2025高考物理九大力學實驗考點復習（合集）

試卷第1頁，共14頁實驗一研究勻變速直線運動====================近三年真題考查分布年份試卷分值難度2024無02023全國甲卷**☆*☆☆2022北京卷**☆江蘇卷***遼寧卷**☆====================實驗講解=======1.實驗目的（1）練習正確使用打點計時器。0（2）會利用紙帶求勻變速直線運動的瞬時速度、加速度。（3）會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，并能畫出小車運動的v-t圖像，會根據圖像求加速度。2.實驗原理打點計時器是測量時間的儀器，通過紙帶記錄了物體的運動過程。打點計時器有電磁打點計時器和電火花計時器，如圖所示。打點計時器使用的是50Hz的交變電流，每隔0.02s打一次點；電磁打點計時器使用的是8V以下交流電源、電火花計時器使用的是220V交流電源。3.實驗器材使用電磁打點計時器時還需要復寫紙片）試卷第2頁，共14頁4.實驗步驟（1）按圖示實驗裝置圖組裝實驗器材。（注：打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源，但開關要斷開）（2）把一細線系在小車上，細線繞過定滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過打點計時器，固定在小車后面。（3）把小車?？吭诖螯c計時器附近，接通電源，釋放小車。（4）小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶。（5）換紙帶重復做幾次實驗，選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析。5.數(shù)據處理（1）求物體的瞬時速度與加速度①利用平均速度求瞬時速度②利用逐差法求平均加速度a1=，a2=，a3=a==。在處理數(shù)據時可以對紙帶重新分段，把6段距離分為“前三”和“后三”，“后三”減“前三”也為相鄰相等時間間隔內的位移差，時間間隔為3T。③利用速度—時間圖像求加速度a．作出速度—時間圖像，通過圖像的斜率求解物體的加速度。b．剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度。（2）依據紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動①s1、s2、s3、…sn是相鄰兩計數(shù)點間的距離。②Δs是兩個連續(xù)相等的時間內的位移差試卷第3頁，共14頁Δs1=s2-s1，Δs2=s3-s2，…。③若Δs等于恒量（aT2則說明小車做勻變速直線運動。④根據Δs=aT2，只要小車做勻變速直線運動，它在任意兩個連續(xù)相等的時間間隔內的位移之差就一定相等。6.實驗注意事項（1）平行：紙帶和細繩要和木板平行。（2）兩先兩后：實驗中應先接通電源，后讓小車運動；實驗完畢應先斷開電源，后取下紙（3）防止碰撞：在到達長木板末端前應讓小車停止運動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。（4）減小誤差：小車的加速度要適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個計數(shù)點為宜。（5）用刻度尺從_____清晰的點_____測量起并同時記錄測量結果，不要分段測量。7.誤差分析（1）根據紙帶測量的位移有誤差。（2）電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點的時間間隔不完全相等。（3）紙帶運動時打點不穩(wěn)定引起測量誤差。（4）用作圖法，作出的v-t圖像并不是一條直線。（5）木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測量得到的加速度只能是所測量段的平均加速度。====================創(chuàng)新實驗=======1.實驗器材的改進及速度的測量方法（如圖）2.獲得加速度方法的改進靠重物的拉力獲得加速度―→長木板傾斜靠重力獲得加速度，如圖所示。試卷第4頁，共14頁3.用頻閃照相的方法、滴水法或光電計時器代替打點計時器。頻閃照相法滴水法通過以上裝置的改進能最大限度地減少因長木板和打點計時器的限位孔的阻力而導致的小車加速度不恒定，使小車盡可能做勻加速直線運動，以提高實驗的精確度。====================典型考題=======1．在“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中：(1)乙圖的打點計時器工作電壓為（填“交流”或“直流”）V。若提供的實驗器材中同時有甲乙兩圖所示的打點計時器，優(yōu)先選用圖（(填“甲”或“乙”(2)下列操作中正確的有______；A．打點計時器應安裝在長木板的有滑輪一端B．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器C．應先接通電源，后釋放小車D．兩相鄰測量點間的時間間隔必須是0.1sE．用v-t圖線處理數(shù)據時，必須用平滑的曲線連接所有的點(3)小明同學在實驗中得到了幾條較為理想的紙帶，已在每條紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，試卷第5頁，共14頁依打點先后編為0、1、2、3、4。由于不小心，紙帶被撕斷了，如圖所示。請根據給出的A、B、C、D四段紙帶回答：在B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應該B.D.(4)小蘭同學打出的一條紙帶如圖所示，A、B、C、D、E為在紙帶上所選的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s。則實驗時紙帶的端是和小車相連的。（選填“左”或“右”打點計時器打下C點時小車的速度大小為m/s。（結果保留小數(shù)點后一位）2．結合“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗（裝置如圖甲完成下列問題：(1)如圖乙，刻度尺的0刻度與“0”點對齊，測量點“4”到“0”的距離為cm；該同學已將1、2、3、4點對應時刻的瞬時速度進行計算填入表中，請你將測量點“5”對應時刻的瞬時速度填入表中（結果保留三位有效數(shù)字請你把“5”的數(shù)據補充到圖丙中，并擬合圖線。測量點12345瞬時速度（m·s-1）0.5010.5200.5250.540試卷第6頁，共14頁(2)根據擬合好的圖像求出小車的加速度大小為a=m/s2.（結果保留三位有效數(shù)字）(3)關于該實驗，下列說法正確的是。A．重復實驗時，可以增加懸掛的槽碼，也可以在小車里增加鉤碼B．實驗時，牽引小車的細繩必須平行于長木板，而且長木板也必須水平放置C．若實驗時電源頻率略低于50Hz，但該同學并不知道，則小車速度測量值將大于實際值D．如果實驗用電火花計時器，實驗時的電壓略低于220V，則加速度的測量值將小于實際值3．某班同學利用如圖甲所示裝置“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，電火花計時器使用的是頻率為50Hz的交變電源。(1)電火花計時器的工作電壓為（選填“8V”或“220V”）。(2)下列說法中正確的是。A．實驗時，先釋放紙帶，再接通電源B．實驗時，先接通電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶C．實驗時，先接通電源或先釋放紙帶都可以D．紙帶上打點越密集說明紙帶運動速度越大(3)實驗所得紙帶上打出的部分計數(shù)點如圖乙所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中試卷第7頁，共14頁1＝3.59cm，x2＝4.41cm，x3＝5.19cm，x4＝5.97cm，x5＝6.78cm，x6＝7.64cm。則小車的加速度a＝m/s2（要求充分利用測量的數(shù)據打點計時器在打B點時小車的速度vB＝m/s。（結果均保留兩位有效數(shù)字）4．實驗小組利用如圖1所示的裝置探究“小車速度隨時間變化的規(guī)律”、打點計時器所接電源的頻率為50Hz。(1)下列說法中正確的有。(填選項前的字母)A．實驗操作前，不需要平衡摩擦力B．應先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定打點后再釋放小車C．必須選擇點跡清晰的紙帶，而且應以打點計時器所打下的第一個點作為第1個計數(shù)點D．根據實驗數(shù)據畫出v-t圖像，圖像為傾斜直線，其傾角的正切值tanα即可表示小車的加速度大小(2)規(guī)范操作后，得到一條紙帶，以紙帶上能夠看清的某個點作為0點，每5個點取一個計數(shù)點，測量各計數(shù)點與0點的距離，如圖2所示，則紙帶上打計數(shù)點2時的小車速度大小v2=m/s。(結果保留3位有效數(shù)字)(3)利用各計數(shù)點計算得到的速度作出小車運動的v-t圖像，得到一條傾斜的直線，說明小車做勻加速直線運動，則小車運動的加速度大小a=m/s2。(結果保留3位有效數(shù)字)5．某同學利用水平放置的氣墊導軌和光電門驗證牛頓第二定律，裝置如圖所示。已知滑塊的總質量為M，鉤碼的質量為m，重力加速度大小為g。測得遮光條的寬度為d，光電門A、B之間的距離為L，遮光條通過光電門A、B的時間分別為t1、t2。試卷第8頁，共14頁(1)滑塊通過光電門B時的速度大小vB=（用相關物理量的符號表示）。(2)由運動學公式可知，滑塊的加速度大小a=（用d、t1、t2、L表示）。(3)要驗證牛頓第二定律，需要得到滑塊的加速度大小a和在誤差范圍內相等（用6．某學習小組在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗后，利用頻閃照相研究小車從斜面上滑下的運動。如圖甲所示，將小車從斜軌上由靜止釋放，用頻閃相機從小車運動的側面進行照相，頻閃儀的頻率為10Hz，得到如圖乙所示的照片。根據照片測得OA=31.8cm，OB=67.4cm，OC=106.9cm，OD(1)根據以上信息，可求得小車運動到位置A處時的速度大小vA=m/s，小車運動過程中的加速度大小a=m/s2（結果均保留2位有效數(shù)字(2)根據以上數(shù)據可推知，小車在O點的速度（填“為零”或“不為零”）。如果當時頻閃儀的頻率為12Hz，而做實驗的同學們并不知道，那么測得的加速度與真實值相比 （填“偏大”“偏小”或“不變”）。六、考點六：利用DIS研究勻變速直線運動7．如圖是用DIS測定小車的加速度的實驗裝置。試卷第9頁，共14頁（1）A是分體式位移傳感器的器部分。（2）實驗獲得的v-t圖如圖所示，是一輛從斜面下滑的小車運動的v-t圖，由圖可知，小車在AB段的運動可以近似地看作運動，小車在AB段的加速度大小為m/s2，小車在AB段的位移大小為m。81）用DIS實驗研究小車位移和時間的關系時，將位移傳感器的部分固定在小車上部分固定在軌道右端，并將它與相連。實驗中得到如圖所示的圖線，則AB段的平均速度大小為m/s。（2）瞬時速度是一個重要的物理概念，實驗中通常只能通過的實驗方法來近似測量，這是因為在實驗中無法實現(xiàn)Δt或Δs趨近零。為此設計如下實驗來研究物體的瞬時速度。如圖所示，在A處放置一光電門，讓載有擋光片（寬度為Δs）的小車從P點靜止下滑，記錄下?lián)豕馄涍^A點所經歷的時間Δt。改用不同寬度的擋光片重復上述實驗，用公式計算出不同寬度的擋光片從A點開始在各自Δs區(qū)域內的vA，并作出v-Δt圖如下圖所示，并由此可以精確求得瞬時速度。在以上實驗的基礎上，請繼續(xù)完成下列實驗任務：（a）依據v-Δt圖，簡述v與Δt之間具有怎樣的關系；（b）依據實驗圖線，結合實驗原理，推導出v-Δt圖線所滿足的函數(shù)式；（c）根據v-Δt圖線所滿足的函數(shù)式，求出擋光片經過A點時精確的瞬時速度；（d）指出實驗操作須注意和主要事項。9．某小組進行如下的探究實驗活動。（1）關于如圖甲所示實驗操作，下列說法正確的是（填正確答案標號）。試卷第10頁，共14頁A.必須調整滑輪高度使連接小車的細線與長木板平行B.小車在釋放前應置于靠近打點計時器處C.實驗中應先釋放小車，后接通打點計時器的電源D.選擇計數(shù)點時，必須從紙帶上第一個點開始（2）一個同學用頻率f=50Hz的交流電源做圖甲所示的實驗，在紙帶上打出的點中選出零點。每隔3個點取1個計數(shù)點，如圖所示，A、B、C、D為依次排列的4個計數(shù)點，因保存不當，紙帶被污染，僅能測出其中兩個計數(shù)點到零點的距離分別為sB=27.40mm，sD=105.80mm?？捎梢陨闲畔⑼浦孩俅駽點時小車的速度大小為m/s；②小車的加速度大小為m/s2（此結果保留三位有效數(shù)字（3）如果當時電網中交變電流的頻率是49Hz，而做實驗的同學并不知道，那么該實驗中加速度的測量值與實際值相比（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（4）另一個同學用如圖乙所示的氣墊導軌裝置來測滑塊的加速度，由導軌標尺可以測出兩個光電門之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個光電門1、2的時間分別為t1、t2。滑塊的加速度可以表示為a=（用題中所給物理量字母表示）。10．利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運動的加速度，實驗中需要調整好儀器，接通打點計時器的電源，松開紙帶，使重物下落，打點計時器會在紙帶上打出一系列的點：試卷第11頁，共14頁(1)取下紙帶，取其中的一段并每隔一個計時點標出計數(shù)點，如圖所示，測出相鄰計數(shù)點間已知打點計時器打點的時間間隔T=0.02s，則重錘運動的加速度計算表達式為a=,代入數(shù)據，可得加速度a＝m/s2（計算結果保留三位(2)若計時器實際頻率為49Hz，則加速度計算結果（偏大、偏小或準確）11．某實驗小組為測量某紅雙喜乒乓球底板的反彈速度衰減率×100%，設計了如圖所示的實驗裝置。實驗過程如下：①測得乒乓球直徑為D；②兩面不帶膠皮的乒乓球底板水平固定在鐵架臺底部，調節(jié)光電門的高度，使光電門中心到底板上表面的距離略大于乒乓球直徑，同時調節(jié)光電門的水平位置，讓乒乓球從釋放裝置由試卷第12頁，共14頁靜止釋放后，下落和反彈過程中均能通過光電門；③某次實驗時，記錄乒乓球在第一次下落和第一次反彈過程中通過光電門的遮光時間分別為t1、t2。(1)實驗時，應（選填“先通電再釋放乒乓球”或“先釋放乒乓球再通電”）。(2)若用乒乓球通過光電門的速度近似表示乒乓球與底板碰撞前、后的速度，請用題中所給字母，寫出乒乓球第一次與底板碰撞前、后的速度表達式：v碰前=，v碰后=。(3)在（2）的條件下，本次實驗測量的衰減率表達式：η=×100%。（用t1、t2表示）12．一種用于測量重力加速度的裝置如圖所示，透明塑料板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶（寬度用d表示）。實驗時將塑料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Δt。(1)該同學測得遮光帶的寬度為4.50cm，記錄時間間隔的數(shù)據如表所示。編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶…Δt/10-3s73.0438.6730.00…根據上述實驗數(shù)據，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v3=m/s（結果保留兩位有效數(shù)字(2)某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時間間隔分別為Δt1和Δt2，則重力加速度g=（用d、Δt1和Δt2表示(3)該同學發(fā)現(xiàn)所得實驗結果小于當?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：。13．頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾試卷第13頁，共14頁個閃光時刻的位置，它們到初始點的實際距離經過比例測算已經在圖上標出，長度單位為cm，如圖甲所示。已知頻閃儀每隔0.04s閃光一次，某次閃光時小球剛好釋放。（1）根據運動學規(guī)律可計算各個位置的速度，得到如下表格：0.04s時刻小球的速度為m/s。00.040.080.16速度v(m.s-1)00.79（2）根據表格數(shù)據，在圖甲中繪出小球下落的v-t圖像。（3）若頻閃儀實際閃光的時間間隔小于0.04s，測得小球下落的加速度大小比真實值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。14．某同學利用手機測量當?shù)氐闹亓铀俣?，實驗場景如圖1所示，他將一根木條平放在樓梯臺階邊緣，小鋼球放置在木條上，打開手機的“聲學秒表”軟件，用鋼尺水平擊打木條使其轉開后，小鋼球下落撞擊地面，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，記錄擊打聲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h及對應的時間間隔t。(1)用分度值為1mm的刻度尺測量某級臺階高度h的示數(shù)如圖2所示，則h=cm。試卷第14頁，共14頁(2)作出2h-t2圖線，如圖3所示，可得重力加速度g=m/s2（結果保留2位小數(shù)）。(3)在圖1中，手機放在了木條與地面間的中點附近進行測量，若將手機放在地面A點，設聲速為v，考慮擊打聲的傳播時間，則小球下落時間可表示為t,=（用h、t和v表(4)有同學認為，該同學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，并簡要說明理由：。答案第1頁，共10頁參考答案：(2)BC(3)C【詳解】（1）[1][2][3]乙圖為電火花計時器，所用電壓為220V的交流電壓，電火花計時器相較于電磁打點計時器阻力小，所以優(yōu)先選用電火花計時器。（2）A．打點計時器應安裝在長木板沒有滑輪的一端，故A錯誤；B．在釋放小車前，小車要靠近打點計時器，故B正確；C．應先接通電源，待打點穩(wěn)定后釋放小車，故C正確；D．兩相鄰測量點間的時間間隔可根據實際情況選取，故D錯誤；E．用v-t圖線處理數(shù)據時，誤差較大的點應當舍去。故E錯誤。故選BC。（3）根據逐差公式可得x34-x23=x23-x12=x12-x01將x12=44.0mm、x01=36.0mm代入可得34.x=34.故選C。（4）[1]因為小車速度增大，所以紙帶的左端與小車相連。[2]打下C點時小車的速度大小2．(1)19.900.550(3)AC[2]由勻變速直線運動在某段時間內中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度可得，測量點“5”對應時刻的瞬時速度為[3]在圖丙中補點并擬合圖線，如圖所示。（2）由圖像可得（3）A．重復實驗時，可以增加懸掛的槽碼，也可以在小車里增加鉤碼，這樣可以改變小車的速度和加速度，A正確；B．實驗時，牽引小車的細繩必須平行于長木板，長木板可以水平放置或傾斜放置均可，只要小車能加速運動即可，B錯誤；C．若實驗時電源頻率略低于50Hz，可知打點周期變大，但該同學并不知道，仍按0.02s計算，則小車速度測量值將大于實際值，C正確；D．如果實驗用電火花計時器，實驗時的電壓略低于220V，可知電源的頻率不變，則打點周期不變，則加速度的測量值等于實際值，D錯誤。故選AC。3．(1)220V(2)B(3)0.800.40高中物理學習研究答案第2頁，共10頁答案第3頁，共10頁【詳解】（1）電火花計時器的工作電壓為220V。（2）ABC．實驗時，先接通電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶。故AC錯誤；B正確；D．因為打點時間間隔一定，所以紙帶上打點越密集說明紙帶運動速度越小。故D錯誤。故選B。（3）[1]相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為由逐差法得[2]打點計時器在打B點時小車的速度為4．(1)AB(2)0.504(3)1.50【詳解】（1）A．本實驗是探究速度隨時間的變化規(guī)律，因此不需要平衡摩擦力，故A正確；B．為了避免紙帶上出現(xiàn)大量空白段落，實驗時應先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定打點后再釋放小車，故B正確；C．處理紙帶數(shù)據時，必須應選擇點跡較為清晰的紙帶，但不一定以打點計時器打的第一個點作為第1個計數(shù)點，故C錯誤；D．根據實驗數(shù)據畫出v-t圖像，當橫、縱坐標取不同的標度時，會導致圖像的傾角也不同，所以用量角器測基出v-t圖線的傾角α,其傾角的正切值tanα的數(shù)值不能夠表示為小車的加速度大小，故D錯誤；故選AB。（2）相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s，打計數(shù)點2時的小車速度大?。?）加速度大小d22(3)【詳解】（1）滑塊通過光電門B時的速度大小（2）滑塊通過光電門A時的速度大小1d1由速度位移公式，滑塊的加速度大小為解得（3）對鉤碼和滑塊整體，根據牛頓第二定律解得mg3.43.9(2)不為零偏小【詳解】（1）[1][2]根據題意可知，運動到A處時小車的速度大小根據逐差法，小車運動的加速度大?。?）[1][2]由O到A小車做勻加速直線運動，根據運動學公式vA0高中物理學習研究答案第4頁，共10頁答案第5頁，共10頁得=vA-at=3.4m/s-3.9×0.1ms=3.01m/s則小車在O點時的速度不為零。如果實驗時數(shù)碼相機實際拍攝頻率為12Hz，則實際周期更短，由可知，實際加速度更大，即加速度的測量值和實際值相比是偏小的7．信號發(fā)射勻加速20.12【詳解】（1）[1]A是分體式位移傳感器的信號發(fā)射器部分。（2）[2][3][4]圖像中AB段的近似為直線，則可以近似地看作勻加速直線運動，小車在AB段的加速度大小為小車在AB段的位移大小為8．發(fā)射接收數(shù)據采集器0.4v與Δt成線性關系=vA+0.522更換擋光片時應使其每次處于小車上同一位置，且每次都要保持由P點靜止釋放【詳解】（1）[1][2][3]用DIS實驗研究小車位移和時間的關系時，將位移傳感器的發(fā)射部分固定在小車上，使其隨著小車一起運動，位移傳感器的接收部分固定在軌道一端，并讓它與數(shù)據采集器相連接。[4]AB段的平均速度大小為（2）[5]根據描點法作出圖象，如圖所示。由圖可知v與Δt成線性關系。[6]根據勻變速直線運動位移時間公式兩邊除以Δt，可得[7]根據圖象滿足的函數(shù)式，當Δt=0時，圖象的截距即擋光片經過A點時精確的瞬時速度。圖象的斜率為0.540m/s=vA+0.300×0.060m/s擋光片經過A點時精確的瞬時速度為vA=0.522m/s[8]根據控制變量法，更換擋光片時應使其每次處于小車上同一位置，且每次都要保持由P點靜止釋放。9．AB##BA0.491.99偏大【詳解】（1）[1]A．必須調整滑輪高度使連接小車的細線與長木板平行，選項A正確；B．小車在釋放前應置于靠近打點計時器處，以充分利用紙帶，選項B正確；C．實驗中應先接通打點計時器的電源，后釋放小車，選項C錯誤；D．選擇計數(shù)點時，必須從紙帶上較清晰的點開始，不一定從第一個點開始，選項D錯誤。故選AB。（2）①[2]打C點時小車的速度大小為②[3]小車的加速度大小為m/s2=1.99m/s2（3）[4]如果當時電網中交變電流的頻率是49Hz，則打點周期偏大，而做實驗的同學并不知道，仍用50Hz計算，那么該實驗中加速度的測量值與實際值相比偏大。（4）[5]則滑塊經過光電門時的速度分別為高中物理學習研究答案第6頁，共10頁d滑塊的加速度可以表示為(2)偏大【詳解】（1）[1][2]根據逐差法求得，重錘運動的加速度計算表達式為(x6+x5+x4)-(x3+x2+x1)(x6+x5+x4)-(x3+x2+x1)9(2T)236T2代入數(shù)值可得加速度（2）若計時器實際頻率為49Hz，則計算時用T=0.02s偏小，則加速度計算結果偏大。11．(1)先通電再釋放乒乓球(2)2(3)(1-)×100%2【詳解】（1）為使數(shù)字計時器能正確及時記錄時間，測量時應先通電再釋放乒乓球。（2）[1][2]根據題意可得v碰前=D2v碰后=2（3）本次實驗測量的衰減率為答案第7頁，共10頁(3)下落過程中受到空氣阻力的影響，所以豎直向下的加速度小于重力加速度【詳解】（1）根據平均速度的計算公式可知（2）根據勻變速直線運動平均速度等于中間時刻的速度，有可得（3）下落過程中受到空氣阻力的影響，所以豎直向下的加速度小于重力加速度?！驹斀狻浚?）[1]根據勻變速直線運動中間時刻速度等于該段過程的平均速度，則0.04s時刻小球的速度為（2）[2]根據表格數(shù)據，在圖乙中繪出小球下落的v-t圖像如圖所示高中物理學習研究答案第8頁，共10頁答案第9頁，共10頁（3）[3]根據若頻閃儀實際閃光的時間間隔小于0.04s，可知代入計算的時間偏大，使得測得小球下落的加速度大小比真實值偏小。14．(1)61.20(2)9.48(4)否，重力加速度是由2h-t2圖線的斜率求得，與木條厚度無關?！驹斀狻浚?）長度測量時，估讀精確值后面一位。由圖像讀數(shù)為61.20cm。（2）根據公式找到2h=gt2所以由圖線斜率求得（3）擊打木條的聲音傳到手機的時間為手機收到擊打木條聲音時，開始計時，收到落地聲音計時結束，兩次的聲音間隔為t，所以小球下落的時間為整理2h=gt2-2h木圖像2h-t2的斜率仍然表示重力加速度，只是圖線的位置發(fā)生變化，斜率沒有發(fā)生變化。高中物理學習研究答案第10頁，共10頁試卷第1頁，共9頁實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系====================近三年真題考查分布年份試卷分值難度2024無02023浙江6月*☆☆2022湖南卷**☆====================實驗講解=======1.實驗目的探究彈力與彈簧伸長的定量關系；學會利用圖像研究兩個物理量之間的關系的方法。2.實驗原理（1）如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。（2）用刻度尺測出彈簧在不同的鉤碼拉力下的伸長量x，建立坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組（x、F）對應的點，用平滑的曲線連接起來，根據實驗所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量的關系。3.實驗器材輕質彈簧（1根）、鉤碼（1盒）、刻度尺、鐵架臺、重垂線、坐標紙、三角板。4.實驗步驟（1）如圖所示，將鐵架臺放于桌面上（固定好將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在挨近彈簧處將刻度尺（最小分度為mm）固定于鐵架臺上，并用重垂線檢查刻度尺是否豎直。試卷第2頁，共9頁（2）記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應的刻度L0。（3）在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應的刻度L1。鉤碼個數(shù)刻度伸長量x彈力F0L0＝mm1L1＝mmx1＝L1－L0=mm______2L2＝mmx2＝L2－L0=mm______3L3＝mmx3＝L3－L0=mm______4L4＝mmx4＝L4－L0=mm______5L5＝mmx5＝L5－L0=mm______6L6＝mmx6＝L6－L0=mm______F6＝N（4）用上面方法，記下彈簧下端掛2個、3個、4個、…鉤碼時，彈簧下端所對應的刻度L2、L3、L4、…并將所得數(shù)據記錄在表格中。（5）用xn＝Ln－L0計算出彈簧掛1個、2個、3個、…鉤碼時彈簧的伸長量，并根據當?shù)刂亓铀俣戎礸計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據填入表格。（6）根據所測數(shù)據在坐標紙上描點，最好以彈簧彈力為縱坐標，以彈簧的伸長量為橫坐標。（7）按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線（包括直線所畫的點不一試卷第3頁，共9頁定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側的點數(shù)大致相同。（8）以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，若不行，則考慮二次函數(shù)。（9）解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。5.數(shù)據處理（1）圖像法：根據測量數(shù)據，在建好直角坐標系的坐標紙上描點，以彈簧的彈力F為縱軸，彈簧的伸長量x為橫軸，根據描點的情況，作出一條經過原點的直線。（2）列表法：將實驗數(shù)據填入表中，研究測量的數(shù)據，可發(fā)現(xiàn)在實驗誤差允許的范圍內，彈力與彈簧伸長量的比值是一常數(shù)。（3）函數(shù)法：根據實驗數(shù)據，找出彈力與彈簧伸長量的函數(shù)關系。6.注意事項（1）實驗過程中，注意拉力不要超過彈簧彈性限度。測量彈簧長度時，不要用手拉彈簧，在彈簧自然豎直狀態(tài)去測量。（2）強調實驗的探索性，即實驗前并不知道彈力和彈簧的伸長有什么關系，如果是驗證性實驗，在坐標紙上描點以后所作直線的根據就是所驗證的規(guī)律，但這是個探索性實驗，實驗前并不知道這個規(guī)律，所以描點以后作的曲線是試探性的，只是在分析了點的分布和走向以后才決定用直線來擬合這些點。（3）作出直線之后，要用初中學過的正比例函數(shù)（一次函數(shù)）的知識寫出直線所代表函數(shù)解析式，即寫出F＝kx。然后選定一組F和x，從而確定k的值。但這個實驗的重點在于它的探索性，比例系數(shù)的精確度不是重點。（4）要認識系數(shù)k的物理意義，即在伸長量一定時k越大，彈力也越大，它反映了彈簧的“勁度”。（5）使用彈簧的伸長數(shù)據時應采用（l－l0即彈簧長度變化量。如果實驗中不用彈簧的伸長而用彈簧的總長，得到的不是正比例函數(shù)。7.誤差分析（1）本實驗誤差的主要來源為讀數(shù)和作圖時的偶然誤差。（2）彈簧豎直懸掛時，未考慮彈簧自身重力的影響。（3）為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據。====================創(chuàng)新實驗=======試卷第4頁，共9頁實驗原理的創(chuàng)新將彈簧水平放置或穿過一根水平光滑的直桿，在水平方向做實驗。消除了彈簧自重的影響實驗器材的改進將彈簧水平放置，且一端固定在傳感器上，傳感器與電腦相連，對彈簧施加變化的作用力（拉力或推力）時，電腦上得到彈簧彈力和彈簧形變量的關系圖像，分析圖像得出結論====================典型考題=======一、考點一：彈簧豎直放置1．某實驗小組用如圖甲所示的裝置測量彈簧的勁度系數(shù)k。圖乙是某次測量彈簧長度L時刻度尺的局部放大圖，圖丙是該小組同學根據數(shù)據作出的圖像，縱軸表示鉤碼的質量，橫軸表示彈簧的伸長量x（彈簧始終在彈性限度內）。請回答下列問題：(1)根據圖乙所示，測量值L=cm。(2)該彈簧的勁度系數(shù)k=N/m。（取g=9.8m/s2，結果保留三位有效數(shù)字）(3)該小組的同學將該彈簧制成一把彈簧測力計，某次測量彈簧測力計的指針如圖丁所示，彈簧測力計所測力的大小F=N。(4)關于本實驗中的實驗操作及實驗結果，以下說法錯誤的是()試卷第5頁，共9頁A．彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度B．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證鉤碼處于靜止狀態(tài)再讀數(shù)據C．用刻度尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D．在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài)2．在“探究彈簧彈力與形變量的關系”實驗中，實驗裝置如圖甲所示，實驗步驟如下：①將彈簧左端固定，水平放置并處于自然狀態(tài)，右端與細繩連接，使細繩與水平桌面平行，將毫米刻度尺的零刻度線與彈簧左端對齊，彈簧的右端附有指針，此時指針的位置l0如圖乙所示；②在繩下端掛上一個砝碼（每個砝碼質量m=50g系統(tǒng)靜止后，記錄指針的位置l1③逐次增加砝碼個數(shù)，并重復步驟②（保持彈簧在彈性限度內記錄砝碼的個數(shù)n及指針的位置l；④用獲得的數(shù)據作出l-n圖像，如圖丙所示，圖線斜率用a表示?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖乙所示讀數(shù)為cm；(2)彈簧的勁度系數(shù)表達式k=（用砝碼質量m、重力加速度g和圖線的斜率a表示）。若g取9.8m/s2則本實驗中k=N/m（結果保留3位有效數(shù)字）。(3)考慮彈簧與桌面、細繩與滑輪間有摩擦，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與真實值相比將（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）。3．某同學用如圖甲所示的裝置來探究彈簧彈力F和長度L的關系，把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，記錄彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置。然后，在彈簧下端懸掛不同質量的鉤碼，記錄每一次懸掛鉤碼的質量和彈簧下端的刻度位置，實驗中彈簧始終未超過彈簧的彈性限度。再以彈簧受到的彈力F為縱軸、彈簧長度L為橫軸建立直角坐標系，依據實驗數(shù)據作出F-L圖像，如圖乙所示。由圖像可知：試卷第6頁，共9頁(1)彈簧自由下垂時的長度L0=cm。（保留三位有效數(shù)字）(2)彈簧的勁度系數(shù)k=N/m。（保留三位有效數(shù)字）(3)關于“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗，以下說法正確的是（請將正確答案對應的字母填在橫線上A．應該先把彈簧水平放置測量其原長B．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，彈簧應保持豎直狀態(tài)C．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要在鉤碼處于靜止狀態(tài)時讀數(shù)D．實驗中彈簧的長度即為彈簧的伸長量4．實驗小組利用圖甲所示裝置探究彈力與彈簧形變量的關系。重物放在水平放置的力傳感器上面，輕質彈簧一端與重物相連，另一端與跨過處于同一水平高度的兩個光滑定滑輪的細線的M端相連，調整滑輪1的位置，使其下方的細線處于豎直狀態(tài)。初始時，細線各部分均伸直但無張力，滑輪2的右側豎直固定一刻度尺，調整刻度尺的高度，使其零刻度線恰與細線的N端點對齊?，F(xiàn)緩慢豎直向下拉端點N，分別記錄端點N移動的距離x及對應的力傳感器的示數(shù)。F-x關系如圖乙所示，圖中F0、x0均為已知量，當?shù)氐闹亓铀俣葹間。試卷第7頁，共9頁(1)由圖乙可得彈簧的勁度系數(shù)k=，重物的質量m=。(2)若拉動端點N時偏離了豎直方向，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與其真實值相比將（填“偏大”“偏小”或“相等”）。5．某同學探究圖甲中臺秤的工作原理。他將臺秤拆解后發(fā)現(xiàn)內部簡易結構如圖乙所示，托盤A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C固定連在一起，齒輪D半徑為R可無摩擦轉動，與齒條C完全嚙合，在齒輪上固定指示示數(shù)的輕質指針E，兩根完全相同的彈簧將橫桿H吊在秤的外殼Ⅰ上。他想根據指針偏轉角度測量彈簧的勁度系數(shù)，經過調校，托盤中不放物品時，指針E恰好指在豎直向上的位置。若放上質量為m的物體時指針偏轉了θ弧度(θ<2π)齒條的位移為Rθ,重力加速度為g。(1)指針偏轉了θ弧度的過程，彈簧變長了（用題干中所給的參量表示）。(2)每根彈簧的勁度系數(shù)表達式為k=（用題干所給的參量表示）。(3)該同學進一步改進實驗，引入了角度傳感器測量指針偏轉角度，先后做了六次實驗，得到數(shù)據并在坐標紙上作出圖丙，可得到每根彈簧的勁度系數(shù)為N/m（R=2.50cm，g=9.8m/s2，結果保留3位有效數(shù)字）。6．物理興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數(shù)。如圖甲所示，把兩根彈簧“串聯(lián)”起來組成該裝置，彈簧2的一端固定在豎直放置的透明有機玻璃管底端，再將單個質量為100g試卷第8頁，共9頁的鋼球（直徑略小于玻璃管內徑）逐個從管口放入，每放入一個鋼球后待彈簧靜止，測出彈簧1上端和彈簧2上端到玻璃管底端的距離L1、L2。在坐標紙上畫出L1、L2與鋼球個數(shù)n的關系L-n圖像，如圖乙所示。不計彈簧自重的影響，重力加速度g取10m/s2。(1)彈簧1的原長為m（結論保留三位有效數(shù)字，下同）(2)該彈簧系統(tǒng)的勁度系數(shù)為N/m；(3)彈簧1的勁度系數(shù)為N/m；(4)由實驗所測數(shù)據可得，“串聯(lián)”彈簧組的勁度系數(shù)k總與兩彈簧勁度系數(shù)k1、k2的關系為k總=。7．某同學學習了胡克定律后，得知可以用勁度系數(shù)來描述彈簧的彈性強弱，同時他又想到了另一個問題：他平常鍛煉時用到的彈簧拉力器（如圖1所示）是由幾根相同的彈簧并聯(lián)制成的，那么彈簧并聯(lián)后對勁度系數(shù)會有什么影響？另一方面，彈簧串聯(lián)后對勁度系數(shù)又有什么影響呢？于是他找出彈簧拉力器，拆下彈簧，準備先測量一根彈簧的勁度系數(shù)，隨后他發(fā)現(xiàn)家中還有一個激光測距儀，于是他設計了如圖2所示的裝置。不計彈簧和紙片的重力，激光測距儀可測量紙片到地面的距離。試卷第9頁，共9頁（1）先在水桶中裝入一定質量的水，測量出桶和水的總重力，掛好水桶穩(wěn)定后，用激光測距儀測量紙片到地面的距離h，然后依次向水桶中加入已知重力的水，記錄相應桶和水的總重力，并測量對應的h，得到了圖3中的圖線a，則彈簧的勁度系數(shù)k＝N/m（結果保留到個位（2）該同學將兩根相同的彈簧并聯(lián)掛在鐵架臺上，重復（1）過程，得到了圖3中的圖線b，則兩根相同的彈簧并聯(lián)后的勁度系數(shù)k1與一根彈簧的勁度系數(shù)k的關系近似為k1=k（結果保留2位有效數(shù)字（3）該同學將兩根彈簧串聯(lián)掛在鐵架臺上，重復（1）過程，得到了如圖4所示的圖像，當h＝40cm時，對應的力F＝62.4N，則兩根彈簧串聯(lián)后的勁度系數(shù)為k2=N/m（結果保留到個位圖4中，當拉力大于62.4N后圖像彎曲的原因是。答案第1頁，共5頁參考答案：(2)49.0(3)8.00(4)C【詳解】（1）由圖乙可得出，測量值為（2）由胡克定律可得（3）由圖丁可知，彈簧測力計一小格為0.1N，所以圖中讀數(shù)為F=8.00N（4）A．彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度，故A正確，不符合題意；B．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應保證鉤碼處于靜止狀態(tài)再讀數(shù)據，故B正確，不符合題意；C．用刻度尺測得彈簧的長度，再減去彈簧的原長，即為彈簧的伸長量，故C錯誤，符合題D．在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持豎直狀態(tài)，故D正確，不符合題意。故選C。2．(1)6.00(2)83.1(3)偏大【詳解】（1）根據刻度尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為6.00cm。（2）[1]根據胡克定律有nmg=k(l-l0)變形得結合圖像有答案第2頁，共5頁解得[2]結合上述與圖像有5（3）由于彈簧與桌面、細繩與滑輪間有摩擦，導致彈簧的彈力大小小于砝碼的質量，結合上述可知，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與真實值相比將偏大。3．(1)10.0(2)40.0(3)BC【詳解】（1）由圖乙可知彈簧拉力為0時，彈簧自由下垂時的長度為L0=10.0cm（2）由胡克定律可知F=k(L-L0)可得彈簧的勁度系數(shù)為（3）A．為了消除彈簧自重的影響，實驗前，應該先把彈簧豎直放置測量其原長，故A錯B．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要使彈簧保持豎直狀態(tài)，此時彈簧的彈力等于鉤碼的重力，故B正確；C．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要在鉤碼處于靜止狀態(tài)時讀數(shù)，故C正確；D．實驗中彈簧的長度不是彈簧的伸長量，彈簧的伸長量等于彈簧的長度減去彈簧的原長，故D錯誤。故選BC。(2)偏大答案第3頁，共5頁【詳解】（1）[1]對重物受力分析可知F=mg-FT則TΔF=-ΔFT對彈簧由胡克定律得FT=kΔx所以彈簧的勁度系數(shù)為[2]x=0時，彈簧拉力為零，力傳感器的示數(shù)等于重物的重力，則G=F0解得重物的質量（2）若拉動端點N時偏離了豎直方向，則測量的彈簧的伸長量偏小，則彈簧勁度系數(shù)的測量值與其真實值相比將偏大。5．(1)Rθmg(2)2Rθmg(3)154【詳解】（1）由圖乙可知，彈簧的形變量等于齒條C下降的距離，由于齒輪D與齒條C嚙合，所以齒條C下降的距離等于齒輪D轉過的弧長，根據數(shù)學知識可得s=Rθ即彈簧變長了Δx=s=Rθ（2）對托盤A、豎直桿B、水平橫桿H與齒條C和重物整體研究，根據平衡條件得答案第4頁，共5頁mg=2F根據胡克定律有F=kΔx聯(lián)立解得2Rθ2Rθ（3）由（2）可知變形有2Rkθ=2Rk圖像的斜率為解得k≈154N/m6．(1)0.200(2)16.7(3)50.0則彈簧1的原長為L1-L2=20cm=0.200m（2）該彈簧系統(tǒng)的形變量為Δx總=50cm-20cm=30cm勁度系數(shù)為總總（3）彈簧2的形變量為Δx2=30cm-10cm=20cm答案第5頁，共5頁勁度系數(shù)為彈簧1的形變量為Δx總-Δx2=10cm勁度系數(shù)為（4）由實驗所測數(shù)據可得，“串聯(lián)”彈簧組的勁度系數(shù)k總與兩彈簧勁度系數(shù)k1、k2的關系為7．3122.0156超過彈簧彈性限度【詳解】（1）[1]由胡克定律ΔF=kΔh可得，即圖像斜率絕對值的倒數(shù)表示彈簧勁度系數(shù)則有（2）[2]由圖線b知，兩根相同的彈簧并聯(lián)后的勁度系數(shù)k1，則（3）[3]由圖4所示的圖像，兩根相同的彈簧串聯(lián)后的勁度系數(shù)k2，則[3]圖4中，當拉力大于62.4N后圖像彎曲，不在成線性變化是因為超過了彈簧的彈性限度。試卷第1頁，共9頁實驗三探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律年份試卷分值難度2024海南卷**☆2023全國乙卷*☆☆2022浙江6月*☆☆1．實驗目的驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則。2．實驗原理（1）等效法：一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以一個力F′就是這兩個力F1和F2的合力，作出力F′的圖示，如圖所示。（2）平行四邊形法：根據平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示。（3）驗證：比較F和F′的大小和方向是否相同，若在誤差允許的范圍內相同，則驗證了力的平行四邊形定則。3．實驗器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩、彈簧測力計（2個）、三角板、刻度尺等。4．實驗步驟（1）用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的__木板__上，如圖所示。（2）用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一點O。試卷第2頁，共9頁（3）用鉛筆描下__結點O的__位置和兩個細繩套的__方向__，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)F1、F2，利用刻度尺和三角板作平行四邊形，畫出對角線所代表的力F。（4）只用一個彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到與前面實驗中相同的__位置O__，記下彈簧測力計的讀數(shù)F′和細繩套的方向。（5）比較F和F′，觀察它們在實驗誤差允許的范圍內是否__相等__。5．數(shù)據處理（1）用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標度作出這兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示。（2）用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出一個彈簧測力計的拉力F′的圖示。（3）比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則。6．誤差分析實驗誤差除彈簧測力計本身的誤差外，還主要來源于讀數(shù)誤差和作圖誤差兩個方面。（1）減小讀數(shù)誤差的方法：彈簧測力計數(shù)據在允許的情況下，盡量大一些，讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄。（2）減小作圖誤差的方法：作圖時兩力的對邊一定要平行，兩個分力F1、F2間的夾角大小要適當。7．注意事項（1）彈簧相同：使用彈簧測力計前，要先觀察指針是否指在零刻度處，若指針不在零刻度處，要設法調整指針，使之指在零刻度處．再將兩個彈簧測力計的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉，如果兩個示數(shù)相同方可使用。（2）位置不變：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時___結點__的位置一定要相同。（3）角度合適：用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太__小__，也不宜太大，以60°~120°為宜。（4）盡量減小誤差：在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內，形變應盡量大一些，細繩試卷第3頁，共9頁套應適當長一些，便于確定力的方向。（5）統(tǒng)一標度：在同一次實驗中，畫力的圖示選定的標度要相同，并且要恰當選定標度，使力的圖示稍大一些。1．對實驗原理的理解、實驗方法的遷移（如圖所示）2．實驗器材的改進（如圖所示）（1）橡皮條___世彈簧測力計（2）鉤碼___世彈簧測力計1．某同學做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，如圖所示，將橡皮筋的一端P固定，另一端系兩根細線，每根細線均與一個彈簧測力計（量程0~5N、最小刻度為0.1N）相連，對測力計甲水平向右施加拉力F1，測力計乙豎直向下施加拉力F2，結點在O點靜止時，兩測力計的示數(shù)如圖；隨后撤去一個測力計，只對一個測力計施加拉力使結點回到O點。請回答下列問題：試卷第4頁，共9頁(1)由圖可讀得水平拉力F1的大小為N；(2)根據已選取的標度，在虛線方格紙上按力的圖示要求，畫出水平拉力F1和豎直拉力F2及其理論上的合力F；(3)在本次實驗中（選填“能”或“不能”）驗證力的平行四邊形定則。2．某同學如圖甲，用量程為5N的彈簧測力計，測量一個超出其量程的物體的重力：（1）將表面印有等距圓環(huán)的白紙固定在豎直放置的木板上；（2）三根細線分別與彈簧測力計一端、一個圖釘、待測重物相連，彈簧測力計的另一端固定，通過改變圖釘在木板的位置調節(jié)細線OB，使細線的結點O與圓環(huán)的圓心位置重合；（3）標出OA、OB、OC的拉力方向，記錄彈簧測力計的讀數(shù)N；（4）①根據共點力平衡條件和平行四邊形定則，用“力的圖示”在圖乙中作出OA、OB拉力的合力；②由作圖結果可得重物的重力為N（結果保留一位小數(shù)）。（5）保持結點O和圖釘?shù)奈恢貌蛔?，將彈簧測力計從圖甲所示位置逆時針旋轉到水平位置的過程中，彈簧測力計的示數(shù)將。試卷第5頁，共9頁A．逐漸增大B．先增大后減小C．逐漸減小D．先減小后增大3．利用橡皮筋、彈簧測力計和圓形量角器等器材驗證力的平行四邊形定則。（1）量角器固定在水平桌面上，將帶細繩套的橡皮筋一端用圖釘固定，如圖（a）。（2）兩細繩套掛上彈簧測力計，互成角度拉兩只彈簧測力計，將結點拉至量角器圓心O點，如圖（b此時右側彈簧測力計示數(shù)為N，記錄此時力F1、F2的大小和方向。在紙上作力F1、F2的圖示并得到合力F，如圖（c）。（3）改變兩細繩套的夾角，仍將結點拉至O點，記錄此時力F3、F4的大小和方向。（4）請在圖（c）中作出F3、F4合力F9的力的圖示：。（5）多次重復步驟（3）和（4比較每次作出的合力，如果這些合力在誤差允許范圍內都，則說明一個力分解成兩個力有多種分解方式，分力與合力的關系遵循平行四邊形定則。4．為探究“合力與分力的關系”，小魯同學設計了如下實驗。如圖甲，在相距為D的兩根豎直桿之間用一根長為L的不可伸長的輕繩連接（打結）一物體C，在繩的兩端分別連接兩個拉力傳感器P和Q，保持P、Q的位置不變，且Q高于P，不計拉力傳感器的重力。改變懸掛點C到P點的距離PC（不相對滑動測得兩傳感器的拉力大小隨PC的變化圖像如圖乙中Ⅰ、Ⅱ圖線所示，試回答下列問題。試卷第6頁，共9頁(1)C點的軌跡在一個上（選填“圓”“拋物線”或“橢圓”）。(2)圖線Ⅰ表示的是處傳感器的拉力（選填“P”或“Q”）。(3)根據圖像可求得交點的縱坐標為N，物體的重力為（用圖中傳感器的讀數(shù)，及繩長L和兩桿間距D表示）。5．某同學在學習了力的合成的知識之后，嘗試利用居家物品驗證力的平行四邊形定則。他找到了一根橡皮筋，一塊軟木板，幾盒規(guī)格相同的圖釘，若干段輕繩，兩個相同的輕質小塑料袋（重力可忽略）。（1）該同學將軟木板豎直放置，將一張白紙粘貼在軟木板上，然后將橡皮筋上端用一枚圖釘固定在軟木板上的O點。如圖所示，第一次將裝有若干枚圖釘?shù)乃芰洗眉毦€系在橡皮筋下端，穩(wěn)定時，記錄橡皮筋下端點的位置O1、袋內圖釘數(shù)量。（2）第二次，用兩根細線系在橡皮筋的下端，并繞過兩枚圖釘A、B吊起兩個裝有若干枚圖釘?shù)乃芰洗Ｕ{整袋內圖釘數(shù)量和A、B位置，使橡皮筋下端。（3）關于這個實驗下列說法正確的是A．第二次實驗時，只需要記錄兩個袋內圖釘?shù)臄?shù)量B．無需稱出每個圖釘質量，可以用袋內圖釘數(shù)量代表細線拉力大小試卷第7頁，共9頁C．此實驗需要測出每次細線的拉力大小，所以應該稱出每個圖釘?shù)馁|量D．為了實驗成功，第二次實驗時應該使兩個塑料袋內圖釘數(shù)量相同（4）某次實驗時，橡皮筋的狀態(tài)如圖所示，那么下列調整可能正確的是A．僅減少右側袋內圖釘數(shù)量B．僅增加左側袋內圖釘數(shù)量C．使A、B圖釘各適當下移，并增加右側袋內圖釘數(shù)量D．使A圖釘上移，B圖釘下移，并增加左側袋內圖釘數(shù)量6．有同學利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結點O，每個鉤碼的重量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，根據鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力F1、F2和F3，回答下列問題：（1）改變鉤碼個數(shù)，實驗能完成的是(填正確答案標號)。A.鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4B.鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4C.鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4D.鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5（2）改變鉤碼個數(shù)，再次做實驗時繩子的結點O必須與上一次的結點重合(“是”或“否”）（3）在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是(填選項前字母)。試卷第8頁，共9頁A.標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B.量出OA、OB、OC三段繩子的長度C.用量角器量出三段繩子之間的夾角D.用天平測出鉤碼的質量（4）在作圖時，你認為圖示中(填“甲”或“乙”)是正確的。7．某興趣小組的同學為了驗證“兩個互成角度的力的合成規(guī)律”，設計了一個實驗方案，在圓形桌子桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個光滑的滑輪（滑輪上側所在平面與桌面平行滑輪P1固定，滑輪P2、P3可沿桌邊移動，如圖所示?？晒┻x擇的實驗器材有：刻度尺、三角板、鉛筆、白紙、一根橡皮筋、三根細線、質量相同的鉤碼若干。部分實驗操作步驟如下：①將橡皮筋中央處和兩端點分別與三根細線相連；②將連在橡皮筋中央的細線跨過固定滑輪P1，連接橡皮筋兩端點的細線分別跨過可動滑輪PP；③在三根細線的下端分別掛上一定數(shù)量的鉤碼，使連在橡皮筋中央的細線與橡皮筋的結點O靜止。（1）為完成本實驗，下列物理量必須測量或記錄的是。（填選項前字母）A.橡皮筋的原長B.兩端橡皮筋伸長后的長度試卷第9頁，共9頁C.鉤碼的質量D.三根細線所掛鉤碼的個數(shù)（2）在完成本實驗的過程中，下列操作或描述正確的是。（填選項前字母）A.連接像皮筋兩端點的細線長度必須相同B.細線OP1必須在OP2與OP3夾角的角平分線上D.不改變OP1所掛鉤碼的個數(shù)和OP1的方向，改變OP2與OP3的夾角和鉤碼個數(shù)，重復實驗，O點不用在桌面上同一位置（3）實驗中，若桌面不水平填“會”或“不會”）影響實驗的結論。答案第1頁，共5頁參考答案：(2)見解析(3)能【詳解】（1）彈簧測力計的最小刻度為0.1N，根據彈簧測力計的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為4.00N。（2）根據圖甲可知，豎直向下施加拉力F2的大小為3.50N，根據已選取的標度，在虛線方格紙上按力的圖示要求，畫出水平拉力F1和豎直拉力F2及其理論上的合力F，如圖所示（3）實驗中撤去一個測力計，只對一個測力計施加拉力使結點回到O點，令這個為F3，可知，F(xiàn)1與F2共同作用的效果與F3單獨作用的效果相同，則F3是F1與F2實驗中的合力，根據實驗可知，若F3與F在誤差允許范圍內相等，則驗證了平行四邊形定則，可知，本次實驗中能驗證力的平行四邊形定則。均可）D【詳解】[1]由于彈簧測力計的分度值為0.1N,需要估讀到分度值的下一位，故其讀數(shù)為3.00N答案第2頁，共5頁[2]根據平行四邊形定則作出力的圖示，如圖所示[3]根據力的圖示可知，重力的大小等于合力的大小，即[4]作出如圖所示的動態(tài)矢量三角形，可知彈簧測力計的示數(shù)先減小后增大（圖中紅色虛線的長度的變化）3．5.00大小相等，方向相同【詳解】[1]由圖可知彈簧測力計的讀數(shù)為5.00N[2]根據平行四邊形法則作出F3、F4的合力F,，如圖答案第3頁，共5頁[3]根據實驗規(guī)律可知，合力在誤差允許范圍內都大小相等，方向相同，則說明一個力分解成兩個力有多種分解方式，分力與合力的關系遵循平行四邊形定則。4．(1)橢圓(2)Q-D2【詳解】（1）橢圓是到兩焦點距離之和等于常數(shù)的所有點的集合，題中PC+CQ為繩長L是常數(shù)，所以C點的軌跡是橢圓；（2）圖像中Ⅰ、Ⅱ交點即為兩繩拉力相等的位置，此時選取結點C為研究對象，受力如下圖所示，兩段繩與桿的夾角分別為α和β,水平方向TPsinα=TQsinβ當α=β時T=TPQ當C點繼續(xù)向右移動如下圖所示α增大，β減小，水平方向還是有TPsinα=TQsinβ由上式可知TQ會增大，TP減小，結合題圖，在圖像相交后，Ⅰ線力大于Ⅱ線力，故Ⅰ線表示Q處傳感器的力。答案第4頁，共5頁（3）[1]圖像中Ⅰ、Ⅱ交點可以讀出此時P、Q處拉力都為4.30N。[2]此時CP、CQ與豎直方向的夾角相等延長QC到P’，由幾何關系有過Q作水平線與左桿交于A點，在△AQP’中有2Tcosα=G整理得5．仍拉伸到O1BC【詳解】（2）[1]為保證兩次實驗時橡皮筋的拉力保持不變，調整袋內圖釘數(shù)量和A、B位置，使橡皮筋下端仍拉伸到O1。（3）[2]A．第二次實驗時，需要確定細線的方向和大小。故A錯誤；BC．無需稱出每個圖釘質量，可以用袋內圖釘數(shù)量代表細線拉力大小。故B正確；C錯誤；D．為了實驗成功，第二次實驗時兩個塑料袋內圖釘數(shù)量適量即可，沒有必要相等。故D錯誤。故選B。（4）[3]A．僅減少右側袋內圖釘數(shù)量，可以使橡皮筋與OO1重合，但橡皮筋的下端不會被拉到O1位置。故A錯誤；B．僅增加左側袋內圖釘數(shù)，會使橡皮筋與OO1偏離的更多。故B錯誤；C．使A、B圖釘各適當下移，并增加右側袋內圖釘數(shù)量，可能使橡皮筋下端與O1重合，順利完成實驗。故C正確；D．使A圖釘上移，B圖釘下移，并增加左側袋內圖釘數(shù)量，不會使橡皮筋下端與O1重合。故選C?！驹斀狻浚?）[1]OA、OB、OC分別表示三個力的大小，由于三共點力處于平衡，因此三個力的大小構成一個三角形，由于2、2、4不可以構成三角形，則結點不能處于平衡狀態(tài)；其答案第5頁，共5頁它選項中數(shù)值都可構成三角形，處于平衡狀態(tài)。故選BCD。（2）[2]改變鉤碼個數(shù)，再次做實驗時繩子的結點O不一定非得與上一次的結點重合，結點O改變時同樣可以按照實驗來驗證力的平行四邊形定則。（3）[3]實驗中需要記錄各力的方向和大小及作用點，大小由鉤碼數(shù)得出，故在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向。（4）[4]F3的方向一定豎直向下，由于測量誤差F1和F2的合力方向可能偏離豎直方向，所以甲是正確的。7．DCD##DC不會【詳解】（1）[1]橡皮筋伸長后的拉力大小等于所掛鉤碼的重力，所以鉤碼的個數(shù)必須測量，又鉤碼質量相同，則不用測量鉤碼的質量，橡皮筋的原長和伸長后的長度不用測量。故選D。（2）[2]A．連接橡皮筋兩端點的細線長度不影響橡皮筋的拉力大小，故長度不用相同，故A錯誤；B．細線OP1上力的方向與細線OP2、OP3上兩力的合力方向相反，由于OP2、OP3上兩力的合力方向是任意的，故OP1不需要在角平分線上，故B錯誤；C．實驗中，需要測量OP1、OP2和OP3上力的大小和方向，故必須記錄圖中O點的位置和、OP2、OP3的方向以及結點O靜止時三根細線所掛鉤碼的個數(shù)，故C正確；D．不改變OP1所掛鉤碼的個數(shù)和方向，改變OP2與OP3的夾角重復實驗，OP1上的力大小保持不變，另兩個力的合力只要跟它等大反向即可保持O點平衡，故O點的位置可以改變，故D正確。故選CD。（3）[3]若桌面不水平，三根線上的拉力大小也為各自所掛鉤碼重力大小，不會影響實驗結試卷第1頁，共12頁實驗四探究加速度與物體受力、物體質量的關系====================近三年真題考查分布====================年份試卷分值難度2024★★☆江西卷★★☆甘肅卷★★☆2023上海卷★☆☆2022山東卷★★☆====================實驗講解====================1.實驗原理（1）保持質量不變，探究加速度跟合外力的關系。（2）保持合外力不變，探究加速度與質量的關系。（3）作出a-F圖像和a-圖像，確定a與F、m的關系。2.實驗器材小車、槽碼、細繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、學生電源、導線、紙帶、天平、刻度尺、坐標紙。3.實驗過程（1）測量：用天平測量槽碼的質量m′和小車的質量m。（2）安裝：按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，注意不要把懸掛槽碼的細繩系在小車上（3）補償阻力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能試卷第2頁，共12頁勻速下滑。（4）操作：①槽碼通過細繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源，后釋放小車，斷開電源，取下紙帶，編號碼。②保持小車的質量m不變，改變槽碼的質量m′，重復步驟①。③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，計算加速度a。④描點作圖，作a-F的圖像。⑤保持槽碼的質量m′不變，改變小車質量m，重復步驟①和③,作a-圖像。4.數(shù)據處理（1）利用逐差法或v-t圖像法求a。（2）以a為縱坐標，F(xiàn)為橫坐標，描點、畫線，如果該線為過原點的直線，說明a與F成正比。（3）以a為縱坐標，為橫坐標，描點、畫線，如果該線為過原點的直線，就能判定a與m成反比。5.注意事項（1）開始實驗前首先補償阻力：適當墊高木板不帶定滑輪的一端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好補償小車和紙帶受到的阻力。在補償阻力時，不要把懸掛槽碼的細繩系在小車上，讓小車拉著穿過打點計時器的紙帶勻速運動。（2）實驗過程中不用重復補償阻力。（3）實驗必須保證的條件：m?m′。（4）一先一后一按：改變拉力或小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，后釋放小車 ,且應在小車到達滑輪前按住小車。6.誤差分析（1）實驗原理不完善：本實驗用槽碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于槽碼的總重力。（2）補償阻力不準確、質量測量不準確、計數(shù)點間距離測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。====================創(chuàng)新實驗====================試卷第3頁，共12頁實驗裝置圖創(chuàng)新/改進點（1）實驗方案的改進：系統(tǒng)總質量不變化，改變拉力得到若干組數(shù)據（2）用傳感器記錄小車的時間t與位移x，直接繪制xt圖像（3）利用牛頓第二定律求解實驗中的某些參量，確定某些規(guī)律（1）用傳感器與計算機相連，直接得出小車的加速度（2）圖像法處理數(shù)據時，用鉤碼的質量m代替合力F，即用am圖像代替aF圖像（1）用光電門代替打點計時器，遮光條結合光電門測得物塊的初速度和末速度，由運動學公式求出加速度（2）結合牛頓第二定律，該裝置可以測出動摩擦因數(shù)彈簧測力計測量小車所受的拉力，鉤碼的質量不需要遠小于小車質量，更無須測鉤碼的質量（1）氣墊導軌代替長木板，無須平衡摩擦力（2）力傳感器測量滑塊所受的拉力，鉤碼的質量不需要遠小于滑塊質量，更無須測鉤碼的質量（3）用光電門代替打點計時器，遮光條結合光電門測得滑塊的末速度，由刻度尺讀出遮光條中心初始位置與光電門之間的距離，由運動學公式求出加速度====================典型考題====================1．用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質量的關系。(1)除了圖中所給器材以及交變電源和導線外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是 （選填正確選項的字母）。試卷第4頁，共12頁A．秒表B．天平（含砝碼）C．彈簧測力計D．刻度尺(2)實驗前補償阻力的做法是：把實驗器材安裝好，先不掛沙桶，將小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。用墊塊把木板不帶滑輪一端墊高，接通打點計時器，讓小車以一定初速度沿木板向下運動，并不斷調節(jié)木板的傾斜度，直到小車拖動紙帶沿木板做運動。(3)為使沙桶和沙的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，需滿足的條件是沙桶及沙的總質量小車的總質量。（選填“遠大