2017版高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略專題九必考力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)

1、1 專題九必考力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一) 【考綱解讀】 1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交流電源的頻率 f = 50 Hz 時(shí)，每隔 002 s 打一次點(diǎn) (2) 工作條件：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用 6 V 以下交流電源；電火花計(jì)時(shí)器用 220 V 交流電源. (3) 處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn) 計(jì)數(shù)點(diǎn) 是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)，要注意“每 5 個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔 4 個(gè)點(diǎn) 取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的取點(diǎn)方法是一樣的，時(shí)間間隔均為 0.1 s. 2. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷 (1) 沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間 T內(nèi)的位移分別為Xi、X2、X3、X4，若

2、 X = X2 Xl = X3- X2= X4 X3=則說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且 X =迂. 利用“平均速度法”確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出物體運(yùn)動(dòng)的 v t圖象.若v t圖線是 一條傾斜的直線，則說(shuō)明物體的速度隨時(shí)間均勻變化，即做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 3. 由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)速度的方法 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，知 w = Xn+ Xn+ 1 2T . 4. 利用紙帶求物體加速度的兩種方法 實(shí)驗(yàn)名稱 考試丿 必考 1.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 V 2.探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 V 3.探究求合力的方法 V 4.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 V 屬性 加試

3、說(shuō)明 1.不要求了解電磁打點(diǎn)(電火花) 計(jì)時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和技術(shù)細(xì)節(jié) 2. 不要求理解用氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén) 和數(shù)字計(jì)時(shí)器研究運(yùn)動(dòng)的原理 ” 1 3.不要求運(yùn)用a F圖象和a- m 圖象分析與解決問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)一 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 實(shí)驗(yàn)二 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 2 (1) 逐差法：根據(jù)X4 X1 = X5 X2= X6 X3= 3aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔 )，求出a3 時(shí)速度，描點(diǎn)得v t圖象，圖象的斜率即為物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 圖 1 5. 注意事項(xiàng) (1) 平行：紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行 (2) 靠近：釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置 . 先后順序：實(shí)驗(yàn)時(shí)

4、應(yīng)先接通電源，后釋放小車；實(shí)驗(yàn)后先斷開(kāi)電源，后取下紙帶 (4) 防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地，小車與滑輪碰撞 . (5) 減小誤差：小車另一端掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)， 避免速度過(guò)大而使紙帶上打的點(diǎn)太少， 或者 速度太小，使紙帶上打的點(diǎn)過(guò)于密集 (6) 紙帶選?。哼x擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn) (7) 準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位 (避免所描點(diǎn)過(guò)密或過(guò)疏而導(dǎo)致誤差過(guò) 大)，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直 線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè) 【例 1】(2016 浙江 10 月選考 17)

5、在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中 (1) _ 下列說(shuō)法中不正確或不必要的是 (填字母). A. 長(zhǎng)木板的一端必須墊高，使小車在不掛鉤碼時(shí)能在木板上做勻速運(yùn)動(dòng) B. 連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長(zhǎng)木板保持平行 C. 小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，后釋放小車 D. 選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，必須從紙帶上第一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始 圖 2 是實(shí)驗(yàn)中打下的一段紙帶，算出計(jì)數(shù)點(diǎn) 2 的速度大小為 _ m/s，并在圖 3 中標(biāo) 出，其余計(jì)數(shù)點(diǎn) 1、3、4、5 對(duì)應(yīng)的小車瞬時(shí)速度大小在圖 3 中已標(biāo)出. (3) 作圖并求得小車的加速度大小為 _ m/s2. ! *,*?*, ? * * * * 4 X4 Xi X5 X2 X

6、6 X3 十“ 苛，比=飛訂，空=飛盯，再算出 ai、比、a3的平均值 ai + a2 + a3 1 X4 xi X5 X2 3 = 3X( 3T2 + 3T2 X6 X3 + T) X4+ X5+ X6 Xi + X2 + X3 9f ，即為物體的加速度 圖象法：如圖 1 所示，以打某計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，利用 Xn+ Xn+i 2T 求出打各點(diǎn)時(shí)的瞬 4 iiii|ii|iidiiiiii川|1：|川|11亓111|11|1：|1屮|川1|訶川晌川屮巾川晌叩iiii川ii|麗屮I川i川屮1詢川 3 4 5 6 789 LO11 12 13 141S 16 17 Id 19 20 21 22

7、23 24 cm5 LUAUIS1) 圖 3 答案 （1）AD （2）0.60 （3）1.45 解析（1）探究小車的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，要求長(zhǎng)木板平放即選項(xiàng) A 不是必要的.在處理 紙帶時(shí)，由于第一點(diǎn)并不確定，因此常常將前面的點(diǎn)去掉，從清晰可辨的點(diǎn)取點(diǎn)后處理實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)，所以D 選項(xiàng)也不是必要的.連接小車的細(xì)線需要與木板平行， 否則就要涉及到線的拉力 分解問(wèn)題，即拉力是一個(gè)變力，選項(xiàng) B 是必要的.操作時(shí)應(yīng)先接通電源再釋放小車，所以 C 選項(xiàng)是必要的.因此答案為A D. X3 Xi 根據(jù)圖中 Xi = 3.80 cm , X3= 15.70 cm ，所以 V2= 心0.60 m/s. 【變式題

8、組】 1. （多選）關(guān)于“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A. 長(zhǎng)木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低 B. 在釋放小車前，小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 C. 應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)后再釋放小車 6 D. 要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動(dòng) 答案 BCD7 解析 長(zhǎng)木板不能側(cè)向傾斜， 但可以一端高一端低， 故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能在紙帶上 得到較多的點(diǎn)跡，釋放小車前，小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，選項(xiàng) B 正確；如果先釋放小 車，可能紙帶上打不上幾個(gè)點(diǎn)，故選項(xiàng) C 正確；為了保護(hù)小車避免落地摔壞，在小車到達(dá)定 滑輪前要用手使小車停止運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)

9、 D 正確 2. (2015 浙江選考)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)獲得的一條紙帶如圖 4 所 (1) 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為 50 Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為 _ . (2) A、B、C、D E、F、G是紙帶上 7 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，從 圖中讀出 A B兩點(diǎn)間距x = _ m； C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是 _ m/s ;小車運(yùn)動(dòng)的加速度為 _ m/s1 2.(計(jì)算結(jié)果均保留兩 位有效數(shù)字) 若實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際所用交流電的頻率高于 50 Hz，則上述計(jì)算結(jié)果與真實(shí)值相比是 _ .(填“偏大”“偏小”或“不變”) 答案 (1)0.02 s (2)3.0 X

10、10(3)0.060 0.20 (4)偏小 1 解析 (1) T= f = 0.02 s. 因毫米刻度尺的最小刻度為 1 mm 故應(yīng)估讀到 0.1 mm，即x = 3.0 mm = 3.0 X 10 一3 m. (3) 由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，所以 VC = XBD 1.7 0.5 2 x 3.3 1.5 2 2 = X 10 m/s = 0.060 m/s.小車運(yùn)動(dòng)的加速度 a=二亍= 廠X 10 m/s = 2T 2X 0.1 t 9X 0.1 2 0.20 m/s . 1 實(shí)驗(yàn)原理 互成角度的兩個(gè)力 R、F2與另外一個(gè)力 F產(chǎn)生相同的效果，看

11、F、F2用平行四邊形定則求 出的合力F與F在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相等 . 2 實(shí)驗(yàn)器材 木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè)、三角板、刻度尺 (4) 若實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際所用交流電的頻率高于 故測(cè)得的50 Hz，此時(shí)兩計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離小于真實(shí)值, 圖 4 8 3. 實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上 (2) 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套， 互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá) 某一位置Q (3) 用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)Q的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，利用刻度尺和 三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力 F. (4) 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)， 通過(guò)

12、細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置 Q記下彈簧測(cè) 力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向 比較F與用平行四邊形定則求得的合力 F,看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 4. 注意事項(xiàng) (1) 位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同 _ L (2) 角度合適：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)， 其夾角不宜太小，也不 宜太大，以 60100 為宜. 在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些_ .細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)二些，便于 確定力的方向. (4) 統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示選定的標(biāo)度要相同， 并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度， 使力 的圖示稍大一些. 5. 誤差分析

13、 (1) 誤差來(lái)源：除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等 (2) 減小誤差的辦法： 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度盤(pán)，要按有效數(shù)字位數(shù)要求和彈簧測(cè) 力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄. 作圖時(shí)使用刻度尺，并借助于三角板，使表示兩力的對(duì)邊一定要平行 【例 2】(1)如圖 5 為“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置 .小張同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用 a、b兩彈簧秤 拉橡皮條，如圖所示.他在實(shí)驗(yàn)操作中除了所用細(xì)繩太短外， 至少還有一處錯(cuò)誤， 請(qǐng)你幫他找 出錯(cuò)誤之處 _ .(寫(xiě)出一條即可) 圖 5 實(shí)驗(yàn)三 探究求合力的方法 9 (2) _ 小張同學(xué)修正錯(cuò)誤后， 重新進(jìn)行了測(cè)量，在測(cè)量時(shí)，左、右兩只彈

14、簧秤的示數(shù)如圖 6 甲所 示，則左彈簧秤的示數(shù)是 _ N,右彈簧秤的示數(shù)是 N.若兩根細(xì)繩的夾角為 90,請(qǐng)你幫他在所給的方格紙 (圖乙)上按作圖法的要求畫(huà)出這兩個(gè)力及它們的合力10 圖 6 (3) 小張同學(xué)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)用一個(gè)彈簧秤也能完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)問(wèn)他這個(gè)想法是否可行？ _ (填“是”或“否”). 答案(1) a彈簧秤所用拉力太大，或b彈簧秤拉力方向與細(xì)繩方向不一致 (2)2.75( 0.0 2) 3.30( 0.02) 作圖如圖所示 (3)是 解析(1)在該實(shí)驗(yàn)中，要正確測(cè)量彈力的大小和方向，同時(shí)作出的平行四邊形要大小適中， 不能太小也不能太大， 以免增大誤差題中操作錯(cuò)誤或不妥之處有： b

15、彈簧秤拉力方向與細(xì)繩 方向不一致；a彈簧秤的拉力太大，用一只彈簧秤再次做實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)超出量程 (2) 左彈簧秤的示數(shù)為 2.75 N，右彈簧秤的示數(shù)為 3.30 N，合力如圖所示 (3) 用一個(gè)彈簧秤也能完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)是可行的， 兩個(gè)分力先后兩次測(cè)量，一個(gè)用手拉、一個(gè)用 彈簧秤測(cè)，保持位置不變，手和彈簧秤換一下 【變式題組】 3. (多選)(2015 浙江10 月選考真題)在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中， 下列器材中必須要11 用的是（ ） 答案 BD 解析 在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力，用刻度尺畫(huà)線并測(cè)量表 示力的大小的線段長(zhǎng)度故選 B、D. 4. 如圖 7 所示，在“探究

16、求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟： a. 在桌上放一塊方木板，在方木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上的 A點(diǎn). b. 只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置 Q記下彈簧測(cè)力計(jì)的示 數(shù)F和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出力 F的圖示. c. 改變兩個(gè)分力的大小和夾角，再做兩次實(shí)驗(yàn) d. 記下兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) Fi、F2及結(jié)點(diǎn)的位置，描下兩條細(xì)繩的方向，在紙上按比例作 出力F和F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力 F. e. 比較力F與F,可以看出，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是相等的 f. 把兩條細(xì)繩系在橡皮條的另一端，通過(guò)細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條，橡皮條

17、 伸長(zhǎng)，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置 Q 圖 7 完成下列填空： （1） _ 上述步驟中，正確的順序是 （填寫(xiě)步驟前面的字母）. （2） _ （多選）下列哪些措施能減小實(shí)驗(yàn)誤差 . A. 兩條細(xì)繩必須等長(zhǎng) B. 彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行 C. 拉橡皮條的細(xì)繩要稍長(zhǎng)一些，標(biāo)記同一條細(xì)繩的方向時(shí)兩標(biāo)記點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)一些 D. 實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相互鉤住平放在桌面上，向相反方向拉動(dòng)， 檢查讀數(shù)是否相同，若不同，則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同 答案（1）afdbec （2）BCD C D 12 解析（1）先固定好白紙和橡皮條， 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條到結(jié)點(diǎn) Q記下兩個(gè)力的大小 和方向，

18、然后用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條到 Q點(diǎn)，記下拉力的大小和方向，由平行四邊形定13 則畫(huà)出兩個(gè)力的合力，與第二次的一個(gè)力比較大小和方向；改變兩個(gè)分力的大小和夾角，重 復(fù)實(shí)驗(yàn)故實(shí)驗(yàn)步驟為 afdbec. (2) 兩條細(xì)繩是否等長(zhǎng)，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)誤差， A 錯(cuò)誤；避免拉力和紙面不平行，如果不平行畫(huà) 出的力就不是實(shí)際作用力了， B 可以減小誤差；細(xì)繩稍長(zhǎng)些，這樣在描點(diǎn)畫(huà)力的方向時(shí)，偏 差少，誤差小，C 正確；實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)彈簧測(cè)力計(jì)，使得兩個(gè)讀數(shù)相同，這樣畫(huà)出的平行四邊 形才準(zhǔn)確，可以減小誤差， D 正確. 1. 實(shí)驗(yàn)原理(實(shí)驗(yàn)原理圖如圖 8 所示) (1) 保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系 (2) 保

19、持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 1 作出a-F圖象和a-m圖象，確定其關(guān)系 2. 實(shí)驗(yàn)器材 小車、砝碼、小盤(pán)、細(xì)繩、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線 兩根、紙帶、天平、米尺. 3. 實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 測(cè)量：用天平測(cè)量砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量 m和小車的質(zhì)量 m (2) 安裝：按照如實(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好， 只是不把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車 上(即不給小車牽引力). (3) 平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，使小車能勻速下滑 . 在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測(cè)加速度 a. 實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 (4) 操作：小盤(pán)通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)

20、定滑輪系于小車上, 先接通電源后放開(kāi)小車， 取下紙帶編號(hào)碼 保持小車的質(zhì)量 m不變，改變砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量 m，重復(fù)步驟. 紙帶 小車 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 人人一端有 定滑定滑輪輪 贏的爍板贏的爍板 圖 8 14 描點(diǎn)作圖，作a-F的圖象. 1 m不變，改變小車質(zhì)量 m重復(fù)步驟和，作 a-m圖象. 4. 注意事項(xiàng) (1) 平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶 受到的阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車上， 讓小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí) 器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng) (2) 不重復(fù)平衡摩擦力. 實(shí)驗(yàn)條件：n? m . (4) 一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后， 每次開(kāi)

21、始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器， 并應(yīng)先 接通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車 5. 誤差分析 (1) 因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用砝碼和小盤(pán)的總重力 m g代替小車的拉力，而 實(shí)際上小車所受的拉力要小于砝碼和小盤(pán)的總重力 (2) 摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板 平行都會(huì)引起誤差 6. 數(shù)據(jù)處理 (1) 利用逐差法求a. (2) 以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō) 明a與F成正比. 一 1 一 (3) 以a為縱坐標(biāo)，石石為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線為過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判定 a與m成

22、 反比. 【例 3】某班級(jí)同學(xué)用如圖 9 所示的裝置驗(yàn)證加速度 a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系.甲、乙兩輛小車 放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個(gè)力傳感器，小車乙上固定一個(gè)加速度傳感器(可以測(cè)量乙 在任意時(shí)刻的加速度大小)，力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接， 在彈簧拉力 的作用下兩輛小車一起開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車乙受到的拉力 和加速度的大小 圖 9 (1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說(shuō)法中正確的是 _ A. 軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力 保持砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量 15 B. 軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力 C. 實(shí)驗(yàn)中，在小車乙向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中均可采集數(shù)據(jù)16

23、 D. 實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中采集數(shù)據(jù) 四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車乙 (含加速度傳感器)的質(zhì)量分別為 m = 0.5 kg , m= 1.0 kg、m =1.5 kg 和m= 2.0 kg，其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了 a F圖象，如圖 10 所示.最后一個(gè)小 組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)?jiān)趫D中完成該組的 aF圖線. 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 拉力F(N) 24.5 20.0 17.5 12.0 8.1 4.8 加速度a(m/s2) 16.3 13.3 11.7 8.0 5.4 3.2 圖 10 在驗(yàn)證了 a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗(yàn)證 a和m的關(guān)系，可直接利用圖中的四條圖線收 集

24、數(shù)據(jù)，然后作圖.請(qǐng)寫(xiě)出具體的做法： 如何收集數(shù)據(jù)？ 為了更直觀地驗(yàn)證 a和m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以 _ 為縱軸，以 _ 為橫軸. 答案(1)BD (2)如圖所示 (3) 在a F圖象上作一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn) 1 的坐標(biāo)a,分別與圖象對(duì)應(yīng)的 m組成四組數(shù)據(jù) a - 25 20 打 10 5 0 A7N FILILL. - M -皿 亠土土 1 1丄I I-丄ITT ulrLir. -T -iT-| r -|7 - r _FT T k- * 17 m 解析(1)本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車乙， 所以軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力， A 錯(cuò) 誤，B 正確；實(shí)

25、驗(yàn)研究的是加速過(guò)程， C 錯(cuò)誤，D 正確.18 (2) 根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)再作圖 (3) 在a F圖象上作一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記下四個(gè)交點(diǎn)的 縱軸標(biāo)a,分別與各圖線對(duì)應(yīng)的 m組成四組數(shù)據(jù).因a與m成反比關(guān)系，為了方便判斷，畫(huà) a圖象. 5. _ (2015 臺(tái)州模擬)(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時(shí)跟合外力F和質(zhì)量m兩個(gè)因素有 關(guān).要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是 _ . (2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖 11 所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力 F,為了減小 這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施： a. 用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目

26、的是 _ . b. 使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于 _ . (3) 該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種： A. 利用公式a =尋計(jì)算； 人x B. 根據(jù)a=卡利用逐差法計(jì)算. 兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案 _ 比較合理. 答案(1)控制變量法 (2)a.平衡摩擦力 b.砂桶的重力 (3)B 解析(1)要研究三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是控制變量法 (2) 用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力 .想用砂桶的重力表示小車受到 的合外力F,為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的 是使拉小車的力近似等于砂桶的重

27、力 . x (3) 利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)， 需要根據(jù)a=利用逐差法計(jì)算，方案 B 比較合理. 圖 11 19 題強(qiáng)化練 1. “探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)情況如圖 1 甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘， O為橡皮 條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖20 圖 1 (1) 圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿 A0方向的是 _ . (2) 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是( ) A. 理想實(shí)驗(yàn)法 B. 等效替代法 C控制變量法 D.建立物理模型法 答案F (2)B 解析(1)圖中F為拉橡皮條所施加的力，一定與 A0的方向相同.F是兩個(gè)分力通過(guò)平行四 邊形定則合成得到的合

28、力，由于實(shí)驗(yàn)誤差的存在， F的方向與A0方向不一定完全相同，故方 向一定沿A0方向的是F. (2)本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)等效替代的方法來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的，故采用的科學(xué)方法為等效替代法 2. (2016 嘉興調(diào)研)某同學(xué)用如圖 2 所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究求合力的方法 .彈簧測(cè)力計(jì)A掛于 固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物 M彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于 0點(diǎn)，手持另一端向左拉， 使結(jié)點(diǎn)0靜止在某位置.分別讀出彈簧測(cè)力計(jì) A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄 0點(diǎn)的位置和拉線的方向. (1) 本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為 N,圖中A的示數(shù)為 _ N. (2) 下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是 _.(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母

29、 ) A. 應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力 B. 彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零 C. 拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D. 改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使 0點(diǎn)靜止在同一位置 乙 21 (3) 某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì) A的指針稍稍超出量程，請(qǐng)您提出兩個(gè)解決辦法 答案 (1)3.60 D (3)見(jiàn)解析 解析(1)如題圖所示，彈簧測(cè)力計(jì) A的示數(shù)為 3.60 N.22 “探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)，只要驗(yàn)證 FA、FB和Mg滿足平行四邊形即可， D 不必要. (3) 彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，說(shuō)明彈簧測(cè)力計(jì)A的拉力過(guò)大，由力的平行四邊形定 則可知，改變彈簧測(cè)力計(jì) B拉力的大小、減小重物M的質(zhì)量、改變

30、彈簧測(cè)力計(jì) B拉力的方向， 都可以減小彈簧測(cè)力計(jì) A的拉力，也可將 A更換為量程較大的測(cè)力計(jì) 3. 李明同學(xué)在做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，禾 U 用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置 0點(diǎn) (1)試在圖甲中作出無(wú)實(shí)驗(yàn)誤差情況下 Fl和F2的合力圖示，并用 F表示此力 (2)有關(guān)此實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是 _ . A. 兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力可以同時(shí)比橡皮筋的拉力大 B. 橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是分力 C. 兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置 0這樣做的目的是保證兩次彈簧測(cè)力計(jì)拉 力的效果相同 D. 若只增大某一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只需要調(diào)整另一

31、個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的大小即可 圖乙是李明和張華兩位同學(xué)在做以上實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果， 其中哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事 實(shí)？(力F是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的圖示 ) 答案如圖所示 解析(1)用平行四邊形定則作圖，即以 FI、F2為兩鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線就表示合力 F.(標(biāo)上箭頭表明方向) (2)兩分力可以同時(shí)大于合力， 故 A 正確；結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)， 其中兩彈簧測(cè)力 計(jì)的拉力的合力與第三個(gè)力一一橡皮筋的拉力等大反向，是一對(duì)平衡力，而橡皮筋的拉力不 以及兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小，如圖 3 甲所示. 1 4 張華 李明 乙 23 是合力，故 B 錯(cuò)；只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說(shuō)明作用效果相

32、同，故 C 對(duì)；若兩個(gè)分力的 大小變化而方向都不變，則合力必定變化，故 D 錯(cuò) (3) 作圖法得到的F必為平行四邊形的對(duì)角線，單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力 F 定與橡皮筋共線,24 故張華的實(shí)驗(yàn)比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí) 4. 某同學(xué)用如圖 4 甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 圖 4 實(shí)驗(yàn)步驟如下： A. 安裝好實(shí)驗(yàn)器材 B. 讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，重復(fù)幾次，選出一條點(diǎn)跡比 較清晰的紙帶，從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中 a、b、c、d等點(diǎn). C. 測(cè)量 X1、X2、X3 . . 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你繼續(xù)完成下列問(wèn)題： （1） 實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶

33、、復(fù)寫(xiě)紙）、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、 導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列儀器和器材中，必須使用的有 _.（填選項(xiàng)代號(hào)） A. 電壓合適的 50 Hz 交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C. 秒表 D.刻度尺 E.天平 F.重錘 G.彈簧測(cè)力計(jì) （2） 如果小車做勻加速運(yùn)動(dòng)， 所得紙帶如圖乙所示，則 Xi、X2、X3的關(guān)系是 _ ，已知打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是 t，則打c點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是 _ . 解析 實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要使用 50 Hz 的交流電源；測(cè)量 Xi、X2、X3要使用刻度尺；實(shí)驗(yàn) 中無(wú)需使用秒表、天平、重錘和彈簧測(cè)力計(jì)，故選 A、D. 因小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以相鄰相等時(shí)間

34、內(nèi)的位移之差是恒量，故 X3 - X2= X2 - X1, 即 2X2= Xi + X3；C點(diǎn)是bd段的時(shí)間中點(diǎn)，則c點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該段的平均速度, X2+ X3 10t 答案 （1）AD (2)2 X2 = Xi + X3 X2+ X3 10t X2+ X3 Vc = 2X5t 一曲 + - - H 乙 25 5. 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接 在 50 Hz 的低壓交變電源上.某同學(xué)在打出的紙帶上每 5 點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了 A B C D E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出 ）. .從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分 成五段

35、（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在 xOy坐標(biāo)系 中，如圖 5 所示，由此可以得到一條表示 v-1關(guān)系的圖線，從而求出加速度的大小 圖 5 （1）請(qǐng)你在xOy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法作出能表示 v-1關(guān)系的圖線 從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)， 為求出 0.15 s 時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度？ 答： _ . 若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為 2.0 cm, e段紙帶的長(zhǎng)度為 10.0 cm,則可求出加速度的大小為 _ m/s2. 答案（1）如圖所示 (2) b (3)2.0 解析（1）紙帶的長(zhǎng)度表示位移，由于每條紙帶寬度相同，也就是時(shí)間相同，因此長(zhǎng)度表示速 度的

36、大小，因此各個(gè)頂點(diǎn)連線就可以表示 v-1關(guān)系的圖線. （2）0.15 s 恰好是BC的中間時(shí)刻，因此需要測(cè)出 BC的長(zhǎng)度，也就是紙帶 b的長(zhǎng)度. 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 x = a，由于相鄰兩段的時(shí)間間隔都是 0.1 s，可得：a= Xe Xa 4 = 2.0 m/s 6. （2016 金華十校聯(lián)考）研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 6（a）所示，其中斜面傾角 26 0可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為 50 Hz,紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖（b）所示，其中每相鄰兩 點(diǎn)之間還有 4 個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.27 2 3 4 5 6 * * * 1 卜 1 1 1 h 一 XL 也： (1) 部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

37、 A. 測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶 B. 接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車 C. 將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連 D. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過(guò)限位孔 上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是： _(用字母填寫(xiě)). (2) 圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔 T= _ s. 計(jì)數(shù)點(diǎn) 5 對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為 V5=_ . 為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為 X4 + X5 + X6 Xl+ X2+ X3 - 9T - 解析 (2)時(shí)間t = nTo= 5X 0.02 s = 0.1 s( n為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的間隔數(shù) ). (3) 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中：中間時(shí)刻的速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度 (4) 取 xi= xi + X2 + X3, X2= X4 + X5 + X6，則：T= 3T,就可用 X= X2 Xi= aT 求a. 7. (2014 浙江 1 月學(xué)考 22)小何用如圖