江蘇省18版高考物理二輪復習八力學實驗教學案

精選江蘇省18版高考物理二輪

復習專題八力學實驗教學案

1802031124

專題八力學實驗

考情分析

202320232023

T11：探究小

磁鐵在銅管T10：探究恒

T11：驗證機

力學中卜落時受力做功與物

械能守恒定

實驗電磁阻尼作體動能變化

律

用的運動規(guī)的關(guān)系

律

命題解讀

本專題有五個實驗，分別為“速度隨時間變化的

規(guī)律〃、“力的平行四邊形定那么〃、“加速度

與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系〃、“探究動能定

理〃、“驗證機械能守恒定律〃，其中“探究動

能定理〃為2023年江蘇考綱新增實驗。從三年

命題情況看，命題特點為：

2

(1)注重根底。如各種器材的特性、使用等，一

般穿插在綜合問題中命題。

⑵提倡創(chuàng)新。如以考綱中的幾個實驗原理為立

足點，合理創(chuàng)新，考查學生的實驗?zāi)芰?，突出選

拔功能。

整體難度偏難，命題指數(shù)★★★★★,復習目

標是達B沖A。

I課前演練I「一輪復習驗收「明確補漏方向'

1.(2023?江蘇清江中學模擬)在“探究力的平

行四邊形定那么〃的實驗中，兩只彈簧測力計拉

力A(4個格長)和月已于圖中作出了他們的圖

示，。點是橡皮條的一個端點，圖中每格長度代

表1No

圖1

(1)用作圖法作出合力戶的圖示；

(2)合力方向與E的夾角為；

(3)保持。點位置不變，E方向也不變，讓￡、

￡夾角由90°逐漸增大，那么打大小

3

(填"增大〃或"減小〃)o

解析(1)以A和直為鄰邊作平行四邊形，與A

和總共點的對角線表示合力分，標上箭頭，具體

如圖甲所示。

E3

(2)合力方向與我的夾角為tan。=釬1,即

尸14

9=37°o

(3)因為合力不變，尤的方向不變，當我、月的

夾角增大時，如圖乙所示，可知月增大。

答案(1)如解析圖所示(2)37°(3)增大

2.(2023?江蘇七校聯(lián)考)在做“研究勻變速直

線運動〃的實驗時，某同學得到一條用打點計時

器打下的紙帶，如圖2所示，并在其上取了人

B、aD、E、F、G等，個計數(shù)點，每相鄰兩個

計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出。打點計時器

接頻率為f=50Hz的交流電源。

4(1)每兩個相鄰的計數(shù)點的時間間隔為

s,打點計時器使用的是(選填

4

“交流〃或“直流〃）電源；

~XBCDEFG

TTTTTTT

圖2

(2)打下月點時紙帶的速度%=(用題中

給定字母表示)；

(3)假設(shè)測得"=65.00cm,4=19.00cm,物

體的加速度a=m/s2；

(4)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率。50Hz,

但當時做實驗的同學并不知道，那么測得的加速

度值比真實值(選填“偏大〃或“偏

小〃)o

解析(1)每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中

沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為

△1=57=0.1so打點計時器使用的是交流電

源。

⑵利用勻變速直線運動的推論得獨=*=

(4一d)f

(3)根據(jù)勻變速直線運動的推論公式Ax=可

得

5

XDG—XAD)——/2

a=2=2=300m/s

(3X57)(3X0,1)-0

(4)如果在某次實驗中，交流電的頻率。50Hz,

那么實際打點周期變小，根據(jù)運動學公式Ax=

a/2知真實的加速度值就會偏大，所以測量的加

速度值與真實的加速度值相比是偏小。

(4一”)f

答案(1)0.1S交流⑵

10

(3)3.00m/s2

(4)偏小

3.(2023?江蘇徐州市徐州、宿遷、連云港、淮

安四市模擬)用圖3所示裝置驗證機械能守恒定

律。實驗前調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球

心通過光電門。實驗中通過斷開電磁鐵開關(guān)使小

球從Z點下落，經(jīng)過光電門8記錄擋光時間A

t,測出小球在四間下落的距離及豎直平移光

電門8重復上述步驟，測得多組分及相應(yīng)的A

t,當?shù)刂亓铀俣葹間。

I

I

6

圖3

⑴實驗中還需測量的物理量是

⑵小球通過光電門速度的表達式為r=

______________________O

(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)描繪卷一力圖象，能否僅依據(jù)

圖象是過原點的直線就得出機械能守恒的結(jié)

論？，理由是

__________________________________________________________________________________________________________O

解析(1)題中要驗證的關(guān)系式是儂力=/落即

,=2劭其中的V由通過光電門求得上

可知實驗中還需測量的物理量是小球的直徑do

(2)小球通過光電門速度的表達式為懺三。

(3)根據(jù)#=2gh,即伺=2助，即舊=于

h

可知占一人圖象是一條過原點且斜率為學的直

△ta

7

線，但僅依據(jù)圖象是過原點的直線不能得出機械

能守恒的結(jié)論，還要看斜率是否近似等于手。

答案(1)小球直徑d(2)：(3)不能；斜率

近似等于箏才能判斷小球下落過程中機械能守

恒

I考，苴突破I；；熱點高效突破提先應(yīng)試技能

民向H根本儀器的使用和讀數(shù)

1.關(guān)于根本儀器的使用

(1)游標卡尺：測外徑或厚度在卡腳下方測量，

不能將小測量物靠近主尺放置；要認準游標

“0〃刻度在哪，讀數(shù)時應(yīng)輕輕“鎖定〃游標。

(2)螺旋測微器：測量長度較小的物體；要注意

0.5mm刻度線在上方還是下方；聽到“咯、咯〃

聲之后要換用微調(diào)；讀數(shù)時應(yīng)輕輕“鎖定〃可動

局部。

(3)彈簧測力計：使用前應(yīng)校零，選擇彈簧測力

計時，要選力的方向通過彈簧軸線的，必要時要

選對拉時讀數(shù)相同的彈簧測力計。

(4)打點計時器:電火花打點計時器使用的是220

8

V交流電源；電磁打點計時器使用的是低壓6V

以下交流電源。

2.關(guān)于根本儀器的讀數(shù)

⑴注意使用的刻度尺或彈簧測力計的最小分度

值,應(yīng)估讀到其最小分度的讀數(shù)或測量值為:

整數(shù)局部（單位）+若格最小分度（單位），統(tǒng)一單

位后得最后結(jié)果。

⑵游標卡尺的讀數(shù)：注意游標卡尺的精度是多

少（即游標局部格數(shù)的倒數(shù)），測量時還要注意看

準是第幾（用力表示）條游標刻度線與主尺上的

某條刻度線對齊，三種游標卡尺的讀數(shù)見下表

游標尺/mm

每小精測量結(jié)果（游標尺

刻度

刻度格與1度上第〃個刻線與主

總長

格數(shù)毫米/m尺上的某刻度線

度

差m對正時）/mm

0.主尺上讀的毫米

1090.1

1數(shù)+0.1/7

0.主尺上讀的毫米

20190.05

05數(shù)+0.05/2

9

0.主尺上讀的毫米

50490.02

02數(shù)+0.02/?

注意：①讀數(shù)最后的“0〃不能丟。如20分度的

游標卡尺游標尺上偶數(shù)條刻度線與主尺上的某

一刻度線對齊或50分度的游標卡尺游標尺上

“5〃的整數(shù)倍條刻度線與主尺上的某一刻度線

對齊等。

②讀數(shù)時兩次單位要統(tǒng)一，都用mm,最后根據(jù)

題目要求轉(zhuǎn)換單位。

③游標卡尺不需要估讀。

（3）螺旋測微器的讀數(shù)：測量值=固定刻度整毫

米數(shù)+半毫米數(shù)+可動刻度讀數(shù)（含估讀）0.01

mm。

【例1】（2023?江蘇泰州中學高三5月質(zhì)檢）（1）

如圖4甲所示，螺旋測微器的讀數(shù)為

（2）某學習小組在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

時，采用圖乙所示的裝置，通過改變小托盤和祛

碼總質(zhì)量勿來改變小車受到的合外力，通過加減

鉤碼來改變小車總質(zhì)量M。

10

①實驗中需要平衡摩擦力，應(yīng)當取下

（選填“小車上的鉤碼〃“小托盤和祛

碼〃或“紙帶〃）,將木板右端適當墊高，直至

小車在長木板上運動時，紙帶上打出來的點

丙

圖4

②圖丙為實驗中得到的一條紙帶的一局部,0、1、

2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有

4個打點未畫出，所用交流電的頻率為50Hz,

從紙帶上測出^i=3.20cm,涇=4.74cm,吊=

6.30cm,羽=7.85cm,升=9.41cm,蒸=10.96

cm,小車運動的加速度大小為（結(jié)果保

存三位有效數(shù)字）

解析（1）螺旋測微器的讀數(shù)為

〃=5.5mm+17.00.01mm=5.670mm。

（2）①實驗中需要平衡摩擦力，應(yīng)當取下小托盤

和祛碼，將木板右端適當墊高，直至小車在長木

板上運動時，紙帶上打出來的點間距相等。

②根據(jù)勻變速直線運動的推論公式A其

11

中7=0.1s,可以求出加速度的大小，羽一茍=

—-X3=3a3t，為了更加準

確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，

解得a=l.55m/s2

oo

答案(1)5.670mm(2)①小托盤和祛碼間

距相等②1.55m/s2

【變式1](2023?南京、鹽城高三一模)(1)用

游標卡尺測量小球的直徑如圖5甲、乙所示。測

量方法正確的選項是(選填“甲〃或

“乙〃)。

甲乙

圖5

(2)用螺旋測微器測量合金絲的直徑，如圖6,

此示數(shù)為_______mmo

圖6

⑶在“用打點計時器測速度〃的實驗中，交流

電源頻率為50Hz,打出一段紙帶如圖7所示。

紙帶經(jīng)過計數(shù)點2時，測得的瞬時速度

12

m/so假設(shè)實驗時交流電源頻率大于50

Hz,那么紙帶經(jīng)過2號點的實際速度

（選填“大于〃“小于〃”等于〃）測

量速度。

1234

單位［cm

3.683.83

圖7

解析（1）甲圖中夾小球的兩個測爪為外測爪，

測物體的外徑，所以甲正確。

⑵由螺旋測微器的讀數(shù)方法，可知d=6.5mm

+20.00.01mm=6.700mm.

⑶計數(shù)點2的速度黑f

(3.52+3.68)X10"2

m/s=0.36m/s；而v=

2X0.1

（無督）f,假設(shè)Q50Hz,那么實際

ZX0/1U

速度大于測量速度。

答案（1）甲（2）6.700（3）0.36大于

前12||根本實驗方法與數(shù)據(jù)處理

1.力學實驗的根本方法

力學實驗的根本方法就是測量力、位移、時間等

13

的方法。測力可以用彈簧測力計，也可以用天平

測出質(zhì)量求得力，還可以根據(jù)牛頓運動定律或動

能定理等測出相關(guān)物理量來求得力。測位移主要

用到打點計時器、頻閃照相、位移傳感器結(jié)合示

波器或給定圖象和用測長度的儀器測量，也可以

根據(jù)牛頓運動定律或動能定理等求得相關(guān)物理

量來求得位移。測時間主要用到打點計時器、秒

表、光電門等儀器，也可根據(jù)題目中裝置、圖象

結(jié)合相關(guān)規(guī)律求得時間。

2.數(shù)據(jù)處理方法

⑴作圖法。作圖必須標準，要有兩個箭頭、兩

個物理量及單位，標度必須標注完整，要使圖線

分布在坐標紙的較大區(qū)域內(nèi)，要根據(jù)兩個坐標軸

物理量間的關(guān)系考慮是擬合直線還是平滑的曲

線，還要考慮截距的物理意義。

（2）數(shù)學方法。

①“平均速度法〃求速度：％=胃里。

②“逐差法〃求加速度：設(shè)相鄰相同時間7內(nèi)物

體的位移分別為布、X2-Xn,加速度

（羽+原+升）—（荀+涇+豆）

14

3.有效數(shù)字的位數(shù)：從左側(cè)第一個不為零的數(shù)字

起到最末一位數(shù)字止，共有幾個數(shù)字，就是幾位

有效數(shù)字。

4.誤差

(1)由于儀器不精確、方法粗略、原理不完善等

產(chǎn)生的是系統(tǒng)誤差，特點是測量值總偏大或偏

小。

(2)由于各偶然因素對實驗者、測量儀器、被測

量的影響而產(chǎn)生的誤差是偶然誤差，特點是有時

偏大有時偏小，可用屢次測量求平均值減小偶然

誤差。

【例2】(2023?南通高三第二次調(diào)研)探究外

力做功與物體動能變化關(guān)系的實驗裝置如圖8

所示，根據(jù)實驗中力傳感器讀數(shù)和電磁打點計時

器打出紙帶的測量數(shù)據(jù)等可分別求得外力對小

車做功和小車動能的變化。

(1)關(guān)于該實驗，以下說法正確的有o

A.調(diào)整墊塊的高度，改變鉤碼質(zhì)量，使小車能在

15

木板上做勻速運動

B.調(diào)整滑輪的高度，使連接小車的細線與木板平

行

C.實驗中要始終滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)

量

D.假設(shè)紙帶上打出的是短線，可能是小車運動的

速度過快

⑵除了圖中所注明的器材外，實驗中還需要交

流電源、導線、刻度尺和O

(3)某次實驗中打出了一根紙帶，其中一局部如

圖9所示，各個打點是連續(xù)的計時點，4、B、D、

E、F各點、與0點的距離如圖，假設(shè)小車質(zhì)量為卬、

打點周期為T,且已讀出這次實驗過程中力傳感

器的讀數(shù)F,那么4人兩點間外力做功W=

，小車動能變化A及=;在不

同次實驗中測得多組外力做功例和動能變化A

瓦的數(shù)據(jù)，作出吩△及圖象如圖10所示，圖

線斜率約等于1,由此得到結(jié)論是

(4)每次實驗結(jié)果顯示，拉力廠做的功〃總略小

于小車動能的變化A區(qū)，請分析出現(xiàn)這種情況的

可能原因

__________________。(寫出］條)

解析(1)調(diào)整墊塊的高度，不掛鉤碼使小車能

在木板上做勻速運動，A項錯誤；調(diào)整滑輪的高

度，使連接小車的細線與木板平行，確保拉力與

小車運動方向平行，B項正確；因為實驗中用的

拉力傳感器，所以不需要滿足實驗中要始終滿足

鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，C項錯誤；假設(shè)小

車運動的速度過快或者振針距離紙帶太近，都會

造成紙帶上打出的是短線，D項正確。

(2)需要天平測量小車的質(zhì)量。

(3)力傳感器的讀數(shù)E位移為S4—s,所以鉤碼

對小車拉力做功為Rs4-si)。小車動能變化A

111S5—S3、21S2)2

2mv2m

&=~^mvE—2A—22T)一嚴皿

17

1a"匚黑二―假設(shè)拉力做功與動能變化量

OJ

相等，說明外力對物體所做的功等于物體動能的

增量。

⑷拉力廠做的功〃總略小于小車動能的變化△

瓦，說明有其他動力做功，即平衡摩擦力時木板

墊得偏高。

答案⑴BD（2）天平⑶「但-sj

m（S5—S3〕2—渥

外力對物體所做的功等于物體動能的增量（4）

平衡摩擦力時木板墊得偏高

【變式2]（2023?海安、南外、金陵三校聯(lián)考）

某同學采用如圖11所示的裝置研究勻變速直線

運動。打點計時器工作頻率為50Hzo

圖11

該同學的操作步驟如下：

a.將木板的左端墊起，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

18

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(zhì)量，更換紙帶，重

復b、c操作。

(1)設(shè)鉤碼質(zhì)量為陰、祛碼和小車總質(zhì)量為團，

重力加速度為g,那么小車的加速度為a=

(用題中所給字母表示)。

⑵圖12是某次實驗中得到的一條紙帶，在紙帶

上取計數(shù)點0、4B、a〃和瓦用最小刻度是

毫米的刻度尺進行測量，讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻

度均通過計算得到各計數(shù)點到0的距離s以及

對應(yīng)時刻小車的瞬時速度Ko某同學不小心將計

數(shù)點。的數(shù)據(jù)弄模糊了，請你將。點對應(yīng)的數(shù)據(jù)

填在下表中的相應(yīng)位置。

<?0,4~~；B__；C；p；E入

?而n11nnp：npnlp?n??pn?jnnpn巾n11nnjnnpn11nn?nnpn；?nn?nu|1n甲?npnipn11nn?nnpTl11?

123456789101112面

圖12

計數(shù)v/(m?s

jf/cms/cm

點T)

01.000.30

A2.341.340.38

19

B4.043.040.46

C

__

D8.337.330.61

E10.909.900.70

Av2/(m2-s-2)

“24681()s/cm

圖13

⑶實驗小組通過繪制Ad—s圖線來分析運動

規(guī)律(其中Ay一品。是各計數(shù)點對應(yīng)時刻

小車的瞬時速度，氏是。點對應(yīng)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、aD、￡對應(yīng)的坐標點，請你在圖13中畫出

圖線。

(4)繪制的Ad—s圖線的斜率k=(用

題中所給字母表示)，假設(shè)發(fā)現(xiàn)該斜率大于理論

值，其原因可能是

20

o

答案⑴鼻⑵6?0°5.。。0.54⑶

圖線如下圖

Ai；2/(m2?s-2)

0.5

0.4

0.3

0.2

0」

°24681()s/cm

(4)-半木板的左側(cè)墊得過高

力學實驗設(shè)計

“長木板(帶滑輪)、小車、紙帶、打點計時器〃

體系裝置，主要來研究速度隨時間的變化、加速

度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系、探究動能定理、

驗證機械能守恒以及測定動摩擦因數(shù)等幾個實

驗。“長木板、小車、紙帶、打點計時器〃實驗

裝置中的細節(jié)及考前須知如下：

(1)在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)

系〃、“探究動能定理〃的實驗中，都需要平衡

摩擦力。平衡摩擦力的方法是將小車放在木板

21

上，把木板不帶滑輪的一端墊高，在小車后面接

一條紙帶，穿過打點計時器，讓小車在沒有牽引

力的情況下恰能勻速下滑。

(2)在測定動摩擦因數(shù)的實驗中，木板必須水平,

細線必須與長木板平行，這樣才能使壓力等于木

塊的重力，細線對木塊的拉力沿水平方向。

⑶小車在長木板上做勻加速直線運動時，繩上

的拉力并不等于懸掛物的重力，只有當〃車》勿掛

時，繩上的力近似等于懸掛物的重力。如果繩上

連接著力傳感器或測力器，那么可直接讀出繩上

的拉力，不需要〃車>>R掛。

(4)對于紙帶，常見有以下三大應(yīng)用：①由紙帶

確定時間；②求解瞬時速度；③用“逐差法〃求

加速度。但有些實驗用光電門代替打點計時器來

完成瞬時速度和加速度的測量，具體做法如下：

①求瞬時速度：把遮光條(寬度為"通過光電門

的時間A1內(nèi)的平均速度看做物體經(jīng)過光電門的

瞬時速度，即丫=七；②求加速度：假設(shè)兩個

光電門之間的距離為。那么利用速度與位移的

2_2

關(guān)系可求加速度，即3=三聲。

22

[例3](2023?常州一模)如圖14為測量物塊

與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實際裝置示意圖。

實驗步驟如下：

①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量胴重物的

質(zhì)量m,用游標卡尺測量遮光片的寬度d,用米

尺測量兩光電門之間的距離s。

圖14

②調(diào)整輕滑輪，使細線水平。

③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字

毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門4和光電門B

所用的時間△與和A3求加速度劣

④屢次重復步驟③，求a的平均值/

⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)

答復以下問題：

(1)用20分度的游標卡尺測量"時的示數(shù)如圖

15所示，其讀數(shù)為cm。

圖15

(2)物塊的加速度a可用d、s、A2和△益表示

23

（3）動摩擦因數(shù)〃可用M、力、a和重力加速度g

表小為〃=。

⑷如果滑輪略向下傾斜，使細線沒有完全調(diào)節(jié)

水平，由此測得的〃（填“偏大〃或

“偏小〃）；這一誤差屬于（填”偶然誤

差〃或“系統(tǒng)誤差〃）o

解析（1）游標卡尺的游標尺第10根與主尺相

齊，故讀數(shù)為0.9cm+0.05mml0=0.950cm。

⑵根據(jù)2as=謁一4和v=~^t

1dy2

解得a=口“,°

2瓦IAtB)

⑶根據(jù)mg—nMg=（〃+R）H得出ii=

mg—a

~Mg°

⑷傾斜細線的拉力有垂直板向下的分量，實際

增大了正壓力，實驗結(jié)論那么是測得的〃偏大,

這是由于器材和實驗原理造成的誤差，是系統(tǒng)誤

差。

24

答案（1）0.950⑵麥1了（d712—I云d7）2

/S1八（B）\八IA）_

（3）強二甘地4（4）偏大系統(tǒng)誤差

Mg

【變式3］（2023?江蘇揚州中學高三期初考）（1）

如圖16所示為某同學所安裝的“驗證牛頓第二

定律〃的實驗裝置。

小車打點計時器

祛碼太

祛碼盤UL

圖16

①在“驗證牛頓第二定律〃的實驗中，為了使小

車受到合外力等于祛碼和祛碼盤的總重量，通常

采用如下兩個措施：

A.平衡摩擦力：將長木板無滑輪的一端下面墊一

小木塊，反復移動木塊的位置，直到小車在祛碼

盤的拉動下帶動紙帶與小車一起做勻速直線運

動；

B.在調(diào)整祛碼多少的過程中，要保證祛碼和祛碼

盤的總質(zhì)量〃遠小于小車和祛碼的總質(zhì)量M。

以上哪一個措施中有何重大錯誤？（說明錯誤

點）

25

②如圖17是上述實驗打出的一條紙帶，打點計

時器的打點周期是0.02s,結(jié)合圖中給出的數(shù)

據(jù)（單位cm）,求出小車運動加速度的大小為

m/s2,并求出紙帶中〃點瞬時速度大小

為m/so（計算結(jié)果均保存2位有效數(shù)

字）

圖17

⑵某實驗小組設(shè)計了如圖18（a）所示的實驗裝

置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計算機可得滑塊

運動的加速度。和所受拉力廠的關(guān)系圖象。他們

在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，

得到了兩條。一方圖線，如圖（b）所示。

圖18

①圖線是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情

況下得到的（選填“甲〃或"乙〃）;

②滑塊和位移傳感器發(fā)射局部的總質(zhì)量m=

26

kg;滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)〃=

解析（1）①A有錯誤，平衡摩擦力時不能懸掛

祛碼盤。

②設(shè)0到A之間的距離為荀，以后各段分別為

屈、為、羽、毛、在，根據(jù)勻變速直線運動的推論

公式△丫=@下可以求出加速度的大小，得久一為

=35if；一蒞=3包了；毛一扁=3懸人為了更加

準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值

得4=；（a+功+a），即小車運動的加速度計算

O

表達式為

a=

錯誤!叫&2=4.0m/s2,

01033

紙帶中月點瞬時速度大小為4=湍設(shè)m/s=

U.UNAZ

2.6m/s

（2）①由圖象可知，當?=0時，也就是說

當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實

驗操作中平衡摩擦力過度，即傾角過大，平衡摩

擦力時木板的右端墊得過高。所以圖線甲是在軌

道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。

27

F

②根據(jù)F=ma得a=1所以滑塊運動的加速度a

m

和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移

傳感器發(fā)射局部的總質(zhì)量的倒數(shù)。由圖形b得加

速度a和所受拉力廠的關(guān)系圖象斜率4=2,所

以滑塊和位移傳感器發(fā)射局部的總質(zhì)量卬=0.5

kg；由圖形b得在水平軌道上方=1N時，加速

度a=0,根據(jù)牛頓第二定律得一一〃儂=0,解

得〃=0.2o

答案（1）①A有錯誤，平衡摩擦力時不能懸掛

祛碼盤

②4.02.6⑵①甲②0.50.2

I課后作業(yè)I：精選模擬演練保B沖為必做：

1.（2023?江蘇啟東中學高三月考）在探究求合

力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板

上，另一端系上帶有繩套的兩根細繩。實驗時，

需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個

彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個彈

簧秤通過細繩拉橡皮條。

⑴實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中，以下哪些

說法是正確的（）

A.將橡皮條拉伸相同長度即可

28

B.將橡皮條沿相同方向拉即可

C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度

D.將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置

⑵同學們在操作過程中有如下議論，其中對減

小實驗誤差有益的說法是（）

A.兩細繩必須等長

B.彈簧秤、細繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行

C.用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差

應(yīng)盡可能大

D.拉橡皮條的細繩要短些

解析（1）本實驗的目的是為了驗證力的平行四

邊形定那么，即研究合力與分力的關(guān)系。根據(jù)合

力與分力是等效的，本實驗橡皮條兩次沿相同方

向拉伸的長度要相同。故A、B錯誤；在白紙上

標下第一次橡皮條和繩的結(jié)點的位置，第二次將

橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置，說明兩次效果

相同，即兩個拉力和一個拉力等效，而彈簧秤不

必拉到相同刻度，故C錯誤，D正確。

⑵細線的作用是能顯示出力的方向，所以不一

定等長。故A錯誤；彈簧秤、細繩、橡皮條都應(yīng)

與木板平行，故B正確；用兩彈簧秤同時拉細繩

時兩彈簧秤示數(shù)適當大一些，但是不需要示數(shù)之

29

差盡可能大，故c錯誤；為了減小誤差，拉橡皮

條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠

些，故D錯誤。

答案（1）D（2）B

2.（2023?江蘇泰興中學高三階段性檢測）某實

驗小組利用如圖1所示的氣墊導軌實驗裝置來

探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)

（1）做實驗時，將滑塊從圖所示位置由靜止釋放,

由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過

光電門1、2的時間（遮光條的遮光時間）分別為

A以人屈用刻度尺測得兩個光電門中心之間

的距離x,遮光條寬度&那么滑塊經(jīng)過光電門

1時的速度表達式％=;經(jīng)過光電門2

時的速度表達式預=,滑塊加速度的表

達式a=。（以上表達式均用字母表示）。

⑵為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊

質(zhì)量〃和氣墊導軌右端高度人關(guān)于“改變滑塊

30

質(zhì)量〃和氣墊導軌右端高度H的正確操作方法

是o

A.〃增大時，力增大,以保持二者乘積增大

B.〃增大時，B減小,以保持二者乘積不變

C.〃減小時，C增大,以保持二者乘積不變

D.〃減小時，力減小,以保持二者乘積減小

解析（1）滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式匕

==，經(jīng)過光電門2時的速度表達式V2:￡

DEIisr2

滑塊加速度

'dd]2

pf-V\ti.

（2）滑塊的合力耳合=0,為了保持滑塊所受的

X

合力不變，所以〃和力不能同時增大或減小。應(yīng)

選B、Co

'd)2Jd)2

答案⑴亮d

(2)BC

△t22x

3.（2023?江蘇儀征中學期初考）某實驗小組利

用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運動的最

31

大速度。實驗步驟如下：

①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；

②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水

平細繩和固定彈簧秤相連，如圖2甲所示。在Z

端向右拉動木板，等彈簧秤讀數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)

記作F；

③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復步驟①②；實

驗數(shù)據(jù)如下表所示：

G/1.2.2.3.3.4.

N500050005000

F/0.0.0.1.1.1.

N628399223761

④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，細繩跨過定滑輪分別與滑

塊和重物刀連接，保持滑塊靜止，測量重物尸離

地面的高度A；

⑤滑塊由靜止釋放后開始運動，最終停在木板上

〃點（未與滑輪碰撞），測量a〃間距離so

完成以下作圖和填空：

⑴根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定的坐標紙上作出F-G

圖線。

32

F7N

1.8

1.6

1.4

1.2

1.()

0.8

0.6

0.4

0.2

■1.01.52.02.53.03.54.04.5G/N

(2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)〃=

(保存2位有效數(shù)字)。

(3)滑塊最大速度的大小7=(用h、s、

〃和重力加速度g表示)。

彈曹秤細縛橡皮電滑塊Ag

甲乙

圖2

解析(1)根據(jù)描點法在分一G圖象上描出各點,

再連接起來，如下圖。

?HN

1.8

1.67

1.1

1.2

1.()

0.8

0.6

0.4

0.2l11sllIIIIC?--

1.01.52.02.53.03.54.04.5G/N

(2)由圖甲可知F=〃G,那么一一G圖象上的直

線的斜率代表〃值的大小，由尸-G圖象可知〃

1.6-0.4

=4.0_[0=。,40°

(3)當重物夕剛好下落到地面時，滑塊的速度r

33

最大，此時滑塊的位移為人此后滑塊做加速度

為〃白的勻減速運動，由公式正一謚=2as知滑

塊的最大速度心滿足：

0ax=2〃g（s—力），那么K1ax=7211g（S——）o

答案⑴見解析圖（2）0.40（0.38、0.39、

0.41、0.42均正確）（3）「2〃g（s—E

4.（2023?南京、鹽城高三二模）如圖3所不，某

研究性學習小組為探究“物體的動能與速度關(guān)

系〃設(shè)計了如下實驗：平直軌道，固定在水平桌

面上。彈射裝置4固定于軌道上，小球被勁度系

數(shù)較大的壓縮彈簧彈出后從軌道端點0滑出做

平拋運動落到地面。彈簧的彈性勢能的表達式為

民當射,式中的A為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈

簧的形變量。

AC

3moBo

V////////77//////77//Z//'

圖3

（1）為減少實驗誤差，彈射裝置距離軌道端點0

應(yīng)該（選填“近些〃或“遠些〃）o

⑵要探究動能與速度的關(guān)系，實驗中是否一定

34

要測量桌面的高度，（選填“是〃或

“否〃）o

⑶在實驗過程中改變彈簧的壓縮量X,并測出

與其對應(yīng)的小球做平拋運動的水平位移S。實驗

數(shù)據(jù)如下表所示。

次數(shù)12345

x(cm1.2.3.4.5.

)00000

0.0.0.1.1.

s(m)

3265950860

在坐標紙中根據(jù)已描出的點作出合理的圖線。

2.0

1.5

⑷根據(jù)⑶中所作出的圖象，可以得出動能區(qū)

與速度。的關(guān)系:。請簡要說明理由，。

解析（1）為了減小摩擦力做功，彈射裝置距離

軌道端點。應(yīng)該近點。

（2）要探究動能與速度的關(guān)系，實驗中是不要測

量桌面的高度。

答案（1）近些（2）否（3）如下圖（4）區(qū)8病

35

或者理由：能量守恒瓦=￡,由題意瓦

=：無邕所以區(qū)oc/,由圖xocs,由平拋運動S80,

所以區(qū)8落

s/m

2.0

1.5

1.()

0.5

5.(2023?江蘇泰州中學段考)如圖4甲所示的

裝置叫做阿特伍德機，是英國數(shù)學家和物理學家

阿特伍德(G?Atwood1746—1807)創(chuàng)制的一種著

名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)

律。某同學對該裝置加以改良后用來驗證機械能

守恒定律，如圖乙所示。

西西

光電門

中B占中B

擋

。并士

甲乙

圖4

⑴實驗時，該同學進行了如下步驟：

①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的

重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀

36

態(tài)。測量出（填“4的上外表〃“4的下

外表〃或“擋光片中心〃）到光電門中心的豎直

距離鼠

②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C,讓系統(tǒng)（重

物4，以及物塊。中的物體由靜止開始運動，

光電門記錄擋光片擋光的時間為A九

③測出擋光片的寬度d,計算有關(guān)