b ），则d =___________cm ； (2)若t =13.7ms ，则m 2通过光电门时的速度v =________m/s ； (3)测得释放前m 2与光电门的高度差为h =0.50m ，则△E p =___________J ；△E k =___________J ； (4)本次实验的相对误差p k p 100%E E E δ?-?=?=?___________。 2．利用图（a ）所示装置研究某弹簧的长度随弹力变化的关系并测定其劲度系数。一组同学将弹簧竖直悬挂于铁架台上，刻度尺竖直固定在弹簧旁，并使刻度尺的“0”刻度与弹簧上端的固定点对齐。通过改变其下端悬挂的钩码个数改变弹簧的弹力F ，记录弹簧下端对应的刻度L ，作出L —F 图像如图（b ）所示，则 (1)弹簧的劲度系数为______N/m ； (2)另一组同学在实验中刻度尺的“0”刻度在弹簧固定点的上方，你认为这对测量结果有没有影响______（填“有”或“没有”），理由是_________。
(建议用时：20分钟) 1.某同学用如图甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数．实验过程如下：一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN 上，弹簧左端固定，弹簧处于原长时，弹簧右端恰好在桌面边缘处，现用一个小滑块压缩弹簧并用锁扣锁住．已知当地的重力加速度为g ，弹簧的劲度系数为k . (1)实验中涉及下列操作步骤： ①用天平测量出小滑块的质量m ，查出劲度系数为k 的弹簧的形变量为x 时的弹性势能的大小为E p ＝1 2 kx 2. ②测量桌面到地面的高度h 和小滑块抛出点到落地点的水平距离s . ③测量弹簧压缩量x 后解开锁扣． ④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数． Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是____________(填入代表步骤的序号)． Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为____________． (2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作，得出一系列滑块质量m 与它抛出点到落地点的水平距离s .根据这些数值，作出s 2－1 m 图象，如图乙所示．由图象可 知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是____________．(用b ，a ，x ，h ，g 表示) 2.(20xx·青岛二模)如图所示，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解，A 、B 为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A 连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B 固定不动， 通过光滑铰链连接长 0.3 m 的杆．将细绳连接在杆右端O 点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作： ①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB ＝θ ②对两个传感器进行调零 ③用另一根绳在O 点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数 ④取下钩码，移动传感器A 改变θ角 重复上述实验步骤，得到表格.
课时作业(二十六)[第26讲本单元实验] 基础热身 1．在验证机械能守恒定律的实验中： (1)下列实验操作顺序正确合理的一项是________(填序号) A．先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器，再将打点计时器固定在铁架台上 B．先用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，再接通电源 C．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源 D．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源 (2)质量m＝1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图K26－1所示，相邻计数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2.则(保留3位有效数字)： ①打点计时器打下计数点B时，重锤的速度v B＝__________m/s； ②从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能的减少量ΔE p＝______________J，动能的增加量ΔE k＝__________________J； ③实验结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 图K26－1 2.在用如图K26－2所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是() 图K26－2 A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D．通过打点计时器打下的纸速来测定小车加速过程中获得的平均速度 技能强化 3．2011·德州模拟关于“探究动能定理”的实验，下列叙述正确的是() A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 图K26－3 4．2010·安徽卷利用如图K26－3所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v0和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案． A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v0 B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v0
高中物理力学实验专题训练(有答案)
力学实验专题训练 2017、04 1.在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A 、B ，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为m 1和m 2．实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩， 然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t 1、t 2． （1）图22⑴为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d 时所得的不同情景。由该图可知甲同学测得的示数为 mm ，乙同学测得的示数为 mm 。 （2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式： 被压缩弹簧开始贮存的弹性势能 P E 2.为验证“动能定理”，某同学设计实验装置如图5a 所示，木板倾斜构成固定斜面，斜面B 处装有图b 所示的光电门. (1)如图c 所示，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d ＝ (2)装有挡光条的物块由A 处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t ，则物块通过B 处时的速度为________ (用字母d 、t 表示)； (3)测得A 、B 两处的高度差为H 、水平距离L .已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，当地的重力加速度为g ，为了完成实验，需要验证的表达式为_______________ _.(用题中所给物理量符号表示) 3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图10甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时 01234 01234 5 45 50 45 可动刻度固 定 刻 度 固定刻度
第二讲 力学创新实验 ——课前自测诊断卷 考点一 实验情景的设计与创新 1.[考查重力加速度的测量] (2018·江苏高考)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： ①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H ； ②在重锤1上加上质量为m 的小钩码； ③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； ④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④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2M D ．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m 0。用实验中测量的量和已知量表示g ，得g ＝____________________。 解析：(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差。 (2)设系统运动的加速度为a ，则根据牛顿第二定律得 mg ＝(2M ＋m )a ，即a ＝ mg 2M ＋m ，而H ＝12 at 2 ，在H 一定时，a 越小，则t 越长，这时测量时间t 的误差越小。因此实验要求小钩码的质量m 要比重锤的质量M 小很多，主要是为了使重锤1下落的时间长一些，选项B 正确。 (3)可利用橡皮泥平衡摩擦阻力，其方法为在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。 (4)根据牛顿第二定律得mg ＝(2M ＋m ＋m 0)·a ，又H ＝12 at 2，解得g ＝ 2 2M ＋m ＋m 0H mt 2 。 答案：(1)偶然 (2)B (3)在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。 (4)22M ＋m ＋m 0H mt 2 2．[利用气垫导轨装置探究动能定理和验证机械能守恒定律] (2019·南京、盐城三模)如图甲所示，气垫导轨上质量为M 的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m 的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，遮光条宽度为d 。气源开通后，滑块在绳子拉力的作用下由静止释放，遮光条通过
高考物理力学实验复习题及答案 27．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某小组利用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等装置完成实验。 （1）为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是ABDE。（填选项前的字母） A．使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点 B．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行 C．两细绳套必须等长 D．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程 E．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置 （2）如图所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中一个实验比较符合实验事实的是甲。（力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示） （3）在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中，若合力测量值F'是准确的，造成误差的主要原因是：（至少写出两种情况）①作图时两虚线分别与F1线和F2线不严格平行平行；②确定分力的方向不准确存在误差。。 【解答】解：（1）A、为了读数准确，在进行实验之前，使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点，故A正确； B、为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近 并平行于木板，故B正确； C、为减小实验误差，细绳套应适当长些，两细绳套不必等长，故C错误； D、为减小实验误差，用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程，故 D正确； E、为使力的作用效果相同，同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置，故E正确。 故选：ABDE。 （2）实验中F是由平行四边形得出的理论值，而F′是通过实验方法得出的实际值，其
一、力知识归纳 1．什么是力：力是物体对物体的作用。 2．物体间力的作用是相互的。(一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。 3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。） 4．力的单位是：牛顿(简称：牛)，符合是N。1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。 5．实验室测力的工具是：弹簧测力计。 6．弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。 7．弹簧测力计的用法：(1)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零；(2)认清最小刻度和测量范围；(3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度，(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致；⑸观察读数时，视线必须与刻度盘垂直。（6）测量力时不能超过弹簧测力计的量程。 8．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。 9．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是：(1)用线段的起点表示力的作用点；(2)延力的方向画一条带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向；(3)若在同一个图中有几个力，则力越大，线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小， 10．重力：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。重力的方向总是竖直向下的。 11.重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比。 12．重垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成。 13．重心：重力在物体上的作用点叫重心。 14．摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。 15．滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系。压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 16．增大有益摩擦的方法：增大压力和使接触面粗糙些。减小有害摩擦的方法：(1)使接触面光滑和减小压力；(2)用滚动代替滑动；(3)加润滑油；(4)利用气垫。（5）让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）。 二、力和运动知识归纳 1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律)。 2．惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫做惯性定律。 3．物体平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就叫做二力平衡。 4．二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零。 5．物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。 三、压强和浮力知识归纳 1．压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。 2．压强：物体单位面积上受到的压力叫压强。 3．压强公式：P=F/S ，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2 4．增大压强方法:(1)S不变，F↑;(2)F不变，S↓(3) 同时把F↑，S↓。而减小压强方法则相反。 5．液体压强产生的原因：是由于液体受到重力。 6．液体压强特点：(1)液体对容器底和壁都有压强，(2)液体内部向各个方向都有压强；(3)液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；(4)不同液体的压强还跟密度有关系。 7．* 液体压强计算公式：，（ρ是液体密度，单位是千克/米3；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。） 8．根据液体压强公式：可得，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积和质量无关。 9．证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。 10．大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。 11．测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。 12．测定大气压的仪器是：气压计，常见气压计有水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）。 13．标准大气压：把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。 14．沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。 15.流体压强大小与流速关系：在流体中流速越大地方，压强越小；流速越小的地方，压强越大。 1．浮力：一切浸入液体的物体，都受到液体对它竖直向上的力，这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。（物体在空气中也受到浮力）
2020年5月全国名校联考最新高考模拟试题分项汇编（第一期） 力学实验（一） 1、（2020·湖北省七市教科研协作体高三下学期5月联考）某同学用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长量及方向不变的条件下： (1)若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是____N；（图乙中所示） (2)若弹簧测力计a、b间夹角小于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，增大弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数___ 、弹簧测力计b的读数____填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1). 3.50（3.48-3.52）(2). 变小(3). 变大 【解析】 (1)[1]由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，弹簧测力计a的读数是3.50N； (2)[2][3]若弹簧秤a、b间夹角小于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，如图所示，则可知弹簧秤a的示数变小，b的示数变大。
2、（2020·江苏省盐城市高三下学期三模）小华同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图甲所示的一条纸带（每两个点间还有4个点没有画出）。打点计时器的电源频率为50Hz。 （1）根据纸带上的数据，计算E点时小车的瞬时速度并填入表中_____。 （填写序号） A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动 C．非匀变速直线运动 （3）小红同学用以下方法绘制了小车运动的v一t图象： 第一，先把纸带每隔0.1s剪断，得到若干短纸条； 第二、再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间； 第三，将纸条上端中心连起来，于是得到v一t图象。
实验一研究匀变速直线运动 考纲解读 1.练习正确使用打点计时器. 2.会计算纸带上各点的瞬时速度. 3.会利用纸带计算加速度. 4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度．
基本实验要求 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片． 2．实验步骤 (1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固 定在小车后面； (3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析． 3．注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行．
(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． (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50 cm 的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜． 规律方法总结 1． 数据处理 (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 a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3 ＝x 6－x 33T 2?a ＝a 1＋a 2＋a 33 ③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T ＝d n ＋1－d n －1 2T ④利用速度—时间图象求加速度 a ．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度； b ．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度． 2． 依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x 1、x 2、x 3……x n 是相邻两计数点间的距离． (2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2…. (3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝(打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数)． (4)Δx ＝aT 2，因为T 是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a 也为恒量，所以Δx 必然是个恒量．这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.
力学实验总复习 一、打点计时器系列实验中纸带的处理 1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm 。 2．根据纸带上点的密集程度选取计数点: 打点计时器每打n 个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔，即T =0.02n （s ）。一般取n ＝5，此时T =0.1s 。 3．测量计数点间距离: 为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得： 1s S I =，12s s S II -=，23s s S III -=，34s s S IV -=，45s s S V -=，56s s S VI -= 4．判定物体运动的性质： ⑴ 若I S 、II S 、III S 、IV S 、 V S 、 VI S 基本相等，则可判定物体在实验误差围作匀速直线 运动。 ⑵ 设△s1=II S －I S ，△s2=III S －II S ，△s3= IV S －III S ，△s4= V S － IV S ，△s5= VI S － V S 若△s 1、△s 2、△s 3、△s 4、△s 5基本相等，则可判定物体在实验误差围作匀变速直线运动。 ⑶ 测定第n 点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n 点的相邻的前、后两段相等时间T 的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：T s s T S S v V IV 223 54-=+= 。 ⑷ 测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T 的位移I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 分成两组，利用2 aT s =?可得： 213T S S a I IV -= 、223T S S a II V -=、2 33T S S a III VI -=，再算出的1a 、2a 、3a 平均值，即：