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浙江省2018版高考物理一轮复习专练11 力学实验二（必修2）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（浙江省2018版高考物理一轮复习专练11 力学实验二（必修2））的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专练11 力学实验二（必修2)1．用如图1所示的装置研究平拋运动，用小锤打击弹性金属片后，A球水平方向拋出，同时B 球被松开，自由下落．A、B两球同时开始运动,多次改变打击的力度，重复这个实验，观察到两球________（填“同时"或“不同时"）落地．此实验证明平拋运动在竖直方向上的分运动是________(填“匀速直线运动"或“自由落体运动”)．图12．在“验证机械能守恒定律”的实验中，将夹有纸带的重物由静止释放,所打纸带如图2所示，相邻点迹间的时间间隔为0。
02 s（图中数据单位是cm)．图2（1)纸带的________(填“左”或“右”)端与重物相连；（2)打点计时器打B点时,重物下落的速度vB为________m/s.3．某实验小组采用如图3所示的装置“探究做功与物体速度变化的关系"．提供的实验器材有:电火花计时器、纸带、砂桶、细砂、细线、小车、砝码、一端带滑轮的长木板及垫块．图3（1)为完成此实验，还需要的器材是________（填下列仪器前的字母代号)．A．天平 B．停表 C．毫米刻度尺（2)实验时，为了方便计算合力的功,使小车所受的合力大小等于砂和砂桶的总重力，为此，一方面要消除摩擦力的影响；另一方面还应使砂和砂桶的总质量________（填“远小于"或“远大于”）小车和砝码的总质量．4．如图4所示,在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器由________(填“直流”或“交流”）电源供电；由于重物在下落过程中受到阻力作用，则重物增加的动能________（填“大于”“小于"或“等于"）减小的重力势能；实验中,描点作出错误!－h的图象为直线，当直线的斜率接近于________时，可验证重物在下落过程中机械能守恒．图45．在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验装置如图5甲所示．图5（1）该实验中使用电火花计时器，它的工作电压是________（填“交流220 V”“交流 6 V 以下”或“直流6 V以下"）,纸带下端所挂重物应选图乙中的________重物比较合适（填所选重物的字母）．（2)按照正确的操作得到如图丙所示的纸带．其中打O点时释放重物，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图丙中（单位:cm)．已知打点计时器打点时间间隔为0。
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〕。
高考实验专题复习一力学实验（附参考答案）实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:（一）打点计时器的使用（二）毫米刻度尺的使用（三）速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.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】（2010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⑵ABCD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）.fl【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。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s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所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题：① 为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________（3）滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 _____________ （填偏大”或偏小”）解析：⑴ 逐差法"求解：S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律，m 3g- ym g=（m 2+m 3）a答案 （1）0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 （2）①CD ②天平 （3）网_（m2+m3）a 偏大m 2g五、真题训练1. （2013浙江）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。
高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。
理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。
（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。
（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。
（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。
阶段考查(十一)力学实验1．(8分)[2013·西安市练习](1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图11－1甲所示，则小球的直径d＝________mm.甲乙图11－1(2)知识的迁移能力是非常重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面的问题：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度．为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度．如图乙中画出了游标和圆盘的一部分．读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为________度．解析：(1)螺旋测微器主尺读数为10.5 mm，可动刻度一共50个格，代表0.5 mm，每个格表示0.01 mm，第47.0个格对齐，因此可动刻度的读数为0.470 mm，故螺旋测微器的读数为10.970 mm；(2)主尺部分的读数为20度，游标尺一共10个格，每个格代表0.1度，第7个格对齐，故游标尺的读数为0.7度，因此一共是20.7度．答案：(1)10.970(2)20.72．(12分)[2013·太原市模拟]在验证“力的平行四边形定则”的实验中，水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上的G 点，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，使它与细线的结点达到O点，接着改用一个弹簧测力计拉橡皮条：图11－2(1)下列必要的几项实验要求是________．(填写选项前对应的字母)A．弹簧测力计应在使用前校零B．细线方向应与木板平面平行C．改用一个弹簧测力计拉橡皮条时，必须使结点与位置O重合D．改用一个弹簧测力计拉橡皮条时，不必使结点与位置O重合(2)若在保持结点与位置O重合及F1方向不变的条件下，将F2从图示方向(与OG垂直)开始逐渐减小其与F1的夹角，则关于F1和F2的变化情况，下列说法正确的一项是________．(填写选项前对应的字母) A．F1一直增大B．F2一直增大C．F1先增大后减小D．F2先减小后增大解析：(1)弹簧测力计使用前需校零，否则测量时弹簧测力计的读数不是拉力大小，A必要；由于是用绳套在水平板面的白纸上的投影表示力的方向的，要求拉力方向与板面平行，因此弹簧测力计应保持与板面平行，B 必要；由于用的是等效法，两个力(分力)拉橡皮条时的伸长量大小及方向与一个力拉时的伸长量大小及方向相同，这一个拉力才等于两个拉力的合力，C必要．(2)由于结点O保持不变，就是合力大小及方向不变，又由于F1方向不变，由平行四边形定则可知，从F2方向与合力方向垂直开始，随着F2与F1间夹角的减小，F1一直减小，F2先减小后增大，A、B、C错误，D正确．答案：(1)ABC(2)D3．(14分)[2013·乌鲁木齐地区诊断性测验]某兴趣小组为研究一根橡皮绳的性质，在橡皮绳下端依次挂上不同个数的钩码，每次钩码静止后，记录橡皮绳所受拉力和橡皮绳的伸长量(去掉钩码，橡皮绳能够恢复原长)．通过测量的多组数据作出橡皮绳受到的拉力F与伸长量x的关系如图11－3所示．图11－3(1)橡皮绳伸长5 cm时，需要的拉力是________ N.(2)若选择F＝kx n形式的函数对图线进行拟合，则选择n________(填“>”“＝”或“<”)1的函数比较合理．(3)根据图象，橡皮绳伸长 6 cm时，橡皮绳中储存的弹性势能为________ J.解析：(1)由题中F-x图象知，橡皮绳伸长5 cm时对应的弹力为4.0 N.(2)当n＝1时图象为过坐标原点的直线，而现在是过原点的曲线，说明n>1.(3)根据F-x图象所围的面积表示拉力做的功，等于橡皮绳增加的弹性势能，因为每个格的面积代表0.01 J，一共12个格，故对应的橡皮绳的弹性势能为0.12 J.答案：(1)4.0(2)>(3)0.12(0.11～0.13均可)4．(14分)[2013·郑州市质量预测]某兴趣小组利用物理学知识测量某农庄喷水口的流量Q(Q＝S v，S为出水口的横截面积，v为出水口的水流速度)，方法如下：(1)先用游标卡尺测量圆形喷水口的内径d.如图11－4为正确测量得到的结果，由此可得喷水口的内径d＝________ mm.图11－4(2)打开水阀，让水从喷水口竖直向上喷出，稳定后测得水柱最高点距喷水口竖直距离为h，则喷出的水的初速度v0＝________(用h、g表示)．(3)根据上述测量值，可得喷水口水的流量Q＝________(用d、h、g表示)．解析：游标卡尺读数时，先读主尺为10 mm，再读游标尺，共20个格，每个格代表0.05 mm，第4个格对齐，故游标尺读数为0.20 mm，因此内径为10.20 mm；喷出的水在竖直方向上做竖直上抛运动，根据运动学公式得v0＝2gh，根据流量的定义知Q＝v0S＝2gh×14πd2＝2ghπd24.答案：(1)10.20(2)2gh(3)2ghπd2 45．(16分)[2013·陕西省质量检测]某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图11－5所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2.图11－5(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝________，v2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是__________________(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)．(2)则滑块的加速度可以表示为a＝________(用题中所给物理量表示)．(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是________和________，机械能守恒的表达式为__________________(用题中所给物理量和测量的物理量表示)．解析：(1)小车通过两个光电门的速度等于小车通过光电门这极短时间内的平均速度，故瞬时速度分别为dt1和dt2，时间取得越短，平均速度越接近瞬时速度，故采用了极限法；(2)根据运动学公式2aL＝v22－v21，代入可求得加速度a＝d22L⎝⎛⎭⎪⎫1t22－1t21；(3)要验证机械能守恒就要看重物重力势能的减少量和系统动能的增加量是否相等，因此需要测量重物的质量和滑块的质量，机械能守恒定律的表达式为mgL＝12(M＋m)d2⎝⎛⎭⎪⎫1t22－1t21.答案：(1)d t 1 d t 2极限法 (2)d 22L ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22－1t 21 (3)滑块的质量M 沙桶的质量mmgL ＝12(M ＋m )d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22－1t 21 6．(18分)[2013·新课标全国卷Ⅰ]图11－6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：图11－6①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 ；用米尺测量两光电门之间的距离；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Δt A 和Δt 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摩擦因数μ.回答下列问题：(1)测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图11－7所示，其读数为________cm.图11－7(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示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”)．解析：(1)游标卡尺的读数为(9＋0.60) mm ＝0.960 cm.(2)物体通过光电门A 的速度为v A ＝d Δt A，通过光电门B 的速度为v B ＝d Δt B ，根据2as ＝v 2B －v 2A 可得a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 22s .(3)根据牛顿第二定律mg －μMg ＝(M ＋m )a 可得μ＝m M －(M ＋m )a Mg .(4)这个误差导致结果偏大偏小是确定的，故为系统误差．答案：(1)0.960 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt B 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt A 22s(3)m M －(M ＋m )a Mg (4)系统误差7．(18分)[2013·四川理综]如图11－8所示，某组同学借用“探究a 与F 、m 之间的定量关系\”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系\”的实验：图11－8(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图11－9所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.图11－9请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔE k，补填表中空格(结果保留至小数点后第4位).k结果一致．(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10－3 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位) 解析：(1)平衡摩擦力后，重力分力等于小车所受的摩擦力，将小车释放后，小车将做匀速直线运动．(2)已知拉力为0.2 N，所以拉力所做的功W＝Fs＝0.2×0.557 5 J＝0.111 5 JF点的速度v F＝s EGt EG＝(66.77－45.75)×0.01 m2×0.1 s＝1.051 m/s所以动能ΔE k＝12m v2＝0.110 5 J.(3)对于小车，由牛顿第二定律可知a＝Fm＝0.2 N0.2 Kg＝1 m/s2对于托盘以及钩码，m′g－F＝m′a即m′＝Fg－a＝0.023 kg所以托盘的质量为(23.0－7.7)×10－3 kg≈0.015 kg. 答案：(1)匀速直线(或匀速)(2)0.111 5 J0.110 5 J(3)0.015 kg。
板块二 实验题热点巧练热点11 力学常规实验(建议用时:20分钟)1．(2019·江苏五校联考)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他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)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d ＝________mm.(2)实验时,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)改变钩码质量,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________(填“t 2－F ”“1t －F”或“1t2－F”)的线性图象． 2．(2019·南通市等七市三模)用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律．气垫导轨上A 处安装了一个光电门,滑块上固定一遮光条,滑块用绕过气垫导轨左端定滑轮的细线与钩码相连,每次滑块都从同一位置由静止释放,释放时遮光条位于气垫导轨上B 位置的上方．(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d ＝____________mm.(2)实验中,接通气源,滑块静止释放后,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t,测得滑块(包括遮光条)质量为M,钩码质量为m,A 、B 间的距离为L.在实验误差允许范围内,钩码减小的重力势能mgL 与____________(用直接测量的物理量符号表示)相等,则机械能守恒．(3)下列不必要的一项实验要求是____________(请填写选项前对应的字母)．A ．滑块必须由静止释放B ．应使滑块(包括遮光条)的质量远大于钩码的质量C ．已知当地重力加速度D ．应使牵引滑块的细线与气垫导轨平行(4)分析实验数据后发现,系统增加的动能明显大于钩码减小的重力势能,原因是________________________________________________________________________．3．如图甲、乙所示,在“验证力的平行四边形定则”实验中:(1)如果“力的平行四边形定则”得到了验证,那么图乙中cos α∶cos β＝________．(2)现将钩码改为两个弹簧测力计,使橡皮筋另一端拴上两个细绳套,用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,橡皮筋与细绳套的结点拉至O 点,力的示意图如图丙所示,现使F 2大小不变地沿顺时针转过某一小角度,相应地使F 1的大小及图中γ角发生变化．则相应的变化可能是________．A ．F 1一定增大B ．F 1可能减小C ．F 1若增大,γ角一定减小D ．F 1若增大,γ角可能增大4．(2019·镇江市模拟)如图是小明探究橡皮筋弹力做的功W 与小车动能变化ΔE k 间的关系的装置图,长木板放在水平桌面上,橡皮筋的两端分别与小车和挡板相连．实验中,通过增加橡皮筋的根数来改变弹力所做的功．(1)下列实验操作正确的是____________．A ．实验时,应先释放小车,然后接通电源B ．增加橡皮筋根数时,应选取相同的橡皮筋C ．每次应将小车拉到相同的位置由静止释放D ．实验前应平衡小车在木板上所受的摩擦力(2)如图是实验中某条纸带的一部分,相邻计数点间时间间隔T ＝0.1 s ．为探究橡皮筋弹力做的功W 与小车动能变化ΔE k 间的关系,小明用v ＝s 1＋s 22T ＝1.38＋1.522×0.1cm/s 来计算小车的速度．你认为他的算法是否正确？____________(选填“正确”或“不正确”),你的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)如图是根据实验数据所画出的W－ΔE k图象,你认为根据此图象能否验证动能定理？____________(选填“能”或“不能”),你的理由是________________________________ ________________________________________________________________________.热点11 力学常规实验1．解析:(3)由题意可知,该实验中保持滑块质量M 不变,因此有v 2＝2aL,其中v ＝d t ,a ＝F M ,即d 2t 2＝2F M L,得1t 2＝2L Md2·F. 答案:(1)2.30 (2)遮光条初始位置到光电门的距离L(或A 、B 间的距离) (3)1t2－F 2．(1)2.70 (2)（m ＋M ）d 22t2 (3)B (4)气垫导轨右端偏高3．解析:(1)由平衡知识可知,在水平方向上有3mgcos β＝4mgcos α,解得cos α∶cos β＝3∶4.(2)根据平行四边形定则有:若变化如图(a)所示,可以增大F 1的同时减小γ角；若变化如图(b)所示,可以增大F 1的同时增大γ角；若变化如图(c)所示,可以增大F 1而保持γ角不变,故A 、D 正确,B 、C 错误．答案:(1)3∶4 (2)AD4．(1)BCD (2)不正确 此时小车仍处于加速阶段 (3)不能 由图象只能得出W 与ΔE k 成线性关系,并不能得到两者相等关系。
力学实验1．（2021届河北衡水中学高三二调）图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置，将导轨调至水平，滑块装有宽度为d的遮光条，滑块包括遮光条总质量为M。
细绳下端挂砝码，钩码的质量为m。
滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1和2各自的时间，可以计算出滑块通过光电门的速度v1和v2，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x，重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙，则d=_____cm。
(2)写出滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，验证机械能守恒定律的表达式__________（用题中给出的物理量表示）。
(3)增加绳子下端砝码的个数，滑块每次都从同一位置由静止释放，作出图象，如图丙所示，其斜率为k=_____（用题中给出的物理量表示）。
2．（2021届河北衡水中学高三期中）某同学用“探究功与速度变化的关系”实验中的装置，测小滑块与桌面间的动摩擦因数，如图甲所示，水平桌面离地面高度为h，将橡皮筋的两端固定在桌子边缘，并且使橡皮筋恰好伸直，将小滑块置于橡皮筋的中点，垂直桌边缘水平向左移动距离s，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小滑块飞离桌面，测得其平抛的水平射程．改变橡皮筋的条数，重复实验．不计空气阻力，重力加速度为g．(1)某次实验中，小滑块离开桌面后的水平射程为，则该次实验中小滑块离开桌面时的速度可表示为_________(使用题中所给物理量的符号表示)；(2)取橡皮筋对小滑块做W为横坐标，小滑块离开桌面后的水平射程的平方()为纵坐标，描点得到一条直线如图乙所示，直线与横轴的截距为b，斜率为k，则小滑块与桌面间的动摩擦因数可表示为_________(使用题中所给物理量的符号表示)．3．（2021届河北衡水中学高三期中）某学习小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，质量均为M的物体A和B系在轻质细绳两端跨过光滑轻质定滑轮，每个钩码的质量均为，物体A上固定一轻质挡光片，挡光片下方h处固定一光电门，用来测量物体上的挡光片通过该处的时间t．（1）某同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d，测量结果如图乙所示，则挡光片宽度为_____cm．（2）在物体A下面挂上一个钩码，让A、B及钩码组成的系统由静止释放，测出挡光片通过光电门的时间，则挡光片通过光电门的速率为___________（用题中给出的符号表示）．（3）依次增加物体A下方钩码个数，让物体A由同一位置释放，分别测出挡光片通过光电门的时间、、…；（4）设物体A下方所挂钩码个数为n，根据（3）中所测时间，描点作出图象如图丙所示，若在误差允许范围内满足图象斜率k=____，截距b＝_____（均用题中符号表示），则证明机械能守恒定律成立．（5）由于系统运动过程中要受到摩擦及空气阻力，若认为挂不同个数钩码时阻力相同，则实际描点作出的图象斜率会__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）．4．（2021届河北衡水中学高三联考）某同学在做“探究合外力与加速度之间关系”的实验，实验装置如图甲所示。
力学实验1．（福建）（18分）（1）（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm。
②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是。
（填选项前的字母）A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时tB.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为100C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小2.（重庆）某同学设计了如题22图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。
滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m‘，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m／s2。
①为测量滑块的加速度a ，须测出它在A 、B 间运动的 与 ，计算a 的运动学公式是 ；②根据牛顿运动定律得到a 与m 的关系为：()()1g a m g M m m μμ+=-'++ 他想通过多次改变m ，测出相应的a 值，并利用上式来计算μ。
若要求a 是m 的一次函数，必须使上式中的 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于 ；③实验得到a 与m 的关系如题22图4所示，由此可知μ= （取两位有效数字）【答案】⑴①位移 时间 22tS a =m+'滑块上⑵m3．（浙江）（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。
为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是① （漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用② 。
4．（新课标）（10分）利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。
一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。
模块一力学专题11 力学实验*知识与方法一、初中物理实验方法1.控制变量法：在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定该物理量与各个不同因素之间的关系，就需要控制某些因素，使其固定不变，只研究其中一个因素，看所研究的因素与该物理量之间的关系。
分析思路：找好自变量、因变量和控制变量。
自变量：实验中主动变化的量。
因变量：实验中被动变化的量，一般也是研究目标。
控制变量：除自变量之外其他可能会引起因变量变化的量，需控制不变。
2.转换法：在科学探究中，对于一些看不见、摸不着或者不易观察的现象，通常改用一些非常直观的现象去认识。
3.等效替代法：等效替代法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
4.科学推理法：以可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，深刻地揭示科学规律的本质。
二、测定性实验1.用刻度尺测量物体长度用刻度尺测量长度（1）使用注意事项：刻度尺的刻度线应紧贴被测物体，不能以磨损的刻度线为起点。
（2）读数注意事项：读数时，视线经过被测物体测量末端并与尺面垂直，需要估读到分度值的下一位。
2.用停表测量时间3.测量平均速度实验原理：v ts = 后半程平均速度：v 222t s =11——t t s s = 小车平均速度的关系为：v 1< v < v 2。
4.用天平测物体质量5.用量筒测物体体积6.测量物体的密度实验原理：ρVm = （1）测密度比水大的物体的密度实验器材：陶块、细线、适量水、烧杯、量筒、天平①用调好的天平测出物体质量m ，记入表格；②用量筒取适量的水，测出水的体积V 1，记入表格；③用细线拴着物体放入量筒内的水中，使其浸没，测出此时的总体积V 2 ，记入表格；④利用ρVm =12—V V m =，计算物体的密度ρ，记入表格。
