2020高考物理：专题九1第1讲力学实验与创新课后演练强化训练含解析

(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 ＝12kx 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 2－1m 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.F1 1.0010.580… 1.002…F2－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°…(1)根据表格，A传感器对应的是表中力________(选填“F1”或“F2”)．钩码质量为________kg(g取10 m/s2，保留1位有效数字)．(2)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是________．A．因为事先忘记调零B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响D．可以完全消除实验的误差3．(20xx·全国押题卷二)甲、乙同学均设计了测动摩擦因数的实验，已知重力加速度为g.(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一个轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平，实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F，则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ＝________．(2)乙同学的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平，实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t；在坐标系中作出F－1t2的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为________(填所测物理量及符号)．根据所测物理量及图线信息，可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为μ＝________．热点17力学创新实验1．解析：(1)Ⅱ.由平抛运动规律，s＝v t，h＝12gt2，解得v＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹。

高考复习力学实验题一．实验题〔共17小题〕1．〔2021?天津〕某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．①实验中，必要的措施是．．细线必须与长木板平行．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量．平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的局部计数点如图2所示〔每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出〕s1，s2，s3，s4，s5，，那么小车的加速度a=m/s2〔要求充分利用测量的数据〕，打点计时器在打B点时小车的速度vB=m/s．〔结果均保存两位有效数字〕2．〔2021?高港区校级学业考试〕利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会再纸带上打出一系列的小点，〔1〕假设实验时用到的计时器为电磁打点计时器，打点计时器的安装要使两个限位孔在同一〔选填“水平〞或“竖直〞〕线上，以减少摩擦阻力；〔2〕实验过程中，以下说法正确的选项是、接通电源的同时要立刻释放重物B、选取纸带时要选取第1个点与第2个点之间的距离接近4mm且清晰的纸带C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器、为了使实验数据更加准确，可取屡次测量结果的平均值〔3〕为了测得重物下落的加速度，还需要的实验仪器是A、天平B、秒表C、米尺．3．〔2021春?涞水县校级月考〕某学生利用“研究匀变速直线运动 〞的实验装置来测量一个质量为 m=50g 的重 锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图1所示． 〔1〕以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白局部：① 实验操作：，释放纸带，让重锤自由落下， ． x ，x ， ② 取下纸带，取其中的一段标出计数点如图 2所示，测出相邻计数点间的距离分别为1 2 x ，x ，x cm ，x ，打点计时器的打点间隔 ，那么重锤运动的加 3 4 5 6第1页〔共8页〕速度计算表达式为a= ，代入数据，可得加速度a=m/s 2〔计算结果保存三位有效数字〕．4．〔2021春?哈尔滨校级期中〕某同学进行 “验证力的平行四边形定那么 “实验，试完成主要步骤： 〔1〕如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O 点、两弹簧测力计的读数F 1、F 2以及〔2〕用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到 ，记下细绳的方向〔如图丙中 的Oc 〕．如乙图所示，读得弹簧测力计的示数 F= 〔3〕如丙图所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中： a ．按同样的标度作出力 F 的图示 b ．按力的平行四边形定那么作出 F 1、F 2的合力F ′ 〔4〕关于该实验考前须知，以下说法中正确的选项是 ．实验中所用的两根细绳越短越好．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行 C ．每次实验中两个分力间的夹角必须大于 90°．5．〔2021春?衡阳校级期末〕“验证力的平行四边形定那么〞的实验情况如图甲所示，其中A 为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，OB 和OC 为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图． 〔1〕本实验采用的科学方法是 A ．理想实验法 B ．等效替代法 C ．控制变量法 D ．建立物理模型法 〔2〕某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点 O 的位置及两弹簧秤对应的读数， 他还应该记录下 ． 〔3〕图乙中的 F 是利用平行四边形定那么作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示， F ′为用一个弹簧秤将结点拉 至同一点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿 AO 方向的是 ．第2页〔共8页〕6．〔2021春?临沂校级期末〕在“探究求合力的方法〞实验中，可以设计不同的方案探究．以下是甲、乙两位同学设计的两个实验方案，1〕甲同学设计的方案如图1，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．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：．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，橡皮条方向必须在两细绳夹角的角平分线上D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的选项是〔填入相应的字母〕②假设某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，那么〔选填“能〞或“不能〞〕用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是：．〔2〕乙同学在家中用三根相同的橡皮筋〔遵循胡克定律〕来探究求合力的方法，如图2所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，以下说法正确的选项是．A．实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C．以OB、OC为两邻边做平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且两者长度相等D．屡次实验中O点不必是同一位置．7．〔2021?广州二模〕用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系〞．请思考并完成相关内容：〔1〕实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的选项是BA．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动2〕图乙是实验中得到的一条纸带，相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a=m/s 2〔计算结果保存三位有效数字〕．第3页〔共8页〕〔3〕一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度 a 与合外力 F 的关系，得到如图丙中 ①所示的a ﹣F 图线．那么小车运动时受到的摩擦力 f= N ；小车质量M= kg ．假设该小组正确 完成了步骤〔 1〕，得到的 a ﹣F 图线应该是图丙中的 〔填“②〞、“③〞或“④〞〕．8．〔2021秋?天津月考〕在“探究加速度与力、质量的关系〞实验中，某同学使用了如图〔1〕所示的装置，计时器打点频率为50Hz ．〔1〕该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图〔 b 〕所示，自 A 点起，相邻两点间的距离分别为、、、、，那么打E 点时小车的速度为 m /s ，小车的加速度为 m/s 2．〔2〕该同学要探究小车的加速度 a 和质量M 的关系，应该保持 不变；假设该同学要探究加速度 a 和拉力F 的关系，应该保持 定 不变．〔3〕该同学通过数据的处理作出了 a ﹣F 图象，如图〔c 〕所示，那么 ①图中的直线不过原点的原因是 ． ②此图中直线发生弯曲的原因是 ．9．〔2021秋?濮阳月考〕为了探究物体的加速度与质量的关系时，某实验小组的同学设计了如下图的实验装置．装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码〔总质量用M 表示〕、砂和砂捅〔总质量用m 表示〕、刻度尺等，请答复以下问题：〔1〕为了完本钱实验，以下实验器材中必不可少的是 ． A ．低压直流电源 B ．秒表 C ．天平〔附砝码〕 D ．低压交流电源〔2〕实验误差由偶然误差和系统误差，本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论，应尽量地减少摩擦阻力的影响，即按如图的方式将长木板的一端适当垫高，以平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，取下沙桶并将纸带穿过打点计时器，使小车带 动纸带在长木板上做 运动．3〕探究小车的加速度与其质量的关系时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完本钱实验时，为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力，那么沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足．〔4〕该实验小组的同学在某次测量时，得到了如下图的纸带，其中 0、1、2为相邻的三个计数点，且相邻两计数点的打点频率为 f ，0、1两点间的距离用x 1表示.1、2两点间的距离用 x 2表示，那么该小车加速度的表达式a=m/s 2．如果f=10Hz ，x 1，22〔保存两位 x ，那么加速度的值应为a=m/s小数〕第4页〔共8页〕〔5〕在完成以上操作后，将得到的数据用图象进行处理，那么小车的加速度的倒数 关于小车的质量 M 的函数图象符合实际情况的是．10．〔2021春?锦州期末〕图甲是“研究平抛物体的运动 〞的实验装置图．〔1〕实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 ．每次让小球从同一位置由静 止释放，是为了每次平抛 ．〔2〕图乙是正确实验取得的数据，其中 O 为抛出点，那么此小球做平抛运动的初速度为m/s ．〔2〕〔3〕在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长 L=5cm ，通过实验，记录了小球在运动途中的三个 位置，如图丙所示，那么该小球做平抛运动的初速度为 m/s ；B 点的竖直分速度为 m/s ；平抛运动的初位置坐标 〔如图丙，以 O 点为原点，水平向右为 X 轴正方向，竖直向下为 Y 轴的正方向， g 取10m/s 2〕．11．〔2021春?衡阳校级期末〕〔1〕“研究平抛物体的运动 〞实验的装置如图 1所示，在实验前应 ．将斜槽的末端切线调成水平．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C ．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放D ．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置 O ，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点〔2〕物体做平抛运动的规律可以概括为两点： ①水平方向做匀速直线运动； ②竖直方向做自由落体运动． 为 了研究物体的平抛运动，可做下面的实验：如图 2所示，用小锤打击弹性金属片， A 球水平飞出；同时 B 球被松开，做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球 总是同时落地．那么这个实验 A ．只能说明上述规律中的第 ①条 B ．只能说明上述规律中的第 ②条 C ．不能说明上述规律中的任何一条 ．能同时说明上述两条规律．12．〔2021?花溪区校级三模〕为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图 1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的 功可记作W 、2W 、3W 对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度 v ，记录数据如下．请思考并答复以下问题功W0 W2W3W 4W5W6W﹣v/〔m?s 1〕第5页〔共8页〕〔1〕实验中木板略微倾斜，这样做 〔填答案前的字母〕． ．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 ．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C ．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 ．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动 〔2〕据以上数据，在坐标纸中作出 W ﹣v 2图象．〔3〕根据图象 2可以做出判断，力对小车所做的功与 ．13．〔2021?蔡甸区校级一模〕 某学习小组用图甲所示的实验装置探究 “动能定理〞．他们在气垫导轨上安装了 一个光电门 B ，滑块上固定一遮光条， 滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连， 传感器下方 悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放．〔1〕某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d ，如图乙所示，那么 d = mm ． 〔2〕以下实验要求中不必要的一项为哪一项 〔请填写选项前对应的字母〕 ． ．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 ．应使A 位置与光电门间的距离适当大些 C ．应将气垫导轨调至水平 ．应使细线与气垫导轨平行〔3〕实验时保持滑块的质量 M 和A 、B 间的距离L 不变，改变钩码质量m ，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间 t ，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是 〔请填写选项前对应的字母〕．A ．作出“t ﹣F 图象〞2 ﹣F 图象〞B ．作出“t2﹣图象〞 C ．作出“t D ．作出“t=3s 图象〞14．〔2021春?菏泽期末〕为探究“恒力做功与物体动能改变的关系〞，采用了如下图实验装置．请答复下列问题：第6页〔共8页〕〔1〕为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 ．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动2〕假设实验中所用小车的质量为200g ，为了使实验结果尽量精确，在实验室提供的以下四种规格钩码中，应该挑选的钩码是A ．10gB ．20gC ．30gD ．50g〔3〕某实验小组挑选了一个质量为 50g 的钩码，在屡次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n 个点的距离为；打下第n 点时 小车的速度大小为．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力， 那么拉力对小车做的功为J ，小车动能的增量为J ．〔2，结果保存三位有效数字〕15．〔2021?北京〕利用图1装置做“验证机械能守恒定律〞实验．①为验证机械能是否守恒，需要比拟重物下落过程中任意两点间的 ．A ．动能变化量与势能变化量B ．速度变化量和势能变化量C ．速度变化量和高度变化量②除带夹子的重物、纸带、铁架台〔含铁夹〕 、电磁打点计时器、导线及开关外，在以下器材中，还必须使用的两种器材是A ．交流电源B ．刻度尺C ．天平〔含砝码〕③实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ，测得它们到起始点O 的距离分别为h 、h 、h ．AB C当地重力加速度为 g ，打点计时器打点的周期为T ．设重物的质量为 m ．从打O 点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化量△E p =，动能变化量△E k =．④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是 A ．利用公式v=gt 计算重物速度B ．利用公式v= 计算重物速度C ．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响．没有采用屡次试验去平均值的方法． ⑤根据以下方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O 的距离h ，计算对应计数点的重物速度v ，描绘v 2﹣h 图象，并做如下判断：假设图象是一条过原点的直线，那么重物下落过程中 机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确． 16．〔2021?泉州二模〕某同学用“验证机械能守恒定律 〞的实验装置测定当地重力加速度． 〔1〕接通电源释放重物时，装置如图甲所示，该同学操作中存在明显不当的一处是 ；〔2〕该同学经正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点 A 、B 、C 、D 、E 、F 为计数点，测得点A 到B 、C 、D 、E 、F 的距离分别为 h 1、h 2、h 3、h 4、h 5．假设电源的频率为 f ，那么打E 点时重物速度的表达式为v E =；〔v 2〕与距离〔h 〕的关系图线如图丙所示， 〔3〕分别计算出各计数点对应的速度值，并在画出速度的二次方那么测得的重力加速度大小为m/s 2．〔保存3 位有效数字〕第7页〔共8页〕17．〔2021?吉林校级模拟〕用如图甲所示的实验装置，验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点〔图中未标出〕，计数点间的距离如图乙所示．m1=50g、m2=150g，取2，那么〔结果均保存两位有效数字〕①在纸带上打下记数点5时的速度v==m/s；J；由此可②在0～5过程中系统动能的增量△E J，系统势能的减少量△E=K P 以验证．第8页〔共8页〕。

2022届高考物理二轮复习专题演练：力学试验(鲁科版)1.(2021·龙岩模拟)为争辩钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数，让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动，用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置，如图所示．已知钢球在液体中运动时所受阻力F ＝k v2，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，钢球质量为m，则阻力常数k的表达式为________．解析：钢球从某一高度竖直下落进入液体中先做减速运动，后做匀速运动，由mg＝k v2，v＝2s0/T＝2s0f，解得k ＝mg4s20f2.答案：k＝mg4s20f22．(2021·南昌调研)在“探究弹簧形变与外力关系”的试验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，试验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为k＝______N/m，图线不过原点的缘由是由于____________．解析：由图线可以算出斜率，即弹簧的劲度系数，图线不过原点说明弹簧在竖直向下不施加外力的时候，已经有伸长量了．答案：200弹簧自身具有重量3．(2021·福建漳州适应性练习)如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是________(选填字母代号)．A．用该装置测出的数据可以算出滑块的加速度B．用该装置验证牛顿其次定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必需满足M≫mC．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必需满足M≫mD．不能用该装置探究动能定理答案：AB4．(2021·高考重庆卷)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后，某课外活动小组对舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感爱好．他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，预备定量争辩钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系．要达到试验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的________和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必需增加的一种试验器材是______．忽视钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，依据________定律(定理)，可得到钢球被阻拦前的速率．解析：依据机械能守恒定律(或动能定理)可知mgh＝12m v2，v＝2gh，要争辩v与前进的距离的关系，需要直接测出钢球距水平木板的高度h，要测距离及高度，必需增加试验器材刻度尺．答案：高度(距水平木板的高度)刻度尺机械能守恒(动能)5．(2021·安徽名校联考)在“验证力的平行四边形定则”的试验中，某小组利用如图甲所示的装置完成试验，橡皮条的一端C固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点．(1)则下列叙述正确的是________．A．该试验中CO的拉力是合力，AO和BO的拉力是分力B．两次操作必需将橡皮条和绳的结点拉到相同位置C．试验中AO和BO的夹角应尽可能大D．在试验中，弹簧测力计必需保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线(2)对数据处理后得到如图乙所示的图线，则F与F′两力中，方向确定沿CO方向的是________．解析：(1)AO和BO的拉力与CO的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，A错误；试验中两次拉伸橡皮条，留意将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，以保证两次操作中CO的拉力是相同的，则选项B正确；假如AO和BO的夹角适当，则两个分力可以将结点拉到O点，若夹角过大，则两拉力不愿定能将结点拉到O点，所以选项C错误；弹簧测力计与木板平行以便保证各力在同一平面内，正对弹簧测力计的刻度线读数可以减小偶然误差，因此D正确．。

2020年普通高等学校招生全国统一考试物理样卷（九）题号一二三四总分得分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；2．请将答案正确填写在答题卡上。

第I卷（选择题）评卷人得分一、单选题1．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．曲线运动的速度方向可以不变B．匀变速曲线运动任意相等时间内速度的变化量相同C．速率恒定的曲线运动，任意相等时间内速度的变化量相同D．物体受到的合外力持续为零时，物体仍可以做曲线运动2．火箭向后喷气后自身获得向前的速度。

某一火箭在喷气前的质量为30kg，间断性完成了多次向后喷气，每秒钟可完成5次喷气。

设每一次喷气均喷出200g气体，气体喷出后的速度为100m/s，则第三次喷气后火箭的速度为（题中涉及各速度均以地面为参考系）（）A．1000m/s B．200m/s C．20m/s D．2 m/s3．某探究小组计划以下述思路分析电容器间电场（可看作匀强电场）的特点。

如图所示，把电容器的一个极板接地，然后用直流电源给电容器充电，接地极板连接电源正极，充电结束后电容器与电源断开。

在两极板之间的P点固定一个负试探电荷，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离x。

在平、试探电荷在P点电势能移过程中，电容C、场强E、P点电势pE p与负极板移动距离x的关系正确的是（）A．B．C．D．4．如图所示，两条轻质导线连接金属棒PQ的两端，金属棒处于匀强磁场内且垂直于磁场。

金属棒的质量m=0.2kg，长度L=1m。

使金属棒中通以从Q到P的恒定电流I=2A，两轻质导线与竖直方向成30︒角时，金属棒恰好静止。

则磁场的最小磁感应强度（重力加速度g取10m/s2）（）A．大小为0.25T，方向与轻质导线平行向下B．大小为0.5T，方向与轻质导线平行向上C．大小为0.5T，方向与轻质导线平行向下D．大小为0.25T，方向与轻质导线平行向上评卷人得分二、多选题5．一栋大楼的电梯运行高度为104m，测试人员测试电梯的运行情况。

专题强化练(十六) 力学实验及创新(满分:100分时间:45分钟)(共8小题,1~4题每题12分,5~8题每题13分,共100分)1.(考点1)(2019河北邯郸模拟)某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时,打点计时器所用电源的频率是50 Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记作O,再依次选6个点作为计数点,分别标以A、B、C、D、E和F,如图甲所示。

(1)由实际的纸带测得C、D两点相距2.70 cm,D、E两点相距2.90 cm,则在打D点时小车的速度是m/s。

(2)该同学分别算出打各点时小车的速度,然后根据数据在v-t坐标系中描好点,请在图乙中作出小车的v-t图象,并求出小车的加速度a= m/s2。

=1.4m/s。

v D=CC+CC2C(2)v-t图象如图所示。

=5m/s2。

由图象的斜率知a=ΔCΔC.4(2)v-t图象见解析图 52.(考点1)(2019天津检测)小王同学在探究加速度与力、质量的关系时,小车及砝码的质量用M表示,沙桶及沙的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。

(1)往沙桶中加入一定量的沙子,当M与m的大小关系满足时,可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力;在释放小车(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。

(2)在平衡摩擦力后,他用打点计时器打出的纸带的一段如图甲所示,该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出,打点计时器使用交变电流的频率是50 Hz,则小车的加速度大小是 m/s 2,当打点计时器打B 点时小车的速度是 m/s 。

(结果保留三位有效数字)(3)小张同学用同一装置做实验,他们俩在同一坐标系中画出的a -F 关系图线如图乙所示,小张和小王同学做实验,哪一个物理量是不同的 。

小车实际的加速度为a=CC C +C ,绳子拉力为F=Ma=CC1+C C ,因此只有当m ≪M 时,拉力F 才近似等于mg ;实验中应先接通电源再释放小车。

2020届高考物理力学和电学实验（通用型）练习及答案**力学和电学实验**1、某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F/(N) 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50l/(cm) l010.97 12.02 13.00 13.98 15.05力记为F O O′.④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F-l图线，根据图线求得l0＝________cm.(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图中作出F OA和F OB的合力F′的图示．(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．2、利用图1的装置探究“恒力做功与物体动能变化”的关系．小车的质量为M，钩码的质量为m，且不满足m＜M.打点计时器的电源是频率为f的交流电．(1)实验中，把长木板右端垫高，在不挂钩码且________的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．(填选项前的字母)A．计时器不打点B．计时器打点(2)图2是正确操作后得到的一条纸带．纸带上各点是打出的计时点，其中O点为打出的第一个点．小车发生的位移从纸带上计时点间的距离可以直接测出，利用下列测量值和题中已知条件能简单、准确完成实验的一项是_________________________________________________________．(填选项前的字母)A．OA、AD和EG的长度B．BD、CF和EG的长度C．OE、DE和EF的长度D．AC、EG和BF的长度(3)若测得图2中OF＝x1，EG＝x2，则实验需要验证的关系式为________．(用已知和测得物理量的符号表示)3、图中圆盘可绕过中心垂直于盘面的水平轴转动．圆盘加速转动时，角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度，用β表示，β＝ΔωΔt，我们用测量直线运动加速度的实验装置来完成实验，实验步骤如下．其中打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，图中A、B、C、D……为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出．①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③断开电源，经过一段时间，停止转动圆盘和打点，取下纸带，进行测量．(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径为60.00_mm mm.(2)由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度为6.5 rad/s(保留两位有效数字)．(3)圆盘转动的角加速度为10.0(9.8～10都算正确) rad/s2.4、(2019·福建南平检测)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。

创新演练大冲关(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，满分54分．每小题只有一个选项正确)1．下列叙述中正确的是( )A．挂在电线下的电灯，使电线发生形变，所以电线受到拉力B．电灯挂在电线下，电灯和电线同时发生形变，电灯受到向上的拉力是由于电灯发生了形变C．电灯挂在电线下，电灯对电线的拉力是由于电灯形变有向下恢复原状的趋势产生的D．挂在电线下的电灯对电线的拉力就是电灯受到的重力解析：电灯挂在电线上，电线对电灯的拉力是由于电线发生形变的原因，而电灯对电线的拉力是由于电灯发生形变产生的，故A、B错误，C正确；电灯对电线的拉力与重力等大同向，但不能说拉力就是重力．D错误．答案：C2．如图1所示，有一个重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是 ( )A．容器受到的摩擦力不变图1B．容器受到的摩擦力逐渐减小C．水平力F可能不变D．水平力F必须逐渐增大解析：因容器始终静止，竖直方向合力为零，故有f＝mg，而m因注水而增大，故f逐渐增大，A、B错误；因摩擦力不一定达到最大静摩擦力，故F不一定增大，C正确，D错误．答案：C3．(2020·新课标全国卷)一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )A.F2－F1l2－l1B.F2＋F1l2＋l1C.F2＋F1l2－l1D.F2－F1l2＋l1解析：本题考查弹力与弹簧伸长长度的关系，意在考查考生对胡克定律的理解．由胡克定律可知，当弹簧压缩时有F1＝k(l0－l1)，当弹簧拉伸时有F2＝k(l2－l0)，综合以上两式可得k ＝F 1＋F 2l 2－l 1，C 正确． 答案：C4．如图2所示，物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F ，A 中F 垂直于斜面向上，B 中F 垂直于斜面向下，C 中F 竖直向上，D 中F 竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是( )图2解析：物块在重力和F 的合力沿斜面向下的分力的作用下将受到沿斜面向上的静摩擦力，故知，竖直向下的力F 会使其所受到的静摩擦力增大，D 选项正确．答案：D5．(2020·铜陵模拟)如图3所示，物体放在倾斜木板上，当木板倾角θ为30°和45°时，物体受到的摩擦力大小恰好相同，则物体和木板间的动摩擦因数最接近( ) 图3A ．0.5B ．0.6C ．0.7D ．0.8解析：当木板倾角为30°和45°时摩擦力相等，说明了30°时物体受到的是静摩擦力，大小等于物体重力沿斜面向下的分力，即f 1＝mg sin30°，当倾角为45°时，物体一定下滑，这时f 2＝μmg cos45°，两摩擦力相等求得μ＝22＝0.7. 答案：C6．如图4所示，物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v ，则传送带启动后( )A ．M 静止在传送带上 图4B ．M 可能沿斜面向上运动C ．M 受到的摩擦力变大D ．M 下滑的速度不变解析：由M 匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力、支持力，传送带启动以后对M 受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，故D 正确．答案：D7．如图5甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F 作用下，斜面和物块始终处于静止状态，当F 按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是( )图5A．一定增大B．可能一直减小C．可能先增大后减小D．可能一直增大解析：由于不知力F与mg sinθ(θ为斜面的倾角)的大小关系，故无法确定开始时摩擦力的方向，因此当F＞mg sinθ时，随力F的减小，f可能先向下减小再向上增大，当F≤mg sinθ时，f一直向上增大．答案：D8．如图6所示，重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm、劲度系数为1000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的图6长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为( )A．10 N B．20 NC．40 N D．60 N解析：设物体所受静摩擦力f的方向沿斜面向上，由平衡条件得：F＋f＋kx＝mg sin30°.可得：F＋f＝20 N，F由0逐渐增大，f逐渐减小，当f＝0时，F为20 N，故A、B均可能；当f沿斜面向下时，F＋kx＝f＋mg sin30°，有：F＝f＋20 N，随F增大，f也逐渐增大，直到f＝25 N，此时F＝45 N，当F＞45 N，物体就沿斜面滑动，故测力计的读数不可能为60 N.答案：D9．如图7所示，一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接，弹簧的上端固定在天花板的O点上，P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮，已知OP＝l0＋a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连，滑块对地面有压力作用．再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上)，对于滑块A受地面滑动摩擦力下列说法中正确的是( ) 图7 A．逐渐变小B．逐渐变大C．先变小后变大D．大小不变解析：滑块在开始位置，受到重力G、支持力N和弹簧的拉力F＝kx0，F＋N＝G，N＝G－kx0；当滑块滑到右边某一位置时，弹簧的伸长量为x，绳与地面的夹角为α，由竖直方向平衡，N ′＋kx ·sin α＝G ，又sin α＝x 0x，故N ′＝G －kx 0＝N ，支持力不变化，滑动摩擦力f ＝μN 不变化，D 正确．答案：D二、非选择题(本题包括3小题，共46分)10.(15分)如图8所示，质量分别为m 和M 的两物体P 和Q 叠放在倾角为θ的斜面上，P 、Q 之间的动摩擦因数为μ1，Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1＞μ2)．当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止， 图8 则物体P 受到的摩擦力大小为多少？解析：先取PQ 为一整体，受力分析如图所示．由牛顿第二定律得：(M ＋m )g sin θ－f Q ＝(M ＋m )af Q ＝μ2NN ＝(m ＋M )g cos θ以上三式联立可得a ＝g sin θ－μ2g cos θ再隔离P 物体，设P 受到的静摩擦力为f P ，方向沿斜面向上，对P 再应用牛顿第二定律得：mg sin θ－f P ＝ma可得出f P ＝μ2mg cos θ.答案：μ2mg cos θ11．(15分)(2020·南平模拟)如图9所示，在倾角为θ的光滑斜面上，劲度系数分别为k 1、k 2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m 1的重物，最下端挂一质量为m 2的重物，现用力F 沿斜面向上缓慢推动m 2，当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时，试求： 图9(1)m 1、m 2各上移的距离．(2)推力F 的大小．解析：(1)没加推力时：k 2x 2＝m 2g sin θk 2x 2＋m 1g sin θ＝k 1x 1加上推力后，当两弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，k 1的伸长量与k 2的压缩量均为x ，对m 1分析受力可得：k 1x ＋k 2x ＝m 1g sin θ所以：m 1上移的距离d 1＝x 1－x ＝m 1＋m 2g sin θk 1－m 1g sin θk 1＋k 2m 2上移的距离d 2＝x 2＋x ＋d 1＝x 2＋x 1＝m 2g sin θk 2＋m 1＋m 2g sin θk 1(2)分析m 2的受力情况，有：F ＝m 2g sin θ＋k 2x ＝m 2g sin θ＋k 2m 1g sin θk 1＋k 2. 答案：(1)m 1＋m 2g sin θk 1－m 1g sin θk 1＋k 2m 2g sin θk 2＋m 1＋m 2g sin θk 1(2)m 2g sin θ＋k 2m 1g sin θk 1＋k 212．(16分)如图10甲所示，轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg 的物体，∠ACB ＝30°；图乙中轻杆HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G 通过细绳EG 拉住，EG 与水平方向也成30°，轻杆的G 点用细绳GF 拉住一个质量也为10 kg 的物体．g 取10 m/s 2，求图10(1)细绳AC 段的张力F AC 与细绳EG 的张力F EG 之比；(2)轻杆BC 对C 端的支持力；(3)轻杆HG 对G 端的支持力．解析：题图甲和乙中的两个物体M 1、M 2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力．分别取C 点和G 点为研究对象，进行受力分析如图甲和乙所示．(1)图甲中轻绳AD 跨过定滑轮拉住质量为M 1的物体，物体处于平衡状态，绳AC 段的拉力F AC ＝F CD ＝M 1g ；图乙中由F EG sin30°＝M 2g 得F EG ＝2M 2g ，所以得F AC F EG ＝M 12M 2＝12. (2)图甲中，根据几何关系得：F C ＝F AC ＝M 1g ＝100 N ，方向和水平方向成30°向斜右上方．(3)图乙中，根据平衡方程有F EG sin30°＝M 2g ；F EG cos30°＝F G所以F G ＝M 2g cot30°＝3M 2g ≈173 N，方向水平向右．答案：(1)12(2)100 N 方向与水平方向成30°角斜向右上方 (3)173 N 方向水平向右。

教课资料范本2020新课标高考物理课后操练：力与物体的曲线运动含分析编辑： __________________时间： __________________(建议用时： 40 分钟 )一、单项选择题1． (20xx 滨·州二模 )2022 年冬奥会将在中国举办的信息吸引了大批喜好者投入到冰雪运动中．若跳台滑雪竞赛运动员从平台飞出后可视为平抛运动，现运动员甲以必定的初速度从平台飞出，轨迹为图中实线①所示，则质量比甲大的运动员乙以同样的初速度从同一地点飞出，其运动轨迹应为图中的( )A ．①B ．②C ．③D ．④分析： 选 A. 依据平抛运动规律可知，平抛运动轨迹只与初速度相关，与物体质量没关，所以质量比甲大的运动员乙以同样的初速度从同一地点飞出时，其运动轨迹应为图中的①，选项 A 正确．2．如下图，河的宽度为L ，河水流速为 u ，甲、乙两船均以静水中的速度 v 同时渡河．出发时两船相距2L ，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰巧能直抵正对岸的A点．则以下判断正确的选项是()A ．甲船正好也在 A 点靠岸B ．甲船在 A 点下游靠岸C ．甲、乙两船抵达对岸的时间相等D ．甲、乙两船可能在未抵达对岸前相遇分析： 选 C.甲、乙两船在垂直河岸方向的分速度均为vsin 60°，过河时间均为 t ＝ L，故 C 正确；由乙恰巧抵达 A 点知， u ＝ vsin30°＝ 1v ，则甲沿河岸方向的速度为uvsin 60 °2＋1L<2L ，故 A 、B 、D 错误．2v ＝ v ，沿河岸方向的位移为v ·t ＝sin 60°3．(20xx 枣·庄一模 )如下图，物体 A 、B 经无摩擦的定滑轮用细线连在一同，A 物体受水平向右的力 F 的作用，此时B 匀速降落， A 水平向左运动，可知 ()A ．物体 A 做匀速运动B．物体 A 做加快运动C．物体 A 所受摩擦力渐渐增大D．物体 A 所受摩擦力不变分析：选 B. 把 A 向左的速度v 沿细线方向和垂直细线方向分解，设细线与水平方向夹角为α，沿细线方向的分速度为vcos α， B 匀速，则v cos α不变，而α角增大，cosα减小，则 v 增大，所以 A 做加快运动，选项 B 正确， A 错误；因为 A 对地面的压力渐渐减小，所以物体 A 所受摩擦力渐渐减小，选项C、D 错误．4． (20xx ·考全国卷高Ⅱ )如图，一圆滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作使劲()A．向来不做功B．向来做正功C．一直指向大圆环圆心D．一直背叛大圆环圆心分析：选 A. 因为大圆环是圆滑的，所以小环下滑的过程中，大圆环对小环的作使劲方向一直与速度方向垂直，所以作使劲不做功， A 项正确， B 项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作使劲背叛大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的地点时，大圆环对小环的作使劲指向大圆环的圆心，C、D 项错误．5．如下图，小球从斜面的顶端以不一样的初速度沿水平方向抛出，落在倾角必定、足够长的斜面上．不计空气阻力，以下说法正确的选项是()A ．初速度越大，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角越大B．小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比C．小球运动到距离斜面最远地方用的时间与初速度的大小没关D．当用一束平行光垂直照耀斜面时，小球在斜面上的投影做匀速运动分析：选 B.做平抛运动的物体落到斜面上时，设其末速度方向与水平方向的夹角为α，1gt2gt2位移与水平方向的夹角 (即斜面倾角 )为 θ，依据平抛运动规律有tan α＝ v0， tan θ＝ v0t ＝gt，所以 tan α＝2tan θ，由此可知，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角与初2v0速度没关，即不论初速度多大，小球落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角都相等，选项 A错误；设小球落在斜面上时的速度大小为v ，依据平抛运动规律，1 y ＝ gt 2， x ＝ v 0t ， tan2θ ＝ y， v yyθ，小球落在斜面上时的速度大小v ＝ v2y ＋ v20＝x＝ gt ，联立解得 v ＝ 2tan × v4tan2 ＋θ1× v 0B 正确；初，即小球落在斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比，选项 速度越大，小球运动到距离斜面最远地方用的时间越长，选项 C 错误；若把平抛运动分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向的两个分运动，则小球在沿斜面方向的分运动为匀加快直线运动，当用一束平行光垂直照耀斜面时，小球在斜面上的投影做匀加快直线运动，选项D 错误．6．小球 P 和 Q 用不行伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于 Q 球的质量，悬挂 P球的绳比悬挂 Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如下图．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点，( )A ． P 球的速度必定大于 Q 球的速度B ． P 球的动能必定小于Q 球的动能C ． P 球所受绳的拉力必定大于 Q 球所受绳的拉力D ． P 球的向心加快度必定小于Q 球的向心加快度分析： 选 C.小球从开释到最低点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律可知，mgL ＝ 1mv 2， v ＝ 2gL ，绳长 L 越长，小球到最低点时的速度越大，A 项错误；因为 P 球的质2量大于 Q 球的质量，由1 mv 2可知，不可以确立两球动能的大小关系， B 项错误；在最低点，E k ＝2 依据牛顿第二定律可知，F － mg ＝ mv2，求得 F ＝ 3mg ，因为 P 球的质量大于 Q 球的质量，因Lv2此 C 项正确；由 a ＝ L ＝ 2g 可知，两球在最低点的向心加快度相等， D 项错误．7．(20xx 青·岛段考 )如下图，一半圆柱体放在地面上，横截面半径为 R ，圆心为 O ，在 半圆柱体的右边 B 点正上方离地面高为2R 处的 A 点水平向左抛出一个小球，小球恰巧能垂直打在半圆柱体上，小球从抛出到落到半圆柱体上所用的时间为 t ，重力加快度为 g ，则小球抛出的初速度大小为 ()2RgtRgtA.4R ＋ gt2B.4R ＋ gt2Rgt 2RgtC.R ＋ 4gt2D.R ＋ 4gt2分析： 选 A. 由题意及平抛运动的规律知，小球垂直打在半圆柱体上时速度方向的延伸线过圆心，反向延伸线过水平位移的中点，设小球运动x过程中着落的高度为y ，水平位移为 x ，则 2＝R － x，x ＝ v 0t ， y ＝1gt 2 解得y 2R －y22Rgt， A 项正确．v 0＝4R ＋ gt28．如下图，一轻绳一端连结在悬点 O ，另一端连着一个质量为 m 的小球，将球放在与O 点等高的地点，绳索恰巧拉直，绳长为 L处的 A 点有一钉子，球由静止L ，在 O 点正下方 2开释后着落到最低点，绳与钉子相碰后没有断，球持续运动，不计空气阻力，忽视绳经过 A点时的机械能损失，则()A ．球运动到与 A 点等高的B 点时，绳对悬点 O 的拉力大小等于 mgB ．球运动到与 A 点等高的 B 点时，绳对钉子的作使劲大小等于2mgC ．球恰巧能运动到悬点O 点D ．球运动到与 A 点等高的 B 点时，剪断绳索，球能运动到与 O 点等高的地点分析： 选 D.小球从由静止开释至运动到B 点的过程中机械能守恒，mg × 12L ＝12mv 2，则绳的拉力 F ＝ mv2 ＝ 2mg ， A 项错误；此时绳对钉子的作使劲为两边绳上张力的协力，即 2 212Lmg ， B 项错误；依据机械能守恒定律可知，假如球恰巧能运动到 O 点，则到 O 点时的速度为零，在绳模型的圆周运动中这是不行能的，所以C 项错误；若运动到B 点时剪断绳索，球将做竖直上抛运动，过程中机械能守恒，球能运动到与O 点等高的地点， D 项正确．二、多项选择题9．一质点做匀速直线运动．现对其施加一恒力，且本来作用在质点上的力不发生改变，则 ()A ．质点速度的方向老是与该恒力的方向同样B ．质点速度的方向不行能老是与该恒力的方向垂直C ．质点加快度的方向老是与该恒力的方向同样D ．质点单位时间内速率的变化量老是不变分析： 选 BC. 施加一恒力后，质点的速度方向可能与该恒力的方向同样，可能与该恒力的方向相反，也可能与该恒力方向成某一角度且角度随时间变化，但不行能老是与该恒力的方向垂直，若施加的恒力方向与质点初速度方向垂直，则质点做类平抛运动，质点速度方向与恒力方向的夹角随时间的增大而减小，选项A 错误，B 正确；质点开始时做匀速直线运动，说明本来作用在质点上的协力为零，现对其施加一恒力，依据牛顿第二定律，质点加快度的Δv方向老是与该恒力的方向同样，且大小不变，由a ＝ 可知，质点单位时间内速度的变化量 Δtv 老是不变的，但速率的变化量不确立，选项C 正确，D 错误．10.飞镖运动正以其特有的魅力风靡全球，如下图为三个同学在游玩场中水平掷出的三支同样的飞镖插入竖直飞镖盘上的状况，不计空气阻力，依据飞镖插入盘上的地点和角度能够推测( )A ．若①号与②号飞镖抛出时的速度同样，则扔②号飞镖的同学站得离飞镖盘更近些B ．若①号与②号飞镖从同一点抛出，则抛出时的速度知足v 1>v 2C ．若②号与③号飞镖抛出时的速度同样，则在空中的运动时间t <t32D ．若②号与③号飞镖飞翔的水平距离同样，则重力对②号飞镖做功许多v0分析： 选 BD. 设飞镖与竖直方向的夹角为 θ，将平抛末速度分解，可得tan θ ＝ gt ，若 ① 号与 ②号飞镖的初速度同样，则②号飞镖的运动时间长，由x ＝ v 0t 可得 ② 号飞镖的水平位移 长，若 ② 号与 ③ 号飞镖抛出时的速度同样，同理得在空中的运动时间 t 2>t 3，可得选项 A 、 C错误；若 ① 号与 ② 号飞镖从同一点抛出，由1 x ＝ v 0th ＝ gt 2，可得 ②号飞镖的运动时间长，由2可得抛出时的初速度知足v 12θv0＝ x，若 ② 号与 ③ 号飞镖飞翔的水>v ，选项 B 正确； tan＝gt 2y平距离 x 同样，则 ②号飞镖的竖直位移长，重力对②号飞镖做功许多，选项D 正确．11．如下图，乒乓球台长为L ，球网高为 h ，某乒乓球喜好者在球台上方离球台高度为2h 处以必定的初速度水平发出一个球，结果球经球台反弹一次后 (无能量损失 )恰巧能贴着球网边沿飞过球网，忽视空气阻力，则球的初速度大小可能为()A.L gB. Lghh2 （ －2 ）（ ＋）424 2LgLg C.2（3＋ 2）hD.2（3－ 2）h分析： 选 AB. 若球反弹后在上涨过程中恰巧能贴着球网飞过，则12h ＝ gt21， x 1 ＝ v 0t 1，球2反弹后从飞过球网到上涨至最高点的过程中h ＝ 1gt2， x 2 ＝ v 0t 2 ， 2x 1－ x 2 ＝ L，解得 v 0＝2 2L g， A 正确；若球反弹后在降落过程中恰巧能贴着球网飞过，2h ＝ 1gt ′ 21， x ′（ － 2 ） h22 411＝ v ′0t ′ 1, 球反弹后从最高点到降落飞过球网的过程中h ＝ 2gt ′ 2， x ′ 2 ＝ v ′ 0t ′2， 2x ′ 1＋2L， 解得 v ′0Lg， B 项正确．x ′＝ 2＝（ ＋）h2 2412． (20xx 大·庆二模 )如下图，竖直平面内的两个半圆轨道在B 点平滑相接，两个半圆的圆心 O 1、 O 2 在同一水平线上，粗拙的小半圆半径为R ，圆滑的大部分圆的半径为 2R ；一质量为m 的滑块 (可视为质点 )从大的半圆一端 A 点以必定的初速度向上沿着半圆内壁运动，且恰巧能经过大部分圆的最高点，最后滑块从小半圆的左端冲出轨道，恰巧能抵达大部分圆的最高点，已知重力加快度为g ，则 ()A ．滑块在 A 点的初速度为 6gRB ．滑块在 A 点对半圆轨道的压力为 6mgC ．滑块第一次经过小半圆过程战胜摩擦力做的功为mgRD ．增大滑块在 A 点的初速度，则滑块经过小半圆战胜摩擦力做的功不变分析： 选 AC. 因为滑块恰巧能经过大的半圆的最高点，重力供给向心力，即mg ＝ mv2，2R解得： v ＝ 2gR ，以 AB 面为参照面，依据机械能守恒定律可得：1mv2A ＝ 2mgR ＋ 1m( 2gR)2，2 2 求得 v A ＝ 6gR ，故 A 正确；滑块在A 点遇到圆轨道的支持力为： v2AF ＝ m ＝ 3mg ，由牛顿第2R三定律可知 B 错误；设滑块在 O 1 点的速度为 v 1，则： v 1＝ 2g × 2R ＝2 gR ，在小半圆中运动的过程中，依据动能定理得W f11A 点的初速度，＝ 2mv2A － 2mv21＝ mgR ，故 C 正确；增大滑块在则滑块在小的半圆中各个地点速度都增大，滑块对小半圆轨道的均匀压力增大，所以战胜摩擦力做的功增加，故 D 错误．三、非选择题213． (20xx ·城二调聊 )如下图， BC 为半径等于 52 m 、竖直搁置的圆滑细圆管， O 为细圆管的圆心，在圆管的尾端 C 连结倾斜角为 45°、动摩擦因数为μ＝ 0.6 的足够长粗拙斜面，一质量为 m＝0.5 kg 的小球从 O 点正上方某处 A 点以速度 v0水平抛出，恰巧能垂直OB从 B 点进入圆管， OB 与竖直方向的夹角为 45°，小球从进入圆管开始遇到一直竖直向上的 F ＝5 N 的力的作用，当小球运动到圆管的尾端 C 时作使劲 F 立刻消逝，小球能光滑地冲上粗拙斜面． (g 取 10 m/s2)求：(1)小球从 O 点的正上方某处 A 点水平抛出的初速度v0与 OA 的距离；(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力；(3)小球在 CD 斜面上运动的最大位移．分析： (1) 小球从 A 运动到 B 为平抛运动，有 r sin 45°＝ v0t在 B 点，有 tan 45°＝gtv0解以上两式得v0＝ 2 m/s，t＝ 0.2 s则 AB 竖直方向的距离为12h＝ gt ＝ 0.2 m2OB 竖直方向的距离为h′＝ r cos 45°＝ 0.4 m则 OA ＝h＋ h′＝ (0.2＋ 0.4) m＝0.6 m.(2)在 B 点据平抛运动的速度规律有v0v B＝＝2 2 m/scos 45 °小球在管中重力与外加的力 F 均衡，故小球所受的协力仅为管的外轨对它的压力，得小球在管中做匀速圆周运动，由圆周运动的规律得圆管对小球的作使劲为v2BF N＝ m r＝ 5 2 N依据牛顿第三定律得小球对圆管的压力为F′N＝ F N＝ 5 2 N.(3)在 CD 上滑行到最高点过程，依据牛顿第二定律得mgsin 45°＋μ mgcos 45°＝ ma解得 a＝ gsin 45°＋μg cos 45°＝ 8 2 m/s2依据速度位移关系公式，有x＝v2B＝22a4 m.答案： (1)2 m/s0.6 m (2)5 2 N (3)2m414．如下图，从 A 点以 v0＝4 m/s 的水平速度抛出一质量m＝ 1 kg 的小物块 (可视为质点 )，当物块运动至 B 点时，恰巧沿切线方向进入圆滑圆弧轨道BC ，经圆弧轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗拙水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平，已知长木板的质量M ＝4 kg， A、 B 两点距 C 点的高度分别为H＝ 0.6 m、 h＝ 0.15 m， R＝ 0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g取10 m/s2.(1)求小物块运动至 B 点时的速度大小和方向；(2)求小物块滑动至 C 点时，对圆弧轨道 C 点的压力；(3)长木板起码为多长，才能保证小物块不滑出长木板？1分析： (1) 物块做平抛运动：H － h＝2gt2抵达 B 点时竖直分速度：v y＝gt＝3 m/sv1＝ v20＋v2y＝ 5 m/s方向与水平面的夹角为θ： tan θ＝vy＝3 v04即：θ＝ 37°，斜向右下．11(2)从 A 至 C 点，由动能定理mgH ＝2mv2－2mv20v2设 C 点遇到的支持力为 F N，则有 F N－mg＝m R由上式可得 v2＝2 7 m/s， F N＝ 47.3 N依据牛顿第三定律可知，物块m 对圆弧轨道 C 点的压力大小为47.3 N ，方向竖直向下．(3)由题意可知小物块m 对长木板的摩擦力F f＝μ1mg＝ 5 N长木板与地面间的最大静摩擦力为F′fF′f＝μ2( M＋ m)g＝ 10 N因 F f<F ′f，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动．小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度恰巧为0，才能保证小物块不滑出长木板．v2则长木板长度起码为l ＝2μ1g＝ 2.8 m.答案： (1)5 m/s方向与水平方向的夹角为37°斜向右下(2)47.3 N方向竖直向下(3)2.8 m。

热点题型一 研究匀变速直线运动第 1 讲 力学实验与创新 本部分属于高考必考内容，每个实验都有可能考查，但纸带类问题为命题的重点．由于实验考查“来源于大纲，而又不拘泥于大纲”的特点，所以在复习中一定要把握实验的灵魂 ——原理，只有在原理性内容掌握之后，才能进行数据的处理和误差分析．实验装置图操作要领 考查热点①平行：细绳、纸带 ①考装置：器材装配与长木板平行 正误研究匀 ②靠近：小车释放②考读算：读纸带计变速直 前，应靠近打点计时 数点间位移；计算瞬线运动器的位置时速度；计算加速度③先后：实验时先接 ③摩擦力：无须平衡通电源，后释放小(木板平放或斜放均(2019·高考全国卷Ⅰ)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探究．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 A 、B 、 C 、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/s 2(保留 2 位有效数字)．[解析] 根据题述，物块加速下滑，在 A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出 的是 A 点．根据刻度尺读数规则可读出，B 点对应的刻度为 1.20 cm ，C 点对应的刻度为 3.15 cm ，D 点对应的刻度为 5.85 cm ，E 点对应的刻度为 9. 30 cm ，AB ＝1.20 cm , BC ＝1.95 cm ,1CD ＝2.70 cm , DE ＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间 T ＝5×50s ＝0.10 s ，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出 C 点时物块的BC ＋CD CD ＋DE －（AB ＋BC ）速度大小为 v C ＝m/s 2.≈0.233 m/s.由逐差法可得 a ＝ 2T 4T 2 ， 解得 a ＝0.75 [答案] A 0.233 0.75纸带的三大应用(1)由纸带确定时间：要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联 系，便于测量和计算．(2)求解瞬时速度：利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻x n ＋x n ＋1的瞬时速度．如图所示，打 n 点时的瞬时速度 v n ＝ 2T.(3)用“逐差法”求加速度（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）如图所示，a ＝（3T ）2 .Ｋ1.(2018·高考北京卷)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、v5…D．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．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，请在该图中标出计数点C 对应的坐标点，并画出v－t 图象．(3)观察 v －t 图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是 ．v －t 图象斜率的物理意义是．Δx(4)描绘 v －t 图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度Δ 表示各计数 t点的瞬时速度， 从理论上讲， 对 Δt 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Δx 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．解析：(1)打点计时器用的是低压交流电源，故选 A ；打相邻计数点的时间间隔是已知 的，故不需要秒表；计数点间的距离需要用刻度尺测量，故选 C ；由于不需要知道小车和重 物的质量，故不需要天平(含砝码)．(2)先标出计数点 C 对应的坐标点，连线时要让尽量多的点在一条直线上．(3)依据 v －t 图象是直线(斜率一定)，即小车的速度随时间均匀变化，判断出小车做匀变 速直线运动；v －t 图象斜率的物理意义是加速度．Δx Δx(4)Δt 表示的是Δt 内的平均速度，只有当Δt 趋近于零时，Δt 才表示瞬时速度．因此若 Δx用Δt表示各计数点的瞬时速度，对Δt 的要求是越小越好；从实验的角度看，选取的Δx 越 大，Δx 的测量误差就越小，算出的速度的误差就越小，因此从实验的角度看，选取的Δx 大 小与速度测量的误差有关．0＋v(5)如果小球的初速度为 0，其速度 v ∝t ，那么它通过的位移 x ＝ t ，故推出 x ∝t 2.因2 此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化．答案：(1)A C (2)如图所示 (3)小车的速度随时间均匀变化 加速度 (4)越小越好 有关 (5)如果小球的初速度为 0，其速度 v ∝t ，那么它通过的位移 x ∝t 2.因此，只要测量小球 通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化热点题型二探究弹力和弹簧伸长之间的关系(2018·高考全国卷Ⅰ)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)．[解析] 实验所用的游标卡尺最小分度为0.05 mm，游标卡尺上游标第15 条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，题图(b)所示的游标卡尺读数为3.7 cm＋15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm.托盘中放有质量为m＝0.100 kg 的砝码时，弹簧受到的拉力F＝mg＝0.100×9.8 N＝0.980 N，弹簧伸长量为x＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm，根据F胡克定律F＝kx，解得此弹簧的劲度系数k＝＝53.7 N/m.x[答案] 3.775 53.7探究弹力和弹簧伸长之间关系的三点注意(1)实验中的外力是钩码的重力提供，要注意钩码的个数和弹簧秤的限度．(2)橡皮条、弹簧的弹力大小与伸长量之间的关系满足胡克定律，实验的数据处理中一般选用图象法．(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，应尽量使数据点合理地分布在线的两侧．2.(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是．A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几根不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)若某同学采用的实验装置如图甲所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5 个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．①有一个同学通过以上实验测量后把6 组数据描点在图乙中，请作出F－L 图线．②由此图线可得出该弹簧的原长L0＝cm，劲度系数k＝N/m.(结果均保留两位有效数字)(3)若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0 作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是．解析：(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故 A 正确．用悬挂 钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要 待钩码平衡时再读数，故 B 正确．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故 C 错误．拉力与伸长 量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数一 般不同，故 D 错误．(2)①作出 F －L 图线，如图所示．②弹簧处于原长时，弹力为零，故弹簧的原长 L 0＝5 cm ；图象的函数表达式为 F ＝k (L －ΔF 2.0L 0)，故斜率表示劲度系数，劲度系数 k ＝ ＝ N/m ＝20 N/m.ΔL 0.15－0.05(3)当竖直悬挂时，由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量 L 1，但此时所挂重物的重力 为 0(F ＝0)，结合弹簧弹力的特点可得，F ＝k (L －L 0－L 1)＝k (L －L 0)－kL 1＝kx －kL 1，其图象 只可能是 C 图．答案：(1)AB (2)①图见解析 ②5.0 20 (3)C热点题型三 验证力的平行四边形定则(2018·高考天津卷)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)．(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有．A．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(2)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．[解析] (1)由力的平行四边形定则知，橡皮条和两绳套夹角的角平分线不一定在一条直线上，两分力的大小也不一定小于合力，A、D 项错误；验证力的平行四边形定则时，每次实验需保证合力与分力作用效果相同，结点O 必须在同一位置．但重复实验时，可以改变合力的大小，故结点O 的位置可以与前一次不同，B 项正确；使用测力计测力时，施力方向应沿测力计轴线方向，读数时视线应正对测力计刻度，C 项正确．(2)为了减小画图时表示力的方向的误差，记录各个力的方向时，需要确定相对较远的两个点，然后连线确定力的方向，A 项错误；根据纸张大小，选择合适的标度，使图尽量大，所以B 项正确，C、D 项错误．[答案] (1)BC (2)B验证力的平行四边形定则中的两点说明(1)本实验中一个弹簧测力计的作用效果与两个弹簧测力计的共同作用效果相同，具有等效替代关系，两次拉橡皮条时结点O 完全重合，以保证力F1，F2 的合力与F 的作用效果相同．(2)实验过程中要同时记录弹簧测力计的示数及拉力方向．3.(2017 ·高考全国卷Ⅲ)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＝4.2 N 和F2＝5.6 N.①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，然后按平行四边形定则画出它们的合力F 合；②F 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．解析：(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N.(2)①利用平行四边形定则作图；②由图可知F 合＝4.0 N，从F 合的顶点向x 轴和y 轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F 合与拉力F 的夹角的正切值为0.05.答案：(1)4.0 (2)①F1、F2 和F 合如图所示②4.0 0.05热点题型四验证牛顿第二定律“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源频率为50 Hz，试回答下列问题．(1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G 这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4 个计时点未画出．根据测量结果计算：打C 点时小车的速度大小为m/s；小车运动的加速度大小为m/s2.(结果保留三位有效数字)(2)平衡好摩擦力后，将5 个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．根据小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据作出的a－F 图线如图丙所示，此图线不通过原点的主要原因是．(3)在某次利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码个数不变，小车自身的质量保持不变(已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量)，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码，进行多次实验，得到多组数据，以小车上1 1砝码的质量m 为横坐标，相应加速度的倒数a 为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的a－m关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律．如果图中纵轴上的截距为b，图线的斜率为k，则小车受到的拉力大小为，小车的质量为．[解析] (1)纸带上两相邻计数点的时间间隔为T＝0.10 s，s1＝9.50 cm、s2＝11.00 cm、s3＝12.55 cm、s4＝14.00 cm、s5＝15.50 cm、s6＝17.05 cm，由匀变速直线运动中，物体在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可知打C 点时小车的速度大小为v Cs2＋s3 （s4＋s5＋s6）－（s1＋s2＋s3）＝2T，代入数值得v C＝1.18 m/s，小车的加速度大小为a＝，代9T2入数值得a＝1.50 m/s2.(2)平衡摩擦力后，F＝0 时就产生了加速度，说明未计入砝码盘的重力．1(3)当小车上无砝码时，小车加速度为a0＝，设小车的质量为M，则小车受到的拉力为bM1F＝Ma0＝；图丁中图线的函数关系式满足＝km＋b，根据牛顿第二定律得F＝(m＋M)a，b ab 1可解得M＝，F＝.k k[答案] (1)1.18 1.50 (2)未计入砝码盘的重力1 b(3)k k验证牛顿第二定律的两点体会(1)图象法处理实验数据一直是高考考查的热点，一般会要求根据数据画出图象，根据图象分析误差原因或根据图象斜率和截距等得出相关物理量．1(2)在实验中如果发现一个量x 与另一个量y 成反比，那么，x 就应与y成正比，可以将反比例函数的曲线转化为正比例函数的直线进行处理．4.某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5 个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：(1)将5 个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．(2)将n(依次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t 相对于其起始位置的位移s，绘制s－t 图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n 的a 值见下表．n＝2 时的s－t 图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2 位有效数字)，将结果填入下表．(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出a－n 图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．(5)利用a－n 图象求得小车(空载)的质量为kg(保留2 位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)．(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是(填入正确选项前的标号)．A．a－n 图线不再是直线0 B ．a －n 图线仍是直线，但该直线不过原点 C ．a －n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大解析：(3)实验中小车做匀加速直线运动，由于小车初速度为零，结合匀变速直线运动规 1律有 s ＝ at 2，结合图乙得加速度 a ＝0.39 m/s 2.2(5)由(4)知，当物体质量一定，加速度与合外力成正比，得加速度 a 与 n 成正比，即 a － n 图象为过原点的直线．a －n 图象的斜率 k ＝0.196 m/s 2，平衡摩擦力后，下端所挂钩码的总m 0gm 0g重力提供小车的加速度，nm 0g ＝(M ＋Nm 0)a ，解得 a ＝M ＋Nm 0n ，则 k ＝M ＋Nm，可得 M ＝ 1.45 kg.(6)若未平衡摩擦力，则下端所挂钩码的总重力与小车所受摩擦力的合力提供小车的加速 （1＋μ）m 0g 度，即 nm 0g －μ[M ＋(N －n )m 0]g ＝(M ＋Nm 0)a ，解得 a ＝ M ＋Nm 0 ·n －μg ，可见图线截距不 为零，其图线仍是直线，图线斜率相对平衡摩擦力时有所变大，B 、C 项正确．答案：(3)0.39(0.37～0.41 均可) (4)a －n 图线如图(5)0.45(0.43～0.47 均可) (6)BC热点题型五 探究平抛运动图甲是“研究平抛运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有．A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．每次小球释放的初始位置可以任意选择C．每次小球应从同一高度由静止释放D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原点，测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y，图乙中y－x2 图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是．(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B 两点竖直坐标y1 为5.0 cm、y2 为45.0 cm，A、B 两点水平间距Δx为40.0 cm.则平抛小球的初速度v0 为m/s，若C 点的竖直坐标y3 为60.0 cm，则小球在C 点的速度v C 为m/s.(结果保留两位有效数字，g 取10 m/s2)v ＋v 2h g2 × 0.420 10[解析] (1)要保证小球从斜槽末端水平抛出，则斜槽末端必须水平；要保证小球每次抛 出的速度都相同，则小球必须从同一高度由静止释放，故选项 a 、c 符合要求，选项 b 错 误．平抛运动的轨迹应为平滑曲线，故选项 d 错误．1 1 g(2)由平抛运动规律可得，竖直方向：y ＝ gt 2，水平方向：x ＝v 0t ，则 y ＝ · ·x 2，即2 2 v y ∝x 2，故选项 c 正确．(3)根据图线数据，利用运动规律分析 1 1由平抛运动可得 y 1＝ gt 21，y 2＝ gt 22 2Δx解得 t 1＝0.1 s ，t 2＝0.3 s ，故初速度 v 0＝ ＝2.0 m/st 2－t 1C 点在竖直方向的分速度 v y 2＝2gy 3 则 C 点的速度 v C ＝ ＝4.0 m/s. [答案] (1)ac (2)c (3)2.0 4.05.如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位 移．保持水平槽口距底板高度 h ＝0.420 m 不变．改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测 出小球做平抛运动的初速度 v 0、飞行时间 t 和水平位移 d ，记录在表中．(1)0 成 关系，与无关．(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值 t 理＝＝s ＝289.8 ms ，发现理论值与测量值之差约为3 ms.经检查，实验及测量无误，其原因是. (3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，重新做了这个实验，竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理，但二者之差在3 ms～7 ms，且初速度越大差值越小．对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是.解析：(1)给出的四组数据，d 与v0 的比值分别为0.293、0.293、0.293、0.293，可见，水平位移与初速度成正比，与时间无关．(2)重力加速度应取当地的真实值，或取9.8 m/s2，不能取10 m/s2. (3)测量值大于理论计算值的原因可能有两个，一是光电门传感器置于槽口的内侧，将小球水平运动的时间记录在内了，二是空气阻力的影响，使运动时间比理论值偏大．由题意知初速度越大差值越小，故导致偏差的原因是光电门传感器置于槽口的内侧．答案：(1)正比时间(2)重力加速度取值不正确(3)光电门传感器置于槽口的内侧热点题型六验证机械能守恒定律(2019·临沂模拟)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s0＝19.00 cm，点A、C 间的距离为s1＝8.36 cm，点C、E 间的距离为s2＝9.88 cm，g 取9.8 m/s2，测得重物的质量为m＝1 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)v2为纵坐标、以s 为横(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2坐标画出的图象应是下面的．(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)[解析] (1)图甲中两限位孔必须在同一竖直线上，实验前手应提住纸带上端，并使纸带竖直，这是为了减小打点计时器与纸带之间的摩擦，选项A、B 正确；实验时，应先接通打点计时器的电源再放开纸带，选项C 错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小长度的测量误差，选项 D 错误．(2)重物减少的重力势能为ΔE p ＝mg (s 0＋s 1)＝2.68 J ，由于重物下落时做匀变速运动，根 据匀变速直线运动任意时间段中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可知，打下 Cs 1＋s 2 点时重物的速度为 v C ＝ 4T＝2.28 m/s.1 1 v 2(3)物体自由下落过程中机械能守恒，可以得出 mgs ＝ mv 2，即 gs ＝ v 2，所以 －s 图线2 2 2应是一条过原点的倾斜直线，选项 C 正确．(4)在实验过程中，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力、空气阻力是存在的，克服阻力做 功损失了部分机械能，因此实验中重物减小的重力势能总是略大于增加的动能．[答案] (1)AB (2)2.68 2.28 (3)C (4)重物受到空气阻力(或纸带与打点计时器之间存 在阻力)验证机械能守恒的三种方法11 (1)利用起始点和第 n 点计算，代入 gh n 和 v n 2，如果在实验误差允许的范围内，gh n ＝ v 2n 2 2 ，则说明机械能守恒定律是正确的．1 1 (2)任取两点 A 、B 测出 h AB ，算出 gh AB 和( v 2B － v A2)的值，如果在实验误差允许的范围2 21 1 内，gh AB ＝ v 2B － v 2A ，则说明机械能守恒定律是正确的．2 2(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 1 1速度的平方 v 2，然后以 v 2 为纵轴，以 h 为横轴，根据实验数据绘出 v 2－h 图线．若在误差2 2 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．6.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 s 1＝8.89 cm ，s 2＝9.50 cm ，s 3＝10.10 cm ；当地重力加速度大小为 9.80 m/s 2， 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.解析：(1)利用做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速s 1＋s 2 （s 1＋s 2）f度，可得打点计时器打出 B 点时重物下落的速度 v B ＝ 2T＝ ；打出 C 点时重物下2s 2＋s 3 （s 2＋s 3）f v C －v B落的速度 v C ＝ 2T ＝ .根据加速度的定义，重物下落的加速度大小为 a ＝2 T＝(v C（s 3－s 1）f 2－v B )f ＝ 2.(2)根据题述，重物下落受到的阻力为 0.01mg ，由牛顿第二定律得，mg －0.01mg ＝ma ，（s 3－s 1）f 2解得 a ＝0.99g .由 2＝0.99g ，解得 f ＝40 Hz.（s 1＋s 2）f （s 2＋s 3）f （s 3－s 1）f 2答案：(1) (2)402 22热点题型七 验证动量守恒定律某同学用如图甲所示的装置通过半径相同的 A 、B 两球(m A >m B )的碰撞来验证动量守恒定律．图甲中 PQ 是斜槽，QR 为水平槽．实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由 静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作 10 次，得到 10 个 落点痕迹．再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下，。

8．测x 时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a 时要注意用逐差法，以减小误差．三、经典讲练【例题】（20xx·广东理综）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A 、B 两点间距x ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。

【规范解答】① ②读A 、B 两点数值：1.00cm 、1.70cm s fT 02.01== 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s 四、创新实验【例题】物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适当的砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．（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2.（20xx广东）3.（20xx山东）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。

物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。

从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。

打点计时器电源的频率为50Hz。

○1通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点和之间某时刻开始减速。