2018年高考物理專題17力學實驗

專題17力學實驗

1.某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度（圈數(shù)）的關系；實驗裝置如圖（a）所示：一均勻長彈簧

豎直懸掛，7個指針P。、Pl、Pz、P3、Pl、P5、R分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;

通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P。指向0刻度；設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置

記為x。；掛有質量為0.100kg祛碼時，各指針的位置記為x；測量結果及部分計算結果如下表所示（n為彈

簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2）.已知實驗所用彈簧的總圈數(shù)為60,整個彈簧的自由長度為11.88cm.

度尺

Po0

百

三

耳

瓦

瓦

我

祛碼

圖<?>

P6

P.P2p3PiP5

xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01

x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41

n102030405060

k(N/m)163①56.043.633.828.8

1/k(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347

（1）將表中數(shù)據(jù)補充完整：_；

（2）以n為橫坐標，1/k為縱坐標，在圖（b）給出的坐標紙上畫出1/k-n圖象

1/k(mW)

（3）圖（b）中畫出的直線可以近似認為通過原點；若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該

彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關系的表達式為k=N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度1。（單

位為m）的表達式為k=N/m.

(3)③kJ."'］?！?.67x1031.83xIO3

【答案】（1）①81.7②0.0122（2）見解析;(N/m)(在

nnn

,33.3E83.313.62

之間均可）④k=丁。（在石-----廠之間均可）

’0’0‘0

【解析】試題分析:

mg0.1X9,8N

(1)①中k81.7N/m；

△外(5.26-4.06)x10、

71

②i=^yn，N=0.0122mN

（2）圖線如圖:

（3）③由圖線可知直線的斜率為自羽，故直線方程滿足:二學5%即4=121上些（N/m）（在

|60|k60n

1.67x1031.83XIO3

之間均可）

nn

則n匝彈簧的原長滿足n廣60而代入心17等1x12（13可得:

④由于60匝彈簧的總長度為11.88cm；

3.313.62

（在之間均可）

%"

考點：測量彈簧的勁度系數(shù)實驗；

;而視頻D

2.（10分）如圖所示為某同學在一次實驗中打出的一條紙帶，其中ABCDEF是用打點頻率為50Hz的打點計

時器連續(xù)打出的6個點，該同學用毫米刻度尺測量A點到各點的距離，并記錄在圖中（單位：cm）則:

?ABCDEF\

2-2.0-J'''\

-5

1----------------------------------------------------10.34----------------?

?------------------------------13.92------------------------>■

①圖中五個數(shù)據(jù)中有不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應改為團；

②物體運動的加速度是說:（保留三位有效數(shù)字）

③根據(jù)以上②問計算結果可以估計紙帶是該同學最可能做下列那個實驗打出的紙帶是

A.練習使用打點計時器B.探究“加速度與力和質量的關系”

C.用落體法驗證機械能守恒定律D.用斜面和小車研究勻變速直線運動

④根據(jù)以上③問結果，為了求出物體在運動過程中所受的阻力，還需測量的物理量有（用

字母表示并說明含義）.用測得的量及加速度@表示物體在運動過程中所受的阻力表達式為隹。

（當?shù)刂亓铀俣葹?）

【答案】①2.00（2分）②9.79（9.74?9.80）（2分）③C（2分）

④物體的質量m（2分）；國三五1（2分）（m寫成M也可以）

【解析】試題分析：：①毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位；這五個數(shù)據(jù)中不符合

有效數(shù)字讀數(shù)要求的是2.0,應改為2.00.

②計數(shù)點之間的時間間隔為：20.02s,由貨=at*2可知，加速度：0=空=型*47則s2

③由加速度a-9.7%/我可知，此物體做自由落體運動，所以該實臉是用落體法驗證機械能守恒定律.故選

C.

④對物體，由牛頓第二定律得：硬一解得，阻力f=

考點：本題考查了測定勻變速直線運動的加速度、打點計時器系列實驗中紙帶的處理.

3.某實驗小組采用如圖所示的裝置研究“小車運動變化規(guī)律”。打點計時器工作頻率為50Hz。

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.在小車中放入祛碼，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.將小車停在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列的

點，斷開電源；

d.改變鉤碼或小車中祛碼的質量，更換紙帶，重復b、c的操作。

（1）設鉤碼質量為皿、祛碼和小車總質量為nk,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0、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0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Xc值和計算速度Vc值填在下表中的相應位置。

<.O~"""A"B"C'D"￡71

|nir|Hii|iiii|riii|iin|iih|nii|iiiipiii|iiii|iin|iiii|iiiipiii^riiipiHpin|iiiipiii|iiii|ii^i|iiif|iiH|inipiir|ini|

03578910111213

222

（3）實驗小組通過繪制Av'-s圖線來分析運動規(guī)律（其中AV=V-V0,v是各計數(shù)點對應時刻小車的瞬時

速度，V。是0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0、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Av?-圖線。

（4）實驗小組繪制的Ad-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)a=-m'8—(2)6.00,0.54(3)(說明：該點坐標為(5,0.20))

my+m2

△r'(nrs2)

（4）k=.一2—,木板的左側墊的過高

mx+m2

【解析】

試題分析：（1）設小車受到的拉力為T,則根據(jù)牛頓第二定律可得丁=機2"，對鉤碼有班g-7=町。，聯(lián)

立解得&=叫g

網+m2

（2）C點的讀數(shù)為6.00cm,C點的速度為丫=退=0.54根/$

2T

22

（3）vc=0.54?0.29,C點對應的Av?=聲一片=02,把C對應的點標在坐標系中，然后作出圖象如

圖所示:

△r/(m2s*2)

（4）由勻變速直線運動的速度位移公式可知丫2一詔=2as,圖象的斜率％=2。=/運斜率

m,+m2

大于理論值，說明加速度a偏大，可能是平衡摩擦力時木板左端墊起的太高，過平衡摩擦力造成的.

考點：“小車運動變化規(guī)律”.

4.（17分）（1）（6分）某同學在研究性學習中利用光電門針對自由落體運動進行了研究。如左圖所示，用

鐵架臺固定豎直長木板，光電門A、B分別固定在長木板上，AB相距S=41cm；現(xiàn)從光電門A上方某高度靜

止釋放一個小球，其直徑d用20分度的游標卡尺測出，游標卡尺的示數(shù)如圖7所示。小球通過A、B的時

3

間分別為A3=1.05X101、At2=3.50X10-S?回答下列問題：

123（cm）

，刖川|川中，川川川，山

01020

II

①由右圖所示，讀出小球直d=mm；

②物體運動的加速度a=m/s2；（計算結果取三位有效數(shù)字）

【答案】①10.50②9.76

【解析】試題分析：（1）20分度的游標卡尺的精確助0.05mm,主尺讀數(shù)為10mm,游標第10條刻線對的

最齊，由游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可讀出d=10.50mm；（2）本實險中利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬

時速度，故可以求出A、B的瞬時速度：5=2=1.0fltms,V8=2=3.0Cm/s,再由勻加速直線運動規(guī)

律嗎=H+2aS,解得a=宅^=9.73s2

考點：游標卡尺的讀數(shù)平均速度瞬時速度勻加速直線運動規(guī)律

5.現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不

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

距離依次為的、及、占、已知斜面頂端的高度方和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g

=9.80m/s2o

X\X2XzX\hs

10.7615.0519.3423.6548.0080.00

單位：cm

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：

⑴物塊的加速度a=m/s=保留3位有效數(shù)字）。

⑵因為,可知斜面是粗糙的。

【答案】4.30（填“4.29”或“4.31”同樣給分）物塊加速度小于gh/s=5.88m/s'l或：物塊加速

度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度）

【解析】試題分析：（1）頻閃照相中相鄰影像點的時間間隔相等，利用逐差法求物塊的加速度

.“4…

（2）若物塊沿光滑斜面下滑，對其受力分析，由牛頓第二定律可得："=8而8=@=5.88向我由物塊

5

加速度a小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度3',可知斜面是粗糙的。

考點：逐差法求加速度

【名師點睛】本題主要考查了逐差法求加速度。屬于容易題。要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答

實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用.逐差法是求物體加速度的一個重要方法,

要熟練掌握其應用，提高解決實驗能力.

但Z視頻口

6.（10分）用如圖實驗裝置可以測量重力加速度，經正確操作后得到一條紙帶，在紙帶上選擇0、1、2、3、

4,5,6七個測量點，相鄰兩測量點的時間間隔為0.04s,測量出后面各測量點到0測量點的距離d,記入

下表中，對這些數(shù)據(jù)進行處理后便可測得重力加速度值。

測量點013456

打點計

時NM4Pf/cill01204168601450219030.85

時間/（S）00?040.080120.160.20024

■物

d/(nis)0300520-20911.101.29

（1）甲同學的處理方法是：計算出1、5兩點對應的速度打、vs,然后由廣算得g值，則其中

vs=m/s?(取3位有效數(shù)字)

(2)乙同學的處理方法是：計算出包的值(已記入表中)，作出旦-t圖象，由圖象算得g值。請你按以下

TT

要求完成乙同學的處理過程。

①.在提供的坐標紙上作出規(guī)范的d-t圖象。

T

②.在圖象上用符號“A”標出你用于計算g值所選擇的點。

③.根據(jù)圖象求得g，m/s2?(取3位有效數(shù)字)

(3)實驗測得的g值，你認為應選(填：甲的值；乙的值；都可以)。

【答案】⑴2.04；(2)①如圖；②如圖；③9.75(9.65~9.83)；(3)乙的值

x46~(30.85-14.50)x10-2,"|

Vr=---=--------------------m/s=2.04m/d

【解析】試題分析：(1)L12At_________2X0.04__________________(2)①圖線如圖；②如圖；

1.25-0.33|2dIIt/_71V)]

k=---------=4.84k—=oqP-=—q|—=4.84

③由圖線可求得斜率為I_023-0.04____],因為|tL即。21他|21.g=9.68m/s2;

(3)運用圖象法處理數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)誤差比較大的個別的數(shù)據(jù)，減少實驗的偶然誤差，使數(shù)據(jù)處理的準確性

得到提高，故應選乙的值較精確。

考點：測量重力加速度。

7.某興趣小組的實驗裝置如圖所示，通過電磁鐵控制的小球從A點自由下落，下落過程中經過光電門B時,

通過與之相連的毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下?lián)豕鈺r間t,測出A、B之間的距離h。實驗前應調整光電

門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。

(1)若用該套裝置驗證機械能守恒，已知重力加速度為g,還需要測量的物理量為

A.A點與地面間的距離HB.小球的質量m

C.小球從A到B的下落時間D.小球的直徑d

⑵用游標卡尺測得小球直徑如圖所示，則小球直徑為—cm,某次小球通過光電門毫秒計數(shù)器的讀數(shù)為3ms,

則該次小球通過光電門B時的瞬時速度大小為V=m/s

Ocm12、

Iii1i!11iiI-LL1?1IJ」一LL???)

IoS10I

(3)若用該套裝置進行“探究做功和物體速度變化關系”的實驗，大家提出以下幾種猜想：Wo<v；WoeV2；

WoeVv……。然后調節(jié)光電門B的位置，計算出小球每次通過光電門B的速度VI、V2、V3、V,…，并測出小

球在A、B間的下落高度也、h?、h3、h”…，然后繪制了如圖所示的力一丫圖象。若為了更直觀地看出力和U的

函數(shù)關系，他們下一步應該重新繪制

A.〃一艮圖象B.力一J?圖象

C.0―1圖象D.九一十圖象

v

【答案】(1)D(2)1.14cm,3.8m/s(3)A

【解析】

試題分析：(1)根據(jù)機械能守恒定律知，需要知道速度和物體下落的高度，故選項D正確(2)游標卡尺

是10分的，故游標卡尺的的讀數(shù)為1.14cm,由平均速度來表示瞬時速度，故u=一=3.8m/s；(3)由于圖

中曲線是開口沖上的拋物線，故由數(shù)學知識可以猜到//-丫2關系，故選項A正確。

考點：機械能守恒定律瞬時速度平均速度h-v圖象

8.如圖所示，某同學在做“研究勻變速直線運動”的實驗中，由打點計時器得到表示小車運動過程的一條

清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s,其中SF5.12cm、Sz=5.74cm、s3=6.41cm、s,=7.05

cm、S5=7.68cm,sfi=8.33cm、則打F點時小車的瞬時速度的大小是m/s,加速度的大小是

m/s2o（計算結果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】0.80,0.64

【解析】

試題分析：勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度，即

$5+S6_(7.86+8.33)10-2掰

=8.005m/s?8.0m/s,加速度根據(jù)勻變速直線運動工=。72可得

2T2x0.1s

"+巧+_fl_0643m/j2?0.64m/s2

a=9T2

考點：勻變速直線運動

9.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時，采用如圖所示的實驗裝置.小車及

車中的祛碼質量用M表示，盤及盤中的跌碼質量用m表示.

,_,打點計時器

6

（1）當M與m的大小關系滿足時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和祛碼的重力.

（2）某一組同學先保持盤及盤中的祛碼質量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是

A.平衡摩擦力時，應將盤及盤中的祛碼用細繩通過定滑輪系在小車上

B.每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力

C.實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源

D.用天平測出m以及小車質量M,小車運動的加速度可直接用公式求出

M

（3）另兩組同學保持小車及車中的祛碼質量M一定，探究加速度a與所受外力F的關系，由于他們操作不

當，這兩組同學得到的a-F關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：

a

0K------------*O'~、----*

FF

圖1圖2

圖1：;

圖2：.

【答案】（1）;m?M；（2）B；（3）不滿足m?M；沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

【解析】

試題分析：（1）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究.當質量一定時，研究小車的加速度和小

車所受合力的關系.那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左

端適當墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力.

根據(jù)牛頓第二定律得：對m：mg-F拉=ma,對M：F拉=\匕，解得:mg

,m

1+——

M

（2）平衡摩擦力時，應將繩從小車上望去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的

紙帶判斷小車是否勻速運動.故A錯誤；每次改變小車的質量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵

消，不需要重新平衡摩擦力.故B正確；實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動

較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理.故C錯誤；小車運動的加速度是利用打點計

時器測量，如果用天平測出m以及小車質量M,直接用公式a=mg/M求出，這是在直接運用牛頓第二定律計

算的，而我們實蛤是在探究加速度與物體所受合外力和質量間的關系.故D錯誤.

（3）圖1中當盤及盤中祛碼質量較大時，a-F圖象發(fā)生彎曲，這是由于沒有保證小車質量遠大于盤及盤中

祛碼質量造成的.圖2中，從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當FW0時，a=0.也就是說當繩子上有拉力時小

車的加速度還為0,說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢.該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡

摩擦力不足這個步驟.即傾角過小。

考點：探究加速度與力、質量的關系

10.1.（6分）研究性學習小組的同學欲探究小車質量不變時其加速度與力的關系，該小組在實驗室設計了

一套如圖1所示的裝置，圖中A為小車，B為打點計時器，C為力傳感器（測繩子的拉力），P為小桶（內

有砂子），M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長的模板.不計繩子與滑輪間的摩擦.

（1）要順利完成該實驗，除圖中實驗儀器和低壓交流電源（含導線）夕卜，還需要的實驗儀器是

（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）.

（2）平衡摩擦力后再按上述方案做實驗，是否要求砂桶和砂子的總質量遠小于小車的質量？（填

“是”或“否”）

（3）已知交流電源的頻率為50Hz,某次實驗得到的紙帶如圖2所示，圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫

出，由該紙帶可求得小車的加速度2=m/s2.（結果保留2位有效數(shù)字）

【答案】（1）刻度尺；（2）否；（3）0.90；

【解析】試題分析：（1）根據(jù)實蚊原理可知，除了測得繩子拉力之外，還要測得小車運動的加速度，由題

目器材可知，本實臉是利用紙帶測得加速度的，故需要測量位移和時間，利用逐差公式求得，所以除了已

給器材外，還需要刻度尺測量位移；（2）因為力傳感器可測得小車受到的拉力，故不需要再保證常規(guī)實將

中質量遠小于的條件；（3）根據(jù)逐差公式放故可得

品一巧（5.50-4.60）xlO-2.

a=-1=-------------=0.90m■s2

T20.01.

考點：探究牛頓第二定律

11.某探究學習小組的同學欲以如圖裝置中的滑塊為對象驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如

圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙、墊

塊等需要的東西.當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài).若

你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

打啊時器強塊細線滑輪

長木6-水平］驗臺II3

小沙桶

（1）實驗時為了保證滑塊（質量為M）受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，實驗時首先要做的

步驟是,另外沙和沙桶的總質量m應滿足的實驗條件是.

（2）在（1）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M.往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和

沙桶的總質量m.讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取

兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小vi與vz（v,<v2）.則對滑塊，本實驗最終要驗證的數(shù)學表

達式為—（用題中的字母表示）.

（3）由于實驗原理上的原因，上述數(shù)學表達式只能是近似成立，那么，此試驗中真正成立的等式為（仍

用上述題中的字母表示）.

11

mqL=-v?）mqL=~（m4--v?）

［答案］（1）平衡摩擦力：m?M（2）L____、____（3）2J

【解析】試題分析：（1）沙和沙桶加速下降，處于失重狀態(tài)，只有加速度較小時，可以認為滑塊受到的合

力與沙和沙桶的總重力大小基本相等；滑塊受到的合力為F=T-f,要平衡摩擦力，才能保證拉力等于合力;

（2）根據(jù)動能定理列式即可；

（3）根據(jù)機械能守恒定律列式即可.

解：（1）沙和沙桶加速下降，處于失重狀態(tài)，拉力小于重力，只有加速度較小時，可以認為滑塊受到的合

力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，即丁=明，故需要m<<M；滑塊受到的合力為F=T-f,要使合力等于

拉力，可以將長木板的一端適當墊高，使重力的下滑分力與摩擦力平衡，即可保證拉力等于合力，即F=T；

（2）本實驗要驗證動能定理，即合力對小車的做的功等于小車動能的增加量，根據(jù)動能定理，有：

mgL=-^M（2之-丫/）；

（3）對沙桶和小車系統(tǒng)，只有重力做功，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律，沙桶減小的重力勢能等于沙

22

桶和滑塊動能的增加量，有：（MM）（v2-vt）.

222

故答案為：（1）平衡摩擦力，m<<M；（2）mgL=,M（v2-;（3）mgL=￡（"M）（v2-Vj）.

【點評】本題關鍵明確實驗原理、誤差來源，同時要能夠根據(jù)動能定理和機械能守恒定律列式分析.

12.（6分）某同學利用圖甲的實驗裝置做“探究動能定理”的實驗。在盡量減小摩擦阻力的情況

下，先接通打點計時器的電源，再釋放紙帶，讓質量〃?=1.00依的重物由靜止下落，在紙帶上打出一系列的

點，如圖乙所示，A、B、C分別為所選取的計數(shù)點，且。為開始打出的第一點，之間有若干點未標出，

相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02s,重力加速度g取9.80〃?/s'。

（1）釋放紙帶前，紙帶的（選填"O”或"C”）端在上面；

（2）重物從O運動到B的過程中，動能的變化量△&=J（取兩位有效數(shù)字）；

（3）列舉一種能有效減小實驗誤差的做法.

【答案】①C（2分）②0.67（2分）③多次測量取平均值（2分）

【解析】

試題分析：（1）因紙帶打出的第一點是。點，故釋放紙帶前，紙帶的C端在上面；（2）B帶的速度

丫=皂《=里1^^:=1.1575〃2/$,動能的變化量44=-wv2-0=0.67J；（3）減小實驗誤差

t0.04"2

的做法是多次測量取平均值。

考點：實驗“探究動能定理”

13.在“探究彈力與彈簧伸長的關系”的實驗中。

①關于操作步驟先后順序，下列說法正確的是

A.先測量原長，后豎直懸掛

B.先豎直懸掛，后測量原長

C.先后順序對實驗結果無影響

I）.先后順序對實驗結果的影響程度取決于彈簧的自重

②為了探求彈簧彈力F和彈簧伸長量》的關系，李強同學選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進行測試，根據(jù)測

得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象，從圖象上看，該同學沒能完全按實驗要求做，使圖象上端成為曲線，圖象

上端成為曲線是因為.這兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為：甲彈簧為N/m,乙彈簧為

N/m。若要制作一個精確度較高的彈簧秤，應選彈簧（填“甲”或“乙”）。

③以下是一位同學準備完成的實驗步驟，請你幫這位同學按操作的先后順序，用字母排列出來

是：.

A.以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組數(shù)據(jù)（x,F）對應的點，并用平滑的曲線連結起來.

B.記下彈簧不掛鉤碼時，其下端在刻度尺上的刻度L0

C.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺

D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個……鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時，彈簧下端所對應的刻度

并記錄在表格內，然后取下鉤碼

E.以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關系式。

F.解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。

④下表是這位同學探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關系所測的幾組數(shù)據(jù)：

彈力（F/N）0.51.01.52.02.5

彈簧原來長度（LO/cm）1515151515

彈簧后來長度（L/cm）16.217.318.519.620.8

彈簧伸長量（x/cm）

請你算出每一次彈簧伸長量，并將結果填在上表的空格內；在圖11的坐標上作出F-x圖線；并寫出曲線的

函數(shù)表達式（x用cm作單位）：，其中常數(shù)的物理意義表示:

F/N

【答案】①D；②表明彈簧己經超過了彈簧的彈性限度；k甲=66.7N/m；k乙=200N/m；甲。

③CBDAEF

④F-x圖線如圖所示；曲線的函數(shù)式(x用cm作單位)：F=0.43x；函數(shù)表達式中的常數(shù)為彈簧的勁度系

數(shù)，表示使彈簧每伸長或壓縮0.01m(1cm)所需的拉力，大小為0.43N.

【解析】①先后順序對實驗結果的影響程度取決于彈簧的自重

②向上彎曲的原因是超出了彈性限度，注意該圖象中級坐標為伸長量，橫坐標為拉力，斜率的倒數(shù)為勁度

系數(shù)，由此可求出k「200N/m,由于甲的勁度系數(shù)小，因此其精度高.

③先組裝器材，即CB,然后進行實蛤，即D,最后數(shù)據(jù)處理，即AEF.所以先后順序為CBDAEF.

2、根據(jù)圖象，該直線為過原點的一條直線，即彈力與伸長量成正比，即卜=1?=0.43*.

3、式中的常數(shù)表示彈簧的勁度系數(shù).

解決本題的關鍵掌握彈力與彈簧伸長關系的實驗步驟，會描點作圖，掌握作圖的方法.會從圖象中分析數(shù)

據(jù).本題考查了彈簧彈力F和彈簧伸長量x的關系的基礎知識，比較簡單，是一道考查基礎知識的好題.

14.驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法：

(1),用公式根g力時對紙帶上起點的要求是,為此目的，所選

擇的紙帶第1,2兩點間距應接近.

(2).若實驗中所用重錘質量m=1kg,打點紙帶如下圖所示，打點時間間隔為0.02s,則記錄B點時，重

錘的速度以=，重錘動能石電=.從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減

少量是4EP=,因此可以得出的結論是.（g=10

m/s2）

OB

-FD

-?mm

4-

O7.6

49.0

（3）.即使在實驗操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準確的前提下，該實驗求得的△&也一定略AEK（填

大于或小于），這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結果，該系統(tǒng)誤差產生的主要原因

是。

2

（4）.根據(jù)紙帶算出相關各點的速度u,量出下落的距離h,則以匕為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應是

2

【答案】（1）紙帶是打第一個點的瞬間開始自由下落的、2mm

（2）0.59m/s、0.174J,0.176J,在重力的作用下，物體的動能和勢能相互轉化，但總的機械能守恒

（3）大于重錘下落時受到空氣阻力以及紙帶受到打點計時器的阻力作用，重錘機械能減小。

（4）.C

【解析】

試題分析：（1）用公式=時對紙帶上起點的要求是紙帶是打第一個點的瞬間開始自由下落的,

為此目的，由自由落體運動/1=；靖=:x10x0.0227M=2加相，所選擇的紙帶第1,2兩點間距應接近

2m（2）B點為AC的中點，B點的瞬時速度等于AC間的平均速度，則

31478

vB=—=0~00m/s=Q.59m/s,動能為lx0.592/=0.174J,重力勢能減小蚩

270.0422

為⑶由于要克服阻力做功，因此重力勢能的減小量要大于動能

熠加量⑷由動能定理可知c對；

考點：考查驗證機械能守恒定律

點評：本題難度中等，熟悉并掌握實驗原理是關鍵，某一點的瞬時速度可根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于平均

速度求解，由于釋放紙帶時存在時間差，因此選擇紙帶要選擇前兩點間隔為2mm左右的

15.（10分）小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。

（1）實驗記錄紙如題圖所示，0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，拉力區(qū)和

&的方向分別過巴和P2點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力Fs的方向過巴點。三個力的大小分別為：F,

=3.30N、也=3.85N和％=4.25N。請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出E和Fz的合力。

（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0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圖所示，過0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F,、R,的大小關系為。

（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（4.6?4.9N均可）；（2）您=A；（3）BD；（4）選用新橡皮筋；橡皮筋

拉伸不宜過長

【解析】試題分析：（1）根據(jù)力的圖示法作出力Fi和F2的圖示，如答案圖所示，并根據(jù)力的平行四邊形

定則作出兩者的合力，用刻度尺量得其長度為單位長度的4.7倍，即合力大小為4.7N（46-4.9N均可）。

（2）設Oab與豎直方向的夾角為6,根據(jù)共點力平衡條件解得：F=mgtai6,因此有：Fa=R

（3）由中分析可知，橡皮筋上的拉力大小為：因此有口=?,顯然圖中Ob>Oa,故選項A錯誤；

選項B正確；橡皮筋因老化，每次被拉后，形變已經不能完全恢復，因此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故選項D正確：兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力校小，

故選項C錯誤。

（4）有上述分析可知，要確保橡皮筋發(fā)生彈性形變，因此應注意選用新的彈性較好的橡皮筋，每次橡皮筋

的形變要在彈性限度內，即拉伸不宜過長。

考點：本題主要考查了驗證力的平行四邊形定則實驗和探究彈簧伸長量與彈力的關系實驗問題，屬于中檔

題。

1番7視頻7

16.（8分）某小組在做“用單擺測重力加速度”試驗后，為進一步研究，將單擺的輕質細線改為剛性重桿。

個c%+m/

T=2nI______

通過查資料得知，這樣做成的“復擺”做簡諧運動的周期IJ吶I,式中.為由該擺決定的常量，m

為擺的質量，g為重力加速度，r為轉軸到重心C的距離。如圖（a）,實驗時在桿上不同位置打上多個小

孔，將其中一個小孔穿在光滑水平軸0上，使桿做簡諧運動，測量并記錄r和相應的運動周期T；然后將不

同位置的孔穿在軸上重復實驗，實驗數(shù)據(jù)見表，并測得擺的質量m=0.05kg。

r/m0.450.400.350.300.250.20

（1）由實驗數(shù)據(jù)得出圖（b）所示的擬合直線，圖中縱軸表示。

（2）目的國際單位為,由擬合直線得到目的值為—（保留到小數(shù)點后二位）；

（3）若擺的質量測量值偏大，重力加速度g的測量值—（選填：“偏大”、“偏小”或“不變”）

【答案】（1）同（2）屯留叵巫汨（3）不變

22

\L0+mr,整理可得72=424+mr

【解析】試題分析：（1）根據(jù)周期公式丁=2〃7r，觀察圖像發(fā)現(xiàn)為傾

mgrmgr

LMR

斜的直線，即縱軸的物理量與|3成一次函數(shù)關系，根據(jù)72r=4”2：O+,判斷縱軸為回。（2）根據(jù)周期

mg

公式7=2“T,整理可得4=史學-m-代入各個物理量的單位，可判斷同的單位為|如源。根據(jù)

Jmgr4"

22

Lmr唔=1.25

T2r=4jr2o+可得圖像的截距即，根據(jù)圖像斜率竺=坐二代入可得

mgmg______g0.190.19

,代入質量即可得%=￥,252017g?m：。（3）根據(jù)圖像斜率也計算重力加速度，所

0.19m------------02---------------：山

以大小與質量的測量無關，即質量測量值即使偏大，重力加速度的測量值也不會變化。

考點：單擺測量重力加速度

:前視頻n

17.某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關系。彈簧測力計固定在一合適的木塊上，桌面的

右邊緣固定一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上畫出兩條

平行線只0,并測出間距《開始時將木塊置于。處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛開始運動為止,

記下彈簧測力計的示數(shù)Fo,以此表示滑動摩擦力的大小。再將木塊放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，

記下彈簧測力計的示數(shù)廣（即水和瓶的重力大?。?，然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從尸運動到。處的時

間to

（1）木塊的加速度可以用&t表示為聲—。

（2）改變瓶中水的質量，重復實驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)廠的關系。下列圖像能表示該同學實

驗結果的是

（3）用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是。（有兩個選項正確）

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取更多組實驗數(shù)據(jù)

C.可以更精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

【答案】與CC

【解析】試題分析：（D木塊做初速度為零的勻加速直線運動，所以有d=解得。=與

（2）由于摩擦力的存在，當F達到一定時，木塊才會發(fā)生運動，所以圖像的橫截距不為零，如果鉤碼質量

太大，小車受到的拉力明顯小于鉤碼重力，a-F圖象不是直線，要發(fā)生彎曲.故C正確

（3）緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動，可以比較精確地測出摩擦力的大小，可以更方便地獲取更

多組實瞼數(shù)據(jù)，故BC正確；

考點：探究“加速度與力的關系”

【名師點睛】本題的難點在與第二問圖像上端為什么會彎曲，一定要理解原因，書本上的實驗，我們要從

實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、