力學(xué)實驗-2023年高考物理三輪復(fù)習(xí)（全國通用）（原卷版）

查補易混易錯12力學(xué)實驗

/高考直擊/

力學(xué)實驗題是高考的必考內(nèi)容，高考對于這部分知識點的命題形式是：根據(jù)實驗原理，設(shè)計實驗，

正確處理實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論。將考查的知識點延伸到演示實驗中，擴展到設(shè)計性、應(yīng)用性等實驗。

需要學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的實驗原理和實驗方法知識遷移到情境實驗中去。

高考的命題特點是：在課本實驗的基礎(chǔ)上，或以基本力學(xué)模型為載體，根據(jù)運動學(xué)和動力學(xué)及能量的

觀點知識設(shè)計實驗，主要形式有：實驗原理的拓展和延伸，來源于教材，又高于教材，需要分析理解實驗

而不是盲目背誦實驗；情境的設(shè)計與創(chuàng)新（認真審題，建立模型，理解是做什么，怎么做和為什么。萬變

不離實驗的原理。）；實驗器材的等效與替換（不變目的但變裝置；不變裝置但變目的）。

近三年高考的題目主要集中在：驗證機械能守恒定律，探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系，驗證動量定理。

及動摩擦因數(shù)和重力加速度的測量，預(yù)測2023年的備考建議是動量守恒定律、力的平行四邊形法則和平拋

運動及機械能守恒定律。

考向一、紙帶類實驗

易混易錯歸納：

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）驗證機械能守恒定律。

2.紙帶的應(yīng)用：（1）確定時間

（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，則打〃點時的速度匕］嗯?葉1\

（3）求加速度「％」?

②逐差法：如圖所示，a=A.七色=，+學(xué)+矢/三二￡（^0123—4—5，

③兩段法：把圖中不、及、用、劉、生、屈分成時間相等（均為37）的兩

大段，則由X”一XI=a∕i得：（xi+xs+xe）—（XI+Λ?+Λ?）=a（3TV,解出的a與上面逐差法結(jié)果相等。

④圖像法：畫出P-￡圖像，圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度。

3.使用打點計時器注意事項：

L平行：紙帶、細繩要和長木板平行。

2.靠近：釋放小車前，應(yīng)使小車停在靠近打點計時器的位置。

3.兩先兩后：實驗時應(yīng)先接通電源，后釋放小車：實驗后先斷開電源，后取下紙帶。

典例分析：

1.（2022?北京）某同學(xué)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50?0Hz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(biāo)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)

點之間的距離孫占，，電，并求出打點2,3,…，7時對應(yīng)的重錘的速度。在坐標(biāo)紙上建立VT坐標(biāo)系，

根據(jù)重錘下落的速度作出UT圖線并求重力加速度。

圖1

（1）圖2為紙帶的一部分，打點3時，重錘下落的速度匕=m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

5〉?金?；單位：Cm）

卜3.83""5：6T/

圖2

（2）除點3外，其余各點速度對應(yīng)的坐標(biāo)點已在圖3坐標(biāo)系中標(biāo)出，請在圖中標(biāo)出速度匕對應(yīng)的坐標(biāo)

點，并作出v-f圖線-

（3）根據(jù)圖3,實驗測得的重力加速度g=m/s?（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

（4）某同學(xué)居家學(xué)習(xí)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(zhǔn)確測量，請寫出需要測量的物理量及對應(yīng)的測量方法。

2.（2021?福建）某實驗小組利用圖（a）所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關(guān)系，實驗過程如下:

薄板

細繩小2紙帶卑時器

墊塊

圖(a)圖(b)

(1)首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。

(2)用墊塊將木板一端墊高，調(diào)整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調(diào)整過程中打

出的紙帶如圖(b)所示(紙帶上的點由左至右依次打出)，則墊塊應(yīng)該(填“往左移”“往右

移”或“固定不動”)。

(3)在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。

(4)把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分

如圖(C)所示。己知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰計數(shù)點之間還有4

個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為m/s(結(jié)果保留2位小數(shù))。

圖(C)IS(d)

(5)保持小車和鉤碼的質(zhì)量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似得到的某時刻起小車Lt圖像如圖

(d)所示，由圖像可知小車加速度大小(填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”)。據(jù)此

可以得到的實驗結(jié)論是。

3.某實驗小組用圖甲所示裝置探究加速度與力的關(guān)系。

打點計時器小車...^

紙帶、替Q力傳感器aa.

甲沙桶

內(nèi)

(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是

A.拉小車的細線要與木板平行

B.打點計時器要與6V直流電源連接

C.沙桶和沙的質(zhì)量要遠小于小車和傳感器的質(zhì)量

D.平衡摩擦力時，紙帶要穿過打點計時器后連在小車上

(2)圖乙中的兩種穿紙帶方法，你認為(選填“左”或“右”)邊的打點效果好。

(3)實驗中得到一條如圖丙所示的紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，打點計時器所用電

源的頻率為50Hz。由圖中實驗數(shù)據(jù)可知，打點計時器打下8點時小車的速度%=m∕s,小車的

加速度m/s"(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)某同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-尸圖像如圖丁所示。該直線不過坐標(biāo)原點的原因可能是

A.摩擦力平衡過大

B.沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足

4、(2020?全國卷In)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置驗證動能定理。調(diào)整木板的傾角平衡摩擦阻力后，掛

上鉤碼，鉤碼下落，帶動小車運動并打出紙帶。某次實驗得到的紙帶及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖(b)所示。已知打出圖

(b)中相鄰兩點的時間間隔為0.02s,從圖(b)給出的數(shù)據(jù)中可以得到，打出3點時小車的速度大小Vs=

m∕s,打出一點時小車的速度大小“=m/s。(結(jié)果均保留2位小數(shù))

打點計時器小車__________________________________________________

/■

木板

若要驗證動能定理，除了需測量鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量外，還需要從圖(b)給出的數(shù)據(jù)中求得的物理

量為。

5.在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系“實驗中

①下列儀器需要用到的有。

②若甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖甲、乙、丙所示的實驗裝置來做實驗。己知他們使用的小

車完全相同，小車的質(zhì)量為加重物的質(zhì)量為必，試回答下列問題:

打點計時器,小車細線定滑輪

紙帶飛%

力傳感器

長木板水平實驗臺口

重物

（甲）

則甲、乙、丙實驗中，必須補償小車和長木板之間摩擦力的實驗小組有。若用上面的甲裝置得

2

如圖所示的紙帶，已知打點計時器所使用的交流電頻率為50Hz,則小車的加速度為m∕s（保留兩

位有效數(shù)字）。

你認為該同學(xué)實驗時選用的限加的比例關(guān)系合理嗎？。（填“合理”，“不合理”）

③如果實驗時所用交流電的頻率實際為48Hz,則實驗測得的加速度比真實值（填“大”或“小”）。

6.某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。主要實驗步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度4用量角器測出氣墊導(dǎo)軌的傾角0.

②測量擋光片到光電門的距離X；

③由靜止釋放滑塊，記錄數(shù)字計時器顯示擋光片的擋光時間f；

④改變x,測出不同X所對應(yīng)的擋光時間如

根據(jù)上述實驗步驟請回答：

（1）用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度時的結(jié)果如圖所示，則擋光片的寬度〃=mm,

~~O12cm7

I∣∣∣∣∣∣∣∣>IIl∣JJ∣∣JJJ∣∣∣∣∣∣<

I「III1]i1IIIfIIII「III

01。20

（2）滑塊通過光電門時速度的表達式V=（用實驗中所測物理量符號表示）。

（3）根據(jù)實驗測得的多組x、t數(shù)據(jù)，可繪制、一卜圖象，圖象的縱坐標(biāo)為人橫坐標(biāo)為如果滑塊下

滑過程符合機械能守恒定律，則圖象應(yīng)為過原點的一條傾斜直線，其斜率為（用d、

。、g表示）。

考向二、光電門、手機應(yīng)用類實驗

易混易錯歸納：

光電門的應(yīng)用

(1)記錄時間：光電計時器可以記錄擋光時間

(2)測量瞬時速度：丫=￡("為遮光板寬度)；用平均速度代替瞬時速度。

a=V2v

(3)計算加速度：a=/2χ曲或t'°

智能手機：在近幾年應(yīng)用到實驗中，類似光電門、傳感器，打點計時器。

典例分析：

1.(2022?江蘇)小明利用手機測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢嶒瀳鼍叭鐖D1所示，他將一根木條平放在

樓梯臺階邊緣，小球放置在木條上，打開手機的“聲學(xué)秒表”軟件，用鋼尺水平擊打木條使其轉(zhuǎn)開后，小

球下落撞擊地面，手機接收到鋼尺的擊打聲開始計時，接收到小球落地的撞擊聲停止計時，記錄下?lián)舸蚵?/p>

與撞擊聲的時間間隔t,多次測量不同臺階距離地面的高度小及對應(yīng)的時間間隔入

(1)現(xiàn)有以下材質(zhì)的小球，實驗中應(yīng)當(dāng)選用。

A.鋼球B.乒乓球C.橡膠球

(2)用分度值為Imm的刻度尺測量某級臺階高度的示數(shù)如圖2所示，則〃=cm。

(3)作出圖線，如圖3所示，則可得到重力加速度8=m∕s2o

（4）在圖1中，將手機放在木條與地面間的中點附近進行測量，若將手機放在地面1點，設(shè)聲速為心

考慮擊打聲的傳播時間，則小球下落時間可表示為/'=（用力、力和y表示）。

（5）有同學(xué)認為，小明在實驗中未考慮木條厚度，用圖像法計算的重力加速度g必然有偏差。請判斷

該觀點是否正確，簡要說明理由_____。

2.（2022?遼寧）某同學(xué)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加。

透光帶

（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(xué)測得遮光帶（透光帶）的寬度為4.50cm,記錄時間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，

1遮2遮3遮

編號

光帶光帶光帶

Δr∕(×10'73.38.30.

根據(jù)046700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匕=

m/s（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A小A4,則重力加速度g=

（用公絹、加2表示）;

（4）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)所得實驗結(jié)果小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：。

3.（2021?山東）某乒乓球愛好者，利用手機研究乒乓球與球臺碰撞過程中能量損失的情況。實驗步

驟如下：

①固定好手機，打開錄音功能；②從一定高度由靜止釋放乒乓球；

③手機記錄下乒乓球與臺面碰撞的聲音，其隨時間（單位：s）的變化圖像如圖所示。

根據(jù)聲音圖像記錄的碰撞次序及相應(yīng)碰撞時刻，如下表所示。

碰撞次序1234567

碰撞時刻1122233

（S）.12.58.00.40.78.14.47

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回答下列問題:

（1）利用碰撞時間間隔，計算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為m（保留2位有效數(shù)字，

當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m∕s2）。

（2）設(shè)碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為k,則每次碰撞損失的動能為碰撞前動能

的倍（用Z■表示），第3次碰撞過程中L=（保留2位有效數(shù)字）。

（3）由于存在空氣阻力，第（1）問中計算的彈起高度（填“高于”或“低于”）實際彈

起高度。

4.（2022?廣東）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(dǎo)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（6）所示，小球直徑”=mm。

（3）測量時，應(yīng)（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。和質(zhì)。

（4）計算小球通過光電門的速度，己知小球的質(zhì)量為例可得小球與橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機械能損失

?fi=（用字母卬、d、f∣和，2表示）。

（5）若適當(dāng)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。

考向三、彈簧、橡皮條、碰撞類實驗

易混易錯歸納：

1.探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系

1.不要超過彈性限度。2.測彈簧原長時要保持自由懸掛。卓蒯n

3.數(shù)據(jù)處理：作尸一X圖，斜率即勁度系數(shù)左

圖線1：X表示彈簧形變量。圖線2：X為彈簧長度，其中Xo為彈簧原長。（無論圖

線1圖線2,斜率都表示勁度系數(shù)）。圖線3：后端發(fā)生彎曲原因是超過彈性限度。

圖線4：X軸小截距原因可能是測彈簧原長時未懸掛，懸掛后彈簧自身重力導(dǎo)致誤

差。

4.探究結(jié)果：胡克定律尸=丘（X為形變量），彈簧勁度系數(shù)的算法：k=：=

2.探究兩個胡成角度的力的關(guān)系

L實驗裝置圖，甲是用兩個力把橡皮條拉到某一位置，乙是用一個力把橡皮條拉到同一位置，體現(xiàn)了等效的

思想。

2.測力計可以校對一下，即相互拉一拉，看示數(shù)是否相等，若不相等，需要校正好。

3.拉力應(yīng)該與平板平行。

4.二個力的夾角不要太大或太小，目的是為了做平行四邊形時方便。

5.測力計拉橡皮條的細繩盡量長一些，目的是為了畫力方向時誤差小一些。

3.驗證動量守恒定律

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(dǎo)軌完成一維碰撞實驗■?■

滑塊速度的測量V=告

I

用兩擺球碰撞驗證動量守恒定律

擺球速度的測量v=√?Λ

在光滑桌面上兩車碰撞驗證動量守恒定律

?X

小車速度的測量U=巖

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

典例分析：

1.（2021?廣東）某興趣小組測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

的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°,彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先沿管軸線方向固

定一毫米刻度尺，再將單個質(zhì)量為20Og的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)徑）逐個從管口滑進，每滑進一個鋼

球，待彈簧靜止，記錄管內(nèi)鋼球的個數(shù)"和彈簧上端對應(yīng)的刻度尺示數(shù)％,數(shù)據(jù)如表所示。實驗過程中彈

簧始終處于彈性限度內(nèi)。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數(shù)。

.040.032.054.076.118.09

(1)利用ΔZ1=4+3-4(i=l,2,3)計算彈簧的壓縮量：M=6.03cm,ΔΔ2=6.08cm,ΔL,=cm,

壓縮量的平均值ZZ=My但=cm.

(2)上述ZZ是管中增加個鋼球時產(chǎn)生的彈簧平均壓縮量；

(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80m∕s2,該彈簧的勁度系數(shù)為N/m。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

2.某實驗小組同學(xué)用鐵架臺、彈簧和多個質(zhì)量均為加=50g的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與形

變量的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示。

3

(1)該組同學(xué)在做該實驗時，依次在彈簧下端掛上鉤碼，并在表格內(nèi)分別記下鉤碼靜止時彈簧下端指針

所對應(yīng)的刻度，記錄數(shù)據(jù)如下：

鉤碼個數(shù)12345

彈力FN0.51.01.52.02.5

指針對應(yīng)

12.5115.3916.1117.30

刻度￡/Cm

當(dāng)掛2個鉤碼時，指針對應(yīng)刻度如圖甲所示，將指針示數(shù)填入表格；在以彈簧彈力為縱軸、指針對應(yīng)

刻度上為橫軸的坐標(biāo)系中，如圖乙所示。描點畫出第2組對應(yīng)的數(shù)據(jù)點，并連線得到尸/圖像。請根據(jù)圖

像分析并得出以下結(jié)論：

①彈簧原長為cm。

②彈簧的勁度系數(shù)k=N∕cm(保留兩位有效數(shù)字)。

(2)彈簧與繩有一點相似之處，都可以認為是一個傳遞力的媒介。某位同學(xué)根據(jù)這個觀點推廣認為：將

兩個同樣的彈簧串接在一起后,彈簧的勁度系數(shù)力與原來一樣。你認為他的想法正確嗎？。

并解釋一下你的理由：。

3.“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖甲所示，其中/為固定橡皮條的圖釘，。為橡皮條與細繩的

結(jié)點，如和。，為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的力的圖示。

(1)本實驗采用的科學(xué)方法是。

A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法

(2)圖乙中的尸與〃兩力中，方向一定沿40方向的是。

(3)關(guān)于實驗下列說法正確的是

A.拉橡皮條的細繩短一些，實驗效果較好

B.拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行

C.橡皮條彈性要好，拉結(jié)點到達某一位置。時，拉力6和K的夾角越大越好

D.在同一實驗中0點位置不能變

4.某同學(xué)設(shè)計了如圖裝置來驗證碰撞過程遵循動量守恒。在離地面高度為人的光滑水平桌面上，放置

兩個小球a和兒其中，6與輕彈簧緊挨著但不拴接，彈簧左側(cè)固定，自由長度時離桌面右邊緣足夠遠，起

初彈簧被壓縮一定長度并鎖定。a放置于桌面邊緣，球心在地面上的投影點為。點。實驗時，先將a球移開，

彈簧解除鎖定，8沿桌面運動后水平飛出。再將a球放置于桌面邊緣，彈簧重新鎖定。解除鎖定后，6球與

a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出。重復(fù)實驗10次。實驗中，小球落點記為/1、B、C

OABC

(1)若a球質(zhì)量為屆，半徑為r“；。球質(zhì)量為期，半徑為z‰6球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出，

則。

A.ma<m∣,,ra=ΓbB.ιna<ml,,ra<rt,C.nιf,>mh,ra=rt,D.∕na>ml,,ra>rl,

(2)為了驗證動量守恒，本實驗中必須測量的物理量有。

A.小球a的質(zhì)量屆和小球8的質(zhì)量加，B.小球飛出的水平距離而、XOB、XK

C.桌面離地面的高度AD.小球飛行的時間

(3)關(guān)于本實驗的實驗操作，下列說法不正確的是。

A.重復(fù)操作時，彈簧每次被鎖定的長度應(yīng)相同

B.重復(fù)操作時發(fā)現(xiàn)小球的落點并不完全重合，說明實驗操作中出現(xiàn)了錯誤

C.用半徑盡量小的圓把10個落點圈起來，這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置

D.僅調(diào)節(jié)桌面的高度，桌面越高，線段仍的長度越長(4)在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)所測物理量滿

足表達式：，即說明碰撞過程遵循動量守恒。(用題中已測量的物理量表示)

(5)該同學(xué)還想探究彈簧鎖定時具有的彈性勢能，他測量了桌面離地面的高度h,該地的重力加速度為

g，則彈簧鎖定時具有的彈性勢能及為(用題中己測量的物理量表示)

5.小吳利用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律。所用器材有：小球、細線、拉力傳感器(可以測

量細線的拉力)、托盤秤。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。

(1)將小球靜置于托盤秤上,如圖乙所示,托盤秤表盤的示數(shù)如圖丙所示,則小球的質(zhì)量m=kg。

(2)細線一端與小球相連，另一端繞在水平軸。上。將小球拉至與水平軸。同一高度處后由靜止釋放，

小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，若小球通過最低點時拉力傳感器的示數(shù)為F,則能驗證機械能守恒定律的等

式為Z7=O

(3)若測得水平軸。與小球之間的細線長度為￡,小球的直徑為d,則小球做圓周運動的最大速度%=

6.某同學(xué)用氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖1所示。

(1)實驗室有兩組滑塊裝置。甲組兩個滑塊的碰撞端面裝上彈性碰撞架，乙組兩個滑塊的碰撞端面分

別裝上撞針和橡皮泥。若要求碰撞過程動能損失最小，應(yīng)選擇(填“甲”或“乙”)組的實驗裝置。

甲乙

(2)用螺旋測微器測量遮光條寬度，如圖2所示，并將兩塊寬度均為d的遮光條安裝到兩滑塊上,

圖2

（3）安裝好氣墊導(dǎo)軌和光電門，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個滑塊，給滑塊一初速度，使它從軌道

右端向左運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門2的時間小于通過光電門1的時間。為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)產(chǎn)使軌道

左端（填“升高”或“降低”）一些。

（4）用天平測得滑塊A、B的質(zhì)量（均包括遮光條）分別為加人、機B;調(diào)整好氣墊導(dǎo)軌后，將滑塊A

向左彈出，與靜止的滑塊B發(fā)生碰撞,碰后兩滑塊沒有粘連,與光電門1相連的計時器顯示的擋光時間為4∣,

與光電門2相連的計時器顯示的先后擋光時間為加2和。從實驗結(jié)果可知兩滑塊的質(zhì)量滿足優(yōu)A_

（填或小滑塊A、B碰撞過程中滿足表達式（用所測物理量的符號表示），則說

明碰撞過程中動量守恒。

7.（1）在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實驗”與“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗”中：

a.兩個實驗都需要的器材是；

A.彈簧秤B.彈簧C.橡皮筋D,刻度尺

b.在實驗中，下列操作正確的是；

A.在探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系實驗中，測彈簧原長時應(yīng)把彈簧水平放置

B.在探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗中，彈簧秤調(diào)零時彈簧秤應(yīng)水平放置

C.在探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗中，若彈簧秤示數(shù)偏大可調(diào)短彈簧的有效長度

D.在探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律實驗中，拉彈簧秤時彈簧秤外殼不能與木板接觸

（2）驗證物體自由下落過程中機械能守恒，交流電頻率為50Hz,重錘質(zhì)量m=200g,打出了如下紙帶，

在紙帶后端選擇連續(xù)的7個打印點為計數(shù)點，并依次標(biāo)上1、2、3....在數(shù)據(jù)處理中，選計數(shù)點3對應(yīng)的

重物位置為零重力勢能參考面，則打下5時重物的速度m∕s,重物的機械能為J（當(dāng)?shù)刂?/p>

力加速度g=9.8m∕s2,計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。該種驗證方法是否要求打第一個點時速度為零？

（填“是”或“否”）。

單位：cm

4567

工99?37,5%44

卜4.

二T4..75.

8.如圖所示，用碰撞實驗器可以研究兩個剛性小球在水平軌道碰撞前后的動量關(guān)系。實驗時先讓質(zhì)量

為班的小球1從斜槽上某一固定位置0由靜止開始釋放，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的尸點。

再把質(zhì)量為里的小球2放在水平軌道末端，讓小球1仍從位置0由靜止釋放，兩小球碰撞后從軌道末端水

平拋出，小球2落到位于水平地面的4點，小球1落到位于水平地面的"點。則碰撞前的動量可表示為叫?OP,

碰后的動量可表示為町?OW+牡?ON。

(1)本實驗中剛性小球1的質(zhì)量㈣與剛性小球2的質(zhì)量”4大小應(yīng)滿足的關(guān)系

(2)若實驗中換用不同材質(zhì)的小球，其他條件不變，可以改變小球的落點位置。下面三幅圖中，可能

正確的落點分布是O

一

_c)A,L>p

9.在驗證動量守恒定律實驗中，實驗裝置如圖所示,a、6是兩個半徑相等的小球，按照以下步驟進行

I.在平木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板豎直立于緊靠槽口處，將小球a從斜槽軌道上固定點

處由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡。；

II.將木板水平向右移動一定距離并固定，再將小球a從固定點處由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡B；

III.把小球6靜止放在斜槽軌道水平段的最右端,讓小球a仍從固定點處由靜止釋放,和小球。相碰后，

兩球撞在木板上得到痕跡A和C。

①若碰撞過程中沒有機械能損失，為了保證在碰撞過程中a球不反彈，a、8兩球的質(zhì)量叫、，電間的關(guān)

系是叫m1。(選填“>”“=”或“<”)

②為完成本實驗，必須測量的物理量有。

A.小球a開始釋放的高度AB.木板水平向右移動的距離,

C.a球和6球的質(zhì)量㈣、m2D.。點到A、B、C三點的距離乂、%、為

③在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式,則動量守恒（用②所選的物理量表示，要求化簡）

④在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式,則機械能守恒（用②所選的物理量表示，要求化簡）

好題演練

1.（2020?廣東）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證動量定理，所用器材包括：氣墊導(dǎo)軌、滑塊（上

方安裝有寬度為d的遮光片）、兩個與計算機相連接的光電門、祛碼盤和祛碼等。

實驗步驟如下：

（1）開動氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，輕推滑塊，當(dāng)滑塊上的遮光片經(jīng)過兩個光電門的遮光時間時，

可認為氣墊導(dǎo)軌水平；

（2）用天平測祛碼與祛碼盤的總質(zhì)量例、滑塊（含遮光片）的質(zhì)量電；

（3）用細線跨過輕質(zhì)定滑輪將滑塊與法碼盤連接，并讓細線水平拉動滑塊；

（4）令滑塊在祛碼和祛碼盤的拉動下從左邊開始運動，和計算機連接的光電門能測量出遮光片經(jīng)過/、

6兩處的光電門的遮光時間?加、Δtz及遮光片從A運動到6所用的時間??；

（5）在遮光片隨滑塊從4運動到6的過程中，如果將祛碼和祛碼盤所受重力視為滑塊所受拉力，拉力

沖量的大小戶_,滑塊動量改變量的大小△片晨用題中給出的物理量及重力加速度g表示）

（6）某次測量得到的一組數(shù)據(jù)為：廬LoOocm,w=l.50×10^2kg,zzz?-O.400kg,Δ￠/=3.900×IO-2s,

Δt^=?.270×10jS,tιj=?.50s,∣X?=9.80m∕s2,,計算可得/=N?s,Δp=kg?m?sH；（結(jié)果

均保留3位有效數(shù)字）

（7）定義6=卜含卜100%,本次實驗δ=%（保留1位有效數(shù)字）。

2.（2021?河北）某同學(xué)利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關(guān)系，所用器材有：一

端帶滑輪的長木板、輕細繩、50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為200g,

其上可放鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m∕s2,實驗操作步驟如下：

遮光條光電門1光電門2

ffl?

①安裝器材，調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示;

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速

度;

③保持最下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)上

述步驟;

④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量以系統(tǒng)（包含滑塊、滑塊所載鉤碼和

輕細繩懸掛鉤碼）總動能的增加量AEk及系統(tǒng)總機械能的減少量?E,結(jié)果如下表所示:

Mi100000

.200.250.300.350.400

ΔEl/00000

.582.490.392.294.195

AEQ0000

.393.490.686.785

回答下列問題：

（1）實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J（保留三位有效數(shù)字）；

（2）步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為；

（3）若”為橫軸，ΔF為縱軸，選擇合適的標(biāo)度，在圖2中繪出AE-M圖像

、NEIJ

圖2

若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功，則物塊與木板之間的摩擦因數(shù)為（保留兩位有

效數(shù)字）

3.（2021?重慶）某同學(xué)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LS拍攝一張照片。

60

（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(biāo)記一次小球的位置，則相鄰標(biāo)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~0.355時間段平均速度

的大小（選填“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，能夠減小實驗測量誤差的方法有：（寫出一種即可）

4.（2021?湖北）某同學(xué)假期在家里進行了重力加速度測量實驗。如圖（a）所示，將一根米尺豎直

固定，在米尺零刻度處由靜止釋放實心小鋼球，小球下落途經(jīng)某位置時，使用相機對其進行拍照，相機曝

光時間為熹s。由于小球的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。根據(jù)照片中米尺刻度讀出小球所在

位置到釋放點的距離〃、小球在曝光時間內(nèi)移動的距離計算出小球通過該位置時的速度大小心進而得

出重力加速度大小/實驗數(shù)據(jù)如下表：

米尺

I@23M

IlA+∣M∣MtNHIIlI"P

?O券標(biāo)尺IO20

W<*>M（b）

次數(shù)12345

0.0.0.0.0.

△//cm

8586828385

v/4.4.4.4.

(m?sl)25101525

0.0.0.0.0.

A/m

91819423853088609231

(1)測量該小球直徑時，游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖(b)所示，小球直徑為mm。。

(2)在第2次實驗中，小球下落〃=0.9423m時的速度大小r=m/s(保留3位有效數(shù)字)；第

3次實驗測得的當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮=m∕s2(保留3位有效數(shù)字)。

(3)可以減小本實驗重力加速度大小測量誤差的措施有。

A.適當(dāng)減小相機的曝光時間

B.讓小球在真空管中自由下落；

C.用質(zhì)量相等的實心鋁球代替實心鋼球

5.(2021?江蘇)小明利用如圖1所示的實驗裝置驗證動量定理。將遮光條安裝在滑塊上，用天平測

出遮光條和滑塊的總質(zhì)量"=200.0g,槽碼和掛鉤的總質(zhì)量〃，=50.0g。實驗時，將滑塊系在繞過定滑輪懸

掛有槽碼的細線上?；瑝K由靜止釋放，數(shù)字計時器記錄下遮光條通過光電門1和2的遮光時間也和AL,

以及這兩次開始遮光的時間間隔加，用游標(biāo)卡尺測出遮光條寬度，計算出滑塊經(jīng)過兩光電門速度的變化量

?VO

(1)游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度如圖2所示，其寬度d=mm；

(2)打開氣泵，帶氣流穩(wěn)定后調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，直至看到導(dǎo)軌上的滑塊能在短時間內(nèi)保持靜止，其目的

是;

(3)多次改變光電門2的位置進行測量，得到&和?U的數(shù)據(jù)如下表請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作

出AV-4圖線。

(4)查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m∕s2,根據(jù)動量定理，Av-Af圖線斜率的理論值為______m∕s2；

(5)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，圖線斜率的實驗值總小于理論值，產(chǎn)生這一誤差的兩個可能原因時O

A.選用的槽碼質(zhì)量偏小B.細線與氣墊導(dǎo)軌不完全平行

C.每次釋放滑塊的位置不同D.實驗中△/的測量值偏大

6.某同學(xué)為了驗證蕩秋千過程中機械能是否守恒，設(shè)計了如圖所示實驗。長為小的輕質(zhì)細繩一端固定

在。點，另一端拴一質(zhì)量為卬的小球(尺寸相對Z足夠小)，在。點正下方/處的N點放有一光電門。重力

加速度為g，實驗步驟如下：

(1)用螺旋測微器測出小球的直徑〃，小球直徑D-mm；

(2)將小球拉到偏離豎直方向上的某位置M用工具測出M處的細繩與豎直方向的夾角

(3)靜止釋放小球，測出小球經(jīng)過光電門的時間為加，計算小球經(jīng)過光電門的速度；

(4)從M到M的過程中，小球減少的重力勢能AEP=,增加的動能AEk=(用

題目中已知的物理量符號表示)

(5)驗證ΔEk=ΔEp,即可驗證小球運動過程中機械能守恒。

7.“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，然后在彈

簧下端分別掛上i=l、2、3、4、5、6和7個相同的鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為50.0g,取前6個祛碼的數(shù)

據(jù)，重力加速度g取IQOm/S?),記錄彈簧下端相應(yīng)位置的讀數(shù)與然后逐個減去鉤碼，同樣記錄彈簧下

端相應(yīng)位置的讀數(shù)占減，并計算得到彈簧下端相應(yīng)位置值Xj=EjI,其數(shù)據(jù)如下表。

.

8i

?

彈簧下端掛鉤碼的

加鉤碼相應(yīng)位置值不加1

,em減鉤碼相應(yīng)位置值占減/C0xj/cm

個數(shù)

14.194.214.20

25.405.435.42

36.416.436.42

47.527.587.55

8.

58.838.87