物理二輪力學(xué)實(shí)驗(yàn)專題

1、【物理二輪】力學(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉?個(gè)問(wèn)題、誤差和有效數(shù)字1.誤差誤差產(chǎn)生原因大小特點(diǎn)減小方法系統(tǒng)誤差實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)原理不完善、實(shí)驗(yàn)方法粗略總是偏大或偏小更新儀器完善實(shí)驗(yàn)原理偶然誤差測(cè)量、讀數(shù)不準(zhǔn)確忽大忽小畫圖象或取平均值2有效數(shù)字從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如0.012 5為三位有效數(shù)字.二、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)1包括：用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量長(zhǎng)度，練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2. (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：d = 尺讀數(shù)(mm) +精度x游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線數(shù)值(mm).(2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：測(cè)量值=固定刻度+可動(dòng)刻度x0.01 mm+估讀值.注意要估讀到 0.001 mm.(3)用紙帶求加速度的

2、方法& = Xn + 1 Xn= aT* 1 2利用a=：Tx求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況下可利用求加速度a.逐差法：如圖5 10 1所示，因?yàn)閳D 5- 10- 1X4 X1a1=弓百，X5 X2X6 X3 比a2 = 3T2 ， a3 = 3T2，所以a=a1+ a2+ a33X4 + X5 + X6 X1 X2 X3四、探究性實(shí)驗(yàn)1包括：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，探究動(dòng)能定理.2 探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別探究性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前并不知道滿足什么規(guī)律，所以在坐標(biāo)紙中描點(diǎn)后所做的曲線是試探性的，只有在分析了點(diǎn)的分布和走向以后才決定用直線來(lái)擬合這些點(diǎn).而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)

3、后所作圖線的根據(jù)就是所驗(yàn)證的規(guī)律.常考問(wèn)題一測(cè)量性實(shí)驗(yàn)（游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù) ）命題特點(diǎn)從近幾年各地高考試題看，游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的試題大多數(shù)為讀數(shù)問(wèn)題，試題沒(méi)有太多變化，給出刻度部分圖片，要求讀出示數(shù).應(yīng)考必備1.毫米刻度尺長(zhǎng)度測(cè)量的基本工具是刻度尺，其最小分度一般為1 mm（此時(shí)叫做毫米刻度尺）.毫米刻度1尺可以精確讀到 mm位、估讀到mm位（能讀取十分之幾毫米）.估讀的“（不能舍棄.2.游標(biāo)卡尺的讀數(shù)游標(biāo)尺（mm）精度(mm)測(cè)量結(jié)果（游標(biāo)尺上第n條刻度線與主尺上的某刻度線對(duì)齊時(shí)）（mm）刻度格數(shù)刻度總長(zhǎng)度每小格與1毫米差1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1 n20190.

4、050.05主尺上讀的毫米數(shù)+ 0.05 n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02 n3螺旋測(cè)微器的讀數(shù)測(cè)量值=固定刻度整毫米數(shù)+半毫米數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)（含估讀）x 0.01 mm.4.關(guān)于估讀問(wèn)題：游標(biāo)卡尺不需要估讀；毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器需要估讀.【典例1】（2012新課標(biāo)全國(guó)卷，22）某同學(xué)利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度.該螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)如圖 5- 10-2（a）所示，測(cè)量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖（b）所示.圖 所示讀數(shù)為mm,圖（b）所示讀數(shù)為 mm,所測(cè)金屬板的厚度為 mm.圖 5- 10-2解析 題圖(a)的讀數(shù)為1.0 x 0.01 mm= 0.010 mm.

5、題圖(b)的讀數(shù)為 6.5 mm+ 37.0 x 0.01 mm=6.870 mm,故金屬板的厚度d= 6.870 mm 0.010 mm= 6.860 mm.答案 0.010 6.8706.860【典例2】當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí),(填“A” “或“C進(jìn)行測(cè)量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑2013 東卷，21(1)圖5 10 3甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖, 應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的mm.解析 游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，使用內(nèi)測(cè)腳,故填A(yù) ”，該游標(biāo)卡尺的最小分度為0.05mm，游標(biāo)尺的第6個(gè)刻度線與主尺上的某刻線對(duì)齊,所以讀數(shù)為 11 mm+ 0.05 mm x 6= 11.30mm.答案 A 1

6、1.30(11.25 或 11.35)【預(yù)測(cè)1】圖5 10 4甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是cm,圖乙中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是mm.圖 5- 10-4答案 2.985.680（5.679 5.681 均對(duì)）【預(yù)測(cè)2】P時(shí)：5 10-5甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為某同學(xué)在測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率（1）用游標(biāo)卡尺為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖cm;5a?。▎挝?心）5ll|l|加刪訕屮丨D）Q20圖 5- 10-5用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為 mm.解析 從題圖甲可以看出，主尺讀數(shù)為50 mm，游標(biāo)尺的第3條刻度線和主尺上的一刻度線對(duì)齊，則讀數(shù)應(yīng)為50 mm + 0.05X 3 m

7、m= 50.15 mm = 5.015 cm；由題圖乙可以看出，螺旋測(cè)微器的固定刻度為4.5 mm,可動(dòng)刻度讀出刻度為20.0（或20.1) X 0.01 mm = 0.200 mm(或 0.201 mm)，故圓柱體的直徑為4.5 mm+ 0.200 mm(或 0.201 mm) = 4.700 mm(或 4.701 mm).答案 (1)5.015(2)4.700(或 4.701)?？紗?wèn)題二驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)新課標(biāo)全國(guó)考試說(shuō)明要求的力學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”、“驗(yàn)證牛頓第二定律”和“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，考查重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)器材選擇， 完成實(shí)驗(yàn)步驟填空和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).應(yīng)考必備理解實(shí)驗(yàn)

8、原理，弄清楚要驗(yàn)證的內(nèi)容.“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”就是驗(yàn)證兩拉力依據(jù)平行四邊形定則作出的合力與同兩力有同樣效果的一個(gè)力是否相等，進(jìn)而理解為什么兩次結(jié)點(diǎn)O的位置不變，為什么要記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小與細(xì)繩套方向.“驗(yàn)證牛頓第二定律”就是測(cè)量物體受的合外力、物體的質(zhì)量和加速度，驗(yàn)證合外力與質(zhì)量、加速度的乘積是否相同. 那么，合外力如何測(cè)量？質(zhì)量和加速度又如何測(cè)量？要用到哪些工 具？“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”就是讓物體自由下落，測(cè)出物體下落的高度和物體的速度， 計(jì)算出物體重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能增加量，看二者是否相等.怎樣測(cè)量高度和速度？用到哪些工具？操作中有哪些注意事項(xiàng)？為什么AEp總略大于AEk?【典

9、例3】現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖 5- 10-6實(shí)驗(yàn)裝置如圖5- 10- 6所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間t用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端 C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示 遮光片的寬度，x表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò) B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.用 g表示重力加速度.完成下列填空和作圖：(1) 若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程中，滑塊、遮光片

10、與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為 ,動(dòng)能的增加量可表示為 .若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，* 與 x 的關(guān)系式為 1=12345x/(m)0.6000.8001.0001.2001.400t/(ms)8.227.176.445.855.43t2/( X 104 s-2)1.481.952.412.923.39以x為橫坐標(biāo)，右為縱坐標(biāo)，在圖 5- 10- 7位置的坐標(biāo)紙中描出第 1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根X 104 m-1 s- 2（保留三位有效數(shù)字）.據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k = & r E kBB-EBB i TBRttv ，- pr s lyj. faB it hfaBfa r

11、BarK FF-BL ktIFFIBKL rfab-r-bKB - EL!1* +3-B0- aj J-J a J 1S.5-4JB - 1J Bi saa B 1 as I 11 -111 !- a,ai 1一證匿一蠱迤曽奠錨.:i遨腐 LBKbBBahLb Br E h B kb n rk Ft I Bfa - n.lm Ba8:a.Bll 5 -sg#=FlEfiFHa口uiE* 15!_hr“ EIHmn a -Bd aaBBa - au Bad aaB-MM 33 aaa w-iHiffi團(tuán):ini hbBL rBBBB TeBFHL BhfenBbLIrrFr 2121:;:T5T

12、:n:n詁nniffli 鬣 -OkF Bh brEKBB -B EL 耳!1;.:;訂韭“:TJJi11Lasllp haaB allill.n aa-1 H 巒一一翻s里JH宗:!=:=:密盂第=:m B -BTI.BxsaBK VB-saz-s-VW-*Ka - El i!邙=:即超siis:Hs:s!.H:T:=?:H:Mi!+n:豹Hj;叩 FK- 1 aEMBKB iHlillBBB - lb i E IE I M Bi a 3 s 1 1 i4 i9 - VMli 9 -H9IBB -Bi to & Iff E I ia IV eRE I -1* I s I an. a ibm

13、蚩=趣!=蠱圏!rr耳蠱輪ssl;I=n=m daalaaBB SBaBliaBaiaB-IBIrapaHaBTarwraMia-IBB-aas 士豐=一 國(guó)任貫需咨1:=:=!*;=;L蔣=E4 o3.3.-2圖 5- 10-71由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出t2-x直線的斜率ko,將k和ko進(jìn)行比較，若其 差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.解析（1）當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)下降高度設(shè)為 h,此時(shí)砝碼上升的高度為 x,由幾何關(guān)系可知h=竽，故系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為圧p = Mghmgx=Mh md gxdb1由于系統(tǒng)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度VB=-，故動(dòng)

14、能的增加量 AEk= 2（M + m）vB =M + mb2, r !=ra_ bitpili;:?科芫:J:dilL;:;3耳.21 t2在圖中直線上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，讀出兩點(diǎn)坐標(biāo)，由k=可得 k= 2.40X 104 m1 s 2答案Mh md gxdxM + mb22 Mh md gx2t2M + m db2(2) 描點(diǎn)與作圖見解析2.40【預(yù)測(cè)3】(1)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖5 10 8所示圖 5 10 8的裝置驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”.將彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M.彈簧測(cè)力計(jì)B的掛鉤處系一細(xì)線，把細(xì)線的另一端系在A下端細(xì)線上的 0點(diǎn)手持B水平向左拉，使 O點(diǎn)緩慢地向左

15、移動(dòng)，保持 B的拉力方向不變不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)重力，拉力不超出量程，則 A、B的示數(shù)Fa、Fb的變化情況是 A . Fa、Fb均變大，其合力大小和方向都不變B . Fa、Fb均變大，其合力大小和方向都改變C. Fa變大，F(xiàn)b變小，其合力大小不變，方向改變D . Fa、Fb的合力大小改變，方向不變(2)另一實(shí)驗(yàn)小組的甲、乙、丙三位同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)，所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為05 N，他們都把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，橡皮條的另一端通過(guò)細(xì)繩連接彈簧測(cè)力計(jì)，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)，此時(shí)細(xì)繩都與平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小.甲同學(xué)F1和F2的方向互相垂直，F(xiàn)1= 3

16、.0 N、F2= 3.8 N ;乙同學(xué)F1和F2方向間的夾角約為30 F1= F2= 4.0 N ;丙同學(xué) F1和F2方向間的夾角約為 120 F1= F2= 4.0 N .這三位同學(xué)中操作不合適的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)解析 當(dāng)0點(diǎn)緩慢地向左移動(dòng)時(shí)，合力大小和方向都不變，禾U用圖解法可以判斷Fa、Fb均變大，選項(xiàng)A正確.(2)因?yàn)橐业膬蓚€(gè)力的合力超過(guò)了測(cè)力計(jì)刻度的最大值5 N ,再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)超出其量程.答案 (1)A(2)乙【預(yù)測(cè)4】為了用實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證牛頓第二定律”，現(xiàn)提供如圖5- 10-9所示的實(shí)驗(yàn)裝置.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的

17、做法是 ;A .將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng) B .將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)C.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)D .將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上在實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖5- 10- 10所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,且間距X1、X2、X3、X4、X5、X6已量出，則小車加速度的表示式為a =；OABCDEF*圖 5 10- 10nnzr圖 5 10- 11(3) 有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，研究加速度a與所受外力F的

18、關(guān)系，他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a- F圖線，如圖5- 10- 11所示.圖線是在軌道傾斜情況下得到的(選填“”或“”)；小車及車中的砝碼總質(zhì)量m =kg.解析（1）為平衡滑動(dòng)摩擦力，應(yīng)使小車重力沿斜面的分力與滑動(dòng)摩擦力相等，此時(shí)不能連接鉤碼，所以選C.（2）計(jì)算加速度可由逐差法得到三個(gè)加速度再取平均值，此時(shí)誤差較小.（3）軌道傾斜太大，即使沒(méi)有鉤碼拉小車也將加速下滑，因此圖線為軌道傾斜情況下得到的.由 圖線可得 mgs in 0 Ff= mao, Fi+ mgsi n 0 Ff= mai，可得質(zhì)量為 0.5 kg.答案X4 + X5 + X6 X1 + X2+ X

19、3(1)C 9T20.5常考問(wèn)題三 探究性實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)新課標(biāo)全國(guó)考試說(shuō)明要求的力學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)有：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（也可以為“驗(yàn)證牛頓第二定律”），探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系和探究功與物體速度變化的關(guān)系近四年 新課標(biāo)全國(guó)卷沒(méi)有對(duì)這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查，但自主命題省份高考題中多次出現(xiàn)，如2011年浙江卷21題考查“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，2012年廣東卷34（2）題考查“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，2013新課標(biāo)全國(guó)卷H 22題考查“探究彈性勢(shì)能”.考查的重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)器材選擇、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和用作圖法處理數(shù)據(jù).應(yīng)考必備探究性實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)不是為了求得某個(gè)物理量的值，而在于它的探索性.“

20、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”重點(diǎn)是學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)研究分析紙帶的方法“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān) 系”重點(diǎn)是學(xué)會(huì)用列表法、圖象法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 探索物理量間的關(guān)系.“探究功和物體速度變化的關(guān)系”重點(diǎn)掌握本實(shí)驗(yàn)的原理，如功的計(jì)算，紙帶測(cè)量位置的選擇， 學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究分析方法，分析 W v, W v2, W v3的關(guān)系，最終確定 W與v2成正比.【典例4】（2013新課標(biāo)全國(guó)卷n, 22）某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖5 10 12所示.向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后

21、由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能.L#尹占仝X # # F h F X F* f盧#圖 5 10 12回答下列問(wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能 Ek相等.已知重力加速度大小為g.為求得Ek,至少需要測(cè)量下列物理量中的 （填正確答案標(biāo)號(hào)）.A .小球的質(zhì)量mB .小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離sC.桌面到地面的高度 hD .彈簧的壓縮量 AxE.彈簧原長(zhǎng)lo用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek , 得Ek =圖5- 10- 13中的直線是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的s- Ax圖線.從理論上可推出，如果 h不變.m增加，s Ax

22、圖線的斜率會(huì) （填“增大”、“減小”或“不變”）：如果m不變，h增加，s Ax圖線的斜率會(huì) （填“增大”、“減小”或“不變”）由圖中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與Ax的次方成正比.解析（1）小球離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)桌面到地面的高度為h,小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離為s,則有h =新2, s= vot,解得vo= s =迭所以 Ek= 2mv2=晉.由此可知需要測(cè)量的量有m、s、h,故選 A、B、C.由（1）的解析知Ek=晉二（3）在Ax相同的情形下，彈簧的彈性勢(shì)能相同，由Ep= mvo可知：在 m增加時(shí)，速度vo減小，因而h不變時(shí)s減小，故圖線的斜率減小.m不變時(shí)，vo不變，h增

23、加時(shí)，時(shí)間變長(zhǎng)，s變大，故圖線的斜率增大. 由s Ax圖象可知，s正比于 Ax，即卩s= k Ax.則 Ep=*mv0=mgs=mg?皿=k a24h 4h所以Ep與Ax的二次方成正比.答案（1）ABC 晉孚減小增大二【預(yù)測(cè)5】某組同學(xué)在做探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，采用了如圖5- 10- 14裝置,小車和車中砝碼的總質(zhì)量用 M表示，砂和砂桶的總質(zhì)量用m表示.圖 5 10- 14（1）現(xiàn)有下列器材：電火花計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、砂桶、砂子、細(xì)線、秒表、導(dǎo)線、砝碼、刻度尺其中不需要的器材是 ，還需要的器材是.（2）在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以下做法正確的是 .A

24、 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把砂桶用細(xì)線通過(guò)定滑輪系于小車上B .砂和砂桶質(zhì)量 m定時(shí)，改變小車（含砝碼）質(zhì)量M，都需重新平衡摩擦力C.實(shí)驗(yàn)中，要求砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（含砝碼）質(zhì)量MD .在探究外力一定，加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變砂桶與砂的質(zhì)量m解析（1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的原理和所給實(shí)驗(yàn)器材可知不需要的器材是秒表，還需要的器材是天平（測(cè)量小車和車中砝碼的總質(zhì)量、砂和砂桶的總質(zhì)量）.（2）平衡摩擦力時(shí)不應(yīng)把砂桶用細(xì)線通過(guò)定滑輪系于小車上，且只要不改變長(zhǎng)木板的傾角都不需要重新平衡摩擦力，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)系統(tǒng)而言，根據(jù)牛頓第二定律可得，（m+ M）a = mg,當(dāng)M? m時(shí)，對(duì)小車 洽砝碼）才有Ma =

25、 mg,故C選項(xiàng)正確；根據(jù)控制變量法可知，當(dāng)探究外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車（含砝碼）的質(zhì)量，而不是改變砂和砂桶的質(zhì)量，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案秒表天平（2）C【預(yù)測(cè)6】（1）某興趣小組想通過(guò)物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”.實(shí)驗(yàn)開始前，他們提出了以下幾種猜想：Wx ,；v,Wxv,Wxv2.他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖5- 10- 15甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木塊，在 Q處固定一個(gè)速度傳感器（用 來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò) Q點(diǎn)時(shí)的速度），每次實(shí)驗(yàn)，物體從不同初始位置由靜止釋放.圖 5 - 10- 15同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中Li、L2、L3、L4 代表

26、物體分別從不同初始位置處無(wú)初速釋放時(shí)初始位置到速度傳感器的距離，VI、V2、V3、V4 表示物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度.個(gè)小球當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開，第2個(gè)小球開始下落這樣，就可測(cè) 出多個(gè)小球下落的總時(shí)間.A 電路中的電源只能選用交流電源B. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方C. 用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度D. 手動(dòng)敲擊 M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)(2) 實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H = 1.980 m,10個(gè)小球下落的總時(shí)間 T= 6.5 s.可求出重力加速度g=m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3) 在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法.(4

27、) 某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間At磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差A(yù)t,這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差.為此，他分別取高度Hi和H2，測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間Ti和T2.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除At對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請(qǐng)推導(dǎo)說(shuō)明.解析(1)無(wú)論是交流電還是直流電電磁鐵都可以具有磁性而正常工作，A項(xiàng)錯(cuò)；滿足實(shí)驗(yàn)條件M必須在電磁鐵的正下方， B項(xiàng)正確；考慮到實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況，應(yīng)從小球下邊緣到M點(diǎn)的距離作為小球下落的高度，則 C錯(cuò)；敲擊M的同時(shí)開始計(jì)時(shí)是準(zhǔn)確的， D正確.(2)由公1 t式H = 2gt2、t= 10,計(jì)算結(jié)果g= 9.4 m/s2,本題關(guān)鍵是準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，因此采用累

28、加法計(jì)時(shí)，同時(shí)適當(dāng)增加小球下落高度可以減小誤差，多次測(cè)量求平均值是減小偶然誤差常用的方1 t11 T22n 2HiVH2法.由H1 = ：g匚一A 2和H2=TgAt 2,可解得g =2從而消去 At的2 n2 nT1_T22影響.(4) g =答案 (1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值2n2,Hi H22Ti T2 2【預(yù)測(cè)7】某學(xué)習(xí)小組利用自行車的運(yùn)動(dòng)“探究阻力做功與速度變化的關(guān)系”.人騎自行車在平直的路面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)人停止蹬車后，由于受到阻力作用，自行車的速度會(huì)逐漸減小至零，如圖5 10 17所示在此過(guò)程中，阻力做功使自行車的速度發(fā)生變化設(shè)自行車無(wú)動(dòng)力

29、后受到的 阻力恒定.(1) 在實(shí)驗(yàn)中使自行車在平直的公路上獲得某一速度后停止蹬車，需要測(cè)出人停止蹬車后自行車向前滑行的距離 s,為了計(jì)算自行車的初速度 v,還需要測(cè)量 (填寫物理量的名稱及符號(hào))(2) 設(shè)自行車受到的阻力恒為f,計(jì)算出阻力做的功 W及自行車的初速度 v.改變?nèi)送Ｖ沟跑嚂r(shí)自行車的速度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，可以得到多組測(cè)量值.以阻力對(duì)自行車做功的大小為縱坐標(biāo)，自行車初速度為橫坐標(biāo)，作出 Wv曲線分析這條曲線，就可以得到阻力做的功與自行車速解析(1)人停止蹬車后做勻減速運(yùn)動(dòng)，初速度v=2 v=罕，則還需要測(cè)量自行車滑行的時(shí)間t.1(2)由動(dòng)能定理得，W= 2mv2，貝U W v圖象為拋物線，即

30、圖 C.答案(1)人停止蹬車后自行車滑行的時(shí)間t (2)C【預(yù)測(cè)8】如圖5 10 18所示，列點(diǎn)卄時(shí)28、圖 5 10 18利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車沿斜面下滑時(shí)所受阻力，小車在斜面上下滑時(shí)打出的一段紙帶如圖5 10 19所示，其中0為小車開始運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的點(diǎn)設(shè)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力恒定.伸位:an)圖 5 10- 19已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz，由紙帶數(shù)據(jù)分析可知小車下滑的加速度a =m/s2，打E點(diǎn)時(shí)小車速度 ve=m/s(均取2位有效數(shù)字).(2)為了求出小車在下滑過(guò)程中所受的阻力，可運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理求解，在這兩種方案中除知道小車下滑的加速度a、打E點(diǎn)時(shí)速度ve、小車

31、質(zhì)量m、重力加速度g外，利用米尺、三角板還需要測(cè)量哪些物理量，列出阻力的表達(dá)式.方案一:需要測(cè)量的物理量阻力的表達(dá)式(用字母表示);方案-二二:需要測(cè)量的物理量阻力的表達(dá)式(用字母表示) .解析 由交流電頻率為50 Hz，可知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為 0.02 s,則計(jì)數(shù) 點(diǎn)的周期為T = 0.04 s,因小車所受阻力恒定，所以小車所受合外力恒定，加速度恒定，根據(jù)相鄰時(shí)間間隔的位移之差為一恒量，即X2 xi= aT2,所以a = 丁2X2 xi 0.102 6 0.096 1m/s20.042=4.1 m/s2;因勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即VE =X2 + X10.102 6 + 0.096 12t =m/s = 2.5 m/s;2X 0.04(2)方案一：運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解時(shí)，根據(jù) F合等于下滑力與阻力的合力，即合=F下一Ff= ma,所以要求出下滑力，就需要知道斜面傾角的正弦值，所以測(cè)量出斜面的長(zhǎng)度高度H就可以求出斜面傾角