高考热点专题讲座跟踪训练 第五讲 力学实验

高考力学实验复习串讲高考力学实验是高考物理科目中的重要内容之一，也是学生们常常感到困惑的部分。

针对这一情况，我们特别为大家准备了高考力学实验的复习串讲，帮助大家更好地理解和掌握相关知识。

一、简介高考力学实验主要包括杠杆和平衡、弹簧振子、谐波振动、牛顿环、牛顿第二定律、牛顿定律、滑轮组、斜面运动等内容。

这些实验不仅考察了学生的物理知识，更重要的是培养了学生的实验能力和动手能力。

力学实验在高考物理中占据着非常重要的地位。

二、杠杆和平衡杠杆实验是力学实验中的经典内容，在高考物理中也是常考的题目。

学生们首先需要了解什么是杠杆，理解杠杆的平衡条件，研究杠杆的平衡原理。

通过杠杆实验，学生可以深入掌握研究物体的平衡条件和杠杆的平衡规律。

三、弹簧振子弹簧振子是高考力学实验中的重要内容之一，学生需要通过实验研究弹簧振子的周期和频率，了解弹簧振子的运动规律。

弹簧振子实验既考察了学生对弹簧振子运动规律的理解，也培养了学生的实验操作能力。

四、谐波振动五、牛顿环牛顿环实验是高考力学实验中的常见实验，学生们需要通过实验研究光的干涉现象，了解牛顿环的形成原理。

牛顿环实验对学生们的实验操作能力和观察能力提出了较高的要求，通过实验研究，学生们不仅可以更好地了解光的干涉现象，还可以培养自己的实验能力和动手能力。

六、牛顿第二定律牛顿第二定律是高考力学的重要内容，学生们需要通过实验研究物体的运动状态和受力情况，了解牛顿第二定律的公式和应用。

牛顿第二定律实验对学生的实验设计和数据处理能力提出了一定的要求，通过实验研究，学生们可以更好地理解牛顿第二定律的原理和运用。

八、滑轮组九、斜面运动总结：通过对高考力学实验的复习串讲，我们希望学生们可以更好地了解和掌握相关知识，提高自己的实验能力和动手能力，为高考物理考试做好充分的准备。

希望大家在复习过程中多加练习，勤于思考，相信在老师的指导下一定可以取得优异的成绩。

祝学生们考试顺利，取得理想的成绩！。

高考力学实验复习串讲力学实验是重要的一部分，能有效地加深我们对力学概念的理解以及实践操作能力。

本文会从重要的实验内容出发，进行力学实验的复习串讲。

1. 平衡点实验平衡点实验是力学实验中最基础的一个实验。

它通过静止物体在水平直线上的平衡状态，说明了平衡的条件。

这个实验需要使用到悬挂支架、滑块、质量块等实验器材，能够有效地让学生理解重心、质心等力学概念。

除此以外，平衡点实验还有很大的应用，可以用于电子天平、物理实验中的自称法等。

2. 牛顿定律实验牛顿定律是力学中最为基础的概念之一，而牛顿定律实验则是能够直观地展现出牛顿定律运用的场景。

这个实验可以使用到平衡车或小车、挂弹簧等实验器材，通过施加不同的力，观察物体的加速度改变，从而验证牛顿第二定律F=ma。

在实验中，需注意选择合适的测量工具和实验器材，确保实验最终能够取得出可验证的数据。

3. 万有引力实验万有引力实验是伽利略发现的原理，而通过这个实验，可以直接看到万有引力对物体的作用力，从而进一步理解万有引力的概念。

这个实验可以通过使用“万有引力仪器”，以及挂上不同的质量物体，在不同的高度上进行实验。

从而可以通过测量，验证“万有引力公式”，呈现物体间相互作用的场景。

在实验中，学生需要注意操作安全，确保实验器材的稳定性，避免对人或物造成损失。

4. 滑轮实验滑轮实验用于理解滑轮的功能和特性，能够有效地进行力学实践知识的掌握。

这个实验可使用到滑轮器材和质量物体，通过手动调整滑轮的位置、改变滑轮数目等，来验证力的传递、各部位的物理变化等性质。

同时，在操作实验器材时，要注意确定好松紧程度、安置方式等关键点。

5. 弹性势能实验弹性势能是物体在弹性形变中所存储的能量，通过弹性势能实验，能够进一步了解物体在弹性变形过程中所产生的物理变化。

这个实验核心装备是弹簧、挂坠器等，通过多次加重量、测量弹簧伸展长度等实验操作，最终达到验证“弹性势能公式”的目的。

在实验中，需要注意测量精度和可靠性，避免误差的存在，影响实验结果。

高考物理实验专题力学实验专题物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定如此、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。

其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验局部应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。

近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。

要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。

在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。

逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。

〔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，如此计数点时间间隔为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。

如下列图，如此由图可得：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假设I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 根本相等，如此可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。

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〕。