高考物理二輪復(fù)習(xí)精講精練專題15 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（精講）

專題15力學(xué)實(shí)驗(yàn)（精講）精講考點(diǎn)精講內(nèi)容考點(diǎn)1測力的方法考點(diǎn)2測速度的方法考點(diǎn)3測加速度的方法考點(diǎn)4力學(xué)實(shí)驗(yàn)圖像【知識體系構(gòu)建】【典例方法突破】測力的方法【例1】（2023年四川統(tǒng)考一模）圖（a）是某班同學(xué)探究質(zhì)量一定時(shí)物體的加速度與合力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他們的設(shè)計(jì)思路是：①利用拉力傳感器測細(xì)繩的拉力F并將其作為小車受到的合力；②利用穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且連在小車后端的紙帶測小車的加速度a；③利用測得的數(shù)據(jù)作a—F圖像并得出結(jié)論。（1）該實(shí)驗(yàn)中，是否要求動(dòng)滑輪、小桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量______（填“是”或“否”）。（2）圖（b）是實(shí)驗(yàn)中挑選出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，圖中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)周期為0.02s，由該紙帶可求得小車的加速度a=______m/s2（結(jié)果取2位有效數(shù)字）。（3）圖（c）是三個(gè)小組分別做出的a—F圖像，其中，平衡摩擦力時(shí)木板墊得過高得到的是圖像______；圖像_______對應(yīng)的小車質(zhì)量最小（均填序號字母）。A．B．C．【答案】

否

1.5

B

A【詳解】（1）[1]由于實(shí)驗(yàn)中利用拉力傳感器直接測出了細(xì)繩的拉力，并沒有用動(dòng)滑輪、小桶和砂的總重力表示細(xì)繩的拉力，因此該實(shí)驗(yàn)中，不需要要求動(dòng)滑輪、小桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。（2）[2]由于相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=5×0.02s=0.1s舍去第一段，根據(jù)逐差法，小車的加速度為SKIPIF1<0（3）[3]若平衡摩擦力時(shí)木板墊得過高，則在沒有拉力作用時(shí)，小車已經(jīng)開始運(yùn)動(dòng)，即有一定加速度，即a—F圖像中，平衡摩擦力時(shí)木板墊得過高得到的是圖像B；[4]根據(jù)SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知，圖像的斜率表示SKIPIF1<0，根據(jù)圖像可知，A圖像的斜率大，則A圖像對應(yīng)的小車質(zhì)量最小?！纠?】（2022年山東泰安期中）在一定受力范圍內(nèi)，可以認(rèn)為橡皮筋也像彈簧一樣，伸長量x與彈力F成正比，即SKIPIF1<0，k的值與橡皮筋未受到拉力時(shí)的長度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實(shí)踐都表明SKIPIF1<0，其中Y是一個(gè)由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)上稱之為楊氏模量。（1）在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是______。A．N

B．m

C．Pa

D．N/m（2）為測楊氏模量，小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；②將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度l，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長度l/cm10.5112.0213.5415.0516.56③根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；請作出SKIPIF1<0圖象______，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)SKIPIF1<0______N/m。（g取10m/s2結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）④利用測量工具測得橡皮筋的長度L和橡皮筋未受到拉力時(shí)的直徑D，進(jìn)一步算出楊氏模量數(shù)值。【答案】

C

18—22【詳解】（1）[1]根據(jù)題中所給公式可得SKIPIF1<0其中勁度系數(shù)k單位為SKIPIF1<0，長度單位為m，橫截面積單位為m2，則楊氏模量單位為SKIPIF1<0故選A；（2）[2]根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)作出圖像如圖所示[3]設(shè)橡皮及原長為l0，塑料袋質(zhì)量為M，圖像斜率為k1，由公式可得SKIPIF1<0則圖像斜率為SKIPIF1<0橡皮筋勁度系數(shù)為SKIPIF1<0【例3】（2022年廣東梅州聯(lián)考）如圖甲所示，某興趣小組在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，將一端帶定滑輪的長木板放在水平桌面上，小車的左端通過輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪與砝碼盤相連，小車的右端與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。已知重力加速度大小為g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為50Hz。（1）用小木塊把木板墊高后，在不掛砝碼盤的情況下，輕推一下小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列間距均勻的點(diǎn)。（2）在平衡摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出了如圖乙所示的a-m圖像，圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是______，圖線末端彎曲的原因是______。A．砝碼的質(zhì)量過大

B．平衡摩擦力不足C．細(xì)繩與木板未調(diào)節(jié)平行

D．實(shí)驗(yàn)中忽略了砝碼盤的質(zhì)量（3）實(shí)驗(yàn)過程中打出如圖丙所示的一條理想紙帶，圖中O、A、B、C、D相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】

D

A

2.00【詳解】（2）[1]D根據(jù)圖像，砝碼的質(zhì)量m等于零時(shí)，加速度不等于零，說明小車的合力不等于零，表明實(shí)驗(yàn)中忽略了砝碼盤的質(zhì)量，D正確；AC．砝碼的質(zhì)量過大，或者細(xì)繩與木板未調(diào)節(jié)平行，圖線仍然通過坐標(biāo)原點(diǎn)，AC錯(cuò)誤；B．平衡摩擦力不足時(shí)，細(xì)繩有拉力小車的加速度等于零，圖線與橫軸有交點(diǎn)，B錯(cuò)誤。故選D。[2]設(shè)砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m1，根據(jù)牛頓第二定律得SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0只有滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量m1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M時(shí)，繩的拉力F才等于砝碼盤和砝碼的總重力，若不滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量m1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，圖像末端彎曲。故選A。（3）[3]小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為SKIPIF1<0【方法規(guī)律歸納】方法測量儀器相關(guān)實(shí)驗(yàn)直測法測力計(jì)、傳感器①探究互成角度的力的合成②探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系③探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系平衡法測力計(jì)、天平①探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系②探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系替代法測力計(jì)、傳感器、天平探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系測速度的方法【例4】（2023年江西宜春開學(xué)考）用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證SKIPIF1<0、SKIPIF1<0組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，SKIPIF1<0從高處由靜止開始下落，SKIPIF1<0上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則（g取10SKIPIF1<0，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0。在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量SKIPIF1<0___________J（2）系統(tǒng)勢能的減少量SKIPIF1<0___________J，由此得出的結(jié)論是因此在在誤差允許的范圍內(nèi)，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。【答案】

2.4

0.58

0.60【詳解】（1）[1]打5這個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度就是4到6的平均速度，所以SKIPIF1<0[2]系統(tǒng)動(dòng)能增加量就是兩個(gè)物塊的動(dòng)能增加量之和，SKIPIF1<0（2）[3]m2重力勢能漸少，m1重力勢能增加，所以系統(tǒng)勢能減少量就是SKIPIF1<0【例5】（2022年廣東深圳?？迹┠硨?shí)驗(yàn)小組通過如圖所示的裝置驗(yàn)證向心力的表達(dá)式?；瑝K套在水平桿上，隨桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，力傳感器通過一細(xì)繩連接滑塊，用來測量向心力F的大小?；瑝K上固定一遮光片，寬度為d，與固定在鐵架臺上的光電門可測量滑塊的角速度SKIPIF1<0。旋轉(zhuǎn)半徑為R，每經(jīng)過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組向心力F和角速度SKIPIF1<0的數(shù)據(jù)。（1）某次旋轉(zhuǎn)過程中遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的遮光時(shí)間為SKIPIF1<0，則角速度SKIPIF1<0___________；（2）以F為縱坐標(biāo)，以___________（選填“SKIPIF1<0”、“SKIPIF1<0”、“SKIPIF1<0”或“SKIPIF1<0”）為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條直線；（3）該小組驗(yàn)證（2）中的表達(dá)式時(shí)，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，分析檢查，儀器正常，操作和讀數(shù)均沒有問題，發(fā)現(xiàn)示數(shù)F的測量值與其理論值相比___________（填“偏大”或“偏小”），主要原因是___________。【答案】

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

偏小

滑塊與水平桿之間存在靜摩擦力【詳解】（1）[1]每次遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的線速度大小為SKIPIF1<0由線速度大小和角速度大小的關(guān)系式可得SKIPIF1<0（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0可知F與SKIPIF1<0成正比，以F為縱坐標(biāo)，SKIPIF1<0為橫坐標(biāo)可在坐標(biāo)紙上描出一條直線，斜率為SKIPIF1<0。（3）[3][4]力傳感器測量的F是繩子的拉力，而在實(shí)際情況中，滑塊在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)還會(huì)受到水平桿對它的靜摩擦力，向心力等于繩子拉力F和靜摩擦力之和。因此，在滑塊與水平桿之間存在的靜摩擦力的影響下，力傳感器示數(shù)F作為向心力時(shí)會(huì)比向心力理論值偏小?！纠?】（2022年山東濱州?？迹┠惩瑢W(xué)利用如圖所示的裝置進(jìn)行“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：①在水平桌面上的適當(dāng)位置固定好彈簧發(fā)射器，使其出口處切線與水平桌面相平；②在一塊長平木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，將該木板豎直并貼緊桌面右側(cè)邊緣。將小球a向左壓縮彈簧并使其由靜止釋放，a球碰到木板，在白紙上留下壓痕P；③將木板向右水平平移適當(dāng)距離，再將小球a

向左壓縮彈簧到某一固定位置并由靜止釋放，撞到木板上，在白紙上留下壓痕P2；④將半徑相同的小球b放在桌面的右邊緣，仍讓小球a從步驟③中的釋放點(diǎn)由靜止釋放，與b球相碰后，兩球均撞在木板上，在白紙上留下壓痕P1、P3。（1）下列說法正確的是______。A．小球a的質(zhì)量可以小于小球b的質(zhì)量B．彈簧發(fā)射器的內(nèi)接觸面及桌面一定要光滑C．步驟③④中入射小球a的釋放點(diǎn)位置一定相同D．桌面右邊緣末端可以不水平（2）本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有______。A．小球a、b的質(zhì)量m1、m2B．小球的半徑rC．木板距離桌子邊緣的距離x2D．小球在木板上的壓痕P1、P2、P3分別與P之間的豎直距離h1、h2、h3（3）用（2）中所測的物理量來驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量是否守恒，當(dāng)滿足關(guān)系式_________時(shí)，則證明a、b兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒?！敬鸢浮?/p>

C

AD

SKIPIF1<0=SKIPIF1<0+SKIPIF1<0【詳解】（1）[1]A．小球a與小球b相撞后，小球a繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，則小球a的質(zhì)量必須大于小球b的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；BC．彈簧發(fā)射器的內(nèi)接觸面及桌面不需要光滑，只需要在步驟③④中入射小球a的釋放點(diǎn)位置相同，小球a與小球b相撞前的速度就相同，B錯(cuò)誤，C正確；D．使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，桌面右邊緣末端必須水平，D錯(cuò)誤。故選C。（2）[2]由動(dòng)量守恒SKIPIF1<0由平拋運(yùn)動(dòng)SKIPIF1<0，SKIPIF1<0得SKIPIF1<0代入動(dòng)量守恒表達(dá)式SKIPIF1<0則需測量兩小球質(zhì)量以及小球下落高度。故選AD。（3）[3]由（2）可知，當(dāng)滿足關(guān)系式SKIPIF1<0則證明a、b兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。【例7】（2022年吉林?？迹┯妙l閃照相技術(shù)拍下的兩小球運(yùn)動(dòng)的頻閃照片如圖所示，拍攝時(shí)，光源的頻閃頻率為20Hz（即每隔0.05s頻閃一次），a球從A點(diǎn)水平拋出的同時(shí)，b球自B點(diǎn)開始下落，背景的小方格為相同的正方形。重力加速度g取SKIPIF1<0，不計(jì)阻力（已知SKIPIF1<0）。（1）根據(jù)題干敘述及照片顯示的信息，下列說法中正確的是______；A．可以確定a球沿水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成B．只能確定b球的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)C．不能確定a球沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D．只能斷定a球的運(yùn)動(dòng)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)（2）根據(jù)題干敘述及照片信息可求出：①小方格的邊長為L＝______cm；②a球的初速度大小為______m/s；③a球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小為______m/s（保留三位有效數(shù)字）；④當(dāng)a球與b球運(yùn)動(dòng)了______s時(shí)它們之間的距離最小?！敬鸢浮?/p>

A

1.25

0.5

1.12

0.1【詳解】（1）[1]因?yàn)橄噜弮蓮堈掌g的時(shí)間間隔相等，由圖可知，a球相鄰兩點(diǎn)水平距離相等，可知a球沿水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上，a球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與b球運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，豎直方向相鄰兩點(diǎn)間的距離之比為1:3:5，故a球在豎直方向上與b球一樣做自由落體運(yùn)動(dòng)，故選A；（2）[2]在豎直方向上，根據(jù)SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0[3]a球的初速度大小為SKIPIF1<0[4]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得a球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的豎直速度大小為SKIPIF1<0故a球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度大小為SKIPIF1<0[5]由于兩球在豎直方向上都做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直位移差恒定，因此當(dāng)兩球在同一豎直線上時(shí)，水平位移差為零，此時(shí)兩球之間的距離最小，由圖可知兩球之間的距離最小的時(shí)間為SKIPIF1<0【方法規(guī)律歸納】方法測量儀器相關(guān)實(shí)驗(yàn)紙帶測速法打點(diǎn)計(jì)時(shí)器①探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系②驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律③驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律光電門測速法光電門、游標(biāo)卡尺①探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系②驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律③驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律④探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系轉(zhuǎn)換替代法刻度尺①驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律②驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律基本公式法刻度尺探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)測加速度的方法【例8】（2022年天津河西?？迹┤鐖D甲所示為某實(shí)驗(yàn)小組“探究物體加速度與所受合外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。他們調(diào)整長木板和滑輪，使長木板水平放置且細(xì)線平行于長木板；在托盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a，接通電源，釋放物塊，多次改變托盤中砝碼的質(zhì)量，記錄傳感器的讀數(shù)SKIPIF1<0，求出加速度SKIPIF1<0。請回答下列問題：（1）下列做法不正確的是________（選填字母代號）。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行B．物塊釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于物塊和傳感器的總質(zhì)量D．如圖丙所示，出現(xiàn)此情形可能是未平衡摩擦力（2）實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的一條紙帶，已知交流電頻率為SKIPIF1<0的交流電，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，根據(jù)紙帶可求出物塊的加速度大小為__________SKIPIF1<0，以及3點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小為_________SKIPIF1<0（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。【答案】

C

2.00

0.611【詳解】（1）[1]A．為了使繩子拉力保持不變，調(diào)節(jié)滑輪高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行，A正確；B．為了充分利用紙帶，物塊釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，B正確；C．該實(shí)驗(yàn)細(xì)線拉力可以通過拉力傳感器得到，故實(shí)驗(yàn)中不需要保證鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于物塊和傳感器的總質(zhì)量，C錯(cuò)誤；D．如圖丙所示，當(dāng)拉力大到一定數(shù)值時(shí)，才開始有加速度，出現(xiàn)此情形可能是未平衡摩擦力，D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選C。（2）[2]兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為SKIPIF1<0根據(jù)逐差法可得物塊的加速度大小為SKIPIF1<0[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度等于該段過程的平均速度，3點(diǎn)瞬時(shí)速度的大小為SKIPIF1<0【例9】（2022年全國重點(diǎn)高中聯(lián)考）某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。他在一端帶有定滑輪的水平放置的長木板上固定有A、B兩個(gè)光電門，與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，輕質(zhì)測力計(jì)與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連，能顯示掛鉤所受的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變沙桶中沙的質(zhì)量，每次都讓物塊從某位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)測得遮光片的寬度為d，備選器材還有托盤天平、彈簧測力計(jì)、毫米刻度尺。則（1）某次實(shí)驗(yàn)測得光電門A、B的遮光時(shí)間分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，為了求出物塊運(yùn)動(dòng)的加速度，該同學(xué)還應(yīng)該測出的物理量為____________，物塊運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式為____________（用測量的各物理量字母表示）。（2）將物塊改為在光電門A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，測出A、B之間的距離x，多次改變測力計(jì)示數(shù)F時(shí)，對應(yīng)測出物塊從A由靜止開始運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t，并在坐標(biāo)系中作出SKIPIF1<0的圖線，如圖乙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b。根據(jù)上述信息，可知物塊的質(zhì)量表達(dá)式為SKIPIF1<0____________，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為SKIPIF1<0____________?！敬鸢浮?/p>

光電門A、B間的距離x

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0【詳解】（1）[1][2]根據(jù)遮光條的寬度和遮光時(shí)間可以分別得出物塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度SKIPIF1<0、SKIPIF1<0根據(jù)速度與位移的關(guān)系式SKIPIF1<0故要求加速度還必須測量出光電門A、B間的距離x，把測量結(jié)果代入得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）[3][4]如果按照第（1）問中測出那個(gè)物理量，但多次改變測力計(jì)示數(shù)F時(shí)對應(yīng)測出物塊在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0由于每次實(shí)驗(yàn)物塊都是由靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng)，故有SKIPIF1<0代入得SKIPIF1<0建立SKIPIF1<0圖象，則斜率SKIPIF1<0縱軸截距SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0【例10】（2022年山東淄博?？迹┠承〗M在做“探究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能研究小車從斜面上滑下的運(yùn)動(dòng)。如圖甲所示，將小車從斜軌上由靜止釋放，將數(shù)碼相機(jī)放在較遠(yuǎn)處對小車進(jìn)行連拍，設(shè)置每0.12s拍一張照片，得到如圖乙所示的照片。現(xiàn)測得連拍照片中，位置A~K到位置A的距離分別如下表所示。小車在照片中的位置ABCDEFGHIJK照片中各位置到A位置距離x/SKIPIF1<000.781.742.854.175.677.379.2411.2613.4815.88（1）測得小車在照片中的長度為SKIPIF1<0，小車實(shí)際長度用游標(biāo)卡尺測量如圖丙所示，其長度為SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0；（2）根據(jù)以上信息，可求得小車運(yùn)動(dòng)到位置E處時(shí)的速度大小SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0（保留兩位有效數(shù)字）；（3）現(xiàn)用相同的方法求得其它各個(gè)位置的速度大小，并以位置A處為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在坐標(biāo)紙上描繪了部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)（如圖?。?。請?jiān)趫D中描出位置E的速度信息并畫出小車速度隨時(shí)間變化的圖像_______，根據(jù)圖像計(jì)算小車的加速度大小SKIPIF1<0__________SKIPIF1<0（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

11.035

0.46

0.49（0.47~0.51均得分）【詳解】（1）[1]其長度為SKIPIF1<0（2）[2]小車運(yùn)動(dòng)到位置E處時(shí)的速度大小SKIPIF1<0（3）[3]在圖中描出位置E的速度信息并畫出的小車速度隨時(shí)間變化的圖像如下[4]根據(jù)圖像計(jì)算小車的加速度大小SKIPIF1<0【方法規(guī)律歸納】方法測量儀器相關(guān)實(shí)驗(yàn)紙帶逐差法打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系光電門公式法光電門、游標(biāo)卡尺①探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系②探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系v-t圖像法刻度尺①探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系②測量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度力學(xué)實(shí)驗(yàn)圖像【例11】（2022年湖北卷）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用拉力傳感器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。一根輕繩一端連接固定的拉力傳感器，另一端連接小鋼球，如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，記錄鋼球擺動(dòng)過程中拉力傳感器示數(shù)的最大值SKIPIF1<0和最小值SKIPIF1<0。改變小鋼球的初始釋放位置，重復(fù)上述過程。根據(jù)測量數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中繪制的SKIPIF1<0圖像是一條直線，如圖乙所示。（1）若小鋼球擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為_______。（2）由圖乙得:直線的斜率為______，小鋼球的重力為_______N。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（3）該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要來源是______（單選，填正確答案標(biāo)號）。A．小鋼球擺動(dòng)角度偏大B．小鋼球初始釋放位置不同C．小鋼球擺動(dòng)過程中有空氣阻力【答案】

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

0.59

C【詳解】（1）[1]設(shè)初始位置時(shí)，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，則細(xì)線拉力最小值為SKIPIF1<0到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最大，則SKIPIF1<0；SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<0即若小鋼球擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒。則圖乙中直線斜率的理論值為SKIPIF1<0；（2）[2][3]由圖乙得直線的斜率為SKIPIF1<0；SKIPIF1<0則小鋼球的重力為SKIPIF1<0（3）[4]該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要來源是小鋼球擺動(dòng)過程中有空氣阻力，使得機(jī)械能減小，故選C。【例12】（2022年湖南長沙雅禮中學(xué)專練）小明在家里做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。如圖1，他找到了一塊外形不規(guī)則的小石塊代替擺球，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：A．將小石塊用不可伸長的細(xì)線系好，結(jié)點(diǎn)為SKIPIF1<0，細(xì)線的上端固定于SKIPIF1<0點(diǎn)；B．用刻度尺測量SKIPIF1<0間細(xì)線的長度SKIPIF1<0作為擺長；C．將石塊拉開一個(gè)大約SKIPIF1<0的角度，然后由靜止釋放；D．從石塊擺至某一位置處開始計(jì)時(shí)，測出30次全振動(dòng)的總時(shí)間SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0得出周期；E.改變SKIPIF1<0間細(xì)線的長度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下相應(yīng)的SKIPIF1<0和SKIPIF1<0；F.根據(jù)公式SKIPIF1<0，分別