專題19力學(xué)實(shí)驗(yàn)

專題19力學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)梳理考點(diǎn)一基本儀器的使用和讀數(shù)1.長(zhǎng)度的測(cè)量?jī)x器游標(biāo)卡尺(不估讀)(1)讀數(shù)：測(cè)量值＝主尺讀數(shù)(mm)＋精度×游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線數(shù)值(mm)。(2)常用精確度：10分度游標(biāo)，精度0.1mm；20分度游標(biāo)，精度0.05mm；50分度游標(biāo)，精度0.02mm螺旋測(cè)微器(需估讀)測(cè)量值＝固定刻度＋可動(dòng)刻度(帶估讀值)×0.01mm毫米刻度尺的讀數(shù)：精確到毫米，估讀一位2.時(shí)間類測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔為Δt＝0.02×5s＝0.1s。(2)頻閃照相機(jī)：用等時(shí)間間隔獲取圖象信息的方法將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來(lái)，時(shí)間間隔Δt＝eq\f(1,f)。(f為頻閃照相機(jī)的頻率)(3)光電計(jì)時(shí)器：記錄遮光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間。例一（2021江蘇適應(yīng)性考試）.用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。把左端帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，載有砝碼的木塊右端連接穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，左端連接細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)定滑輪掛有槽碼，木塊在槽碼的牽引下運(yùn)動(dòng)通過(guò)紙帶測(cè)量木塊的加速度，并測(cè)出木塊與砝碼的總質(zhì)量M，槽碼的總質(zhì)量m，計(jì)算木塊與木板之間的摩擦力f。改變M和m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。(1)下列實(shí)驗(yàn)操作步驟，正確順序是___________；①釋放木塊②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電③將木板固定在水平桌面上④調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與木板平行⑤將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并固定在木塊上(2)實(shí)驗(yàn)打出的一段紙帶如下圖所示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，圖中紙帶按實(shí)際尺寸畫出，則木塊的加速度為___________m/s2；(3)甲同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)見下表。M/kgf/N請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出fM圖像__________；(4)已知重力加速度g2，可求得該木塊與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)=___________；(5)乙同學(xué)用(3)問(wèn)表中的數(shù)據(jù)逐一計(jì)算出每次測(cè)量的值，取其平均值作為測(cè)量結(jié)果。他發(fā)現(xiàn)該值比甲同學(xué)在(4)問(wèn)中得出的值大。你認(rèn)為哪位同學(xué)的結(jié)果更準(zhǔn)確，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由______________?！敬鸢浮?1).③⑤④②①(2).0.47(3).見解析(4).0.33(0.32~0.34)(5).見解析【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)時(shí)，將木板固定在水平桌面上，接著將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并固定在木塊上，然后把細(xì)線拴在小車上，使細(xì)線跨過(guò)定滑輪并掛上槽碼，調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線與木板平行。再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電，接著釋放木塊。最后關(guān)閉電，取下紙帶。故正確順序是③⑤④②①。(2)[2]如圖所示每四個(gè)點(diǎn)選用一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)上字母。則計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為用刻度尺測(cè)得C、E兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為，，由逐差法得(3)[3]根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，用平滑的曲線連接如下(4)[4]由滑動(dòng)摩擦力公式得：可知，圖線的斜率為，則：解得：(5)[5]用圖象法求，需要連線，連線時(shí)盡量讓更多的點(diǎn)在線上，但不會(huì)去將就每一個(gè)點(diǎn)。這樣偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，說(shuō)明有問(wèn)題，可以自動(dòng)排除。但乙同學(xué)通過(guò)求平均值就做不到這一點(diǎn)，因此甲同學(xué)的結(jié)果更準(zhǔn)確。例二.某同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為________mm；用游標(biāo)卡尺測(cè)量某物體的厚度時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為_______mm.【答案】：～均正確)【解析】：螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)8mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為＝0.470mm，所以最終讀數(shù)為8mm＋0.470mm＝8.470mm，由于需要估讀，因此在范圍～8.472mm內(nèi)均正確；游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為2cm，游標(biāo)尺上第13個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊，因此游標(biāo)讀數(shù)為0.05×13mm＝0.65mm＝0.065cm，所以最終讀數(shù)為2cm＋0.065cm＝2.065cm?？键c(diǎn)二基本力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.研究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理方法研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)紙帶數(shù)據(jù)分析運(yùn)動(dòng)?(1)利用連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差等于恒量進(jìn)行有關(guān)計(jì)算或判斷(2)利用平均速度法求瞬時(shí)速度(3)利用Δx=aT2(或逐差法)求a(4)利用vt圖像求a研究平拋運(yùn)動(dòng)軌跡描繪法分析運(yùn)動(dòng)?取點(diǎn)分析法y2y1=gT2Δx=v0T2.探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理方法探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系F=kx圖像法探究動(dòng)能定理探究單擺運(yùn)動(dòng)3.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理方法驗(yàn)證力的平行四邊形定則兩力的作用效果與一力相同作圖法驗(yàn)證牛頓第二定律控制變量法驗(yàn)證：a∝Fa∝??圖像法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律Ep少=Ek增?從幾條打下點(diǎn)的紙帶中挑選出點(diǎn)跡清楚的紙帶進(jìn)行測(cè)量ΔEk=?,|ΔEp|=mgdn,vn=,計(jì)算對(duì)比→|ΔEp|與ΔEk驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律m1v1=m1v1'+m2v2'?落點(diǎn)距離分析?m1·OP=m1·OM+m2·ON例一（2021·浙江卷）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示。O點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C和D為另外4個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn)。①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對(duì)體積和形狀相同的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇密度大的理由是___________。②已知交流電頻率為，重物質(zhì)量為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，則從O點(diǎn)到C點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能變化量的絕對(duì)值___________J、C點(diǎn)的動(dòng)能___________J（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。比較與的大小，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是___________。A．工作電壓偏高B．存在空氣阻力和摩擦力C．接通電前釋放了紙帶【答案】阻力與重力之比更?。ɑ蚱渌侠斫忉專?.5470.588C【解析】①[1]在驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)時(shí)阻力越小越好，因此密度大的阻力與重力之比更?、赱2]由圖中可知OC之間的距離為，因此機(jī)械能的減少量為[3]勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)間中點(diǎn)的速度等于這段時(shí)間的平均速度，因此因此動(dòng)能的增加量為[4]工作電壓偏高不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的誤差，存在摩擦力會(huì)使重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，只有提前釋放了紙帶，紙帶的初速度不為零，下落到同一位置的速度偏大才會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量。例二（2021·全國(guó)卷）某同學(xué)利用圖（a）所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖（b）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖（b）中標(biāo)出。完成下列填空：（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）小球運(yùn)動(dòng)到圖（b）中位置A時(shí)，其速度的水平分量大小為___________，豎直分量大小為___________；（2）根據(jù)圖（b）中數(shù)據(jù)可得，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮開__________?！敬鸢浮?.02.09.7【解析】（1）[1]因小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此速度為[2]豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，因此A點(diǎn)的豎直速度可由平均速度等于時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度求得：（2）[3]由豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)可得：代入數(shù)據(jù)可得：考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新1.掌握實(shí)驗(yàn)情景設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的“道具”⑴利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電門或者其它計(jì)時(shí)工具⑵氣墊導(dǎo)軌、頻閃照相機(jī)等也是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的常用道具2.實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換⑴用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板；用光電門、頻閃相機(jī)代替打點(diǎn)時(shí)器等⑵用電子稱或已知質(zhì)量的鉤碼代替彈簧測(cè)力計(jì)。⑶拉力傳感器的示數(shù)即細(xì)線對(duì)滑塊的拉力，此時(shí)無(wú)須使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的拓展與延伸對(duì)基本實(shí)驗(yàn)或規(guī)律進(jìn)行拓展與延伸，可以是對(duì)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的變化與創(chuàng)新，也可以是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論或目的的變化與創(chuàng)新，還可以是對(duì)物理規(guī)律的拓展與延伸。如：測(cè)量重力加速度落體法（滴水法、頻閃照片、光電門）、拋體法、連接體等測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)平面、斜面上利用平衡法、勻加速直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化法等測(cè)量例一（2021·全國(guó)卷）為測(cè)量小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為的斜面（已知sin，cos），小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。該同學(xué)用拍攝小銅塊的下滑過(guò)程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔（每個(gè)時(shí)間間隔?T）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。s1s2s3s4s5由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為___________m/s2，小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為___________。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取2）【答案】0.430.32【解析】[1]根據(jù)逐差法有[2]對(duì)小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有:代入數(shù)據(jù)解得:例二（2021·廣東卷）某興趣小組測(cè)量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機(jī)玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機(jī)玻璃管底端。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：先沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個(gè)質(zhì)量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個(gè)從管口滑進(jìn)，每滑進(jìn)一個(gè)鋼球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個(gè)數(shù)n和彈簧上端對(duì)應(yīng)的刻度尺示數(shù)，數(shù)據(jù)如表所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計(jì)算彈簧壓縮量，進(jìn)而計(jì)算其勁度系數(shù)。n123456（1）利用計(jì)算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm；（2）上述是管中增加______個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度系數(shù)為______N/m。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】6.046.05348.6【解析】（1）[1]根據(jù)壓縮量的變化量為[2]壓縮量的平均值為（2）[3]因三個(gè)是相差3個(gè)鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個(gè)鋼球時(shí)產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；（3）[4]根據(jù)鋼球的平衡條件有解得能力訓(xùn)練1．（2021·福建省龍巖市三模）在“用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中：（1）用毫米刻度尺測(cè)出擺線長(zhǎng)L，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球的直徑D。在下面進(jìn)行的操作中，正確的是：______（選填選項(xiàng)前的字母）；A.把單擺從平衡位置拉開一個(gè)較大的角度釋放B.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)C.用秒表測(cè)量單擺完成1次全振動(dòng)所用時(shí)間作為單擺的周期（2）當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，用秒表測(cè)量單擺n次全振動(dòng)的時(shí)間t，秒表的示數(shù)如圖所示，則t=______s；（3）用上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)出的物理量（擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)，擺球直徑為D，全振動(dòng)n次所用時(shí)間t）寫出重力加速度計(jì)算式g=______?！敬鸢浮?1).B(2).75.2(3).【解析】(1)[1]A．單擺在擺角小于5°的情況下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)在單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)，故B正確；C．測(cè)出多個(gè)周期的總時(shí)間然后求出平均值作為單擺的周期；故C錯(cuò)誤；(2)[2]秒表的示數(shù)(3)[3]周期根據(jù)解得：2、請(qǐng)正確填寫下列基本儀器的讀數(shù)：圖5－11－21 (1)用游標(biāo)尺為20分度的卡尺測(cè)量某物體的長(zhǎng)度如圖5－11－21甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為________cm； (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某導(dǎo)線直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為________mm； (3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)某電阻，表盤的示數(shù)如圖丙所示，則該電阻的阻值約為________Ω； (4)圖丁中電阻箱的讀數(shù)為________Ω.【答案】～均正確)(3)220【解析】(1)游標(biāo)尺零刻度線對(duì)應(yīng)的主尺上整數(shù)部分為50mm，游標(biāo)尺第3條刻度線與主尺53mm刻度線對(duì)齊，3×0.05mm＝0.15mm，故讀數(shù)為50.15mm，即5.015cm. (2)螺旋測(cè)微器讀數(shù)為4.5mm＋19.8×0.01mm＝～4.700mm均正確)． (3)多用電表測(cè)電阻不需要估讀．用多用電表測(cè)電阻的方法：電阻的測(cè)量值＝表的示數(shù)×倍率．故答案為22×10Ω＝220Ω. (4)電阻箱的讀數(shù)方法：將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到電阻箱的實(shí)際阻值．故讀數(shù)為84580.2Ω.3、（2021·北京市房山區(qū)二模）如圖，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。(1)某同學(xué)列舉實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)器材為：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、秒表、交流電、導(dǎo)線、重錘、天平。其中不必要的是______；(2)在一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如下圖所示。若紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間時(shí)間間隔為，從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少量ΔEp=______J，此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量ΔEk=_____J（g取2，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）；通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上ΔEp______ΔEk（填“>”“=”或“<”），這是因?yàn)開_____；(3)如果以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是下圖中的______。A．B.C.D.【答案】(1).秒表、天平(2).0.49(3).0.48(4).大于(5).存在摩擦阻力做負(fù)功(6).B【解析】(1)[1]因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器就是計(jì)時(shí)工具，則該實(shí)驗(yàn)中不需要秒表，也不需要天平；(2)[2][3]從起點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少量打B點(diǎn)時(shí)的速度此過(guò)程中物體動(dòng)能的增加量[4][5]通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上ΔEp>ΔEk，這是因?yàn)橹匚锵侣溥^(guò)程中存在摩擦阻力做負(fù)功。(3)[6]根據(jù)可知?jiǎng)t圖線是過(guò)原點(diǎn)的直線，故選B。4、（2021·安徽省八校模擬）某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：A．在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板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套；C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，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O。記下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2，并__________；D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出__________；E．只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)繩套拉橡皮條，使_________________，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示；F．比較_______________，看它們是否相同，得出結(jié)論。(2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，以下措施必須的是___________。A．兩繩套長(zhǎng)度必須相等B．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)必須相等C．兩繩套長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)些，但不必相等D．用彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)繩套拉橡皮條時(shí)應(yīng)使繩套、橡皮條平行于木板平面【答案】(1).描下兩力的方向(2).合力F(3).結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)(4).力F′和F的大小和方向(5).CD【解析】(1)[1]研究分力時(shí)，不僅要有大小，還要有方向，故還要記錄兩力的方向；[2]本實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，所以需要作出理論值進(jìn)行比較，即用平行四邊形定則求出理論值合力F；[3]本實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代法，即兩次實(shí)驗(yàn)效果要相同，所以通過(guò)繩套拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)；[4]本實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，所以需要比較理論值和實(shí)際值，故比較力F′和F；(2)[5]AC．通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條時(shí)，并非要求兩細(xì)繩等長(zhǎng)，且繩套的長(zhǎng)度適當(dāng)長(zhǎng)些，有利于確定繩子的方向，A錯(cuò)誤，C正確；B．兩個(gè)分力不需要一定相等，B錯(cuò)誤；D．在用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧與木板平面平行，避免摩擦阻力的存在，D正確。故選CD。5、（2021·河北省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期調(diào)研）“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖所示，通過(guò)描點(diǎn)法畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。（1）在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、重垂線、鉛筆、三角板、圖釘、坐標(biāo)紙之外，下列實(shí)驗(yàn)器材中還需要的有_________。（填入正確選項(xiàng)前的字母）A.刻度尺B.秒表C.天平（2）引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因可能是_________。A.實(shí)驗(yàn)中使用密度較小的小球B.斜槽不光滑，有摩擦C.小球自由滾下時(shí)起始位置不完全相同D.以斜槽末端緊貼著槽口處作為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn)O（3）實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)斜槽末端的切線不水平，導(dǎo)致斜槽的末端Q斜向上與水平方向所成的夾角為θ。該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球離開斜槽的速度大小為v0，建立xQy平面直角坐標(biāo)系。請(qǐng)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律寫出小球水平方向的位移x與時(shí)間t關(guān)系式__________和豎直方向的位移y與時(shí)間t關(guān)系式_______?！敬鸢浮?1).A(2).ACD(3).(4).【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)通過(guò)描出小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上的點(diǎn)，然后作出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)出小球的水平與豎直分位移，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出小球的初速度，實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)時(shí)間、質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)距離，故A正確，BC錯(cuò)誤。故選A。(2)[2]A．使用密度大、體積小的鋼球可以減小做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，可以減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中使用密度較小的小球，增大實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確；B．該實(shí)驗(yàn)要求小球每次拋出的初速度要相同而且水平，因此要求小球從同一位置靜止釋放，每次鋼球與斜槽間的摩擦對(duì)小球做的功相同，因此斜槽不光滑，有摩擦，對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，故B錯(cuò)誤；C．為確保有相同的水平初速度，所以要求從同一位置無(wú)初速度釋放，故C正確；D．建立坐標(biāo)系時(shí)，因?yàn)閷?shí)際的坐標(biāo)原點(diǎn)為小球在末端時(shí)球心在白紙上的投影，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，使得測(cè)量誤差增大，故D正確。故選ACD。(3)[3]小球離開斜槽的速度大小為v0，與水平方向所成的夾角為θ，所以小球做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向的速度小球水平方向的位移x與時(shí)間t關(guān)系式[4]豎直方向上是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上的初速度為豎直方向的位移y與時(shí)間t關(guān)系式6、（2021·廣東省普寧適應(yīng)性考試）如圖所示，水平傳送帶固定在桌面上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在傳送帶右側(cè)與傳送帶等高的水平面上。為探究滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況，某同學(xué)進(jìn)行了下列操作。①將一端固定在滑塊上的紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，使滑塊處于傳送帶右端并保持靜止。②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與傳送帶電，傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。③待傳送帶運(yùn)行穩(wěn)定后，將滑塊由靜止釋放。④在滑塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在拉直的紙帶上打出一系列點(diǎn)。⑤在紙帶上從某點(diǎn)O開始，依次選取A~H幾個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的距離如下表所示：計(jì)時(shí)點(diǎn)區(qū)間xOAxABxBCxCDxDExEFxFGxGH計(jì)時(shí)點(diǎn)間距/cm已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電的頻率為50Hz，取重力加速度g=10m/s2，以地面為參考系，可以確定：（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）傳送帶運(yùn)行穩(wěn)定后速度的大小為______m/s；（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下______兩相鄰點(diǎn)間的某時(shí)刻，滑塊開始勻速運(yùn)動(dòng)；（3）滑塊在加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度大小為______m/s2?！敬鸢浮?1).0.83(2).D、E【解析】（1）[1]通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離可知，滑塊在EH段隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，則傳送帶穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)后速度的大小為（2）[2]根據(jù)紙帶間距的距離判斷可知，滑塊在OD段相鄰位置之差基本相等，所以滑塊在OD段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在EH段隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，所以在打下D、E兩相鄰點(diǎn)間，滑塊已開始勻速運(yùn)動(dòng)。（3）[3]滑塊在OD段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逐差法有7、（2021·北京市朝陽(yáng)區(qū)二模）某同學(xué)借助圖1所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，長(zhǎng)木板的一端墊有小木塊，可以微調(diào)木板的傾斜程度，以平衡摩擦力，使兩個(gè)小車均能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。小車1前端貼有橡皮泥，后端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電后，讓小車1以某速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與置于木板上靜止的小車2相碰并粘在一起，之后繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電頻率為50Hz，得到的紙帶如圖2所示，已將各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離標(biāo)在圖上。（1）圖2中的數(shù)據(jù)有AB、BC、CD、DE四段，計(jì)算小車1碰撞前的速度大小應(yīng)選______段，計(jì)算兩車碰撞后的速度大小應(yīng)選______段；（2）若小車1的質(zhì)量（含橡皮泥）為，小車2的質(zhì)量為，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，碰前兩小車的總動(dòng)量是0.685kg·m/s，碰后兩小車的總動(dòng)量是______kg·m/s；（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）關(guān)于實(shí)驗(yàn)的操作與反思，下述說(shuō)法正確的是______。A．實(shí)驗(yàn)中小車1必須從靜止釋放B．若小車1前端沒貼橡皮泥，不影響實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證C．上述實(shí)驗(yàn)裝置不能驗(yàn)證彈性碰撞規(guī)律【答案】(1).BC(2).DE(3).0.684(4).C【解析】（1）[1][2]接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電后，推動(dòng)小車1由靜止開始運(yùn)動(dòng)，故小車有個(gè)加速過(guò)程，在碰撞前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同，故BC段為勻速運(yùn)動(dòng)的階段，故選BC計(jì)算碰前的速度；碰撞過(guò)程是一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而小車1和2碰后的共同運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)相同的位移，應(yīng)選DE段來(lái)計(jì)算碰后共同的速度。（2）[3]碰后小車的共同速度為碰后的動(dòng)量為（3）[4]A．實(shí)驗(yàn)中小車1不一定從靜止釋放，只要碰撞前做勻速運(yùn)動(dòng)即可，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．若小車1前端沒貼橡皮泥，則兩車不能粘在一起，小車2的速度不好測(cè)量，所以小車1前端沒貼橡皮泥會(huì)影響實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．上述實(shí)驗(yàn)裝置中兩小車碰撞后粘在一起，是非彈性碰撞，彈性碰撞的話小車2碰撞后的速度無(wú)法測(cè)量，因此該裝置不能驗(yàn)證彈性碰撞規(guī)律，選項(xiàng)C正確。故選D。8、（2021·山東省煙臺(tái)適應(yīng)性練習(xí)）某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究加速度與力的關(guān)系。用M表示小車質(zhì)量，m表示沙和沙桶的質(zhì)量，滑輪和細(xì)線質(zhì)量不計(jì)。（1）該小組按照?qǐng)D甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)步驟：①天平測(cè)出小車的質(zhì)量M②將空的沙桶和紙帶安裝好，長(zhǎng)木板一端墊高，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，平衡摩擦力③在桶中加適量的沙子，用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量m④小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電，再釋放小車，打出一條紙帶，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)⑤根據(jù)打出的紙帶計(jì)算小車加速度的大?、薷淖兺爸猩匙拥馁|(zhì)量，重復(fù)③④⑤以上操作不必要或有錯(cuò)誤的步驟是___________（選填步驟序號(hào)）（2）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。從紙帶上測(cè)出x1，x2，x5，x6。則小車加速度大小a=___________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，作出的aF圖像是一條直線，如圖丙所示，圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為___________（用題中給定的字母符號(hào)表示）?！敬鸢浮?3).【解析】(1)[1]②將紙帶安裝好，長(zhǎng)木板一端墊高，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，平衡摩擦力，此時(shí)不能掛上沙桶；③在桶中加適量的沙子，沙和沙桶的質(zhì)量m不必測(cè)量，因?yàn)樾≤囀艿降睦τ蓮椈沙舆M(jìn)行測(cè)量，故不必要或有錯(cuò)誤的步驟是②③。(2)[2]由題意可知，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為T，由逐差法可得，小車加速度大小為代入數(shù)據(jù)解得a2。(3)[3]由牛頓第二定律可得整理得圖線的斜率為則小車的質(zhì)量為9、（2021·北京市昌平區(qū)二模）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，（1）甲同學(xué)采用讓重物自由下落的方法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。該同學(xué)從打出的紙帶中選出一條理想的紙帶，如圖所示。選取紙帶上連續(xù)打出的三個(gè)點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3.已知重錘的質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為f，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。從起始點(diǎn)O開始到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減小量?EP=____________，重錘動(dòng)能的增加量?Ek=____________。在誤差允許的范圍內(nèi)，如果?EP=?Ek，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒。（2）乙同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和光電門等器材驗(yàn)證機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)前，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，滑塊通過(guò)細(xì)線與托盤和砝碼相連。開啟氣泵，待出氣穩(wěn)定后將滑塊從圖示位置由靜止釋放，讀出擋光條通過(guò)光電門的擋光時(shí)間為t。已知?jiǎng)傖尫艜r(shí)擋光條到光電門的距離為l，擋光條的寬度為d，托盤和砝碼的總質(zhì)量為m，滑塊和擋光條的總質(zhì)量為M，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。在滑塊從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到光電門的過(guò)程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量?EP=____________；系統(tǒng)動(dòng)能的增加量?Ek=____________。在誤差允許的范圍內(nèi)，如果?EP=?Ek，則可驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒?！敬鸢浮?1).mgh2(2).(3).mgl(4).【解析】(1)[1][2]從起始點(diǎn)O開始到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減小量?EP=mgh2打下B點(diǎn)的速度動(dòng)能的增加量(2)[3][4]在滑塊從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到光電門的過(guò)程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量?EP=mgl通過(guò)光電門速度系統(tǒng)動(dòng)能的增加量?Ek=10、（2021·北京市房山區(qū)一模）某同學(xué)用如圖15所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次，再把同樣大小的b球靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下與b球相碰，碰后兩球分別落在記錄紙的不同位置，重復(fù)10次。(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，a、b兩個(gè)小球相碰后應(yīng)同時(shí)落地B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，a、b兩個(gè)小球的直徑可以不相同C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球每次不必從斜槽上的同一位置由靜止釋放D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜槽末端的切線必須水平(2）實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是__________(填序號(hào)字母)A．a(chǎn)、b兩個(gè)小球的質(zhì)量ma、mbB．斜槽軌道末端到水平地面的高度HC．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端的高度hD．a(chǎn)、b兩個(gè)小球離開斜槽軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間E．記錄紙上О點(diǎn)到兩小球的平均落點(diǎn)位置A、B、C的距離(3)入射a球從固定點(diǎn)下滑過(guò)程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)有影響?并說(shuō)明理由。___________________________________________________________________________________。(4)如果以各球落點(diǎn)所在直線為x軸，以О為原點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為xAm，xBm，xCm，若碰撞中符合動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)所用小球直徑均為2cm，則a、b兩小球的質(zhì)量之比__________。【答案】（1）AD（2分）；（2）AE（2分）；（3）不影響（1分），理由：只要求a球每次到達(dá)斜槽底端（碰前）速度相同即可（1分）；（4）2：1（2分）?！窘馕觥浚?）實(shí)驗(yàn)時(shí)，a、b兩個(gè)小球相碰后下落的高度相同，故它們應(yīng)同時(shí)落地，選項(xiàng)A正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，a、b兩個(gè)小球的直徑需要相同，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球每次必須從斜槽上的同一位置由靜止釋放，以保證每次球在平面上的速度相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜槽末端的切線必須水平，以保證每次球都是平拋，選項(xiàng)D正確。（2）要驗(yàn)證動(dòng)量守恒，則實(shí)驗(yàn)時(shí)必須測(cè)量的物理量有a、b兩個(gè)小球的質(zhì)量ma、mb，選項(xiàng)A正確；斜槽軌道末端到水平地面的高度H不需要測(cè)量，因?yàn)槊總€(gè)小球經(jīng)過(guò)這段高度的時(shí)間都是相同的，列式后可以約掉，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端的高度h也不必測(cè)量，因?yàn)椴恍枰胔計(jì)算小球的速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a、b兩個(gè)小球離開斜槽軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間也不需要測(cè)出，在列式時(shí)可以約掉的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；記錄紙上О點(diǎn)到兩小球的平均落點(diǎn)位置A、B、C的距離是需要的，選項(xiàng)E正確；（3）小球下滑過(guò)程中與斜槽軌道間存在的摩擦力如果一直都有且不變，則小球每次滑到底端時(shí)的速度也是不變的，故這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響；（4）若碰撞的過(guò)程中動(dòng)量守恒，則maxB=maxA+mbxC，故存在mam=mam+mbm，解得ma:mb=2:1，小球的直徑為2cm，一是說(shuō)明它很小，二是在代入數(shù)據(jù)時(shí)不用考慮它的大小。11、（2021·北京市朝陽(yáng)區(qū)一模）某同學(xué)用如圖1所示的裝置來(lái)探究彈簧彈力F和長(zhǎng)度L的關(guān)系，把彈簧上端固定在鐵架臺(tái)的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時(shí)下端所到達(dá)的刻度位置。然后