新高考物理二輪專題復習精練專題15 力學實驗(原卷版)

專題十五、力學實驗第一部分織網(wǎng)點睛，綱舉目張物理力學部分的實驗共有八個，包括測量做直線運動物體的瞬時速度，探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系，探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律，探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，驗證機械能守恒定律，探究平拋運動的特點，探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系，驗證動量守恒定律，這些實驗都離不開力、長度、加速度的測量，離不開讓物體運動起來。將具有相同點的實驗進行分類歸納，有利于考生化繁為簡、化厚為薄、總結(jié)規(guī)律，把握內(nèi)核巧遷移。(一)把力測出來方法儀器器材相關(guān)實驗基本法測力計、力傳感器探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律等平衡法測力計、天平探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系等替代法天平探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系(二)讓物體動起來方法操作相關(guān)實驗牽引法重物拉線跨過定滑輪牽引小車或滑塊在軌道上運動測量做直線運動物體的瞬時速度，探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系等彈射法物體在壓縮的彈簧作用下由靜止射出驗證機械能守恒定律等落體法重物自由落體驗證機械能守恒定律，測量重力加速度等自滑法物體由靜止無初速度釋放后沿斜面下滑探究平拋運動的特點，驗證動量守恒定律等(三)把速度測出來方法主要儀器器材操作相關(guān)實驗紙帶法交流電源、打點計時器、刻度尺測出計數(shù)點間距，由打出某點前后兩點時間內(nèi)的平均速度替代打出該點時的速度測量做直線運動物體的瞬時速度，探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，驗證機械能守恒定律，驗證動量守恒定律等光電門法光電門、螺旋測微器或游標卡尺測出遮光條的寬度及遮光時間，由遮光時間內(nèi)的平均速度代替物體經(jīng)過光電門時的速度平拋法豎直平面內(nèi)末端水平的傾斜或弧形軌道、刻度尺測出物體離開軌道末端后平拋運動的高度與射程，由平拋運動規(guī)律計算初速度驗證動量守恒定律等彈簧、刻度尺、天平探究彈性勢能等圓周法豎直平面內(nèi)的圓弧軌道、力傳感器、天平等力傳感器測出物體經(jīng)過軌道最低點時對軌道的壓力，由牛頓運動定律計算物體經(jīng)過最低點時的速度驗證機械能守恒定律等反過來由機械能守恒定律或動能定理計算最低點的速度探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系等(四)把加速度測出來方法原理與操作相關(guān)實驗公式法利用紙帶或頻閃照片，以最常見的6段位移為例，逐差法計算加速度的公式為a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)研究勻變速直線運動，探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系，測量重力加速度等由物體運動軌道上的兩光電門分別測出兩個時刻的速度及對應位移，根據(jù)v2－v02＝2ax計算加速度圖像法算出選定計數(shù)點的速度，建立v-t圖像，由圖像斜率計算加速度根據(jù)eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at建立eq\f(x,t)-t圖像，由圖像斜率計算加速度，但要注意，加速度等于圖像斜率的2倍，此外縱軸截距表示初速度三類實驗的要點謹記（一）“紙帶和打點計時器”類實驗1．涉及的實驗(1)研究勻變速直線運動。(2)驗證牛頓運動定律。(3)探究動能定理。(4)驗證機械能守恒定律。2．紙帶的應用(1)確定時間要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點之間的區(qū)別與聯(lián)系，為便于測量和計算，一般每五個點取一個計數(shù)點，這樣時間間隔為Δt＝0.02×5s＝0.1s。(2)求瞬時速度做勻變速直線運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。如圖所示，求紙帶上某一點的瞬時速度，只需在這一點的前后各取相同時間間隔T的兩段位移xn和xn＋1，則打n點時的速度vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)。(3)求加速度①利用a＝eq\f(Δx,T2)求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運動的情況下可利用Δx＝xn＋1－xn＝aT2求加速度a。②逐差法如圖所示，由xn－xm＝(n－m)aT2可得：a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，所以a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1－x2－x3,9T2)。③兩段法：把圖中x1、x2、x3、x4、x5、x6分成時間相等(均為3T)的兩大段，則由xⅡ－xⅠ＝aT2得：(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)＝a(3T)2，解出的a與上面逐差法結(jié)果相等，但卻要簡單得多。④圖像法a．由vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)，求出相應點的速度。b．確定各計數(shù)點的坐標值(T，v1)、(2T，v2)、…、(nT，vn)。c．畫出v-t圖像，圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度。（二）“彈簧、橡皮筋”類實驗1．探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系(1)實驗中不能掛過多的鉤碼，防止彈簧超過彈性限度。(2)畫圖像時，不要連成“折線”，而應盡量讓坐標點落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)。2．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律(1)每次拉伸結(jié)點位置O必須保持不變。(2)記下每次各力的大小和方向。(3)畫力的圖示時應選擇適當?shù)臉硕取＃ㄈ炞C動量守恒定律實驗本實驗可利用不同的方案驗證，具體如下：實驗方案實驗裝置利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗滑塊速度的測量v＝eq\f(Δx,Δt)用兩擺球碰撞驗證動量守恒定律擺球速度的測量v＝eq\r(2gh)在光滑桌面上兩車碰撞驗證動量守恒定律小車速度的測量v＝eq\f(Δx,Δt)利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律速度與平拋運動的水平位移成正比第二部分實戰(zhàn)訓練，高考真題演練1．（9分）（2022重慶高考）如圖為某小組探究兩滑塊碰撞前后的動量變化規(guī)律所用的實驗裝置示意圖。帶刻度尺的氣墊導軌右支點固定，左支點高度可調(diào)，裝置上方固定一具有計時功能的攝像機。（1）要測量滑塊的動量，除了前述實驗器材外，還必需的實驗器材是__________。（2）為減小重力對實驗的影響，開動氣泵后，調(diào)節(jié)氣墊導軌的左支點，使輕推后的滑塊能在氣墊導軌上近似做__________運動。（3）測得滑塊B的質(zhì)量為SKIPIF1<0，兩滑塊碰撞前后位置x隨時間t的變化圖像如圖所示，其中①為滑塊B碰前的圖線。取滑塊A碰前的運動方向為正方向，由圖中數(shù)據(jù)可得滑塊B碰前的動量為__________SKIPIF1<0（保留2位有效數(shù)字），滑塊A碰后的圖線為__________（選填“②”“③”“④”）。2．（10分）（2022高考北京卷）某同學利用自由落體運動測量重力加速度，實驗裝置如圖1所示，打點計時器接在頻率為SKIPIF1<0的交流電源上。使重錘自由下落，打點計時器在隨重錘下落的紙帶上打下一系列點跡。挑出點跡清晰的一條紙帶，依次標出計數(shù)點1，2，…，8，相鄰計數(shù)點之間還有1個計時點。分別測出相鄰計數(shù)點之間的距離SKIPIF1<0，并求出打點2，3，…，7時對應的重錘的速度。在坐標紙上建立SKIPIF1<0坐標系，根據(jù)重錘下落的速度作出SKIPIF1<0圖線并求重力加速度。（1）圖2為紙帶的一部分，打點3時，重錘下落的速度SKIPIF1<0______________SKIPIF1<0（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（2）除點3外，其余各點速度對應的坐標點已在圖3坐標系中標出，請在圖中標出速度SKIPIF1<0對應的坐標點，并作出SKIPIF1<0圖線。（3）根據(jù)圖3，實驗測得的重力加速度SKIPIF1<0______________SKIPIF1<0（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（4）某同學居家學習期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)水龍頭閥門可實現(xiàn)水滴逐滴下落，并能控制相鄰水滴開始下落的時間間隔，還能聽到水滴落地時發(fā)出的清脆聲音。于是他計劃利用手機的秒表計時功能和刻度尺測量重力加速度。為準確測量，請寫出需要測量的物理量及對應的測量方法。3.（2022高考遼寧物理）某同學利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶（寬度用d表示）。實驗時將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計算機可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時間間隔SKIPIF1<0。

（1）除圖中所用的實驗器材外，該實驗還需要___________（填“天平”或“刻度尺”）；（2）該同學測得遮光帶（透光帶）的寬度為SKIPIF1<0，記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶…SKIPIF1<073.0438.6730.00…根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔為SKIPIF1<0，則重力加速度SKIPIF1<0___________（用d、SKIPIF1<0表示）；（4）該同學發(fā)現(xiàn)所得實驗結(jié)果小于當?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：___________。4.（2022高考河北）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為L0，鉤碼的質(zhì)量為m。已知彈簧的彈性勢能表達式為SKIPIF1<0，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，當?shù)氐闹亓铀俣却笮間。（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為L。接通打點計時器電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T（在誤差允許范圍內(nèi)，認為釋放鉤碼的同時打出A點）。從打出A點到打出F點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為______，鉤碼的動能增加量為______，鉤碼的重力勢能增加量為______。（2）利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是______。SKIPIF1<0SKIPIF1<05．（2022年6月浙江選考）（7分）（1）eq\o\ac(○,1)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如圖1所示，長木板水平放置，細繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大小為▲cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為▲m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。eq\o\ac(○,2)利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是（多選）。A．換成質(zhì)量更小的車 B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼 D．改變連接小車的細繩與長木板的夾角（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，eq\o\ac(○,1)下列說法正確的是▲（單選）；A．拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應相同 B．在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點C．測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D．測量時，橡皮條、細繩和彈簧秤應貼近并平行于木板eq\o\ac(○,2)若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要▲（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點拉到O。6．（2022·全國理綜甲卷·23）（10分）利用圖示的實驗裝置對碰撞過程進行研究。讓質(zhì)量為SKIPIF1<0的滑塊A與質(zhì)量為SKIPIF1<0的靜止滑塊B在水平氣墊導軌上發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，比較碰撞后A和B的速度大小SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，進而分析碰撞過程是否為彈性碰撞。完成下列填空：（1）調(diào)節(jié)導軌水平．（2）測得兩滑塊的質(zhì)量分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。要使碰撞后兩滑塊運動方向相反，應選取質(zhì)量為_________kg的滑塊作為A。（3）調(diào)節(jié)B的位置，使得A與B接觸時，A的左端到左邊擋板的距離SKIPIF1<0與B的右端到右邊擋板的距離SKIPIF1<0相等。（4）使A以一定的初速度沿氣墊導軌運動，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時刻開始到各自撞到擋板所用的時間SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。（5）將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復步驟（4）。多次測量的結(jié)果如下表所示。12345SKIPIF1<00.490.671.011.221.39SKIPIF1<00.150.210.330.400.46SKIPIF1<00.31SKIPIF1<00.330.330.33（6）表中的SKIPIF1<0________（保留2位有效數(shù)字）。（7）SKIPIF1<0的平均值為________，（保留2位有效數(shù)字）。（8）理論研究表明，對本實驗的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由SKIPIF1<0判斷。若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則SKIPIF1<0的理論表達式為_______（用SKIPIF1<0和SKIPIF1<0表示），本實驗中其值為_______（保留2位有效數(shù)字），若該值與（7）中結(jié)果間的差別在允許范圍內(nèi)，則可認為滑塊A與滑塊B在導軌上的碰撞為彈性碰撞。7.（2022年1月浙江選考）（1）在“研究平拋運動”實驗中，以小鋼球離開軌道末端時球心位置為坐標原點O，建立水平與豎直坐標軸。讓小球從斜槽上離水平桌面高為h處靜止釋放，使其水平拋出，通過多次描點可繪出小球做平拋運動時球心的軌跡，如圖所示。在軌跡上取一點A，讀取其坐標（x0，y0）。

①下列說法正確的是_______。A.實驗所用斜槽應盡量光滑B.畫軌跡時應把所有描出的點用平滑的曲線連接起來C.求平拋運動初速度時應讀取軌跡上離原點較遠的點的數(shù)據(jù)②根據(jù)題目所給信息，小球做平拋運動的初速度大小v0=_______。A．SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0③在本實驗中要求小球多次從斜槽上同一位置由靜止釋放的理由是_______。8（2022年1月浙江選考）“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置如圖所示，阻力很小的滑軌上有兩輛小車A、B，給小車A一定速度去碰撞靜止的小車B，小車A、B碰撞前后的速度大小可由速度傳感器測得。

①實驗應進行的操作有_______。A．測量滑軌的長度B．測量小車的長度和高度C．碰撞前將滑軌調(diào)成水平②下表是某次實驗時測得的數(shù)據(jù)：A的質(zhì)量/kgB的質(zhì)量/kg碰撞前A的速度大小/（SKIPIF1<0）碰撞后A的速度大小/（SKIPIF1<0）碰撞后B的速度大小/（SKIPIF1<0）0.2000.3001.0100.2000.800由表中數(shù)據(jù)可知，碰撞后小車A、B所構(gòu)成系統(tǒng)的總動量大小是_______kg·m/s。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）9．（2022·高考河北物理11，6分）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統(tǒng)機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為SKIPIF1<0，原長為SKIPIF1<0，鉤碼的質(zhì)量為SKIPIF1<0。已知彈簧的彈性勢能表達式為SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0為彈簧的勁度系數(shù)，SKIPIF1<0為彈簧的形變量，當?shù)氐闹亓铀俣却笮镾KIPIF1<0。圖1（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為SKIPIF1<0。接通打點計時器電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為SKIPIF1<0（在誤差允許范圍內(nèi)，認為釋放鉤碼的同時打出SKIPIF1<0點）。從打出SKIPIF1<0點到打出SKIPIF1<0點時間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為________，鉤碼的動能增加量為________，鉤碼的重力勢能增加量為________。圖2（2）利用計算機軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度SKIPIF1<0的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著SKIPIF1<0增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是________________________。圖310．（2022新高考海南卷）（2）用如圖所示的裝置研究平拋物體的運動規(guī)律，擊打彈片時，A做平拋運動，B做自由落體。經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)兩個小球總是同時落地，則得到的結(jié)論是：__________________________________________。以A的拋出點做為坐標原點，建立直角坐標系，如圖所示，設(shè)從SKIPIF1<0，從SKIPIF1<0，從SKIPIF1<0的時間分別是SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則這三個時間（選填“相等”或“不相等”）。11.（2021重慶高考）某同學用手機和帶刻度的玻璃筒等器材研究金屬小球在水中豎直下落的速度變化情況。他用手機拍攝功能記錄小球在水中靜止釋放后位置隨時間的變化，每1/60s拍攝一張照片。（1）取某張照片中小球的位置為0號位置，然后依次每隔3張照片標記一次小球的位置，則相鄰標記位置之間的時間間隔是s。（2）測得小球位置x隨時間t變化曲線如題圖所示，由圖可知，小球在0.15s~0.35s時間段平均速度的大?。ㄟx填“大于”、“等于”、“小于”）在0.45s~0.65s時間段內(nèi)平均速度的大小。（3）在實驗器材不變的情況下，能夠減小實驗誤差測量誤差的方法有：（寫出一種即可）12（2022高考上海）在“用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取钡膶嶒炛校海?）擺線質(zhì)量和擺球質(zhì)量分別為m線和m球，擺線長為l，擺球直徑為d，則A.m線>>m球，l<<d；B.m線>>m球，l>>d；C.m線<<m球，l<<d；D.m線<<m球，l>>d；(2)小明在測量后作出的T2——l圖像如圖所示，則他測得的結(jié)果是g=m/s2。（保留2為小數(shù)）（3）為了減小實驗誤差，應該從最高點還是最低點開始計時，請簡述理由。第三部分最新模擬集萃，提升應試能力1.（2023重慶第二次質(zhì)檢）2022年8月。炎熱的重慶多地發(fā)生山火。在重慶特殊的地形下，消防隊員在某次滅火中采用新的滅火裝置，如圖甲所示。該次滅火中，消防官兵利用該消防車的消防水炮進行滅火作業(yè)，已知消防水炮噴出的水流恰好在最高處到達著火位置。重慶南開中學某物理興趣小組想計算一下消防員滅火時消防水炮出水口處和在著火點位置處的水流速度，為此進行了相關(guān)準備工作。已知該興趣小組拍攝消防車救火時的照片（照片與實際長度比例為SKIPIF1<0），利用坐標紙?zhí)幚碚掌蟮玫剿诳罩型暾能壽E如圖乙所示。已知每小格長寬均為2cm，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。則（1）水流初速度與水平方向夾角為___________。（2）當水流到達著火點位置時，其速度為___________m/s。2.（2023重慶第二次質(zhì)檢）用如圖所示實驗裝置驗證M、m（SKIPIF1<0）組成的系統(tǒng)機械能守恒。兩物塊通過跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的輕繩相連；左邊豎直放置兩個光電門，其中光電門1固定不動，光電門2可以上下移動，兩個光電門間距為h，擋光片的寬度為d，重力加速度為g。某次實驗中擋光片通過光電門1的時間為SKIPIF1<0，通過光電門2的時間為SKIPIF1<0。（1）若要驗證系統(tǒng)機械能守恒，則需驗證的表達式為___________（用M、m、g、d、h、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0表示）；（2）通過計算發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動能的增加量總是略小于系統(tǒng)重力勢能的減少量，原因是___________；（3）某興趣小組發(fā)現(xiàn)也可通過該裝置來測量g，通過g的測量值是否等于實際值來驗證機械能守恒。調(diào)節(jié)光電門2的位置來改變h，并得到對應的SKIPIF1<0，作出的SKIPIF1<0圖像如圖乙所示，已知圖像中直線的斜率為k，則測量重力加速度表達式為SKIPIF1<0___________（用M、m、k表示）。3.（2023寧夏銀川一中第一次月考）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”，支架上有兩根豎直桿，兩支架后放置一豎直平板，平板上貼有白紙，左側(cè)桿上固定一拉力傳感器A，一根不可伸長的細繩一端連接拉力傳感器，另一端連接在右側(cè)桿上的B點，細繩長度大于兩桿間距，不計輕小滑輪質(zhì)量。實驗步驟如下：①用天平測出重物的質(zhì)量m；②將細繩繞過光滑的輕小滑輪，重物懸掛于滑輪下，使之處于靜止狀態(tài)；③記下B點位置、滑輪與細繩接觸點O的位置，讀出并記錄拉力傳感器的示數(shù)SKIPIF1<0；④改變B點在右側(cè)桿的位置，使重物仍處于靜止狀態(tài)，記下滑輪與細繩接觸點O的位置，讀出并記錄拉力傳感器的示數(shù)SKIPIF1<0；⑤多次改變B點在右側(cè)桿的位置，重復②③步驟?；卮鹣铝袉栴}：（1）在實驗過程中，步驟③④所記錄拉力傳感器的示數(shù)SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0（填“>”“＜”或“=”）。（2）作圖時，下列圖像可能正確的___________。A．B．C．D．（3）根據(jù)步驟⑤多次改變B點在右側(cè)桿的位置，可以觀察得出滑輪與細繩接觸點O的軌跡是在一個___________上（填“橢圓”“圓”或“直線”）。4.（2023湖北新高考協(xié)作體高三起點考試）某同學利用打點計時器和氣墊導軌做“驗證動量守恒定律”的實驗，氣墊導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，如圖乙所示，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。（1）下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌________；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2（所用滑塊1、2如圖丙所示）放在氣墊導軌的中間；⑥先接通打點計時器的電源，然后_____________________，讓滑塊帶動紙帶一起運動；⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖丁所示；⑧測得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為420g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為275g；請完善實驗步驟①⑥的內(nèi)容。（2）已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知，兩滑塊相互接通作用前的動量之和為______SKIPIF1<0；兩滑塊相互作用以后的動量之和為________SKIPIF1<0。（保留三位有效數(shù)字）（3）本實驗兩滑塊相互作用過程，系統(tǒng)總動能損失_________（填“最大”、“最小”）。5.（2022年9月甘肅張掖一診）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，甲、乙、丙、丁四位同學分別設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M，重物質(zhì)量用m表示。（1）為便于測量合力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時，小車的加速度與所受合力成正比的結(jié)論，下列說法正確的是________。（填選項字母）A.四組實驗中只有甲需要平衡摩擦力B.四組實驗都需要平衡摩擦力C.四組實驗中只有甲需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠小于小車總質(zhì)量M的條件D.四組實驗都需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件（2）按甲同學設(shè)計裝置完成實驗，并根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，畫出小車的SKIPIF1<0圖像如圖所示，從圖像中可以得出，當小車的質(zhì)量為0.5kg時，它的加速度為_______m/s2。（3）若乙、丙、丁三位同學發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和彈簧測力計讀數(shù)相同，通過計算得到小車加速度均為a，則乙、丙、丁實驗時所用小車總質(zhì)量之比為_______。6．（7分）（2022年9月河北示范性高中調(diào)研）某同學用如圖所示的裝置探究物體的加速度和受力、質(zhì)量的關(guān)系。已知滑塊的質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m，遮光條的寬度為d。調(diào)整導軌水平、輕細繩與導軌平行后給氣墊導軌充氣，待穩(wěn)定后釋放滑塊。測得遮光條通過光電門的時間為t，用mg作為M的合外力獲得與a的關(guān)系．已知當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮間，回答下列問題：（1）使用該裝置探究以上實驗，______（選填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力，______滿足SKIPIF1<0（選填“需要”或者“不需要”），滑塊通過光電門時速度的大小為______（用測量的物理量來表示）；（2）實驗中，為了處理數(shù)據(jù)描述a與M的關(guān)系，需要描繪SKIPIF1<0圖像而不是描繪SKIPIF1<0圖像，原因是______。（3）在描繪SKIPIF1<0圖像的過程中隨著a的增加，圖像的斜率發(fā)生了彎曲，你認為可能的原因是______。7.（2023江蘇南通第一次質(zhì)檢）圖甲是驗證動量守恒定律的裝置，氣墊導就上安裝了l、2兩個光電門，兩滑塊上均固定一相同的豎直遮光條。

（l）用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，其讀數(shù)為______mm。（2）實驗前，接通氣源后，在導軌上輕放一個滑塊，給滑塊一初速度，使它從軌道左端向右運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時間大于通過光電門2的時間。為使導軌水平，可調(diào)節(jié)Q使軌道右端______（選填“升高”或“降低”）一些。（3）測出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為SKIPIF1<0，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為SKIPIF1<0，遮光條的寬度用d表示。將滑塊A靜置于兩光電門之間，將滑塊B靜置于光電門2右側(cè)，推動B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過光電門2并與A發(fā)生碰撞且被彈回，再次經(jīng)過光電門2。光電門2先后記錄的擋光時間為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，光電門1記錄的擋光時間為SKIPIF1<0，則實驗中兩滑塊的質(zhì)量應滿足SKIPIF1<0______SKIPIF1<0（選填“>”、“<”或“=”），滑塊B碰后的速度為______。（4）實驗中遮光條寬度的測量值有誤差對驗證碰撞過程動量守恒有無影響？請說明理由。______（5）若實驗發(fā)現(xiàn)碰撞過程中機械能也守恒，則SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0應滿足的關(guān)系式是______。A．SKIPIF1<0B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0D.SKIPIF1<08.（2023遼寧鐵嶺六校協(xié)作體聯(lián)考）在研究小球平拋運動的實驗中，某同學只記錄了A、B、C三個點而忘了拋出點的位置，今取A為坐標原點，建立了如圖所示坐標系，平拋軌道上三點的坐標值圖中已標出，則：（1）以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的是______。A．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平B．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C．每次小球應從同一高度由靜止釋放D．為描出小球的運動軌跡，描繪的點可以用折線連接（2）小球由A運動到B所用的時間為______s。6小圓同學用橡皮筋同種一元硬幣刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計了如圖（a）所示的如下：（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；以度l下表：序號12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長度l/m10.5112.0213.5415.0516.56（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點，繪制圖線；______此時橡皮筋的長度為______cm；（5）由上述數(shù)據(jù)計算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為______g（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。10.（2023遼寧鐵嶺六校協(xié)作體聯(lián)考）某物理興趣小組利用如圖甲實驗裝置驗證SKIPIF1<0、SKIPIF1<0組成的系統(tǒng)機械能守恒。SKIPIF1<0從一定高度由靜止開始下落，SKIPIF1<0上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。如圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶：O是打下的第一個點，打點計時器的工作頻率為50Hz。A、B、C為紙帶上標注的三個計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出）。各計數(shù)點到O點的距離已在圖中標出。已知SKIPIF1<0、SKIPIF1<0（重力加速度g取SKIPIF1<0，計算結(jié)果均保留一位小數(shù)）（1）關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是______；A．重物最好選擇密度較大的物塊B．重物的質(zhì)量可以不測量C．實驗中應先釋放紙帶，后接通電源D．可以利用公式SKIPIF1<0來求解瞬時速度（2）在紙帶上打下計數(shù)點B時的速度v＝______m/s；（3）在打計數(shù)點O至B過程中系統(tǒng)動能的增加量SKIPIF1<0______J，系統(tǒng)重力勢能的減少量SKIPIF1<0______J，實驗結(jié)果顯示SKIPIF1<0略大于SKIPIF1<0，那么造成這一現(xiàn)象的主要原因是_______。（4）某同學根據(jù)選取的紙帶的打點情況做進一步分析，做出SKIPIF1<0獲得的速度v的平方隨下落的高度h的變化圖像如圖丙所示，據(jù)此可計算出當?shù)氐闹亓铀俣萭＝______SKIPIF1<0。11.（2023陜西師大附中期初檢測）某實驗小組為測量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導致的機械能損失，設(shè)計了如圖（a）所示的裝置，實驗過程如下：（1）讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調(diào)節(jié)光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門。（2）用螺旋測微器測量小球的直徑，示數(shù)如圖（b）所示，小球直徑SKIPIF1<0__________SKIPIF1<0。（3）測量時，應__________（選填“A”或“B”，其中A為“先釋放小球，后接通數(shù)字計時器”，B為“先接通數(shù)字計時器，后釋放小球”）。記錄小球第一次和第二次通過光電門的遮光時間SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。（4）計算小球通過光電門速度，已知小球的質(zhì)量為m，可得小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失SKIPIF1<0__________（用字母m、d、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0表示）。（5）若適當調(diào)高光電門的高度，將會__________（選填“增大”或“減小”）因空氣阻力引起的測量誤差。12.（2023四川成都蓉城名校聯(lián)盟聯(lián)考）某實驗小組為了“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”，實驗操作如下：（1）如圖甲，在鋪有白紙的水平術(shù)板上，橡皮條一端固定在方點，另一端拴兩個細繩套。（2）如圖乙，用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮條，使繩與橡皮條的結(jié)點伸長到某位置并記下該位置為O點，記下此時彈簧測力計的示數(shù)F1和F2。該過程中的下列實驗要求必要的是______（填標號）。A．拉線方向應與木板平面平行B．兩個彈簧測力計必須相互垂直地拉伸C．兩個彈簧測力計必須完全相同D．必須記下兩個彈簧測力計的拉力方向（3）如圖丙，用一個彈簧測力計拉橡皮條，使繩與橡皮條的結(jié)點拉伸到同一位置O點，記下此時彈簧測力計的示數(shù)F和細繩的方向。關(guān)于該過程，下列說法正確的是______（填標號）。A．彈簧測力計的示數(shù)為F＝3.0NB．讀數(shù)時視線必須正對彈簧測力計刻度C．該實驗采用的是控制變量法D．兩次實驗均將繩與橡皮條的結(jié)點拉伸到同一位置O點的目的是使兩次力的作用產(chǎn)生的效果相同（4）如圖丁，已按一定比例作出了F1、F2和F的圖示，并以F1、F2為鄰邊作出了平行四邊形，其對角線為SKIPIF1<0，則由該實驗可得到的結(jié)論是______。13.（2023湖南三湘創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)考）2022年6月17日，中國第三艘航空母艦正式下水，被命名為“福建艦”，“福建艦”配置了電磁彈射器，并采用了平直通長飛行甲板，配置了阻攔裝置，排水量可達8萬余噸。某次訓練時傳感器測得艦載機的位置如表格所示。從某時刻（t=0）開始的一段時間內(nèi)，該艦載機可視為沿直線運動。SKIPIF1<000.40.81.21.62SKIPIF1<003.9415.7535.4263.0098.48回答下列問題：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該艦載機在這段時間內(nèi)近似做勻加速運動，判斷的理由是：___________。（2）當SKIPIF1<0時，該艦載機的速度大小v=___________m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）這段時間內(nèi)該艦載機的加速度大小a=___________SKIPIF1<0（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。14.（2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）探究“加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示．小車后面固定一條紙帶，穿過電火花打點計時器，細線一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動滑輪與掛在豎直面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉力傳感器用于測小車受到拉力的大?。?）關(guān)于平衡摩擦力，下列說法正確的是___________．A．平衡摩擦力時，需要在動滑輪上掛上鉤碼B．改變小車質(zhì)量時，需要重新平衡摩擦力C．改變小車拉力時，不需要重新平衡摩擦力（2）實驗中___________(選填“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量．（3）某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F的關(guān)系圖像如圖乙所示，圖線不過原點的原因是___．A．鉤碼質(zhì)量沒有遠小于小車質(zhì)量B．平衡摩擦力時木板傾角過大C．平衡摩擦力時木板傾角過小或未平衡摩擦力15.（2023寧夏銀川一中第一次月考）利用如圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門甲固定在斜面上，光電門乙的位置可移動（光電門甲更靠近滑塊）。兩光電門之間的距離為s，在滑塊上面安裝寬度為d的遮光片，當滑塊從木板上的特定點無初速度釋放時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t。

（1）該同學多次改變光電門乙的位置，讓滑塊從同一位置無初速度釋放，并測出多組s和t，以SKIPIF1<0為縱坐標，以t為橫坐標，做出SKIPIF1<0的關(guān)系圖線如圖2所示，A、B為圖線上的兩點，其對應的坐標均為已知，滑塊下滑的加速度大小為________。（用題中所給的物理量符號表示）（2）進一步分析圖2、滑塊通過光電門甲的速度大小為________。（用題中所給的物理量符號表示）（3）用遮光片過光電門這段時間的平均速度近似代表滑塊通過光電門這一位置時的瞬時速度。利用此實驗裝置，為使滑塊通過光電門乙的平均速度更接近瞬時速度，下列做法正確的是________。（填選項代號）A．換用寬度更寬的遮光片B．換用寬度更窄的遮光片C．增大滑塊的質(zhì)量D．增大光電門乙與滑塊間的距離16（2023南昌二中開學質(zhì)檢）某實驗小組采用如圖甲所示裝置探究做功與動能變化的關(guān)系，并測量斜面的動摩擦因數(shù)μ。主要步驟如下：（1）把平板豎直放置，并畫上一條水平線AB，測出水平線與水平地面的高度h，將斜面一端抬高，頂端至少要高于水平線，斜面的底端垂直斜面放置光電門，可以測量形狀為正方體、質(zhì)量為m的小滑塊經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，要間接測量出滑塊通過光電門的動能，還需要測量的物理量為_______（填寫該物理量名稱和符號），小滑塊通過光電門的動能表達式為Ek=________；（2）將小滑塊放置在斜面上水平線對應位置，并測量出該位置與光電門位置的水平距離L，小滑塊由靜止釋放后沿斜面下滑通過光電門，斜面的動摩擦因數(shù)μ和當?shù)刂亓铀俣萭視為不變，則小滑塊從同一高度h滑下合外力做功的表達式為W=_______；（3）以斜面底端為支點，保持該位置不動，改變斜面頂端位置，重復步驟（2），該實驗小組利用實驗數(shù)據(jù)描繪得到了如圖乙所示的圖像（SKIPIF1<0－L圖像），用該圖像來反映合外力做功與動能變化的關(guān)系，則還可以算出斜面的動摩擦因數(shù)μ=_______（用所測量的物理量和圖中相關(guān)的物理量表示）。17.（2023湖南頂級名校質(zhì)檢）某同學利用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，所用器材包括：安裝phyphoxAPP的智能手機、鐵球、刻度尺、鋼尺等。實驗過程如下：（1）一鋼尺伸出水平桌面少許，將質(zhì)量為m的鐵球放在鋼尺末端，用刻度尺測出鋼尺上表面與地板間的高度差SKIPIF1<0；（2）運行智能手機中的聲音“振幅”（聲音傳感器）項目；（3）迅速敲擊鋼尺側(cè)面，鐵球自由下落。傳感器記錄下聲音振幅隨時間變化曲線如圖10乙所示，第一、第二個尖峰的橫坐標分別對應鐵球開始下落和落地時刻。測得這兩個尖峰的時間間隔為SKIPIF1<0。（4）若鐵球下落過程中機械能守恒，則應滿足等式：___________（請用物理量符號m、g、h、t表示）。（5）若已知鐵球質(zhì)量為50g，SKIPIF1<0，則下落過程中減小的重力勢能SKIPIF1<0，增加的動能SKIPIF1<0___________J（結(jié)果保留3位小數(shù)）。相對誤差SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0，據(jù)此可以得到的實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，鐵球在自由下落過程中機械能守恒。（6）敲擊鋼尺側(cè)面時若鐵球獲得一個較小的水平速度，對實驗測量結(jié)果___________（填“有”或“沒有”）影響。18.（2023江蘇如皋期初質(zhì)檢）小明設(shè)計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律實驗，如圖所示。

（1）現(xiàn)有以下材質(zhì)的小球：①乒乓球；②橡膠球；③鋼球，實驗中應選用____________。（2）固定好拉力傳感器后，下列實驗操作步驟，正確順序是____________。①改變小球的初始釋放位置，重復上述過程②記錄小球擺動過程中拉力傳感器示數(shù)的最大值SKIPIF1<0和最小值SKIPIF1<0③將一根輕繩穿過小圓環(huán)，一端連接傳感器，另一端連接小球④拉起小球至某一位置由靜止釋放，使小球在豎直平面內(nèi)擺動⑤在傳感器正下方固定一個小圓環(huán)，圓環(huán)平面水平（3）實驗測得的數(shù)據(jù)見下表。SKIPIF1<00.0470.0800.1100.1700.200SKIPIF1<01.6601.5801.5221.4091.350（3）請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出SKIPIF1<0圖像。（）

（4）由SKIPIF1<0圖像得圖線的斜率為_________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。若小球擺動過程中機械能守恒，圖線斜率的理論值為____________。（5）該實驗系統(tǒng)誤差的主要來源是___________。A．小球擺動角度偏大B.小球初始釋放位置不同C.小球擺動過程中有空氣阻力19.（2023云南昆明云南師大附中質(zhì)檢）某同學做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，主要步驟如下：A．在水平桌面上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B．用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的SKIPIF1<0點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；C．用兩個彈簧秤分別勾住繩套，互成角度拉橡皮條，使橡皮條拉長，結(jié)點到達某一位置SKIPIF1<0，記錄下SKIPIF1<0點的位置，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)，記下細繩的方向；D．按選好的標度（1cm長度表示1N），