高中物理力学实验专题汇总

物理高中实验归纳总结大全在高中物理实验教学中，实验是学生学习物理知识、培养实验技能、提高科学素养的重要环节。

通过实验，学生可以亲自动手、观察现象、感受物理规律，从而加深对物理知识的理解。

为了帮助同学们更好地掌握物理实验，我对我们进行过的实验进行了归纳总结，以便于日后的复习与参考。

一、力学实验1. 弹簧常数的测量实验实验目的：测量弹簧的弹簧系数。

实验原理：胡克定律实验装置：弹簧、质量砝码、托盘、测力计、尺子等。

实验步骤：根据给定的实验装置，先将弹簧挂在支架上，然后使用尺子测量弹簧的长度，再向托盘上加质量砝码，记录下测力计上的示数，然后逐渐增加质量砝码，重复测量示数，最后得到不同质量时示数的变化情况。

实验结论：根据实验数据，利用胡克定律的公式计算出弹簧的弹簧系数。

2. 弹簧振子实验实验目的：研究弹簧振子在不同质量下的振动规律。

实验原理：简谐振动实验装置：弹簧振子、计时器等。

实验步骤：将一端固定住，然后将质点拴在另一端，对振子进行微扰，记录下振动的周期和振幅，然后分析数据得出振子的频率和周期。

实验结论：振子的频率和周期与质点的质量和弹簧的劲度系数有关。

二、热学实验1. 比热容实验实验目的：测量物质的比热容。

实验原理：热量守恒定律、比热容的定义实验装置：加热器、容器、温度计等。

实验步骤：将一定质量的物质加热至较高温度，然后放入一容器中，记录下物质的质量和温度，再将物质与容器放入水中，使其温度达到热平衡，记录下此时水的质量和温度，最后根据热量守恒定律计算物质的比热容。

实验结论：物质的比热容与物质的种类有关。

2. 质量守恒实验实验目的：验证质量守恒定律。

实验原理：质量守恒定律实验装置：实验皿、天平等。

实验步骤：将一定质量的物质放入实验皿中，使用天平精确称量。

然后对物质进行燃烧、溶解等实验操作，再使用天平进行称量，记录下不同实验操作前后的质量变化。

实验结论：根据质量守恒定律，实验操作前后物质的质量应保持不变。

高中物理力学实验知识点总结力学是物理学的一个重要分支，主要研究物体的运动规律和相互作用。

在高中物理课程中，力学实验是非常重要的一部分，通过实验可以帮助学生更好地理解物理学原理，掌握实验方法和技巧。

下面对高中物理力学实验的知识点进行总结。

一、测量长度的实验1. 使用游标卡尺测量物体长度：在实验中，要正确使用游标卡尺，保持测量精确度。

先将游标卡尺的两个测头对准要测量的物体两端，然后读出游标尺上的刻度值，注意估读。

2. 使用光栅测量物体的长度：利用光栅可以更加精确地测量物体的长度，实验中要注意调整好放置光栅和光源的位置，确保测量准确。

二、测量时间的实验1. 使用秒表测量时间：秒表是测量时间的常用工具，实验中要注意操作规范，按下开始按钮和停止按钮时要准确及时。

2. 利用摆钟测量时间：通过摆钟实验可以研究物体摆动的规律，要注意测量摆动周期和频率，以及摆长和振幅的影响。

三、小球自由落体实验1. 自由落体实验的原理：自由落体是一种重力作用下物体的运动方式，实验中要注意测量下落物体的时间和高度，根据实验数据计算出加速度等物理量。

2. 利用计时器测量自由落体时间：在实验中可以利用计时器准确测量自由落体的时间，通过多次实验取平均值得出准确结果。

四、力的平衡实验1. 力的合成实验：力的平衡实验可以通过力的合成和分解来研究物体在受力作用下的平衡情况，实验中要注意施加力的方向和大小，观察物体是否平衡。

2. 利用弹簧测力计测量力的大小：在力的平衡实验中，可以使用弹簧测力计来准确测量力的大小，通过拉伸弹簧的长度来得出力的大小。

五、牛顿运动定律实验1. 牛顿第一定律实验：通过实验验证牛顿第一定律，即物体静止或匀速直线运动时，受力平衡的原理。

实验中可以利用滑动和静止摩擦力的对比来说明该定律。

2. 牛顿第二定律实验：通过实验验证牛顿第二定律，即物体受力时产生加速度和力的大小和加速度成正比的原理。

实验中要测量物体受力后的加速度并得出结论。

高中物理力学实验大全(二)4. 曲线运动4.1 曲线运动的条件运动的合成与分解1、曲线运动的条件实验仪器：小球、绳；铁球、磁铁、斜槽教师操作：拴着绳的小球在桌面上作圆周运动，绳子的拉力改变小球速度的方向。

教师操作：斜槽上滚下的铁球沿直线前进；在旁边放上磁铁后，铁球运动方向改变。

实验结论：合外力与速度不在同一直线上时，物体作曲线运动。

2、曲线运动速度的方向实验仪器：雨伞、水(或沙轮、铁)教师操作：把水倒在张开的雨伞上，转动雨伞。

实验结论：曲线运动中，速度方向是时刻改变的，在某时刻的瞬时速度方向在曲线的这一点的切线方向上。

3、运动的合成实验仪器：运动合成演示器(J2170)、停表教师操作：演示两个分运动并计时；演示合运动并计时。

实验结论：合运动与分运动具有等时性。

4.2 平抛运动1、平抛运动与自由落体运动实验仪器：平抛竖落仪(J04228)教师操作：组装仪器；使底座成水平状态，将两个钢球分别放置在角铁两端的圆窝内，压下扳机，在弹簧的拉力下，角铁发生转动，左边钢球离开圆窝做平抛运动，同时右端角铁后退，右边钢球做自由落体运动；变换弹簧的拉孔，重复实验。

实验结论：在同一高度上的两个物体，同时开始运动，一个做自由落体运动，另一个做平抛运动，不论平抛物体的水平初速度有多大，它与自由下落的物体总是同时落地的；平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

2、平抛运动与水平匀速直线运动实验仪器：钢球(2个)、斜槽(2个)、水平槽、铁架台教师操作：把两个斜槽上下固定在铁架台上，使水平槽与下边斜槽末端保持在同一水平面上；使两个钢球从两个斜槽的同一位置释放，上边钢球滑出斜槽后做平抛运动，下边钢球在水平槽上作匀速直线运动。

实验现象：两个钢球在水平槽的某一位置碰在一起。

实验结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。

3、研究平抛物体的运动(学生实验)实验仪器：平抛运动实验器(J2154)、学生电源、白纸、复写纸实验目的：(1)描出平抛物体的运动轨迹。

第22课时　力学实验(1)——纸带类和光电门类实验命题角度　(1)探究小车速度随时间变化的规律；(2)探究加速度与物体受力、物体质量的关系；(3)验证机械能守恒定律；(4)验证动量守恒定律．知识储备一、纸带的分析和数据处理　光电门的应用1．两个关键点(1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点．要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的说法是等效的，当打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz 时，两相邻计数点间的时间间隔T ＝5×0.02 s ＝0.10 s.(2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带．2．记录的信息纸带可以记录物体运动的时间和物体运动的位移(频闪照相和纸带记录的物理量相同)．与光电门相连的数字计时器记录时间．3．求速度和加速度测瞬时速度做匀变速直线运动的物体在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．如图所示，求打某一点时物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n ＋1，则打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T .纸带测加速度①用“逐差法”求加速度如图所示a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2.②作出v －t 图像，通过图像的斜率求物体运动的加速度，a ＝ΔvΔt.测速度光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d ，挡板遮住光电门光线的时间为Δt ，则小车通过光电门的速度v ＝d Δt .光电门测加速度若已知两个光电门之间的距离为x ，小车通过两个光电门时的速度分别为v 1、v 2，则a ＝v 2－v 212x .二、使用打点计时器实验操作中的注意事项：1．平行：纸带、细绳要和长木板平行．2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置．3．两先两后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带．4．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地或小车与滑轮碰撞．5．减小误差：小车另一端挂的槽码质量要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集．高考题型1　探究小车速度随时间变化的规律例1　(2019·全国卷Ⅰ·22)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1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)．图1答案　A　0.233　0.75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，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间间隔T＝5×150s＝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这段时间中间时刻的瞬时速度可得，打出C点时物块的速度大小为v C＝BC＋CD2T≈0.233 m/s.由逐差法可得a＝CD＋DE－(AB＋BC)4T2，解得a＝0.75m/s2.例2　(2020·江苏卷·11)疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究．用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图2所示．图2(1)家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________．(2)下列主要操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球，从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能，开始摄像(3)停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如图3所示．已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为16s，刻度尺的分度值是1 mm，由此测得重力加速度为_____m/s2.图3(4)在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向．从该视频中截取图片，________(选填“仍能”或“不能”)用(3)问中的方法测出重力加速度．答案　(1)小钢球　(2)①③④②　(3)9.6(9.5～9.7均可)　(4)仍能解析　(1)小钢球受到的空气阻力相对最小，可近似认为做自由落体运动．(2)安装好器材后，先打开手机摄像功能，再由静止释放小球．这类似于使用打点计时器时先接通电源，再释放纸带，故顺序是①③④②.(3)由题图读得x1＝2.50 cm，x2＝26.50 cm，x3＝77.20 cm，由(x3－x2)－(x2－x1)＝gT2，T＝16s，解得g≈9.6 m/s2.(4)释放时手抖动，导致小球的运动偏离了竖直方向，但在小球下落过程中，小球竖直分运动仍然是加速度为重力加速度g的运动，故仍能用(3)问的方法测出重力加速度．高考题型2　探究加速度与物体受力、物体质量的关系例3　(2020·浙江7月选考·17(1))做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图4甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：图4(ⅰ)挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；(ⅱ)取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；(ⅲ)改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a－F的关系．(1)实验获得如图5所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小v d＝________ m/s(保留两位有效数字，打点计时器的工作频率为50 Hz)；图5(2)需要满足条件M≫m的方案是________(选填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作a－F图像时，把mg作为F值的是________(选填“甲”“乙”或“甲和乙”)．答案　(1)0.19(0.18～0.19均可)　(2)甲　甲和乙　解析　(1)由题意知小车做匀加速直线运动，故v d ＝x ce 2T ，将x ce ＝(361.0－324.0) mm ＝37.0 mm ，T ＝0.1 s代入得v d ≈0.19 m/s(2)甲实验方案中：绳的拉力F 满足：F ＝Ma ，且mg －F ＝ma ，则F ＝mg1＋m M ，只有当m ≪M 时，F 才近似等于mg ，故以托盘与砝码的总重力表示小车的合外力，需满足m ≪M .乙实验方案中：小车沿木板匀速下滑，小车受绳的拉力及其他力的合力为零，且绳的拉力大小等于托盘与砝码的重力大小，取下托盘及砝码，小车所受的合外力大小等于托盘与砝码的重力大小mg ，不需要满足m ≪M .两个实验方案都可把mg 作为F 值．例4　(2021·福建厦门市一模)在“探究质量一定时，加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图6甲所示，两滑轮间的轻绳始终与长木板平行，打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.图6(1)对该实验，下列必要且正确的操作有________；A ．取下砂桶，抬起长木板右端，使小车沿长木板做匀速运动B ．测量砂桶和砂的质量C ．实验时需要先释放小车，再接通电源(2)若在实验中得到一条纸带如图乙所示， 0、1、2、3、4为五个相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出．根据纸带数据，可求出小车的加速度大小a ＝____ m/s 2(结果保留两位有效数字)；(3)该实验中，砂和砂桶的总质量m ______(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量M；(4)以力传感器的示数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，画出a－F图像如图丙所示，则小车的质量M＝________ kg(结果保留两位有效数字)．答案　(1)A　(2)0.80　(3)不需要　(4)0.33解析　(1)此实验需要平衡小车所受摩擦力，平衡时需要取下砂桶，故A正确；由力传感器可以测出拉力的大小，不需要测量砂桶和砂的质量，故B错误；实验时需要先接通电源，再释放小车，故C错误．(2)根据匀变速直线运动规律可得，小车的加速度大小为a＝[(6.61＋5.80)－(5.01＋4.20)]×10－24×0.12m/s2＝0.80 m/s2(3)由于拉力可以通过力传感器直接测出，所以不需要满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M.(4)对小车，根据牛顿第二定律可得2F＝Ma，结合a－F图像斜率有k＝2M ＝4.50.75kg－1，解得，小车质量为M≈0.33 kg.高考题型3　验证机械能守恒定律例5　(2021·浙江6月选考·17(1))在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图7所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图8所示．O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点．图7图8(1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________．(2)已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，当地重力加速度g＝9.80 m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔE p|＝________ J、C点的动能E k C＝________ J(计算结果均保留3位有效数字)．比较E k C与|ΔE p|的大小，出现这一结果的原因可能是___________．A．工作电压偏高B．存在空气阻力和摩擦力C．接通电源前释放了纸带答案　(1)阻力与重力之比更小(或其他合理解释)(2)0.547　0.588　C解析　(1)在“验证机械能守恒定律”实验中，阻力越小越好，体积和形状相同的重物，密度大的阻力与重力之比更小．(2)由题图可知OC之间的距离为x OC＝27.90 cm，因此重力势能的减少量为|ΔE p|＝mgx OC＝0.2×9.80×0.279 0 J≈0.547 J匀变速直线运动中，时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此v C＝x BD2T＝0.330－0.2332×0.02m/s＝2.425 m/s因此动能的增加量为E k C＝12m v C2＝12×0.2×2.425×2.425 J≈0.588 J工作电压偏高不会影响实验的误差，存在空气阻力和摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量．例6　(2021·河南南阳市高三期末)某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9甲所示．在气垫导轨上相隔一定距离的两个位置安装光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，光线被遮光条遮挡时，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据输入计算机．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，计算机上形成如图乙所示的电压U随时间t变化的图像．图9(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Δt1________Δt2(选填“大于”“等于”或“小于”)时，说明气垫导轨已调水平．(2)用螺旋测微器测量遮光条的宽度d，测量结果如图丙所示，则d＝________ mm.(3)细线绕过气垫导轨左端的定滑轮，一端与滑块P相连，另一端与质量为m的钩码Q相连．将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，Δt1、Δt2、m、g和d已知，已测出滑块的质量为M，两光电传感器间的距离为L.若上述物理量间满足关系式mgL ＝______，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．答案　(1)等于　(2)8.475(8.472～8.478之间均可)(3)12(M＋m)(dΔt2)2－12(M＋m)(dΔt1)2解析　(1)当气垫导轨调水平时，轻推滑块后，滑块做匀速直线运动，滑块通过光电传感器的时间一样，所以Δt1等于Δt2 .(2)螺旋测微器读数＝固定刻度＋可动刻度× 0.01 mm(注意估读)，则d＝8.475 mm(8.472～8.478 mm之间均可)．(3)滑块P通过光电传感器A的速度为v A＝dΔt1，通过光电传感器B的速度为v B＝dΔt2，由机械能守恒定律有mgL＝12(M＋m)v B2－12(M＋m)v A2则mgL＝12(M＋m)(dΔt2)2－12(M＋m)(dΔt1)2高考题型4　验证动量守恒定律注意事项：(1)碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．(2)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平．(3)若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内．(4)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力．(5)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球．例7　(2021·天津市南开区高三期末)某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图10所示，由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成．图10(1)下面是实验的主要步骤：a．安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；b．向气垫导轨通入压缩空气；c．接通数字计时器(光电门)；d．把滑块2静止放在气垫导轨的中间；e．滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；f．释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；g．读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝10.01 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝49.99 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝8.35 ms；h．测出挡光片的宽度d＝5 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1＝300 g，滑块2(包括弹簧)的质量为m2＝200 g；(2)实验中气垫导轨的作用是：A.________；B.________.(3)碰撞前滑块1的速度v1为________ m/s；碰撞后两滑块组成的系统的总动量p2＝________ kg·m·s－1.(结果均保留两位有效数字)答案　(2)大大减小了滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小了实验误差保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上(3)0.50　0.15解析　(2)实验中气垫导轨的作用有两个，一是大大减小了滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小了实验误差，二是保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上；(3)碰撞前滑块1的速度为v1＝dΔt1＝5×10－310.01×10－3m/s≈0.50 m/s，碰撞后滑块1的速度为v2＝dΔt2＝5×10－349.99×10－3m/s≈0.10 m/s，滑块2的速度v3＝dΔt3＝5×10－38.35×10－3m/s≈0.60 m/s，碰撞后系统的总动量p2＝m1v2＋m2v3＝0.3×0.10 kg·m/s＋0.2×0.60 kg·m/s＝0.15 kg·m/s.1．(2021·广西北海市高三一模)如图11所示为某实验小组研究小车做匀变速直线运动规律打出的纸带，已知打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz,0、1、2、3、4、5、6为纸带上选取的计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1＝1.05 cm，x2＝1.81 cm，x5＝4.06 cm，x6＝4.80 cm，则打出1点时小车速度为______m/s，小车加速度大小a＝________ m/s2.(结果均保留三位有效数字)图11答案　0.143　0.750解析　交流电源频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个打点未画出，则相邻计数点间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s则打出1点时小车速度为v＝x1＋x22T＝0.143 m/s由匀变速直线运动规律可得x46－x02＝2a(2T)2即a＝(x5＋x6)－(x1＋x2)2(2T)2＝4.06＋4.80－1.05－1.818×0.12×10－2 m/s2＝0.750 m/s22．(2021·山东泰安市高三期末)某同学用图12甲所示的实验装置测量滑块与桌面之间的动摩擦因数．光电门固定在水平直轨道上的O点，拉力传感器固定在滑块上，不可伸长的细线通过定滑轮将滑块与钩码相连，遮光条的宽度为d，滑块初始位置A点到O点的距离为L，重力加速度为g.实验步骤如下：图12A．将滑块从A点由静止释放，传感器显示滑块所受拉力为F，光电门记录遮光条通过光电门的时间为t；B．改变钩码的个数重复步骤A；C.正确记录每一组F与t对应的数据，作出F－1t2的关系图像如图乙所示(图中b、c为已知量)．(1)根据步骤A中测出的物理量可知，滑块的加速度a＝________；(2)滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；(3)增加滑块的质量重新进行实验，得到的F－1t2图像与两坐标轴交点坐标的绝对值b、c的变化情况是：b______，c________.(均填“变大”“变小”或“不变”)答案　(1)d 22t 2L　(2)cd 22gL　(3)变大　不变解析　(1)滑块滑到光电门处的速度为v ＝d t 根据位移速度公式得，滑块的加速度为a ＝v 22L，解得a ＝d 22t 2L(2)对滑块，根据牛顿第二定律得F －μmg ＝ma 代入加速度得F ＝μmg ＋md 22t 2L根据F －1t 2图像得b ＝μmg ，c ＝2μgLd 2滑块与桌面间的动摩擦因数为μ＝cd 22gL(3)根据(2)可知，b 变大，c 不变．3．(2021·辽宁葫芦岛市高三期末)图13甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置，将气垫导轨调至水平，滑块装有宽度为d 的遮光条，滑块包括遮光条的总质量为M .细绳下端挂钩码，钩码的质量为m .由静止释放滑块，滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用数字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v 1和v 2，用刻度尺测出两个光电门之间的距离x ，重力加速度为g .图13(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)增加绳子下端钩码的个数，滑块每次都从同一位置由静止释放，作出1v 22－v 12－1m 图像，如图丙所示，其斜率为k ＝________(用题中给出的物理量表示)．答案　(1)0.660　(2)mgx ＝12(M ＋m )(v 22－v 12)　(3)M2gx解析　(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d ＝6 mm ＋0.05 mm ×12＝6.60 mm ＝0.660 cm ；(2)系统重力势能减小量为ΔE p＝mgx动能增加量为ΔE k＝12(M＋m)(v22－v12)则要验证的表达式为mgx＝12(M＋m)(v22－v12)(3)由表达式mgx＝12(M＋m)(v22－v12)可得1v22－v12＝M2gx·1m＋12gx则1v22－v12－1m图像的斜率为k＝M2gx.4.(2021·华大新高考联盟1月联考)如图14所示，在水平桌面的左端固定一个圆弧槽滑道，滑道的末端与水平桌面相切．桌面的右端附近固定一个光电门．直径为d、质量为m1的小球1从圆弧槽上某处静止释放，下滑到水平桌面向右运动通过光电门与静止在桌面右边缘的质量为m2的小球2发生正碰，碰后小球1向左弹回，小球2离开桌面做平抛运动．实验中测出小球1连续两次通过光电门的时间分别为t1、t2，桌面离水平地面高度为h，小球2碰后做平抛运动的水平距离为x.图14(1)若两球的碰撞为弹性碰撞，则两球的质量大小关系应满足m2________m1(填“＜”“＞”或“＝”)．(2)改变小球1在圆弧槽上静止释放的位置，重复实验，实验中测出多组t1、t2与x的数据．若要验证两小球在碰撞过程中动量守恒，以x为横轴，以______为纵轴，作出的图像为线性图像．已知重力加速度为g，若线性图像(直线)的斜率k＝______，则可验证两小球在碰撞过程中动量守恒．答案　(1)>　(2)1t1＋1t2m2m1dg2h解析　(1)选向右为正方向，设小球1碰前的速度为v0，若两小球发生弹性碰撞，则有m1v0＝m1v1＋m2v2，12m1v02＝12m1v12＋12m2v22解得v1＝(m1－m2)v0m1＋m2，碰后球1反弹，则v1<0，可得m2>m1；(2)若两球在碰撞过程中动量守恒，则有m1v0＝m1v1＋m2v2其中v0＝dt1，v1＝－dt2，h＝12gt2，x＝v2t可得1t1＋1t2＝m2m1dg2hx故(1t1＋1t2)－x图像(直线)的斜率k＝m2m1d g2h.专题强化练[保分基础练]1.(2021·全国甲卷·22)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面(已知sin α＝0.34，cos α＝0.94)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图1所示．该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT＝0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离s i(i＝1,2,3,4,5)，如下表所示．图1s1s2s3s4s55.87 cm7.58 cm9.31 cm11.02 cm12.74 cm由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为________ m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为________．(结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80 m/s2)答案　0.43　0.32解析　根据逐差法有a＝(s5＋s4)－(s2＋s1)6(ΔT)2代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小a≈0.43 m/s2对小铜块受力分析，根据牛顿第二定律有mg sin α－μmg cos α＝ma代入数据解得μ≈0.32.2．(2021·河北张家口市高三期末)某同学设计了如图2甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，光电门连接计时器可记录下小铁球的直径经过光电门B时的挡光时间t.小铁球的质量m＝4×10－3 kg、直径为d，重力加速度g＝9.8 m/s2.图2(1)用游标卡尺测量小铁球的直径，如图乙所示，其直径d＝________ mm；(2)当光电门B与A间距为0.22 m时，挡光时间t＝5×10－3 s，则小铁球过光电门B时的动能E k＝________ J，小铁球由A到B减少的重力势能E p＝________ J，在误差允许范围内，小铁球机械能守恒．(计算结果均保留三位有效数字)答案　(1)10.15　(2)8.24×10－3　8.62×10－3解析　(1)由题图乙所示游标卡尺可知，游标尺为20分度，故精确度为0.05 mm，主尺读数为10 mm，游标尺读数为0.05×3 mm＝0.15 mm其示数为10 mm＋0.15 mm＝10.15 mm(2)小铁球过光电门B时的动能为E k＝12m v B2＝12m(dt)2＝12×4×10－3×(10.15×10－35×10－3)2 J≈8.24×10－3J，小铁球由A到B减少的重力势能为E p＝mgh＝4×10－3×9.8×0.22 J≈8.62×10－3 J. 3．(2020·湖南3月模拟)某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图3甲所示，两滑块A、B上各固定一相同挡光片．部分实验步骤如下：图3Ⅰ.用螺旋测微器测量挡光片的宽度d；Ⅱ.将气垫导轨调成水平；Ⅲ.A、B之间用细线相连，在A、B间放入一个被压缩的水平轻小弹簧；Ⅳ.烧断细线，记录A、B上的挡光片分别通过光电门C、D的挡光时间t1、t2.(1)若测量挡光片的宽度d时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则d＝________ mm.(2)实验中，还应测量的物理量是________．A ．滑块A 的质量m 1以及滑块B 的质量m 2B ．烧断细线后滑块A 、B 运动到光电门C 、D 的时间t A 、t B C ．烧断细线后滑块A 、B 运动到光电门C 、D 的路程x 1、x 2(3)验证动量守恒定律的表达式是________；烧断细线前弹簧的弹性势能E p ＝________.(均用题中相关物理量的字母表示)答案　(1)4.800　(2)A (3)m 1t 1＝m 2t 2　m 1d 22t 12＋m 2d 22t22解析　(1)由题图乙螺旋测微器可知，其示数为：4.5 mm ＋30.0×0.01 mm ＝4.800 mm.(2)滑块A 、B 经过光电门时的速度分别为：v 1＝dt1，v 2＝dt 2，烧断细线后系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：m 1v 1－m 2v 2＝0，整理得：m 1t 1＝m 2t2，验证动量守恒定律需要测量m 1、m 2、t 1、t 2，故选A ；(3)由(2)可知，验证动量守恒定律的表达式是：m 1t 1＝m 2t2；烧断细线后弹簧弹性势能转化为滑块的动能，由能量守恒定律可知，烧断细线前弹簧的弹性势能：E p ＝12m 1v 12＋12m 2v 22＝m 1d 22t 12＋m 2d 22t 22.[争分提能练]4．(2021·山东青岛市一模)某研究小组利用图4甲所示装置测定重力加速度．实验器材由带有刻度尺的竖直杆、小球释放器、小球、光电门A 和B 及数字计时器和网兜等组成．实验时，按图装配好实验器材，小球、两个光电门和网兜在同一竖直线上利用刻度尺读出两个光电门的距离h ，打开计时器后释放小球，记录下计时器显示的小球从光电门A 到光电门B 所用时间t ；保持光电门A 的位置不变，改变光电门B 的位置，重复实验，多次读出两个光电门间的距离h 和小球经过两个光电门所用时间t ，在坐标纸上作出ht－t 图线如图乙所示．图4(1)为了提高实验精度，下列说法正确的是________．A ．两光电门间的距离适当大一些B ．小球的直径越小，实验精度越高C ．应该选用材质密度较大的小球(2)乙图中，图线与纵轴交点坐标为b ，若图线斜率为k ，则当地的重力加速度值为________，小球释放点距光电门A 的高度为________．(用题目给出的已知量表示)答案　(1)AC (2)2k b 24k解析　(1)两光电门间的距离适当大一些，可以减小距离及时间测量的误差，还可以减小小球大小对实验误差的影响，A 正确；小球的直径小且质量大，实验精度才高，B 错误；选用材质密度较大的小球，可以减小空气阻力的影响，C 正确．(2)根据匀变速直线运动的公式得h ＝v A t ＋12gt 2变形为h t ＝v A ＋12gt ，对照题图乙，有v A ＝b ，k ＝12g重力加速度为g ＝2k小球释放点距光电门A 的高度为s ＝v A 22g ＝b 24k5．用如图5所示的装置探究加速度与质量的关系，把右端带有定滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力．图5(1)下列实验操作中正确的有________．A．先释放小车后接通电源B．调整定滑轮使细线与长木板平行C．平衡摩擦力时必须移去纸带D．平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码(2)某次实验打出的一条纸带如图乙所示，测得计数点1、2、3、4与0计数点间的距离分别为x1＝3.60 cm、x2＝9.61 cm、x3＝18.01 cm、x4＝28.81 cm.已知打点计时器打点周期为0.02 s，相邻计数点间有四个打点未画出，则小车的加速度a＝_______m/s2(结果保留三位有效数字)．(3)实验中保持托盘和砝码的总质量不变，改变小车和车内沙子的总质量M，进行实验打出纸带，算出相应的加速度a，数据如下表所示，请在图丙中根据描出的点作出a－1M图象；由图象可得出的结论是________．托盘和砝码总质量为20 ga/(m·s－2) 2.40 1.99 1.43 1.25 1.110.770.620.480.24 M/kg0.060.080.120.140.160.240.300.400.80 1M/(kg－1)16.6712.508.337.14 6.25 4.17 3.33 2.50 1.25(4)某小组在实验中作出1a－M图象如图丁所示，图象斜率的物理意义是_______________；若图象纵截距为b，斜率为k，则托盘和砝码的总质量m＝________(用字母b、k表示)．答案　(1)BD　(2)2.40(3)见解析图　合力一定时，当托盘和砝码的总质量远小于小车和车内沙子的总质量M 时，小车和车内沙子的加速度a 与质量M 成反比　(4)托盘和砝码的总重力的倒数　b k解析　(1)应先接通电源再释放小车，A 错误；调整定滑轮使细线与长木板平行，以保证小车在运动过程中所受合力不变，B 正确；平衡摩擦力时必须连接纸带，C 错误；平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码，用小车重力的分力来平衡摩擦力，D 正确．(2)小车的加速度a ＝x 4－2x 20.22≈2.40 m/s 2(3)图象如图所示合力一定时，当托盘和砝码的总质量远小于小车和车内沙子的总质量M 时，小车和车内沙子的加速度a 与质量M 成反比．(4)根据牛顿第二定律可知，图象斜率的物理意义是托盘和砝码的总重力的倒数．对系统，由牛顿第二定律得mg ＝(M ＋m )a ，解得1a ＝1mg M ＋1g ，则b ＝1g ，又k ＝1mg 联立解得m ＝b k.6．(2021·广东高三模拟)某实验小组组装了如图6所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验．在小车A 的前端粘有橡皮泥，推动小车A 使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器所接电源频率为50 Hz.图6(1)下列操作正确的是________；A ．本实验无需平衡摩擦力B ．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源C ．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车。

高中物理实验--力学篇高中物理实验—力学篇实验一：研究匀变速直线运动。

实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系。

实验三：验证力的平行四边形定则实验四：验证牛顿运动定律实验五：探究动能定理实验六：验证动量守恒定律一、实验基本要求：高中阶段力学实验：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则：验证牛顿运动定律：探究动能定理：二、实验数据处理：研究匀变速直线运动：1.利用逐差法求平均加速度：,,,2.利用平均速度求瞬时速度3.利用速度—-时间图像求加速度：作出速度—时间的图像，通过图像的斜率求物体的加速度。

探究弹力和弹簧伸长的关系：1.以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据所测数据在坐标纸上描点。

2.按照图中各点的分布与走向，作出一条平滑的图线，所画的点不一定都在这条直线上，但要注意使图线两侧的点数大致相同。

3.以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数表达式，并解释函数表达式中常数的物理含义。

验证力的平行四边形定则：1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，做起平行四边形，过O点画对角线即为合力F的图示。

2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一个弹簧测力计的拉力F’的图示.验证牛顿运动定律：探究动能定理：1.测出每次做功后，小车获得的速度2.分别用各次实验测得的v和W，绘制W-v或W-v2、W-v3、...图像，直到明确得出W和v的关系。

3.结论：物体的速度v与外力做功W间的关系为W正比于v2。

三、实验误差分析：研究匀变速直线运动：1.使用刻度尺测计数点距离时有误差。

2.作v-t图像时出现的作图误差。

3.电源频率不稳定，造成打点时间间隔不完全相同。

4.长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成的误差。

经典实验装置，本实验不需要平衡摩擦力，本实验还可用来验证牛顿第二定律及探究功与动能变化的关系，但都需要平衡摩擦力。

第16讲力学实验命题规律 1.命题角度：(1)研究匀变速直线运动；(2)验证牛顿运动定律；(3)验证机械能守恒定律；(4)探究动能定理；(5)验证动量守恒定律；(6)探究弹力和弹簧伸长的关系；(7)验证力的平行四边形定则；(8)探究平抛运动的特点；(9)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系.2.常用方法：控制变量法、等效替代法、图象法．考点一纸带类和光电门类实验实验装置图实验操作数据处理研究匀变速直线运动1.细绳与长木板平行2.释放前小车应靠近打点计时器3.先接通电源，再释放小车，打点结束先切断电源，再取下纸带4.钩码质量适当1.判断物体是否做匀变速直线运动2.利用平均速度求瞬时速度3.利用逐差法求平均加速度4.作速度—时间图象，通过图象的斜率求加速度验证牛顿运动定律1.补偿阻力，垫高长木板使小车能匀速下滑2.在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，实验过程中不用重复补偿阻力3.实验必须保证的条件：小车质量m≫槽码质量m′4.释放前小车要靠近打1.利用逐差法或v－t图象法求a2.作出a－F图象和a－1m图象，确定a与F、m的关系点计时器，应先接通电源，后释放小车验证机械能守恒定律1.竖直安装打点计时器，以减少摩擦阻力2.选用质量大、体积小、密度大的材料3.选取第1、2两点间距离接近2 mm的纸带，用mgh＝12m v2进行验证1.应用v n＝h n＋1－h n－12T计算某时刻的瞬时速度2.判断mgh AB与12m v B2－12m v A2是否在误差允许的范围内相等3.作出12v2－h图象，求g的大小探究动能定理1.垫高木板的一端，平衡摩擦力2.拉伸的橡皮筋对小车做功：(1)用一条橡皮筋拉小车——做功W(2)用两条橡皮筋拉小车——做功2W(3)用三条橡皮筋拉小车——做功3W3.测出每次做功后小车获得的速度分别用各次实验测得的v和W绘制W－v或W－v2、W－v3、……图象，直到明确得出W和v的关系验证动量守恒定律1.开始前调节导轨水平2.用天平测出两滑块的质量3.用光电门测量碰前和碰后的速度1.滑块速度的测量：v＝ΔxΔt2.验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′例1(2022·安徽师范大学附属中学模拟)如图所示的装置，可用于探究合外力做功与动能变化量的关系，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量为M ，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量为m 0，挡光板的宽度为d ，光电门1和2中心间的距离为s .(1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车、力传感器和挡光板的总质量________(选填“需要”或“不需要”)；(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d ，如图乙所示，d ＝________mm ；(3)某次实验过程中，力传感器的读数为F .小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t 1、t 2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g ，则该实验要验证的表达式是________(根据题中给出的已知量的符号来表达)．例2 (2022·山东日照市一模)某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律．实验开始前在水平放置的气垫导轨左端装一个弹射装置，打开控制开关，滑块可被弹射装置向右弹出．滑块A 和滑块B 上装有相同宽度的挡光片，在相碰的端面装有轻质弹性架(未画出)．实验开始前，滑块A 被弹射装置锁定，滑块B 静置于两个光电门之间．(1)打开控制开关，滑块A 被弹出．数字计时器记录下挡光片通过光电门1的时间Δt 1，挡光片先后通过光电门2的时间Δt 2和Δt 3，则滑块A (含挡光片)与滑块B (含挡光片)的质量大小关系是m A ________m B (选填“大于”“等于”或“小于”)．(2)若滑块A 和滑块B 的碰撞过程中满足动量守恒，则应满足的关系式为______________(用m A 、m B 、Δt 1、Δt 2、Δt 3表示)．(3)若滑块A 和滑块B 的碰撞是弹性碰撞，则m A m B＝________(用Δt 2、Δt 3表示)． 例3 (2022·河北张家口市高三期末)某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，操作步骤如下：①用天平测量物块a的质量m1和物块b的质量m2；②把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，用跨过定滑轮的轻质细线连接物块a和物块b；③把固定在物块a上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块a靠近打点计时器，先________________，再________________；④实验过程中打出的一条纸带如图乙所示；⑤更换物块重复实验．(1)请把步骤③补充完整；(2)所用交变电源的频率为50 Hz，测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为x1＝6.00 cm、x2＝8.39 cm、x3＝10.81 cm、x4＝13.20 cm、x5＝15.59 cm、x6＝18.01 cm，相邻两个计数点间还有4个点未画出，打下计数点A时物块a和物块b运动的速度大小v A ＝________ m/s，打下计数点E时物块a和物块b运动的速度大小v E＝________ m/s；(结果均保留三位有效数字)(3)用天平测出物块a和物块b的质量分别为m1、m2(m1<m2)，从打计数点A到E的过程中，物块a和物块b组成的系统减小的重力势能ΔE p＝______，增加的动能为ΔE k＝______，在误差允许的范围内，物块a和物块b组成的系统机械能守恒．(结果用m1、m2、v A、v E、g、x2、x3、x4、x5表示)例4(2022·安徽合肥市第一次检测)某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系，设计了如下实验．(1)在探究小车加速度a与其质量M的关系时，采用了图(a)所示的方案．①保持盘中砝码不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M，利用打出的纸带测量出小车对应的加速度．下列实验操作合理的是________．A．为了补偿阻力，把木板的一侧垫高，并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上B．先接通电源，待打点计时器正常工作后再释放小车C．调节滑轮，使细线与木板平行②图(b)为实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出．交变电源的频率为50 Hz，小车的加速度a＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字)③表格中为实验小组记录的6组实验数据，其中5组数据的对应点已经标在图(c)的坐标纸上，请用×标出余下的一组数据的对应点，并作出a－1M图象，由a－1M图象可得出的实验结论为：________________________________________________________________________.F/N M/kg a/(m·s－2)0.29 1.160.250.290.860.340.290.610.480.290.410.720.290.360.820.290.310.94(2)在探究小车加速度a与所受力F的关系时，设计了图(d)所示的方案．其实验操作步骤如下：a．挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；b．取下砝码盘和砝码，测出其总质量为m，并让小车沿木板下滑，测出加速度a；c．改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出a－F图象．①该实验方案________(选填“需要”或“不需要”)满足条件M≫m；②若实验操作规范，通过改变砝码个数，画出的a－F图象最接近图中的________．考点二力学其他实验实验装置图实验操作数据处理探究弹簧弹力与形变量的关系1.应在弹簧自然下垂时，测量弹簧原长l02.水平放置时测原长，图线不过原点的原因是弹簧自身有重力1.作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，斜率表示弹簧的劲度系数2.超过弹簧的弹性限度，图线会发生弯曲探究两个互成角度的力的合成规律1.正确使用弹簧测力计2.同一次实验中，橡皮条结点的位置一定要相同3.细绳套应适当长一些，互成角度地拉橡皮条时，夹角合适1.按力的图示作平行四边形2.求合力大小探究平抛运动的特点1.保证斜槽末端水平2.每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放3.坐标原点应是小球出槽口时球心在木板上的投影点1.用代入法或图象法判断运动轨迹是不是抛物线2.由公式：x＝v0t和y＝12gt2，求初速度v0＝xg2y探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.弹力大小可以通过标尺上刻度读出，该读数显示了向心力大小2.采用了控制变量法，探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系作出F n－ω2、F n－r、F n－m的图象，分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系例5(2022·陕西西安市七校高三期末)如图为“探究互成角度的力的合成规律”的实验，三个细线套L1、L2、L3共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点P.手持B拉动细线，使结点静止于O点．(1)某次实验中弹簧测力计A的指针位置如图甲所示，其读数为________ N.(2)图乙中的F与F′两力中，方向和细线PO方向相同的是________(选填“F”或“F′”)．(3)下列实验要求中，必要的是________．(填选项前的字母)A．弹簧测力计B始终保持水平B．用天平测量重物M的质量C．细线套方向应与木板平面平行D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持细线套结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(4)本实验采用的科学方法是________．(填选项前的字母)A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法例6(2022·山东日照市高三期末)物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置和频闪照相仪探究平抛运动的规律．(1)关于实验注意事项，下列说法正确的是________(选填选项前的字母)；A．必须将小球从斜槽上的同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．必须选择质量大的小球D．小球运动时不能与方格纸相触(2)某同学用频闪照相仪拍摄到小球抛出后几个位置的照片如图乙所示，由照片可以判断斜槽轨道末端向______________倾斜，根据照片也可判断小球在水平方向做匀速直线运动，依据是________________________________________________________________________；(3)物理兴趣小组重新调整斜槽轨道末端，规范完成实验，根据拍摄到的一张照片测出小球不同位置的竖直位移y和水平位移x，以x2为横坐标，以y为纵坐标，在坐标纸上画出对应的图象为过原点的倾斜直线，测得直线的斜率k＝5，取g＝10 m/s2，由此可得小球做平抛运动的初速度v0＝________ m/s.1．(2022·河南安阳市一模)某实验小组用图中装置探究质量一定的情况下加速度和力的关系．他们用不可伸长的细线将滑块(含挡光片)通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力传感器相连，细线与气垫导轨平行，在水平气垫导轨的A、B两点各安装一个光电门，A、B两点间距为x，释放重物，挡光片通过A、B时的遮光时间分别为t A、t B，已知挡光片宽度为d.(1)实验操作过程中________(选填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于滑块及挡光片的质量；(2)滑块通过AB段时的加速度大小为________(用题中已知的物理量字母表示)；(3)多次改变重物质量，同时记录细线的拉力大小F，重复上述实验步骤，得到多组加速度a 与拉力F，以a为纵坐标、F为横坐标作图，若图线是________，则物体质量一定的情况下加速度与合外力成正比的结论成立．2．(2022·云南第一次统测)某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，部分实验步骤如下：(1)将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度d＝________ mm；(2)用天平称得滑块(包含遮光条)的质量m＝380.0 g；(3)将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图象如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为________ N·s；滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为Δt＝2.0×10－3 s，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的动量增量大小为________ kg·m/s.(计算结果均保留2位有效数字)。

高中力学实验专题力学实验部分要求掌握的知识点有：(1)研究匀变速直线运动(2)探究弹力和弹簧伸长的关系(3)验证力的平行四边形定则(4)验证牛顿运动定律(5)探究动能定理(6)验证机械能守恒定律（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范围内作匀速直线运动。

⑵设△s 1=II S －I S ，△s 2=III S －II S ，△s 3=IV S －III S ，△s 4=V S －IV S ，△s 5=VI S －VS 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范围内作匀变速直线运s 636210 s 5s 4s 3s 2s 1S ⅠS ⅥS ⅤS ⅣS ⅢS Ⅱ动。

⑶测定第n 点的瞬时速度。

物体作匀变速直线运动时，在某段时间内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 内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：Ts s TS S v V IV22354。

高中物理力学实验知识点总结一、力的平衡实验力的平衡实验是力学实验中的基础实验，通过该实验可以了解力的平衡条件和力的合成等概念。

知识点总结：1. 力的平衡条件：当作用在物体上的多个力相互平衡，使得物体保持静止或匀速直线运动时，这些力的合力为零，称为力的平衡条件。

2. 力的合成：通过力的平衡实验可以了解多个力的合成。

当多个力作用在一个物体上时，可以通过合成力来代替这些力，合成力的大小和方向可以通过力的平衡条件来确定。

3. 杆的平衡：在力的平衡实验中常使用杆的平衡来说明力的平衡条件。

当一根杆平衡时，可以通过转矩的平衡条件来确定杆两端所受力的大小和方向。

二、牛顿第二定律实验牛顿第二定律实验是力学实验的重要内容，通过该实验可以验证牛顿第二定律，并了解力和加速度之间的关系。

知识点总结：1. 牛顿第二定律：牛顿第二定律表明物体的加速度和受到的力成正比，与物体的质量成反比。

即F=ma，其中F为物体所受的合外力，m为物体的质量，a为物体的加速度。

2. 实验方法：通过在水平面上放置实验装置，使物体受到弹簧测力计的拉力，并随着不同的质量增加拉力，然后测量物体的加速度，验证牛顿第二定律。

3. 力和加速度的关系：牛顿第二定律说明了力和加速度之间的关系。

当受到的合外力增加时，物体的加速度会增加；相反，当受到的合外力减小时，物体的加速度会减小。

三、摩擦力实验摩擦力实验是研究物体表面之间的相互作用力，通过该实验可以了解摩擦力的特性和大小。

知识点总结：1. 静摩擦力和动摩擦力：静摩擦力是当物体相对运动前处于静止状态时，物体所受到的摩擦力；动摩擦力是当物体处于相对运动状态时，物体所受到的摩擦力。

2. 摩擦力的特性：静摩擦力和动摩擦力跟物体的接触面积、表面材质和受力大小有关。

通过摩擦力实验可以了解这些特性，例如改变物体的接触面积以及表面材质可以影响摩擦力的大小。

3. 弹簧测力计的应用：在摩擦力实验中，可以使用弹簧测力计来测量摩擦力的大小。

20XX年高中测试高中试题试卷科目：年级：考点：监考老师：日期：力学实验专题第一天例1：图1是“研究平抛物体运动”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2中y -x 2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。

（3）图3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y 1为5.0cm 、y 2为45.0cm ，A 、B 两点水平间距Δx 为40.0cm 。

则平抛小球的初速度v 0为m/s ，若C 点的竖直坐标y 3为60.0cm ，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10m/s 2)。

答案与解析：（1）ac （2）c （3）2.0 4.0（1）“研究平抛物体运动”的实验斜槽轨道末端保持水平为了保证水平初速度。

从同一高度由静止释放为了保证每次使用水平初速度相同。

a 、c 正确。

（2）平抛物体运动规律：得：，y -x 2图象是一条倾斜直线。

c 正确。

（3）由于，则t 1=0.1s 、t 2=0.3s ，所以平抛小球的初速度。

而，故C 点的速度。

2012x v t gt ==，ｙ2202g y x v=212y gt t ==得0212.0/xv m s t t ∆==-/==Cy vs 4.0/==C v m s 图222 x 2 x 2a bcd图1 y xy第二天例2：现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。

在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。