高考物理二輪復(fù)習(xí)專題力學(xué)實驗講學(xué)案

1、專題14 力學(xué)實驗高考物理試題中，實驗是必考內(nèi)容，且近年來越來越受到重視高考實驗題除了對教材原有學(xué)生實驗進(jìn)行考查外，還把考查內(nèi)容延伸到演示實驗中，甚至拓展到遷移類實驗、應(yīng)用性實驗、設(shè)計性實驗以及“研究性學(xué)習(xí)”類實驗要求學(xué)生利用所學(xué)知識，對實驗儀器或?qū)嶒灧椒ㄖ亟M，將教材中的學(xué)生實驗和演示實驗的實驗原理、實驗方法遷移到情景新穎的實驗中去高考物理實驗題具有以下幾個特點： 1重視對實驗操作能力的考查如實驗步驟的排序、糾錯；實驗器材的選擇，包括滑動變阻器、電阻箱、電表量程的選擇；實物連線和運(yùn)用圖象與表格分析處理實驗數(shù)據(jù)；實驗結(jié)論的總結(jié)及誤差分析；實驗方案的改進(jìn)創(chuàng)新等 2重視對基本儀器的讀數(shù)、構(gòu)造原理、重

2、要實驗方法及電學(xué)實驗中的故障分析的考查，如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、多用電表等的讀數(shù) 3. 設(shè)計性實驗是考查的熱點在近幾年的各地高考中設(shè)計性的實驗題比較多，此類實驗?zāi)軌蚓C合考查考生創(chuàng)造性地應(yīng)用已學(xué)知識、方法、原理，靈活處理陌生實驗問題的能力，要求學(xué)生有較高的知識遷移能力、實驗設(shè)計能力 預(yù)測2017年高考力學(xué)實驗題：以打點計時器為主要實驗儀器，涉及位移、速度測量的基本力學(xué)實驗，分值較少，難點不大，命題形式為填空題(或選擇性填空) 一、測量讀數(shù)類儀器使用 1游標(biāo)卡尺 (1)各種游標(biāo)卡尺的有關(guān)參數(shù)如下表所示：游標(biāo)尺(mm) 精確度(mm) 刻度格數(shù) 刻度總長度(mm) 每小格與1毫米差(mm) 10 9

3、 0.1 0.1 20 19 0.05 0.05 50 49 0.02 0.02 (2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法:以游標(biāo)零刻度線位置為準(zhǔn),在主尺上讀取整毫米數(shù);看游標(biāo)上哪一條刻度線與主尺上的某一刻度線(此某一刻度線不需讀出)對齊,由游標(biāo)上對齊的刻度數(shù)(即格數(shù))乘以游標(biāo)卡尺的精確度得出毫米以下的小數(shù);總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米以下的小數(shù). 特別提醒：(1)游標(biāo)卡尺的精確度可根據(jù)游標(biāo)尺刻度格數(shù)的倒數(shù)計算，單位為mm.如50分度的游標(biāo)卡尺精確度為 mm0.02 mm.(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)不需要估讀2螺旋測微器(千分尺) 量程一般為025 mm,精確度是0.5 mm500.01 mm.螺旋測微器的讀數(shù)方法:

4、從固定標(biāo)尺上讀出整 毫米數(shù),要注意半毫米刻度線是否露出,如果露出再加上0.5 mm. 圖141 0.5 mm以下的讀數(shù)則等于與固定標(biāo)尺上橫線對準(zhǔn)的可動圓周上的讀數(shù)(要估讀一位)乘以精度0.01 mm.測量長度為上述二者之和.如圖141中所示讀數(shù)為6 mm0.5 mm20.20.01 mm6.702 mm. 特別提醒:螺旋測微器的使用要注意兩點:(1)半毫米刻度線;(2)估讀,末位估讀的“0”不要漏掉. 二、力學(xué)實驗 1“紙帶類”實驗 (1)打點計時器 打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,它接在頻率為50 Hz的交流電源上使用時,每隔0.02 s打一次點,因此,紙帶上的點就表示了和紙帶相連的

5、運(yùn)動物體在不同時刻的位置.通過研究紙帶上點跡間的距離,就可以確定物體的運(yùn)動情況. (2)紙帶的應(yīng)用利用紙帶計算瞬時速度測出與n點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)的距離sn和sn1,由公式vn算出.(如圖143),在驗證機(jī)械能守恒定律實驗中,就是根據(jù)此法求得物體瞬時速度的.圖143當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動時，某段時間內(nèi)的平均速度等于各個時刻的瞬時速度在“探究動能定理”實驗中，就是據(jù)此求得物體最終獲得的速度大小因此要選取紙帶上打點間隔基本相等的部分進(jìn)行測量 利用紙帶計算加速度 a利用a求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運(yùn)動的情況下可利用ssn1snaT2求加速度a，為了減小實驗誤差可用“逐差法”，snsm

6、(nm)aT2.b圖象法利用vn算出相應(yīng)時刻點的速度，畫出vt圖象，根據(jù)圖線的斜率計算加速度2“胡克定律類”實驗 (1)原理:利用橡皮條或彈簧在彈性限度內(nèi)、力與形變量成正比,計算(測量)其長度的變化分析力的變化情況或建立Fx坐標(biāo)系,描點畫圖研究力的變化規(guī)律. (2)應(yīng)用 根據(jù)平行四邊形定則驗證力的合成與分解. 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系. 三、實驗誤差 1偶然誤差和系統(tǒng)誤差 從性質(zhì)和來源看,誤差分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩種. (1)偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差.減小偶然誤差的方法就是通過多次測量求平均值. (2)系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確,或?qū)嶒灧椒?/p>

7、粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的.要減小系統(tǒng)誤差,必須校準(zhǔn)儀器,或改進(jìn)實驗方法,或完善實驗原理. 2有效數(shù)字 (1)測量既然總有誤差,測量的數(shù)值就只能是近似數(shù),如“174.2 mm”最末的一位數(shù)字“2”是不可靠數(shù)字,但它仍有意義不能舍,因為它代表了一個大概數(shù)量關(guān)系,比如這里174.2與174.8相比是接近174還是175就顯而易見了.像174.2 mm這種帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字,有效數(shù)字的最后一位為誤差所在位.在實驗中,測量時要按有效數(shù)字的規(guī)則來讀數(shù). (2)確定有效數(shù)字時，應(yīng)注意以下問題： 有效數(shù)字的位數(shù)與小數(shù)點的位置無關(guān).有效數(shù)字的位數(shù)與單位無關(guān). 關(guān)于“0”在有效數(shù)字中的特殊性

8、:0在前時,從左往右數(shù)第一個不為零的數(shù)字才是有效數(shù)字.0在后時,計入有效數(shù)字. 乘方不算有效數(shù)字;比如3.020103 m/s中的3不是有效數(shù)字,10也不是. 3減小實驗誤差的方法 (1)多次測量求平均值 (2)累積法 (3)圖象法 考點一基本儀器的使用1某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結(jié)果如圖(a)和(b)所示該工件的直徑為_cm，高度為_mm.解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d12 mm4 mm12.20 mm1.220 cm螺旋測微器的讀數(shù)為h6.5 mm36.10.01 mm6.861 mm答案(1)1.2206.861【變式探究】某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑，

9、示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為_cm和_mm.答案60.104.20考點二力學(xué)實驗例2【2017天津卷】如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律。對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是_。A重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C精確測量出重物的質(zhì)量D用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。

10、重物下落高度應(yīng)從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機(jī)械能守恒定律的選項有_。AOA、AD和EG的長度 BOC、BC和CD的長度CBD、CF和EG的長度 DAC、BD和EG的長度【答案】AB BC由EG的長度長度可求出打F點的速度vF，打O點的速度v1=0，但求不出OF之間的距離h，故A錯誤；由BC和CD的長度長度可求出打C點的速度vC，打O點的速度v1=0，有OC之間的距離h，可以用來驗證機(jī)械能守恒定律，故B正確；由BD和EG的長度可分別求出打C點的速度v1和打F點的速度v2，有CF之間的距離h，可以來驗證機(jī)械能守恒定律，故C正確；AC、BD和EG的長度可分別求出打BCF三

11、點的速度，但BC、CF、BF之間的距離都無法求出，無法驗證機(jī)械能守恒定律，故D錯誤?！咀兪教骄俊磕澄锢硇〗M的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R0.20 m)完成下列填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg；(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為_ kg；(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m(k

12、g)1.801.751.851.751.90(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_ N；小車通過最低點時的速度大小為_ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)答案(2)1.40(4)7.91.4【變式探究】某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了五個連續(xù)點之間的距離 (1)物塊下滑時的加速度a_ m/s2，打C點時物塊的速度v_ m/s； (2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是_(填正確

13、答案標(biāo)號)A物塊的質(zhì)量B斜面的高度C斜面的傾角解析(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知，加速度a3.25 m/s2；打C點時物塊的速度vC1.79 m/s (2)由牛頓第二定律得加速度agsin gcos ，所以要求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是斜面的傾角答案(1)3.251.79(2)C1【2017新課標(biāo)卷】（5分）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖（a）所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。（已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下4

14、6個小水滴）（1）由圖（b）可知，小車在桌面上是_（填“從右向左”或“從左向右”）運(yùn)動的。（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動。小車運(yùn)動到圖（b）中A點位置時的速度大小為_m/s，加速度大小為_m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）【答案】（1）從右向左 （2）0.19 0.0372【2017新課標(biāo)卷】（6分）某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標(biāo)軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm）的紙貼在水平桌面上，如圖（a）所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點（位于圖示部分之外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。（1）用一只測力計將橡皮筋的P

15、端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖（b）所示，F(xiàn)的大小為_N。（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。（i）用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O(shè)為作用點，在圖（a）中畫出力F1、F2的圖示，然后按平形四邊形定則畫出它們的合力F合；（ii）F合的大小為_N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為_。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的

16、平行四邊形定則?！敬鸢浮浚?）4.0 （2）（i）如圖 （ii）4.0 0.053【2017新課標(biāo)卷】（6分）某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下：如圖（a），將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t；用s表示擋光片沿運(yùn)動方向的長度，如圖（b）所示，表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內(nèi)的平均速度大小，求出；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前

17、端與中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟、；多次重復(fù)步驟；利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出t圖，如圖（c）所示。完成下列填空：（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時滑塊的瞬時速度大小，則與vA、a和t的關(guān)系式為= 。（2）由圖（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】 52.1 16.3(15.816.8)4【2017天津卷】如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律。對于該實驗，下列操作中對減小實驗誤差有利的是_。A重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B兩限位孔在同一豎直面

18、內(nèi)上下對正C精確測量出重物的質(zhì)量D用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機(jī)械能守恒定律的選項有_。AOA、AD和EG的長度 BOC、BC和CD的長度CBD、CF和EG的長度 DAC、BD和EG的長度【答案】AB BC【解析】重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘，減小空氣阻力，以減小誤差，故A正確；兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正，減

19、小紙帶和打點計時器之間的阻力，以減小誤差，故B正確；驗證機(jī)械能守恒定律的原理是： ，重物質(zhì)量可以消掉，無需精確測量出重物的質(zhì)量，故C錯誤；用手拉穩(wěn)紙帶，而不是托住重物，接通電源后，撒手釋放紙帶，故D錯誤。5【2017北京卷】（18分）如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。（1）打點計時器使用的電源是_（選填選項前的字母）。A直流電源 B交流電源（2）實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是_（選填選項前的字母）。A把長木板右端墊高 B改變小車的質(zhì)量在不掛重物且_（選填選項前的字母

20、）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。A計時器不打點 B計時器打點（3）接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C各點到O點的距離為x1、x2、x3，如圖2所示。實驗中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W=_，打B點時小車的速度v=_。（4）以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實驗數(shù)據(jù)作出如圖3所示的v2W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為_。根據(jù)功與能的關(guān)系

21、，動能的表達(dá)式中可能包含v2這個因子；分析實驗結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_。（5）假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2W關(guān)系的是_?！敬鸢浮浚?）B （2）A B （3）mgx2 （4）v2=kW，k=（4.55.0） kg1 質(zhì)量 （5）A【解析】（1）打點計時器均使用交流電源，選B。（2）平衡摩擦和其他阻力，是通過墊高木板右端，構(gòu)成斜面，使重力沿斜面向下的分力跟它們平衡，選A；平衡摩擦力時需要讓打點計時器工作，紙帶跟打點計時器限位孔間會有摩擦力，且可以通過紙帶上打出的點跡判斷小車的運(yùn)動是否為勻速直

22、線運(yùn)動，選B。（3）小車拖動紙帶移動的距離等于重物下落的距離，又小車所受拉力約等于重物重力，因此W=mgx2；小車做勻變速直線運(yùn)動，因此打B點時小車的速度為打AC段的平均速度，則。6【2017江蘇卷】（8分）利用如題101圖所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系小車的質(zhì)量為M=200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m=10.0 g，打點計時器的電源為50 Hz的交流電（1）掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到_（2）掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如題102圖所示選擇某一點為O，依次每隔4個計時點取一個計數(shù)點用刻度尺量出相鄰計數(shù)點間的距離，記錄在紙帶上計

23、算打出各計數(shù)點時小車的速度v，其中打出計數(shù)點“1”時小車的速度v1=_m/s（3）將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g=9.80 m/s，利用W=mg算出拉力對小車做的功W利用算出小車動能，并求出動能的變化量計算結(jié)果見下表2.452.923.353.814.262.312.733.123.614.00請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出圖象（4）實驗結(jié)果表明，總是略小于W某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實際拉力F=_N【答案】（1）小車做勻速運(yùn)動 （2）0.228（3）如圖所示 （4）0.093【解析】（1）小車能夠做勻速運(yùn)動，紙帶上

24、打出間距均勻的點，則表明已平衡摩擦；（2）相臨計數(shù)點間時間間隔為T=0.1 s，；（3）描點畫圖，如圖所示。；（4）對整體，根據(jù)牛頓第二定律有：mg=（m+M）a，鉤碼：mgFT=ma，聯(lián)立解得繩上的拉力：12016四川理綜，8()，6分用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點；在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門，計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連先用米尺測得B、C兩點間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t，用米尺測量A、O之間的距離x. (1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達(dá)式是_(2)

25、為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量_A彈簧原長 B當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計時器顯示時間t將_A增大 B減小 C不變【答案】(1)(2)C(3)B22016天津理綜，9(2)某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(1)實驗中，必要的措施是_A細(xì)線必須與長木板平行B先接通電源再釋放小車C小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D平衡小車與長木板間的摩擦力(2)他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出)s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97

26、 cm，s56.78 cm，s67.64 cm.則小車的加速度a_m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù))，打點計時器在打B點時小車的速度vB_m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) (2)由題知，相鄰計數(shù)點間時間間隔T0.1 s，根據(jù)a，可求得a0.80 m/s2，根據(jù)vB，可求得vB0.40 m/s.【答案】(1)AB(2)0.800.403(2016浙江理綜，21，10分)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m.如圖甲所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實驗在保持彈簧伸長1.00 cm不變的條件下，(1)若彈簧秤a、b間夾角為90，

27、彈簧秤a的讀數(shù)是_N(圖乙中所示)，則彈簧秤b的讀數(shù)可能為_N.(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90，保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)、彈簧秤b的讀數(shù)(填“變大”“變小”或“不變”)【解析】(1)彈簧秤的讀數(shù)應(yīng)注意估讀，由題圖乙可知彈簧秤a的讀數(shù)為3.00 N由題意知彈簧OC的彈力大小FOCkx5 N，即彈簧秤a、b的合力大小應(yīng)當(dāng)?shù)扔? N，因為它們之間的夾角為90，當(dāng)a的讀數(shù)為3.00 N時，b的讀數(shù)理論值應(yīng)為4.00 N.【答案】(1)3.003.023.94.1(有效數(shù)不作要求)(2)變大變大4(2016全國，23，10分)某物理課外小組利用

28、圖甲中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼本實驗中可用的鉤碼共有N5個，每個質(zhì)量均為0.010 kg.實驗步驟如下：(1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑(2)將n(依次取n1，2，3，4，5)個鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a.(3)對應(yīng)于不同的n的a值

29、見下表n2時的st圖象如圖乙所示；由圖乙求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表n12345a/(ms2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖丙中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點，并作出an圖象從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比 乙 丙(5)利用an圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為_kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g9.8 ms2)(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是_(填入正確選項前的標(biāo)號)Aan圖線不再是直線Ban圖線仍是直線，但該直線不過原點Can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【解析】(3)由sat2，結(jié)合圖乙可得

30、滑塊運(yùn)動的加速度a m/s20.40 m/s2.(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作圖，如圖所示【答案】(3)0.40(0.370.49均給分)(4)圖見解析(5)0.44(0.430.47均給分)(6)BC5(2016全國，22，5分)某同學(xué)用圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出紙帶的一部分如圖乙所示該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算 (1)若從打出的紙帶可以判定重物勻加速下落，利用f和圖乙中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為_，打出C點時重物

31、下落的速度大小為_，重物下落的加速度大小為_(2)已測得s18.89 cm，s29.50 cm，s310.10 cm，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為_Hz.【解析】(1)計算打出B點時重物下落的瞬時速度，可以計算AC段平均速度，即vB，且T，代入可求得vB；同樣的方法可以求出vC.加速度可以用a的方法計算，解得a.【答案】(1)(2)406(2016全國，22，6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，實驗裝置如圖甲所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接向左

32、推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能(1)實驗中涉及下列操作步驟：把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點計時器電源向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是_(填入代表步驟的序號)(2)圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為_m/s.比較兩紙帶可知，_(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大 (2)由紙帶可知最后兩段位移最大且大致相等，說明此時物塊已脫離彈簧且接近勻速，速度v1

33、.29 m/s.由紙帶知M上后半段兩點間距大于L上的，說明M紙帶對應(yīng)的實驗中物塊獲得較大的速度，對應(yīng)的彈性勢能也較大【答案】(1)(2)1.29M7(2016江蘇物理，11，10分)某同學(xué)用如題圖甲所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t由計時器測出，取v作為鋼球經(jīng)過A點時的速度記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小Ep與動能變化大小Ek，就能驗證機(jī)械能是否守恒甲(1)用Epmgh計算鋼球重

34、力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到_之間的豎直距離A鋼球在A點時的頂端 B鋼球在A點時的球心C鋼球在A點時的底端(2)用Ekmv2計算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_cm.某次測量中，計時器的示數(shù)為0.010 0 s，則鋼球的速度為v_ m/s.乙(3)下表為該同學(xué)的實驗結(jié)果：Ep(102 J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(102 J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的Ep與Ek之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的你是否同意他的觀點？請說明理由(4)請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議

35、【解析】(1)要測量小球下落的高度，應(yīng)測量開始位置小球的球心到小球在A點時球心的豎直距離，B正確(2)根據(jù)題圖可知，遮光條的寬度d15.0 mm1.50 cm，若某次計時器的時間為0.010 0 s，則鋼球的速度v1.50 m/s.【答案】(1)B(2)1.50(1.491.51都算對)1.50(1.491.51都算對)(3)見解析(4)見解析1(2015浙江理綜，21，10分)(難度)甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗圖1 (1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實驗器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材_；乙同學(xué)需在圖中選用的器材_(用字母表示)圖

36、2 (2)某同學(xué)在實驗室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶和.紙帶_的加速度大(填“”或“”)，其加速度大小為_ (2)紙帶相鄰相等時間位移之差x10.1 cm,而紙帶的x20.05 cm，由a可知紙帶加速度大，且可算得a m/s22.5 m/s2.答案(1)ABBDE(2)(2.50.2) m/s222015重慶理綜,6(1)，6分(難度)同學(xué)們利用如圖所示方法估測反應(yīng)時間首先，甲同學(xué)捏住直尺上端，使直尺保持豎直狀態(tài)，直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間當(dāng)乙看見甲放開直尺時，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度讀數(shù)為x，則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為_(重力加速度為g)基于上述原理,某同學(xué)用

37、直尺制作測量反應(yīng)時間的工具，若測量范圍為0 0.4 s，則所用直尺的長度至少為_cm(g取10 m/s2)；若以相等時間間隔 在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時間的刻度線，則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是_的(選填“相等”或“不相等”)解析(1)在人的反應(yīng)時間內(nèi),直尺做自由落體運(yùn)動，則xgt2，解得乙同學(xué)的反應(yīng)時間為t.當(dāng)t0.4 s時，xgt2100.42 m0.8 m80 cm，即所用直尺的長度至少為80 cm;由于t，故每個時間間隔內(nèi)在直尺上對應(yīng)的長度不相等當(dāng)風(fēng)速為零時,b、d兩點為等電勢點，即Ubd0；當(dāng)風(fēng)速逐漸增大時，氣流中的Rx逐漸減小，Rx中的電流增大，d點的電勢降低，要滿足題目

38、中電壓表示數(shù)的變化要，求“”端和“”端應(yīng)分別連接到電路中的b點和d點答案(1)80不相等(2)c4.1(4.04.2)減小Mbd32015福建理綜，19(1)，6分(難度)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時彈簧的伸長量l為_cm；本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是_；(填選項前的字母)A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總

39、重圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_答案6.93A鉤碼重力超過彈簧彈力范圍42015四川理綜,8(1)，6分(難度)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時,安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖1所示，圖2是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大圖，示數(shù)l1_cm.在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個鉤碼質(zhì)量是50 g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2_N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭9.8

40、m/s2)要得到彈簧伸長量x，還需要測量的是_，作出Fx曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系解析刻度尺示數(shù)為25.85 cm，注意估讀掛2個鉤碼時，彈簧彈力等于此時鉤碼的重力，即F2mg0.98 N由于伸長量等于彈簧的長度減去原長，因此要得到伸長量，還需要測量彈簧原長答案25.850.98彈簧原長5(2015安徽理綜，21，6分)(難度)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點，兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示請將以下的實驗操作和處理補(bǔ)

41、充完整：用鉛筆描下結(jié)點位置，記為O；記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應(yīng)的點連成線；只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，_；按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；比較_的一致程度，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實驗答案沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點,用刻度尺把這些點連成直線F和F362015廣東理綜,34(1)，8分(難度)某同學(xué)使用打點計時器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣日埻瓿梢韵轮饕獙嶒灢襟E：按圖(a)安裝實驗器

42、材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物_(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計時器下端；_，_，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實驗圖(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶，應(yīng)選取_(填“b”或“c”)來計算重力加速度在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋饕蚴强諝庾枇蚠答案靠近先接通打點計時器電源，再釋放紙帶b紙帶與打點計時器之間有摩擦7(2015山東理綜,21，10分)(難度)某同學(xué)通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則實驗步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向

43、下拉，直到彈簧秤示數(shù)為某一設(shè)定值時,將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)F,測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)每次將彈簧秤示數(shù)改變0.50 N，測出所對應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時橡皮筋兩端的位置,重新標(biāo)記為O、O，橡皮筋的拉力記為FO O.在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示用兩圓珠筆尖成適當(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為

44、FOB.完成下列作圖和填空：(1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出Fl圖線，根據(jù)圖線求得l0_cm.(2)測得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_N.(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，作出FOA和FOB的合力F的圖示(4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實驗結(jié)論解析(1)做出Fl圖象,如圖甲所示，求得直線的截距即為l0，可得l010.0 cm(2)可計算橡皮筋的勁度系數(shù)k N/m50 N/m若OA6.00 cm，OB7.60 cm，則橡皮筋的彈力為Fkx50(6.007.6010.00)102 N1.80 N則此時FOAF1.80 N(3)FOBFOA1.80 N，兩力的合力F如

45、圖乙所示(4)通過比較F和FO O的大小和方向，可得出實驗結(jié)論答案(1)10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.701.90均正確)(3)如圖乙所示(4)FO O8(2015江蘇單科，11，10分)(難度)某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運(yùn)動規(guī)律實驗裝置如圖1所示，打點計時器的電源為50 Hz的交流電圖1(1)下列實驗操作中，不正確的有_A將銅管豎直地固定在限位孔的正下方B紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面C用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落D在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源(2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實驗(記為“實驗”)，將磁鐵從管口處釋放，打

46、出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點為O點，每隔一個計時點取一個計數(shù)點，標(biāo)為1，2，8.用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰兩計時點到O點的距離，記錄在紙帶上，如圖2所示圖2計算相鄰計時點間的平均速度v，粗略地表示各計數(shù)點的速度，抄入下表請將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.位置12345678v(cm/s)24.533.837.8_39.539.839.839.8(3)分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時間內(nèi)，磁鐵運(yùn)動速度的變化情況是_；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是_(4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復(fù)上述實驗操作(記為“實驗”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動規(guī)律與自由落體運(yùn)動規(guī)律幾乎相同

47、請問實驗是為了說明什么？對比實驗和的結(jié)果可得到什么結(jié)論？_解析(1)在實驗時，應(yīng)用手捏住紙帶上端，保持靜止，再接通電源，讓打點計時器工作，然后迅速釋放紙帶,故做法不對的是C、D，所以本題正確選項為C、D.(2)由v可求v4 m/s39.0 cm/s.答案(1)CD(2)39.0(3)逐漸增大到39.8 cm/s且增加的越來越慢逐漸增大到等于重力(4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用，磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用 1.【2014福建卷】（6分）某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為cm和 mm【答案】60.10 4.20【考點定位】

48、本題考查刻度尺與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)2（6 分）【2014全國大綱卷】現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動。在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是10Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g=9.80m/s2。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：（1）物塊的加速度a m/s2（保留3位有效數(shù)字）。（2）因為 ，可知斜面是粗糙的?！敬鸢浮?（1）4.30（或4.29或4.31）；（2）物塊加速度小于5.88m/s2（或物塊加速度小于物塊沿光滑斜

49、面下滑的加速度）【解析】（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動相鄰相等時間內(nèi)的位移之差相等和逐差法可知，物塊的加速度為：a4.30m/s2（2）物塊下滑過程中，若斜面光滑，則根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinma，由幾何關(guān)系可知sin，解得：a5.88m/s2，顯然由于aa，說明斜面是粗糙的?！究键c定位】本題主要考查了研究勻變速直線運(yùn)動的實驗、牛頓第二定律的應(yīng)用。3.【2014山東卷】（8分）某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運(yùn)動的最大速度。實驗步驟： 用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作； 將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示。在端向右拉動木板，待彈簧秤示數(shù)

50、穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作；改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟； 實驗數(shù)據(jù)如下表所示：1.502.002.503.003.504.000.590.830.991.221.371.61如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端處，細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物連接，保持滑塊靜止，測量重物離地面的高度；滑塊由靜止釋放后開始運(yùn)動并最終停在木板上的點（未與滑輪碰撞），測量間的距離。完成下列作圖和填空：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出圖線。（2）由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)（保留2位有效數(shù)字）。（3）滑塊最大速度的大小（用和重力加速度表示）。【答案】（1）如圖所示 （2）0.40（0.38、0.39、0.41、0.42均正確）；（3）【解析】（3）P落地后，滑塊又前進(jìn)了的距離才停止運(yùn)動