高三力學實驗復習專題 2016年高考專用,原創(chuàng)講義

1、高考力學實驗專題復習1、 考情分析年份實驗名稱分值2015電磁阻尼速度隨時間的變化規(guī)律102014力的平行四邊形定則102013自由落體運動測定重力加速度速度隨時間的變化規(guī)律102012探究影響摩擦力大小的因素102011力的平行四邊形定則82010加速度與物體質量以及受力的關系102009加速度與物體質量以及受力的關系102008驗證機械能守恒定律10二、題型分析（一）物理實驗包括哪幾部分？實驗目的實驗原理實驗過程數(shù)據(jù)處理實驗結論實驗評估（2） 知識儲備實驗一：速度隨時間的變化規(guī)律1. 勻變速直線運動的判斷方法：2.實驗原理打點計時器打出的紙帶能記錄運動物體在不同時刻的位置求紙帶上某點的瞬時

2、速度一般用一小段時間內的平均速度代替用描點法畫出小車的vt圖象，圖線的傾斜程度表示加速度的大小，如果vt圖象是一條傾斜的直線，說明物體的速度是均勻變化的3.實驗器材打點計時器，一端附有滑輪的長木板，小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源4.實驗步驟如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，

3、打點計時器就在紙帶上打下一系列小點更換紙帶，重復操作兩次增減鉤碼個數(shù)，再做兩次實驗5.數(shù)據(jù)處理（1）用“逐差法”求加速度，如果有6個間隔，公式是a=.（2）用“圖象法”求加速度，需用直線擬合各點，圖線與v軸交點應為第一個計數(shù)點的速度，且應為正值.為了減小誤差，應選相距較遠的兩點求斜率而得出a.6.誤差分析產生原因減小方法偶然誤差根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而使根據(jù)位移計算的瞬時速度有誤差測量各計數(shù)點到起始點的距離而不是直接測量相鄰計數(shù)點間距離系統(tǒng)誤差木板的粗糙程度不完全相同盡量選用各處粗糙程度均勻的木板7.注意事項（1）為計算簡便，通常每5個時間間隔取一個計數(shù)點，t=0.1 s；（2）紙帶長度

4、用刻度尺一次測量，不分段測量；（3）細繩應盡可能與木板平行，以確保細繩對小車的拉力不變；（4）關于操作:開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器;要先接通電源，再釋放小車;小車停止運動時要及時斷開電源;為防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，要及時用手按住小車。（5）在坐標紙上畫vt圖象時，注意坐標軸單位長度的選取要適當，應使圖線盡量分布在較大的坐標平面內實驗二：力的平行四邊形定則1. 實驗原理等效法：使一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到某點，所以這一個力F就是兩個力F1和F2的合力，作出F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F和F

5、的大小和方向是否都相同2.實驗器材方木板一塊、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、細芯鉛筆3.實驗步驟用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上，并用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉像皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩套的方向用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F

6、1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計的拉力F的圖示比較一下，力F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向是否相同交流與思考：每次實驗都必須保證結點的位置保持不變，這體現(xiàn)了怎樣的物理思想方法？若兩次橡皮條的伸長長度相同，能否驗證平行四邊形定則？提示：每次實驗保證結點位置保持不變，是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用的效果相同，這是物理學中等效替換的思想方法由于力不僅有大小，還有方向，若兩次橡皮條的伸長長度相同但結點位置不同，說明兩次效果不同，不滿足合力與分力的關系，不能驗證平行四

7、邊形定則4.誤差分析用兩個測力計拉橡皮條時，橡皮條、細繩和測力計不在同一個平面內，這樣兩個測力計的水平分力的實際合力比由作圖法得到的合力小結點O的位置和兩個測力計的方向畫得不準，造成作圖的誤差兩個分力的起始夾角太大，如大于120°，再重做兩次實驗，為保證結點O位置不變（即保證合力不變)，則變化范圍不大，因而測力計示數(shù)變化不顯著，讀數(shù)誤差大作圖比例不恰當造成作圖誤差交流與思考：實驗時由作圖法得到的合力F和單個測力計測量的實際合力F忘記標注而造成錯亂，你如何加以區(qū)分?提示：由彈簧測力計測量合力時必須使橡皮筋伸直，所以與AO共線的合力表示由單個測力計測量得到的實際合力F，不共線的合力表示由

8、作圖法得到的合力F5.注意事項不要直接以橡皮條端點為結點，可拴一短細繩連兩細繩套，以三繩交點為結點，應使結點小些，以便準確地記錄結點O的位置使用彈簧秤前，應先調節(jié)零刻度，使用時不超量程，拉彈簧秤時，應使彈簧秤與木板平行在同一次實驗中，橡皮條伸長時的結點位置要相同被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦橡皮筋應在彈性限度內，彈簧測力計不超量程，夾角不能太大或太小，要用同一標度作圖，作圖應盡可能大些.兩拉力F1和F2夾角不宜過小，作力的圖示，標度要一致 交流與思考：如何設計實驗探究兩力合力隨角度的變化規(guī)律？如何觀察合力的變化規(guī)律？提示：保持兩力的大小不變，改變兩力之間

9、的夾角，使兩力的合力發(fā)生變化，可以通過觀察結點的位置變化，判斷合力大小的變化情況，結點離固定點越遠，說明兩力的合力越大實驗三：加速度與物體質量、受力的關系1.實驗原理控制變量法：保持m一定時，改變物體受力測出加速度，用圖像法研究與關系保持一定時，改變物體質量m測出加速度，用圖像法研究與m關系物理量的測量：（1）小車質量的測量：天平（2）合外力的測量：小車受四個力，重力、支持力、摩擦力、繩子的拉力。重力和支持力相互抵消，物體的合外力就等于繩子的拉力減去摩擦力。小車所受的合外力不是鉤碼的重力。為使合外力等于鉤碼的重力，必須：平衡摩擦力：平衡摩擦力時不要掛小桶，應連著紙帶且通過打點記時器的限位孔，將

10、長木板傾斜一定角度，此時物體在斜面上受到的合外力為0。做實驗時肯定無法這么準確，我們只要把木板傾斜到物體在斜面上大致能夠勻速下滑（可以根據(jù)紙帶上的點來判斷），這就說明此時物體合外力為0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）給抵消了。由于小車的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小車實驗中受到的合外力就是繩子的拉力了。 點撥：整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變托盤和砝碼的質量，還是改變小車及砝碼的質量，都不需要重新平衡摩擦力.繩子的拉力不等于沙和小桶的重力：砂和小桶的總質量遠小于小車的總質量時，可近似認為繩子的拉力等于沙和小桶的重力。推導：實際上m/g=(m+ m/)a,F=ma,得F

11、=m m/g/(m+ m/);理論上F= m/g，只有當m/m時，才能認為繩子的拉力不等于沙和小桶的重力。點撥：平衡摩擦力后，每次實驗必須在滿足小車和所加砝碼的總質量遠大于砝碼和托盤的總質量的條件下進行.只有如此，砝碼和托盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等.在畫圖像時，隨著勾碼重量的增加或者小車質量的倒數(shù)增加時，實際描繪的圖線與理論圖線不重合，會向下彎折。（3）加速度的測量：若v0 = 0 ，由 x = v0 t + a t2 /2 得：a = 2 x / t2 , 刻度尺測量x，秒表測量t 根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度，由逐差法求加速度。可以只測量加速度的比值 a1/a2 = x1/x

12、2 ，探究a1/a2 = F1/F2，a1/a2 = m2/m1.2.實驗器材一端附有滑輪的長木板、小車、細線和小桶、天平、砝碼、鉤碼（或槽碼）、打點計時器、學生電源、紙帶、刻度尺3.實驗步驟用天平測出小車和小桶的質量m 和m/把數(shù)值記錄下來。按下圖實驗裝置把實驗器材安裝好，使長木板有滑輪的一端伸出桌面在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一小木塊，通過前后移動，來平衡小車的摩擦力把細線系在小車上并跨過定滑輪，此時要調節(jié)定滑輪的高度使細線與木板平行。將小車放于靠近打點記時器處，在小桶內放上砝碼(5g)，接通電源，放開小車得到一打好點的紙帶（注意不要讓小車撞到定滑輪，打好的紙帶要標明條件m=? m/=?

13、）點撥：要使砂和小桶的總質量遠小于小車的總質量（m/m）；起始小車應靠近打點計時器處，且先接通電源后再放開小車，注意不要讓小車撞到定滑輪。保持小車的質量不變，改變小桶內砝碼的質量(10g、15g、20g、25g)，再做幾次實驗在每條紙帶上都要選取一段比較理想的部分，算出每條紙帶的加速度把各次實驗中的數(shù)據(jù)填入表一內，作用力的大小認為等于小桶和砝碼的重力 m/g=( m0/ + mX/)g，做出與的圖像保持小桶內砝碼質量不變，在小車上放鉤碼改變小車的質量（分別加50g、100g、150g、200g），重復上面的實驗。把各次實驗中的數(shù)據(jù)填入表二內，做出與1/m圖像 4.實驗數(shù)據(jù)分析與處理若測得某一物

14、體m一定時，a與F的關系的有關數(shù)據(jù)資料如下表.（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出aF圖象.（2）從圖象可以判定：當m一定時，a與F的關系為_成正比_.a/（m·s2）1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00若測得某一物體受力F一定時，a與M的關系數(shù)據(jù)如下表所示：（1）根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，畫出a1/m圖象.（2）由a1/m關系可知，當F一定時，a與M成_反比_關系.a/（m·s2）2.042.663.233.98M/kg2.001.501.251.00點撥：1.在研究加速度與質量的關系時，為什么描繪a圖象，而不是描繪am圖象？ 在相同力的作用下，質量m越大，

15、加速度越小.這可能是“a與m成反比”，但也可能是“a與m2成反比”，甚至可能是更復雜的關系.我們從最簡單的情況入手，檢驗是否“a與m成反比”.實際上“a與m成反比”就是“a與成正比”，如果以為橫坐標，加速度a為縱坐標建立坐標系，根據(jù)a圖象是不是過原點的直線，就能判斷加速度a是不是與質量m成反比.當然，檢查am圖象是不是雙曲線，也能判斷它們之間是不是反比例關系，但檢查這條曲線是不是雙曲線并不容易；而采用a圖象，檢查圖線是不是過原點的傾斜直線，就容易多了.這種“化曲為直”的方法是實驗研究中經(jīng)常采用的一種有效方法，在以后的學習中也會用到.2.利用所測得的數(shù)據(jù)在aF坐標上描點并連線，所連的直線應通過盡

16、可能多的點，不在直線上的點應均勻分布在直線兩則，這樣所描的直線可能不過原點，如圖421所示.圖421圖（a）是由于平衡摩擦力時斜面傾角太小，未完全平衡摩擦力所致；圖（b）是由于平衡摩擦力時斜面傾角太大，平衡摩擦力過度所致.3. 實驗中的F應是研究對象所受的合外力，用沙袋重力作為研究對象小車的合外力會產生系統(tǒng)誤差，如果將研究對象選為沙袋和小車這個整體，則會消除由此帶來的系統(tǒng)誤差.實驗四： 驗證機械能守恒定律(實驗、探究)1. 實驗原理通過實驗，分別求做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和相應過程動能的增加量。若二者相等，說明機械能守恒，從而驗證機械能守恒定律： 2、 實驗步驟：1、把打點計時器固

17、定在置于桌邊的鐵架臺上，將打點計時器與電源連接好。 2、將紙帶穿過打點計時器的限位孔，并把紙帶的一端固定在重錘上，使重錘?？吭诖螯c計時器附近。 3、先接通電源，后松手讓重錘帶著紙帶自由下落。 4、重復幾次，得到35條紙帶。 5、在打好點的紙帶中挑選“點跡清楚且第一、二兩點間距離約為2mm”的一條紙帶，在起始點標上O，在選5個連續(xù)的點一次標上1、2、3，用刻度尺依次測出下落高度h1、h2、h3。 6、應用公式 ，計算出個點對應的瞬時速度v1、v2、v3。 7、計算各點對應的是能減少量mgh，以及增加的動能mv2/2，并進行比較。3.實驗結論在重力作用下，物體的重力勢能和動能可以互相轉化，但總的機

18、械能守恒。即當 ，或 一定稍小于勢能的減少量4. 誤差分析實驗中產生系統(tǒng)誤差的原因主要是產生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力，使得重物獲得的動能小于它所減少的重力勢能。為減小誤差，重物的質量應選大一些的。5.注意事項1.選擇紙帶的條件：打點清淅；第1、2兩點距離約為2毫米。2.打點計時器應豎直固定，紙帶應豎直。3.實驗操作關鍵：先合上電源，再松開紙帶。4.本實驗不需要測重物質量，但應選用重且小的重物做實驗，以減小誤差;應使用公式vn=而不是公式vn=gt計算瞬時速度;應取當?shù)氐闹亓铀俣扔嬎阒亓菽艿淖兓豢梢杂猛桓垘蟪鯽作為g，又以此計算值計算重力勢能的變化，這樣會

19、犯循環(huán)論證的錯誤.5.如果用mv2=mgh驗證機械能守恒定律，應選取點跡清晰且第1、2兩個點間的距離接近2 mm的紙帶.6.實驗中因有阻力存在，重物動能的增加量稍小于重力勢能的減少量，即Ek<Ep，這是系統(tǒng)誤差.三、考題分析例1、某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律，實驗裝置如題11-1圖所示，打點計時器的電源為50Hz的交流電.（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）該同學按照正確的步驟進行試驗（記為

20、“實驗”），將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，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，標為1、2、3，8.用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰計時點到O點的距離，記錄在紙帶上，如題11-2圖所示.計算相鄰計時點間的平均速度，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)補充完整（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，磁鐵運動速度的變化情況是_；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是_.（4）該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重復上述實驗操作（記為“實驗”），結果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同，請問實驗是為了說明什么？對比實驗和的結果得到什么

21、結論？答案：（1）CD（2）39.0 （3）逐漸增大到39.8 cm/ s 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.例2、小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則.(1 ) 實驗記錄紙如題 11 -1 圖所示,O 點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置,兩彈簧測力計共同作用時,拉力 F1和 F2 的方向分別過 P1 和 P2 點;一個彈簧測力計拉橡皮筋時,拉力 F3 的方向過 P3 點. 三個力的大小分別為:F1= 3 . 30 N、F2= 3. 85 N 和 F3= 4 . 25 N. 請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出 F1 和 F2 的合

22、力.來源:學.科.(2 ) 仔細分析實驗,小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實驗結果. 他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度, 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響.實驗裝置如題 11 -2 圖所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于 O 點,下端 N 掛一重物. 用與白紙平行的水平力緩慢地移動 N,在白紙上記錄下N 的軌跡. 重復上述過程,再次記錄下 N 的軌跡.兩次實驗記錄的軌跡如題 11 -3圖所示. 過 O 點作一條直線與軌跡交于 a、 b 兩點, 則實驗中橡皮筋分別被拉伸到 a 和 b 時所受拉力 Fa、Fb 的大小

23、關系為 .(3 ) 根據(jù)(2 ) 中的實驗,可以得出的實驗結果有哪些? ( 填寫選項前的字母)( A) 橡皮筋的長度與受到的拉力成正比( B) 兩次受到的拉力相同時,橡皮筋第 2 次的長度較長( C) 兩次被拉伸到相同長度時,橡皮筋第 2 次受到的拉力較大( D) 兩次受到的拉力相同時,拉力越大,橡皮筋兩次的長度之差越大(4 ) 根據(jù)小明的上述實驗探究,請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項.答案：（1）如圖所示 4.7N（4.64.9N均可）（2）FaFb；（3）BD；（4）橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋。（或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧）例3、某興趣小組利

24、用自由落體運動測定重力加速度,實驗裝置如圖所示. 傾斜的球槽中放有若干個小鐵球,閉合開關K,電磁鐵吸住第1 個小球. 手動敲擊彈性金屬片M,M 與觸頭瞬間分開, 第1 個小球開始下落,M 迅速恢復,電磁鐵又吸住第2 個小球. 當?shù)? 個小球撞擊M 時,M 與觸頭分開,第2 個小球開始下落. 這樣,就可測出多個小球下落的總時間.(1)在實驗中,下列做法正確的有_(A)電路中的電源只能選用交流電源(B)實驗前應將M 調整到電磁鐵的正下方(C)用直尺測量電磁鐵下端到M 的豎直距離作為小球下落的高度(D)手動敲擊M 的同時按下秒表開始計時(2)實驗測得小球下落的高度H =1. 980 m,10 個小球

25、下落的總時間T =6. 5 s. 可求出重力加速度g =_. (結果保留兩位有效數(shù)字)(3)在不增加實驗器材的情況下,請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法.(4)某同學考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間磁性才消失,因此,每個小球的實際下落時間與它的測量時間相差,這導致實驗誤差. 為此,他分別取高度H1 和H2,測量n個小球下落的總時間T1 和T2. 他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除 對實驗結果的影響? 請推導說明.答案：例4、為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù),小亮設計了如圖所示的裝置進行實驗. 實驗中,當木塊A 位于水平桌面上的O 點時,重物B 剛好接觸地面. 將A 拉到P 點,待B 穩(wěn)定后靜止釋放,A 最

26、終滑到Q 點. 分別測量OP、OQ 的長度h 和s. 改變h,重復上述實驗,分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù).(1)實驗開始時,發(fā)現(xiàn)A 釋放后會撞到滑輪. 請?zhí)岢鰞蓚€解決方法.(2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出s-h 關系的圖象.(3)實驗測得A、B 的質量分別為m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根據(jù)s -h 圖象可計算出A 塊與桌面間的動摩擦因數(shù)= _. (結果保留一位有效數(shù)字)(4)實驗中,滑輪軸的摩擦會導致的測量結果_(選填“偏大或“偏小).答案：例5、某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O

27、點，手持另一端向左拉，使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白 記錄O點的位置和拉線的方向。(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_N。(2)下列不必要的實驗要求是_。(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)(A)應測量重物M所受的重力(B)彈簧測力計應在使用前校零(C)拉線方向應與木板平面平行(D)改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置（3）某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法_、 _ 。答案：例6、為了探究受到空氣阻力時，物體運動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學采用了“加速度與物體質量

28、、物體受力關系”的實驗裝置（如圖所示）。實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運動的阻力。（1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車 （選填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點。（2）從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量，得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖像。（3）通過對實驗結果的分析，該同學認為：隨著運動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點？請根據(jù)v-t圖象簡要闡述理由。答案：（1）之前 （2）（見右圖）（3）同意 在v-t圖象中，速度越大時，加速度越小，小車受到的合力越小，則

29、小車受空氣阻力越大。例7、“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖甲所示.（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計時器大點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離。該小車的加速度a=_m/s2.（結果保留兩位有效數(shù)字）（2）平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）0.6

30、91.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F的關系圖像. （3）根據(jù)提供的試驗數(shù)據(jù)作出的-F圖線不通過原點，請說明主要原因。答案：例8、某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.弧形軌道末端水平，離地面的高度為H,將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s.(1)若軌道完全光滑，s2與h的理論關系應滿足s2= (用H、h表示).(2)該同學經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：H(101 m)2.003.004.005.006.00s2(101 m2)2.623.895.206.537.78請在坐標紙上作出s2h關系圖.(3)對比實驗結果與理論計算

31、得到的s2h關系圖線(圖中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率 (填“小于”或“大于”)(4)從s2h關系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，你認為造成上述偏差的可能原因是 。答案： (1) 4Hh (2) (見右圖)(2) 小于(4) 摩擦，轉動（回答任一即可）四、小結五、達標檢測1.如圖甲所示，在豎直平面內，將小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，橡皮條長度為GE.用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)到O點，小圓環(huán)受到作用力F1、F2和橡皮條的拉力F0，如圖乙所示.(1) 實驗時要記錄拉力F1、F2的大小，并在白紙上記錄，以及O點的位置。(2) 實驗中，不必要的是。A. 選用輕質小圓環(huán)B.

32、彈簧測力計在使用前應校零C. 撤去F1、F2，改用一個力拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點D. 用兩根彈簧測力計拉動小圓環(huán)時，要保持兩彈簧測力計相互垂直(3) 圖丙中的F'是用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)時，在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖示.F與F'中，方向一定沿GO方向的是。答案：1. (1) 兩個力的方向(2) D(3) F'解析:(1) 力是矢量,既有大小,又有方向,因此除了需要記錄拉力F1、F2的大小,還要記錄這兩個力的方向.(2) 本實驗的目的是探究求合力的方法,因此應在任意情況下探究兩個分力與合力的關系,故選項D錯誤;選用輕質小圓環(huán)是為了減小豎直方向偏移的誤差,合力與分力之

33、間是等效替代的關系,撤去F1、F2,改用一個力拉小圓環(huán),仍使它處于O點,以確保等效,彈簧測力計在使用前校零是為了使力的大小讀數(shù)準確,故選項A、B、C是必要的.(3) 當用一個彈簧測力計拉小圓環(huán)時,因圓環(huán)為輕質小圓環(huán),故彈簧測力計的拉力與橡皮條的拉力平衡,其方向一定與橡皮條的拉力方向相反,即一定沿GO方向的是F'.2.(2014·南師附中)某實驗小組采用如圖所示的裝置研究小車運動變化的規(guī)律.打點計時器工作頻率為50 Hz.實驗的部分步驟如下:a. 將木板的左端墊起，以平衡小車的摩擦力;b. 在小車中放入砝碼，紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼;c. 將小車停

34、在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，斷開電源;d. 改變鉤碼或小車中砝碼的質量，更換紙帶，重復b、c的操作.(1) 設鉤碼質量為m1、砝碼和小車總質量為m2，重力加速度為g，則小車的加速度為a=(用題中所給字母表示)。(2) 下圖是某次實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上取計數(shù)點O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺進行測量，讀出各計數(shù)點對應的刻度x，通過計算得到各計數(shù)點到O的距離s以及對應時刻小車的瞬時速度v.請將C點對應的測量值xC和速度計算值vC填在下表中的相應位置.(3) 實驗小組通過繪制v2-s圖線來分析運動規(guī)律(其中v2=v

35、2-，v是各計數(shù)點對應時刻小車的瞬時速度，v0是O點對應時刻小車的瞬時速度).他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中標出了O、A、B、D、E對應的坐標點，請你在該圖中標出計數(shù)點C對應的坐標點，并畫出v2-s圖線.(4) 實驗小組繪制的v2-s圖線的斜率k=(用題中所給字母表示)，若發(fā)現(xiàn)該斜率大于理論值，其原因可能是 。答案：(1) (2) 6.000.54(3) 說明:該點坐標為(5,0.20)(4) 木板的左側墊得過高解析:(1) 因為平衡了摩擦力,所以根據(jù)牛頓第二定律有m1g=(m1+m2)a,得a=.(2) C點坐標從直尺上直接讀出,C點速度為vC=×10-2 m/s=0.54 m/s.(3)

36、 由2as=v2-,所以v2=2as,描點、連線,畫出來應該是一條過原點的傾斜直線.(4) 由v2=2as知,斜率為2a.若該斜率大于理論值,說明加速度偏大,原因是平衡摩擦力時傾角太大.3.如圖甲所示為利用氣墊導軌探究“在外力一定的條件下，物體加速度與質量的關系”的實驗裝置.實驗步驟如下.甲乙 氣墊導軌放在水平桌面上，并調至水平; 用游標卡尺測出擋光條的寬度為l; 由導軌上的標尺讀出兩光電門中心之間的距離為s; 將滑塊移至光電門1左側某處，待砝碼靜止不動后釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已經(jīng)通過了光電門2; 從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間分別為t1和t

37、2; 用天平稱出滑塊和擋光條的總質量為M; 改變滑塊的質量重復步驟進行多次實驗.根據(jù)上述實驗完成下列問題:(1) 關于實驗操作，下列說法中正確的是。A. 應先接通光電門后再釋放滑塊B. 調節(jié)氣墊導軌水平時，應掛上砝碼C. 應調節(jié)定滑輪使細線和氣墊導軌平行D. 每次都應將滑塊從同一位置靜止釋放(2) 用測量物理量的字母表示滑塊的加速度a=。(3) 由圖乙中畫出的-M圖線(實線)，可得到砝碼和砝碼盤的總重力G=N.(4) 在探究滑塊加速度a和質量M間的關系時，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的-M圖線，發(fā)現(xiàn)圖線與理論值(虛線)有一定的差距，可能原因是。答案:(1) AC(2) (3) 2.5(2.32.

38、7均可)(4) 沒有選取滑塊和砝碼一起作為研究對象(或M沒有包含砝碼和砝碼盤的質量)解析:(1) 先接通光電門后釋放滑塊,以確?；瑝K經(jīng)過光電門時,光電門能正常工作,故選項A正確;掛上砝碼后,滑塊受拉力作用,因此在調節(jié)氣墊導軌時應不掛砝碼,故選項B錯誤;調節(jié)定滑輪使細線和氣墊導軌平行目的是使得滑塊所受拉力與運動方向相同,故選項C正確;由于兩光電門記錄的是滑塊通過它們的時間,不需要每次經(jīng)過時速度相等,因此無需從同一位置靜止釋放,故選項D錯誤.(2) 根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有2as=-=-,解得a=.(3) 在-M圖象中,圖線的斜率表示滑塊所受作用力的倒數(shù),即為,因此有G=2.5 N(2.32.7

39、N 均可).(4) 圖象出現(xiàn)了縱截距,原因是沒有選取滑塊和砝碼一起作為研究對象(或M沒有包含砝碼和砝碼盤的質量)4.(2014·淮安調研)如圖甲所示，跨過定滑輪的細線兩端系著質量均為M的物塊A、B，A的下端與通過打點計時器的紙帶相連，B上放置一個質量為m的金屬片C，固定的金屬圓環(huán)D處在B的正下方.系統(tǒng)靜止時C、D間的高度差為h.先接通電磁打點計時器，再由靜止釋放B，系統(tǒng)開始運動，當B穿過圓環(huán)D時C被D阻擋而停下.(1) 整個運動過程中紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點未畫出，已知打點計時器的工作頻率為 50 Hz.由此可計算出C被阻擋前B的加速度大小a=m

40、/s2;B剛穿過D時的速度大小v=m/s(結果保留兩位有效數(shù)字)。 甲 乙丙(2) 若用該裝置驗證機械能守恒定律，則需驗證等式是否成立.還可運用圖象法加以驗證:改變物塊B的釋放位置，重復上述實驗，記錄每次C、D間的高度差h，并求出B剛穿過D時的速度v，作出v2-h圖線如圖丙所示，根據(jù)圖線得出重力加速度的表達式g=，代入數(shù)據(jù)再與當?shù)氐闹亓铀俣却笮”容^，判斷系統(tǒng)機械能是否守恒(均用題中所給物理量的字母表示)。(3) 在不增加實驗器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的一個辦法. 。答案：(1) 4.82.64(2) mgh=(2M+m)v2(3) 適當增大C、D間的高度差;適當增加金屬片C的質量;保證

41、打點計時器的兩限位孔在同一豎直線上.解析:(1) 根據(jù)逐差法(x4+x3)-(x2+x1)=4aT2,由題意知T=0.1 s,代入數(shù)據(jù)可求得a=4.8 m/s2;由圖乙的末端知B穿過D時的速度v= m/s=2.64 m/s.(2) 從開始釋放到B運動到D處時,A、B、C組成的系統(tǒng)機械能守恒,可得mgh=(2M+m)v2;v2-h圖線的斜率為=,解得g=.(3) 本實驗需測量CD間的高度差,所以適當增大該高度差,可減小測量誤差;保證打點計時器的兩限位孔在同一豎直線上,可減小摩擦力帶來的誤差等.5.(2014·鹽城三模)為測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)，將木板傾斜，木塊以不同的初速度沿木板

42、向上滑到最高點后再返回，用光電門測量木塊來回的速度，用刻度尺測量向上運動的最大距離，為確定木塊向上運動的最大高度，讓木塊推動輕質卡到最高點，記錄這個位置，實驗裝置如圖甲所示.(1) 本實驗中，下列操作合理的是。A. 遮光條的寬度應盡量小些B. 實驗前將輕質卡置于光電門附近C. 為了實驗成功，木板的傾角必須大于某一值D. 光電門與輕質卡最終位置之間的距離即為木塊向上運動的最大距離(2) 用螺旋測微器測量遮光條的寬度，如圖乙所示，其讀數(shù)為mm。(3) 改變木塊的初速度，測量出它向上運動的最大距離與木塊來回經(jīng)過光電門時速度的平方差，結果如下表所示，試在圖丙坐標紙上作出v2-x的圖象，經(jīng)測量，木板傾角

43、的余弦值為0.6，重力加速度取g=9.80 m/s2，則木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為(結果保留兩位有效數(shù)字)。(4) 由于輕質卡的影響，使得測量的結果(填“偏大”或“偏小”)。答案：(1) AC(2) 3.700(3) 如圖0.011(4) 偏大答案：解：（1）A、遮光條寬度與時間的比值是木塊的平均速度，可以認為是木塊通過光電門時的瞬時速度，遮光條寬度越小，平均速度越接近瞬時速度，實驗誤差越小，因此遮光條的寬度應盡量小些，故A正確；B、實驗時輕質卡應與木塊一起向上運動，實驗前將輕質卡與木塊靠在一起，故B錯誤；C、當木板傾角大于某一值時，木塊重力沿斜面向下的分力大于最大靜摩擦力，木塊到達最高點后可

44、以反向下滑，否則木塊到達最高點后將靜止，實驗不能成功，為了實驗成功，木塊的傾角必須大于某一值，故C正確；D、木塊出發(fā)點與輕質卡最終位置間的距離即為木塊向上運動的最大距離，故D錯誤；故選AC（2）由圖乙所示螺旋測微器可知，螺旋測微器示數(shù)為：3.5mm+20.0×0.01mm=3.700mm（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內描出對應點，然后根據(jù)描出的點作出圖象如圖所示：由牛頓第二定律得：木塊上滑時：mgsin+mgcos=ma1，木塊下滑時：mgsinmgcos=ma2，由勻變速直線運動的速度位移公式得：0v02=2a1x，v2=2a2x，v2=v02v2=4gxcos，由圖示圖象可知：斜

45、率：k=4gcos=0.25，動摩擦因數(shù)：=0.010；（4）由于輕質卡與木板間存在摩擦力，所測摩擦力實際是木塊與輕質卡受到的摩擦力的合力，由于輕質卡所受摩擦力影響，所測動摩擦因數(shù)偏大故答案為：（1）AC；（2）3.700；（3）圖象如圖所示，0.010；（4）偏大6.(1)小球A從桌邊水乎拋出，當它恰好離開桌邊緣時小球B從同樣高度處自由下落，頻閃照相儀拍到了A球和B球下落過程的三個位置，題10-1圖中A球的第2個位置未畫出。已知背景的方格紙每小格的邊長為2.45 cm,頻閃照相儀的閃光頻率為10 Hz。請在題10-1圖中標出A球的第2個位置；A球離開桌邊時速度的大小為 m/s。 (2)為測定

46、滑塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)，某實驗小組用彈射裝置將滑塊以不同初速度彈出，通過光電門測出初速度的值，用刻度尺測出其在水平桌面上滑行的距離s,測量數(shù)據(jù)見下表（g=10m/s2）. 實驗次數(shù)()s(cm)l1.215.022.531.034.253.046.075.057.594.0 在題10-2圖示坐標中作出s的圖像;利用圖像得到動摩擦因數(shù) ?！敬鸢浮浚?）圖見解析示；（2）圖見解析；（2）0.4（0.350.45） 【命題立意】本題旨在考查探究影響摩擦力的大小的因素。【解析】：（1）因為A球在豎直方向上做自由落體運動，與B球的運動規(guī)律相同，則第2個位置與B球的第二個位置在同一水平線上在水平方向上

47、做勻速直線運動，則第2球距離第3個球水平距離為3格如圖所示。頻閃照相儀的閃光頻率為，則 A球離開桌邊時的速度（2）（1）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：（2）由動能定理可得：則可知圖象的斜率等于由圖可知，圖象的斜率為解得：故答案為：（1）如上圖所示；（2）如圖所示；（2）0.4（0.350.45）。7.某同學用如圖甲所示的實驗裝置來“探究a與F、m之間的定量關系”（1）實驗時，必須先平衡小車與木板之間的摩擦力該同學是這樣操作的：如圖乙，將小車靜止地放在水平長木板上，并連著已穿過打點計時器的紙帶，調整木板右端的高度，接通電源，用手輕撥小車，讓打點計時器在紙帶上打出一系列_的點，說明小車在做_運動

48、圖甲 圖乙（2）如果該同學先如（1）中的操作，平衡了摩擦力以砂和砂桶的重力為F，在小車質量M保持不變情況下，不斷往桶里加砂，砂的質量最終達到，測小車加速度a，作a-F的圖像下列圖線正確的是 A B C D（3）設紙帶上計數(shù)點的間距為S1和S2如圖為用米尺測量某一紙帶上的S1、S2的情況，從圖中可讀出S13.10cm， S2_cm，已知打點計時器的頻率為50Hz，由此求得加速度的大小a_m/s2答案：（1）點跡均勻（點跡間距都相同） （2分） 勻速運動 （2分） （2）C （2分）（3） 5.50（2分） 寫5.5不得分 2.40 （2分）【解析】： 解：（1）平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，

49、不要掛鉤碼，將長木板的右端墊高至合適位置，使小車重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小車做勻速直線運動，此時打點計時器在紙帶上打出一系列點跡均勻的點，（2）如果這位同學先如（1）中的操作，已經(jīng)平衡摩擦力，則剛開始aF的圖象是一條過原點的直線，不斷往桶里加砂，砂的質量最終達到，不能滿足砂和砂桶的質量遠遠小于小車的質量，此時圖象發(fā)生彎曲，故C正確；故選：C（3）根據(jù)圖象可知，S2=5.50cm，打點計時器的頻率為50Hz，每5個點取一個計數(shù)點，則T=0.1s，加速度的大小a=2.40m/s2故答案為：（1）點跡均勻； 勻速運動；（2）C；（3）5.50； 2.408.某同學利用如圖甲所示的實驗裝置測量重

50、力加速度（1）請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當： ； （2）該同學經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶，取連續(xù)的六個打點A、B、C、D、E、F為計數(shù)點，測得點A到B、C、D、E、F的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5若打點的頻率為f，則打E點時重物速度的表達式為vE = ；若分別計算出各計數(shù)點對應的速度數(shù)值，并在坐標系中畫出速度的二次方（v2）與距離（h）的關系圖線如圖丙所示，則重力加速度g= m/s2（3）若當?shù)氐闹亓铀俣戎禐?.8m/s2，你認為該同學測量值存在偏差的主要原因是 、 h/mv2/（m·s-1）2 8.3 0.25 O 3.6 h2A B C D E

51、 F h3 h4 h5 h1圖甲圖丙圖乙打點計時器紙帶重物將紙帶由靜止釋放學生電源直流 交流【答案】（1）打點計時器應接交流電源、重物釋放時應緊靠打點計時器；（2）、9.4；（3）空氣阻力的影響、和摩擦阻力的影響。【考點】本題旨在考查驗證機械能守恒定律?！窘馕觥浚海?）打點計時器使用交流電源，而該題中接了直流電；重物離打點計時器太遠，這樣紙帶上上所打點很少，不利于減小誤差；（2）勻變速直線運動某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則有：速度的二次方與距離（h）的關系圖線的斜率為18.8，所以：（3）測量值存在偏差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力影響，即：空氣阻力和摩擦阻力的影響

52、。故答案為：（1）打點計時器應接交流電源、重物釋放時應緊靠打點計時器；（2）、9.4； （3）空氣阻力的影響、和摩擦阻力的影響。9.如圖，氣墊導軌上滑塊的質量為M，鉤碼的質量為m，遮光條寬度為d，兩光電門間的距離為L，氣源開通后滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個光電門的時間為t1和t2。當?shù)氐闹亓铀俣葹間。連氣源氣墊導軌滑塊遮光條鉤碼光電門2光電門1 用上述裝置測量滑塊加速度的表達式為 （用已知量表示）； 用上述裝置探究滑塊加速度a與質量M及拉力F的關系，要使繩中拉力近似等于鉤碼的重力，則m與M之間的關系應滿足 ； 用上述裝置探究系統(tǒng)在運動中的機械能關系，滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中滿足關系式 時（用已知量表示），系統(tǒng)機械能守恒。若測量過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動能增量總是大于鉤碼重力勢能的減少量，可能的原因是 。答案： （2分） M>>m （2分） （2分） 導軌不平，右端高 （2分）10.某同學通過圖甲實驗裝置描繪平拋運動的軌跡（1）實驗時將斜槽軌道固定在水平桌面上（如圖甲），調整斜槽軌道末端水平，確