2023年高中物理實驗典型例題講解

高中物理實驗典型例題講解

第一講力學基礎實驗

?自測診斷把薄弱環(huán)節(jié)查出來/

考點一I基本儀器的使用和讀數

1.［考查游標卡尺和螺旋測微器的讀數］

如圖1是用游標卡尺測量時的刻度圖，為20分度游標尺，讀數為：emo圖

解析：20分度的游標卡尺，精確度是0.05mm,游標卡尺的主尺讀數為13mm,游標

尺上第15個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標尺讀數為15X0.05mm=0.75mm,所

以最終讀數為：

13mm+0.75mm=13.75mm=1.375cm。

螺旋測微器的固定刻度為0.5mm,

可動刻度為20.0X0.01mm=0.200mm,

所以最終讀數為0.5nun+0.200mm=0.700inm.

答案：1.3750.700

2.1考查游標卡尺和螺旋測微器的使用和讀數］

（1）某實驗中需要測量一根金屬絲的直徑（約0.5mm）,為了得到盡可能精確的測量數據，

應從實驗室提供的米尺、螺旋測微器和游標卡尺（游標尺上有10個等分刻度）中，選擇

______________進行測量。

（2）用游標卡尺（游標尺上有50個等分刻度）測定某工件的寬度時，示數如圖所示，此工

件的寬度為mm。

解析：（1）金屬絲的直徑約0.5mm,而游標卡尺精確度才0.1mm,螺旋測微器精確度

可達0.01mm,故應選擇螺旋測微器進行測量。

（2）由于50分度的游標卡尺精確度為0.02mm,主尺上讀數為23mm,游標尺上第11

格與主尺刻度對齊，故游標尺的讀數為0.22mm,所以工件寬度為23.22mm。

答案：（1）螺旋測微器（2）23.22

考點二“力和運動”類實驗

3.［考查研究勻變速直線運動］

某同學利用如圖所示裝置研究小車的勻變速直線運動.

⑴實驗中，必需的措施是________，

A.細線必須與長木板平行

B.先接通電源再釋放小車

C.小車的質量遠大于鉤碼的質量

D.平衡小車與長木板間的摩擦力

（2）他實驗時將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部

分計數點如圖所示（每相鄰兩個計數點間還有4個點，圖中未畫出）.si=3.59cm,S2=4.41cm,

S3=5.19cm,54=5.97cm,ss=6.78cm,56=7.64cm?則小車的加速度a=_______m/s2（要

求充分利用測量的數據），打點計時器在打5點時小車的速度%=________m/s.（結果均保

留兩位有效數字）

解析：（1）利用打點計時器研究小車的勻變速直線運動時，為順利完成實臉，保證實驗

效果，細線與長木板要平行，否則小車受力會發(fā)生變化，選項A正確；為打的點盡量多些，

需先接通電源，再釋放小車，選項B正確；本題中只要保證小車做勻變速運動即可，無須

保證小車質量遠大于鉤碼的質量，選項C錯誤；同理，小車與長木板間可以有不變的摩擦

力，無須平衡摩擦力，選項D錯誤。故必需的措施是A、B選項。

ai+?2+?3

-211

(2)由?4si=3?iT-,ssS2=iazT、$6S3=iayT知加速度3=

,V4+S5+S6-Si-S2-S3?.2

---------------------------=0.80m/s2

打B點時小車的速度.=一等,=0.40m/so

答案：(1)AB(2)0.800.40

4.|考查驗證力的平行四邊形定則|

（2018?天津高考）某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，所用器材有：方木

板一塊，白紙，量程為5N的彈簧測力計兩個，橡皮條（帶兩個較長的細繩套），刻度尺，圖

釘（若干個）。

（1）具體操作前，同學們提出了如下關于實驗操作的建議，其中正確的有.

A.橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上

B.重復實驗再次進行驗證時，結點O的位置可以與前一次不同

C.使用測力計時，施力方向應沿測力計軸線；讀數時視線應正對測力計刻度

D.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計的拉力

（2）該小組的同學用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標注信息有結點位置。、

力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示.其中對于提高實驗精

度最有利的是。

3.0N0.5N：

JioJio

Ft=3.4N??戶2=2.7N

F=4.5N/；=ksN&=3.0N

*

1.9N

AB

0.5N3.0N

一；OJio

F,=1.0N?F,=2.1N&=2.7N

戶2=1.6N

F=2*0N

尸=4.5N

CD

解析：（1）兩細繩套拉力的合力不一定沿兩細繩套夾角的角平分線，故A錯誤。同一次

實驗，用一個細繩套拉橡皮條和用兩個細繩套拉橡皮條結點。的位置應相同，不同次實臉

結點。的位置可以不同，故B正確.為減小彈要測力計摩擦和誤差，施力方向應沿測力計

軸線，讀數時視線正對測力計刻度，故C正確。合力可以比分力大，也可以比分力小，故

D錯誤.

（2）為了提高實驗精度，測力計讀數應適當大一些，標度應適當小一些，兩分力夾角適

當大一些，標注細線方向的兩點高結點應適當遠一些。故選B。

答案：（1）BC（2）B

5.|考查探究加速度與力、物體質量的關系|

某同學利用如圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質量的小車打點計時器

關系”，圖中裝有硅碼的小車放在長木板上，左端拴有一不可伸、c2

長的細繩，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一硅碼盤相連。在硅碼刷

2碼盤

甲

盤的牽引下，小車在長木板上做勻加速直線運動，圖乙是該同學做實驗時打點計時器在紙

帶上打出的一些連續(xù)的點，該同學測得相鄰點之間的距離分別是SI、S2、S3、S,、S3、S6,打

點計時器所接交流電的周期為。小車及車中硅碼的總質量為硅碼盤和盤中祛碼的總

質量為，”，當地重力加速度為g。

，紙帶運動方向

(1)根據以上數據可得小車運動的加速度表達式為"=.

⑵該同學先探究合外力不變的情況下，加速度與質量的關系，以下說法正確的是

A.平衡摩擦力時，要把裝有注碼的祛碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上，把木板不帶

滑輪的一端緩慢抬起，反復調節(jié)直到紙帶上打出的點跡均勻為止

B.由于小車受到的摩擦力與自身重力有關，所以每次改變小車質量時，都要重新平衡

摩擦力

C.用天平測出M和，，，后，小車運動的加速度可以直接用公式。=器求出

D.在改變小車質量時，會發(fā)現(xiàn)M的值越大，實驗的誤差就越小

(3)該同學接下來探究在質量不變的情況下，加速度與合外力的關系。他平“

衡摩擦力后，每次都將小車中的硅碼取出一個放在硅碼盤中，用天平測得祛碼

盤及盤中祛碼的總質量，”，并通過打點計時器打出的紙帶求出加速度。得到多(_

組數據后，繪出如圖丙所示的小廣圖像，發(fā)現(xiàn)圖像是一條過坐標原點的傾斜直“內

線。圖像中直線的斜率表示(用本實驗中可測量的量表示)。

(4)該同學在這個探究實驗中采用的物理學思想方法為.

A.理想化模型法B.控制變量法

C.極限法I).比值法

解析：(1)為了減小偶然誤差，采用逐差法處理數據，有：

S6一門=3。17\-S2=3a2T2,S4—§1=3。3爐，

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：。=；(。1+，2+。3)

SG+SS+SL曰一$2一$1

解得:9T1

(2)在該實驗中，我們認為細繩的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時，

細繩的另一端不能懸掛裝硅碼的硅碼盤，故A錯誤。由于平衡摩擦力之后有Mgsin0=

4MAeos故tan〃="。所以無論小車的質量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小

車的重力沿斜面的分力，改變小車質量時不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤。小車運動的

加速度應通過紙帶求出，不能通過。=翳求出，故C錯誤。本實驗中，只有滿足祛碼盤和

盤中硅碼的總質量,"遠小于小車及車中庭碼的總質量M時，才能近似認為細繩拉力等于共

碼盤和硅碼的重力，所以在改變小車質量M時，會發(fā)現(xiàn)M的值越大，實驗的誤差就越小，

故D正確。

(3)對硅碼盤和硅碼：〃ig-尸=/〃。①

對小車：F=M〃②

聯(lián)立①②得：/〃g=(A/+/〃)a

認為合力F=mg

所以尸

即”=77=尸，a-尸圖像是過坐標原點的傾斜直.線，直線的斜率表示77?.

M-vmM-rm

(4)該實驗采用控制變量法，先控制硅碼盤和成碼的總重力不變，研究加速度與質量的

關系，再控制小車和法碼盤及硅碼的質量M+m不變，研究加速度與力的關系，故選B。

fgS6+S5+S4-S3-S2-61.1

答案：(1)-----------喬--------(2)1)(3)三國(4)B

考點三“能量和動量”類實驗

6.［探究功與速度變化的關系］

做“探究功與速度變化的關系”實驗時，有如圖所示的甲、乙兩套實驗裝置。請回答

下列問題：

(1)兩套實驗裝置都必須滿足的操作是

A.都需要平衡摩擦力

B.甲圖中橡皮筋的規(guī)格可以不同，乙圖中小車的質量要遠大于鉤碼的質量

C.在接通電源的同時釋放了小車

D.所用的打點計時器都必須使用交流電源

E.除圖中已給出的實驗器材和電源外，都還需要刻度尺和天平

(2)用甲圖實驗裝置打的紙帶如圖丙所示，其中4G段小車做加速運動，GK段小車做勻

速運動，那么應該用(填“4G”或“GN，)段來計算小車的速度。

(3)用乙圖實驗裝置打出的紙帶如圖丁所示。某同學想利用BE段驗證動能定理，測出

紙帶上AC間的距離口，DF間的距離s2,5E間的距離S3。該同學用天平分別測出小車的

質量為M,鉤碼的總質量為，明已知打點計時器的打點頻率為/,從打B點到打E點的過

程中，合力對小車做的功是,小車動能的增量是.(用題中的物理量符號

表示)

解析：(1)要確定合外力做功，所以兩個實驗都需要平衡摩擦力，故A正確；甲圖中橡

皮筋的規(guī)格要相同，才能保證每條橡皮筋的拉力做功都相等；乙圖中小車的質量要遠大于

鉤碼的質量，鉤碼的重力近似等于小車受到的拉力，B錯誤：要先接通電源后釋放小車，

故C錯誤：打點計時器用的是交流電，所以一定要接到交流電源上，故D正確；甲、乙兩

套裝置都需要刻度尺，但甲裝置不需要天平，故E錯誤。

(2)小車脫離橡皮筋后做勻速運動，此時拉力做功全部轉化為小車的動能,，所以應該選

用GK段來測小車的速度。

(3)小車受到的合力即為鉤碼的重力，所以合外力做的功為mgS3,根據中點時刻的速

度等于平均速度，所以B點的速度為：0"=與，比=§,則小車動能的增加量為AEk=；M@/

，Mf(S22-Sl2)

~2MVB=^S

答案1)AD(2)GK(3)”gS3

：(，8

7.［考查驗證機械能守恒定律］

用如圖甲所示的實驗裝置驗證，"1、""組成的系統(tǒng)機械能守恒。，”2從高處由靜止開始

下落，如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。圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，每相鄰兩計數點間還有

4個打下的點(圖中未標出)，計數點間的距離如圖乙所示。已知"〃=50g,,”2=150g,則(計

算結果保留兩位有效數字，實驗用交流電周期為0.02s)

(1)在紙帶上打下計數點5時的速度"5=m/s；

(2)在打下計數點。?5的過程中系統(tǒng)動能的增加量，\&=_______J,為了簡化計算，g

10m/s2,則系統(tǒng)重力勢能的減少量AEp=J；

⑶在本實驗中，若某同學作出了/J/,圖像，如圖丙所示，為從起點量起的長度，則

據此得到當地的重力加速度g=m/s\

解析：(1)利用勻變速直線運動的推論有：

X"0.216+0.264

vs=~~=~~—m/s=2.4m/so

1462X0.1

22

(2)系統(tǒng)動能的增加量為：AEk=Ek5-0=|(7?il+m2)v5=1x(0.054-0.15)X2.4J=0.58

系統(tǒng)重力勢能減小量為：AEp=(如一，"?皿力=0」X10X(0.384+0.216)J=().60J,

在誤差允許的范圍內，，小、，小組成的系統(tǒng)機械能守恒。

(3)由機械能守恒定律得AEk="ks-O=g(〃“+〃i2)v2=AEp=(/H2-

由于(/W1+m2)=2(山2一孫)，

所以得到：宗=%

所以$2-八圖像的斜率A=§,解得g=9.7m/s?。

答案：(1)2.4(2)0.580.60(3)9.7

8.[考查驗證動量守恒定律|

如圖甲所示，某同學設計一個氣墊導軌裝置驗證動量守恒定律的實驗：

光

光

電

電

門

粘

尊

遮

按b

殂

若

條00

：~

0

U-■計時■]u

甲

123

小郵州i.什

01020

-E-

(1)用游標卡尺測得遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=mm.

(2)質量為m2的滑塊2靜止放在水平氣墊導軌上光電門②的右側，質量為孫的滑塊1

從光電門①的右側向左運動，穿過光電門①與滑塊2發(fā)生碰撞，隨后兩個滑塊分離并依次

穿過光電門②，滑塊2與導軌左端相碰并被粘接條粘住，待滑塊1穿過光電門②后用手將

它停住，兩個滑塊上固定的遮光條寬度相同，數字計時器分別記錄下滑塊1通過光電門①

的時間A，、滑塊2和滑塊1依次通過光電門②的時間Ah和A/i.本實驗中兩個滑塊的質量

大小關系應為。若等式成立，則證明兩滑塊碰撞過程中系統(tǒng)的

動量守恒(用題中的所給的字母表示).

解析：(1)用游標卡尺測得遮光條的寬度

d=1.3cm+0.05mmX16=13.80mnu

(2)滑塊1穿過光電門1的速度："=g;滑塊1穿過光電門2的速度：滑塊2

穿過光電門2的速度：&2=備若動量守恒，則”“鼠，*+，精，即詈嗡+器為

防止碰后〃“反彈，則兩滑塊的質量關系是〃八>，〃2。

答案：(1)13.80(2)mi>m

2卷At=答Ati+署

:?重點攻堅把高考短板補起來屏疑3大考

點

考點一基本儀器的使用和讀數

(一)長度測量類儀器

1.游標卡尺的讀數

游標尺(mm)

精度測量結果(游標尺上第〃個刻線與主尺

刻度刻度每小格與

(mm)上的某刻度線對正時)(mm)

格數總長度1毫米差

1090.10.1主尺上讀的亳米數+0.1"

20190.050.05主尺上讀的亳米數+0.05”

50490.020.02主尺上讀的毫米數+0.02"

2.螺旋測微器的讀數

(1)測量值=固定刻度整毫米數+半毫米數+可動刻度讀數(含估讀)X0.01mm。

(2)螺旋測微器讀數時，要注意固定刻度尺上的半刻度線是否露出及最后結果的有效數

字位數。如診斷卷第1題圖2。

(3)注意題目要求的單位是否為mm,若不是則先以mm為單位讀數，然后再轉換為題

目要求的單位。如診斷卷第1題。

(4)螺旋測微器常有“零”誤差出現(xiàn)，此時要注意測量的實際結果的修正方法.

(二)時間測■類儀器

1.打點計時器

計時器種類工作電源電壓打點間隔

電磁打點計時器交流5()Hz,4~6V0.02s

電火花計時器交流50Hz,22（）V0.02s

2.頻閃照相機

其作用和處理方法與打點計時器類似，它是用等時間間隔獲取圖像信息的方法，將物

體在不同時刻的位置記錄下來，使用時要明確頻閃的時間間隔。

I題點全練1

1.圖甲為一游標卡尺的結構示意圖，當測量一鋼筆帽的內徑時，應該用游標卡尺的

（填或"C”）進行測量；示數如圖乙所示，該鋼筆帽的內徑為mm。

甲乙

解析：測量尺寸較小管件的內徑時用游標卡尺的內測量爪4進行測量；測量尺寸較小

管件的外徑時用游標卡尺的外測量爪B進行測量；測量深度時用游標卡尺的深度尺C進行

測量。鋼筆帽的內徑為：11mm+6X0.05inm=11.30mnu

答案：A11.30

2.下圖中游標卡尺讀數為cm；螺旋測微器的讀數是______mm.

解析：游標卡尺的讀數為102mm+8X0.05mm=102.40mm=10.240cm

螺旋測微器的讀數為5.5mm+4.5X0.01nun=5.545mm.

答案：10.2405.545（5.545?5.548均可）

考點二“力和運動”類實驗

（一）掌握實驗基本技能

1.由紙帶求瞬時速度

做勻變速運動的物體在一段時間內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r的兩段位移*“和x“

+i,則打n點時的速度S=*掾掃.

n-l?n?n?+i

2.由紙帶求加速度

（1）逐差法：

如圖所示，由X”—Xm=(〃—/〃)“2

XLX2X6—X3

可得：a\

41+02+03由+4+此一Xi-孫―X3

(2)圖像法:

①由。“二^2祟工求出相應點的速度。

②確定各計數點的坐標值(T,vt),(2T,V2)),,??(nT,v?).

③畫出z，-/圖像，圖線的斜皇為物體做勻變速直線運動的加速度。

3.驗證力的平行四邊形定則的操作關鍵

(1)每次拉伸，結點位置。必須保持丕變。

(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的標度。

(二)謹記數據處理注意事項

1.利用紙帶求速度、加速度時的注意事項

⑴計數點間的時間間隔，是0.02s,還是0.02sX”.如診斷卷第3題，兩計數點間有4

個點未畫出，則7=0.02sX5=0.1s.

(2)注意點間距的單位和題目中要求的a、。單位是否一致。如診斷卷第3題中，si?S6

的單位均為cm,而a、&的要求單位分別為m/s?、m/s,第7題也是這種情況。

2.刻度尺及彈簧測力計的讀數

(1)以mm為最小刻度值的刻度尺，要估讀到mm的十分位.

(2)彈簧測力計讀數時要先看量程和分度值，再根據指針所指的位置讀出所測力的大小。

如分度值為01N,則要估讀，即有兩位小數，如分度值為0.2N,則小數點后只能有一位

小數。

3.在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，利用平行四邊形定則求得的合力與測得的合

力一般不完全重合。

I題點全練］

1.某小組研究勻變速直線運動規(guī)律，實驗裝置如圖甲所示。

木板木塊紙帶

打點計時器

甲內

^01234567,

乙

(1)測量木塊在水平木板上運動的加速度?.實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示。從某

個清晰的點。開始，每5個打點取一個計數點，依次標出1、2、3、…，量出1、2、3、…

點到。點的距離分別為SI、S2、S3、…，從。點開始計時，1、2、3、…點對應時刻分別為

小小心…，求得彳產斗，V2=p^3=7.作出石4圖像如圖丙所示，圖線的

fl12h

斜率為h截距為b,則木塊的加速度。=:b的物理意義是.

(2)實驗測得木塊的加速度為a,還測得鉤碼和木塊的質量分別為，”和已知當地重

力加速度為g,則木塊與木板間動摩擦因數“=.

解析：(1)圖線縱軸截距是0時刻對應的速度，即表示O點的瞬時速度。各段的平均速

度表示各段中間時刻的瞬時速度，以平均速度行為縱坐標，相應的運動時間，的一半為橫

坐標，即。的圖像的斜率表示加速度a,u-t圖像的斜率的2倍表示加速度，即a=2h

(2)對木塊和鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：,"g—〃Mg=(Af+,")a,解得：〃=

，"g-（，"+/W）a

Mg

答案：(l)2k。點的瞬時速度(2)”唱一忖崢1

2.某同學做“探究求合力的方法”實驗，所用器材有：木板、白

紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和兩個彈簧測力計，實驗裝置如圖甲所示:

(1)該同學按下列步驟操作：

①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；

②用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的4點，在橡皮條的另

一端系上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；

③用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，橡皮條與

細繩的結點到達某一位置O,記下O點的位置及兩個彈簧測力計的示數為和F2;

④按選好的標度，分別作出為和尸2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力尸；

⑤只用一個彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數F',

記下尸'的方向，按統(tǒng)一標度做出這個力F'的圖示；

⑥比較尸和尸的大小和方向，得出結論。

在上述步驟中：步驟③遺漏的重要操作是.

F'四個力，其中(填上述字母)不是由彈簧測力計直接測得的，F(xiàn)與F'兩力中，

方向一定沿AO方向的是.

(3)實驗中用歷、N兩個測力計通過細線拉橡皮條的結點，使其到達O點，此時a+p

=90。，如圖丙所示，然后保持M的示數不變，而使a減小，為保持結點位“

置不變，可采用的辦法是_______.好二.…

A.減小N的示數同時減小夕角\

B.減小N的示數同時增大“角丙

C.增大N的示數同時增大小角

D.增大N的示數同時減小小角

解析：(1)步驟③中遺漏的重要操作是：記錄昌和B的方向；步驟⑤中遺漏的重要操

作是：明確是否把橡皮條與細繩的結點拉到位置。。

(2)戶與尸'兩力中，尸是理論值，F(xiàn)'是實驗值，貝，I尸方向一定沿AO方向。

M

(3)要保證結點不動，應保證合力不變，則由平行四邊形定則可知，合力不變，M方向

向合力方向靠攏，根據圖像可知，則N的拉力應減小，同時應減小“角，故選A。

答案：(1)記錄力品和尸2的方向明確是否把橡皮條與細繩的結點拉到位置0(2)尸

F'⑶A

3.兩實驗小組分別作“探究加速度和力、質量的關系”實驗。

(DA組用如圖甲所示裝置做實驗，圖中帶滑輪的長木板放置于水平桌面上，拉力傳感

器可直接顯示所受拉力的大小。做實驗時，下列操作必要且正確的是.

拉力傳鷹器

打點計時器

A.將長木板右端適當墊高，使小車能自由勻速滑動

B.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄傳感器

的示數

C.為了減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量

D.用天平測出砂和砂桶的質量

(2)B組用如圖乙所示的實驗裝置做實驗。

小乍、祛碼打點計時器

IIUII

8接交流電源

砂、砂桶

乙

①在正確、規(guī)范的操作中，打出一條如圖丙所示的紙帶，每兩個計數點之間還有四個

計時點沒有畫出來,紙帶上的數字為相鄰兩個計數點間的距離，打點計時器的頻率為50Hzo

打第4個計數點時小車的速度內=m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a=

m/s2o(保留三位有效數字)

5.007.059J0W叱13.10」1510」單位:cm

牛""中"卜"

??-?--??IT，??I??I?

01234567

內

②平衡了摩擦力后，在小車質量M保持不變的情況下，不斷往砂桶里加砂，直到砂的

質量最終達到測出每次加砂后，砂和砂桶的總重力廠和小車的加速度a,作小尸的圖

像。下列圖線正確的是________.

工匕ZN

oFOFoFF

ABCD

解析：(1)實驗前要平衡摩擦力，將長木板右端適當墊高，使小車能自由勻速滑動，選

項A正確；實驗時小車應靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同

時記錄傳感器的示數，選項B正確；繩子的拉力可以由拉力傳感器讀出，實驗中不需要保

證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，選項C、D錯

誤。

(2)①每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出來，因此相鄰兩計數點間的時間間隔

為T=0.1s,打計數點4時小車的瞬時速度等于計數點3?5間的平均速度，則有：%=

0.111+0.131一*.一

T3m/s=1.21m/s:根據Ax=a〃，解得a=

0.1H+0.131+0.151—。05-0.07()5—0.091,,

9x0]2m/s=2.02m/so

②平衡了摩擦力后，對小車有：T=Ma,對砂和砂桶有：mg-T=ma,聯(lián)立可得：a=

恚一。若滿足，”《M,則有。=曹=￡,即公尸的圖像為過原點的一條傾斜直線，當砂和

砂桶的質量較大時，不再滿足所《"這一條件，此情況下按相同方式描點的圖像遵循。=

在-規(guī)律，隨著砂的質量的增加，a-尸的圖像的斜率將減小，所以圖線將向下彎

M-rmM-vm

曲。

F'四個力，其中(填上述字母)不是由彈簧測力計直接測得的，F(xiàn)與F'兩力中，

方向一定沿AO方向的是.

(3)實驗中用歷、N兩個測力計通過細線拉橡皮條的結點，使其到達O點，此時a+p

=90。，如圖丙所示，然后保持M的示數不變，而使a減小，為保持結點位“

置不變，可采用的辦法是_______.好二.…

A.減小N的示數同時減小夕角\

B.減小N的示數同時增大“角丙

C.增大N的示數同時增大小角

D.增大N的示數同時減小小角

解析：(1)步驟③中遺漏的重要操作是：記錄昌和B的方向；步驟⑤中遺漏的重要操

作是：明確是否把橡皮條與細繩的結點拉到位置。。

(2)戶與尸'兩力中，尸是理論值，F(xiàn)'是實驗值，貝，I尸方向一定沿AO方向。

M

(3)要保證結點不動，應保證合力不變，則由平行四邊形定則可知，合力不變，M方向

向合力方向靠攏，根據圖像可知，則N的拉力應減小，同時應減小“角，故選A。

答案：(1)記錄力品和尸2的方向明確是否把橡皮條與細繩的結點拉到位置0(2)尸

F'⑶A

3.兩實驗小組分別作“探究加速度和力、質量的關系”實驗。

(DA組用如圖甲所示裝置做實驗，圖中帶滑輪的長木板放置于水平桌面上，拉力傳感

器可直接顯示所受拉力的大小。做實驗時，下列操作必要且正確的是.

拉力傳鷹器

打點計時器

A.將長木板右端適當墊高，使小車能自由勻速滑動

B.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄傳感器

的示數

C.為了減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量

D.用天平測出砂和砂桶的質量

(2)B組用如圖乙所示的實驗裝置做實驗。

小乍、祛碼打點計時器

IIUII

8接交流電源

砂、砂桶

乙

①在正確、規(guī)范的操作中，打出一條如圖丙所示的紙帶，每兩個計數點之間還有四個

計時點沒有畫出來,紙帶上的數字為相鄰兩個計數點間的距離，打點計時器的頻率為50Hzo

打第4個計數點時小車的速度內=m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a=

m/s2o(保留三位有效數字)

5.007.059J0W叱13.10」1510」單位:cm

牛""中"卜"

??-?--??IT，??I??I?

01234567

內

②平衡了摩擦力后，在小車質量M保持不變的情況下，不斷往砂桶里加砂，直到砂的

質量最終達到測出每次加砂后，砂和砂桶的總重力廠和小車的加速度a,作小尸的圖

像。下列圖線正確的是________.

工匕ZN

oFOFoFF

ABCD

解析：(1)實驗前要平衡摩擦力，將長木板右端適當墊高，使小車能自由勻速滑動，選

項A正確；實驗時小車應靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同

時記錄傳感器的示數，選項B正確；繩子的拉力可以由拉力傳感器讀出，實驗中不需要保

證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，選項C、D錯

誤。

(2)①每兩個計數點之間還有四個計時點沒有畫出來，因此相鄰兩計數點間的時間間隔

為T=0.1s,打計數點4時小車的瞬時速度等于計數點3?5間的平均速度，則有：%=

0.111+0.131一*.一

T3m/s=1.21m/s:根據Ax=a〃，解得a=

0.1H+0.131+0.151—。05-0.07()5—0.091,,

9x0]2m/s=2.02m/so

②平衡了摩擦力后，對小車有：T=Ma,對砂和砂桶有：mg-T=ma,聯(lián)立可得：a=

恚一。若滿足，”《M,則有。=曹=￡,即公尸的圖像為過原點的一條傾斜直線，當砂和

砂桶的質量較大時，不再滿足所《"這一條件，此情況下按相同方式描點的圖像遵循。=

在-規(guī)律，隨著砂的質量的增加，a-尸的圖像的斜率將減小，所以圖線將向下彎

M-rmM-vm

曲。

答案：（DAB⑵①1.212.02②C

考點三”能?和動量”類實驗

（一）探究動能定理的實驗思路

測出物體運動過程中合力的功，測出做功始末物體的速度、物體的質量，計算出做功

始末物體動能增量，比較動能增量與合力的功，看兩者是否相等。或作出動能增量與合力

的功關系圖像，看圖像是否為過原點的傾斜直線。

（二）驗證機械能守恒定律的實驗思路

物體只在重力做功的情況下運動，測出運動過程中兩個狀態(tài)的速度，算出減少的重力

勢能與增加的動能，比較兩者是否相等?；蜃鞒鲋亓菽軠p少量與動能增加量關系圖像，

看圖像是否為過原點的傾斜直線。運動物體質量是否需測出，視具體實驗而定.

（三）驗證動■守恒定律的常用方案

實驗方案實驗裝置

利用氣墊導軌完成一維碰撞實驗

KK

滑塊速度的測量。=詈

4

用兩擺球碰撞驗證動量守恒定律

擺球速度的測量。=煙

谷

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。=詈

職被撞小球

利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律I-G.月紙

速度與平拋運動的水平位移成正比

（四）不同的實驗，平衡摩擦力的目的也不相同

1.在探究“與的定量關系的實驗中，平衡摩擦力的目的是為使細線的拉力作為

小車的合外力。

2.在探究做功與動能變化的關系時，為了使橡皮筋對小車所做的功為總功，應平衡小

車的摩擦力，如診斷卷第6題。

3.在驗證動量守恒定律的實驗中，平衡摩擦力的目的是使小車碰前、碰后均做勻速直

線運動，便于測量速度，小車碰撞過程中滿足動量守恒條件。

［題點全練］

1.(2018?甘林大學附中檢3B)某實驗小組用如圖所示的實驗裝置和實驗器材做“探究動

能定理”實驗，在實驗中，該小組同學把砂和砂桶的總重力當作小車受到的合外力。

實驗小乍打點計時器

(1)為了保證實驗結果的誤差盡量小，在實驗操作中，下面做法必要的是。

A.實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作

B.實驗操作時要先釋放小車，后接通電源

C.在利用紙帶進行數據處理時，所選的兩個研究點離得越近越好

D.在實驗過程中要保證砂和砂桶的總質量遠小于小車的質量

(2)除實驗裝置中的儀器外，還需要的測量儀器有.

(3)如圖為實驗中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的4、B兩點來探究“動能定理”.

已知打點計時器的打點周期為T,重力加速度為g。圖中已經標明了要測量的物理量，另外,

小車的質量為M,砂和砂桶的總質量為請你把要探究的結果用題中給出的字母表達出

來O

解析：(1)實驗前要對裝置進行平衡摩擦力的操作，以保證小車所受合外力恰好是細線

的拉力，故A正確：實臉時，若先放開小車，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，不利于數據的采集和處理，故B錯誤；在利用紙帶進行數據處

理時，所選的兩個研究點高得越近測量誤差越大，故C錯誤：在實驗過程中要保證砂和核

桶的總質量遠小于小車的質量，這樣才能使得砂和砂桶的總重力近似等于細線對小車的拉

力，故D正確.

(2)由于實臉需要測量小車速度，速度是利用打點計時器打的紙帶計算得出的，故需要

測量點距，需要刻度尺；本實驗還要測量質量，故需要天平。

(3)小車的質量為M,砂和砂桶的總質量為，”，時遠大于，則細線對小車的作用力等

于砂和砂桶的總重力,”所以恒力對小車做的功可表示為：

由4=5得：VA=4T'VII=4T>

所以小車動能的改變量為

2

A/(x2—xr)