專題10 運動學(xué)及力學(xué)實驗（考題猜想）（解析版）-25學(xué)年高一物理上學(xué)期期末考點大串講（人教版必修第一冊）

PAGE1專題10運動學(xué)及力學(xué)實驗TOC\o"1-1"\h\u【題型1探究小車速度隨時間變化的規(guī)律】 1【題型2探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系】 5【題型3探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律】 7【題型4探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系】 9【題型1探究小車速度隨時間變化的規(guī)律】1．（24-25高一上·湖北·階段練習）某一學(xué)習小組的同學(xué)想通過打點計時器在紙帶上打出的點跡來探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，實驗裝置如圖所示。(1)常見的打點計時器使用的都是電源（填“直流”或“交流”），當電源頻率為時，每隔s打一個點。(2)關(guān)于本實驗，下列說法正確的是___________。A．釋放紙帶的同時，接通電源B．先接通電源打點，后釋放紙帶運動C．先釋放紙帶運動，后接通電源打點D．紙帶上的點跡越密集，說明紙帶運動的速度越小(3)要測量小車的速度。除打點計時器（含所用電源、紙帶、墨粉紙盤）外還必須使用的測量工具是。(4)該小組在規(guī)范操作下得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，在紙帶上依次選出7個計數(shù)點，分別標上和，每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率是。（以下結(jié)果均保留兩位小數(shù)）①每相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為s，打點時小車的速度。②分別算出其他各點的速度：，，，，請在如圖所示的坐標系中作出小車運動的圖像（以打A點時開始計時）()。并說明小車速度變化的規(guī)律。③根據(jù)圖線求出小車運動的加速度；④將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標是，此速度的物理意義是。(5)實驗完畢后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗時電源的實際頻率小于50赫茲，那么速度的測量值比實際值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮?1)交流0.02(2)BD(3)刻度尺(4)0.10小車速度隨時間均勻增大0.5012.00打A點時小車的速度(5)偏大【詳解】（1）[1]常見的打點計時器使用的都是交流電源。[2]當電源頻率為時，每隔打一個點。（2）ABC．應(yīng)先接通電源打點，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶運動，這樣紙帶可以得到充分利用，記錄更多的數(shù)據(jù)，以減小實驗誤差，AC錯誤，B正確；D．紙帶上相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔相同，紙帶上的點跡越密集，說明在相同時間內(nèi)紙帶通過的距離越小，因此說明紙帶運動的速度越小，D正確。故選BD。（3）要測量小車的速度。除打點計時器（含所用電源、紙帶、墨粉紙盤）外還必須使用的測量工具是刻度尺，刻度尺用來測量紙帶上計數(shù)點間距離。（4）①[1]紙帶上每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率是?？芍獌捎嫈?shù)點間的時間間隔為[2]在某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，可得打點時小車的速度為②[3]由，，，，，在坐標系中作出小車運動的圖像（以打A點時開始計時）如圖所示。[4]由圖像可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小車速度隨時間均勻增大，即小車做勻加速直線運動。③[5]根據(jù)圖線可得小車運動的加速度為④[6]將圖線延長與縱軸相交，交點的縱坐標是。[7]此速度的物理意義是打A點時小車的速度。（5）實驗時電源的實際頻率小于50赫茲，則有即打點周期實際大于0.02s，若仍按0.02s計算，由可知，那么速度的測量值比實際值偏大。2．（22-23高二下·山東泰安·期末）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，實驗裝置如圖1所示。

（1）下列說法中正確的是(填字母)。A．連接重物和小車的細線應(yīng)與長木板保持平行B．長木板的一端必須墊高，使小車在不掛重物時能在木板上做勻速運動C．小車應(yīng)靠近打點計時器，先接通電源，后釋放小車D．選擇計數(shù)點時，必須從紙帶上第一個點開始（2）已知打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz，圖2是實驗中打下的一段紙帶。算出計數(shù)點3的速度大小為m/s，(保留兩位有效數(shù)字)并在圖3中標出，其余計數(shù)點1、2、4、5對應(yīng)的小車瞬時速度大小在圖3中已標出。

（3）作圖并求得小車的加速度大小為m/s2(保留三位有效數(shù)字)?！敬鸢浮緼C/CA0.74

1.53【詳解】（1）[1]A．為使小車受到的合力不變，連接重物和小車的細線應(yīng)與長木板保持平行，A正確；B．長木板的一端不需要墊高來平衡摩擦力，只要小車做加速直線運動即可，B錯誤；C．小車應(yīng)靠近打點計時器，先接通電源，帶打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放小車，紙帶會得到充分利用，記錄較多的數(shù)據(jù)，減小實驗誤差，C正確；D．選擇計數(shù)點時，要從第一個比較清晰的點開始選擇計數(shù)點，可以不從紙帶上第一個點開始，D錯誤。故選AC。（2）[2]已知打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz，可得打點周期為由中間時刻的瞬時速度等于平均速度，可得打計數(shù)點3的速度大小為（3）[3]在圖3中標出v3，作圖如圖所示。

[4]由速度時間圖像的斜率表示加速度，可得小車的加速度大小為3．某同學(xué)利用圖甲所示的實驗裝置，探究物體在水平桌面上的運動規(guī)律，物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離后停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示，打點計時器電源的頻率為。（不計空氣阻力，）（1）所用實驗器材除電磁打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端帶有滑輪的長木板、繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有（填選項代號）A．電壓合適的交流電源

B．電壓合適的直流電源

C．刻度尺D．秒表

E.天平（2）計數(shù)點4對應(yīng)的速度大?。ūＡ魞晌挥行?shù)字）。（3）物塊減速運動過程中加速度的大小為（保留三位有效數(shù)字）。（4）重物落地瞬間，物塊的速度為（保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮緼C0.802.001.28【詳解】解：（1）[1]AB．電磁打點計時器要打點，需要電壓合適的交流電源，A正確，B錯誤；C．打出的紙帶需要測量點間的長度，需要刻度尺，C正確；D．打點計時器就可以計時，不需要秒表，D錯誤；E．可由打出的紙帶來計算速度和加速度，所以不需要天平測量物體的質(zhì)量，E錯誤。故選AC。（2）[2]由題意可知打點周期是T=0．02×5s=0．1s計數(shù)點4對應(yīng)的速度大小（3）[3]由勻變速直線運動的推論，可得物塊做減速運動時的加速度大小為（4）[4]物塊加速時有已知v4=0.80m/s，計數(shù)點9對應(yīng)的速度大小設(shè)物塊加速時間為t1，減速時間為t2，則有t1+t2=0.5s由勻變速直線運動速度時間公式可有解得v=1．28m/s4．小華同學(xué)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，選出了如圖甲所示的一條紙帶（每兩個點間還有4個點沒有畫出）。打點計時器的電源頻率為50Hz。（1）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算E點時小車的瞬時速度并填入表中。位置ABCDEv/（m·s-1）0.610.811.001.18（2）小華同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖乙中畫出了小車的圖象。請你根據(jù)v—t圖象：判斷小車做的是（填寫序號）A．勻速直線運動B．勻變速直線運動C．非勻變速直線運動（3）小紅同學(xué)用以下方法繪制了小車運動的v一t圖象：第一，先把紙帶每隔0.1s剪斷，得到若干短紙條；第二、再把這些紙條并排貼在一張紙上，使這些紙條下端對齊，作為時間坐標軸，標出時間；第三，將紙條上端中心連起來，于是得到v一t圖象。請回答這樣做（選填“可行”、“不可行”），簡要說明其理由。【答案】1.39B可行見解析【詳解】（1）[1]．相鄰兩點間的時間間隔為T=0.1s，則E點的速度（2）[2]．根據(jù)v—t圖象可知小車做的是勻變速直線運動；故選B。（3）[3][4]．該做法是可行的；因為剪斷的紙帶所用的時間都是t=0.1s，即時間t相等，所以紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比；而此段紙帶的平均速度等于這段紙帶中間時刻的速度，最后得出結(jié)論紙帶的長度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時刻速度之比．因此該做法是合理的．5．（24-25高一上·全國·課后作業(yè)）結(jié)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(xué)已將1、2、3、4點對應(yīng)時刻的瞬時速度進行計算填入表中，請你將測量點“5”對應(yīng)時刻的瞬時速度填入表中（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；請你把“5”的數(shù)據(jù)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()(2)根據(jù)擬合好的圖像求出小車的加速度大小為a=m/s2.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(3)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是___________。A．重復(fù)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(xué)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【答案】(1)19.900.550(2)(3)AC【詳解】（1）[1]由圖乙可知，刻度尺的0刻度與“0”點對齊，測量點“4”到“0”的距離為19.90cm。[2]由勻變速直線運動在某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度可得，測量點“5”對應(yīng)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(fù)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(xué)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?！绢}型2探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系】6．（22-23高三上·廣東深圳·期末）已知彈性繩用久之后，其勁度系數(shù)會變小，某同學(xué)在家中找到一根某品牌的彈性繩，查閱資料后得知，該品牌的彈性繩出廠時的勁度系數(shù)為，若彈性繩的實際勁度系數(shù)k與的偏差（用表示）大于10％，則視為報廢。該同學(xué)為驗證彈性繩是否已經(jīng)報廢，利用如圖甲所示裝置對其勁度系數(shù)進行了測量。(1)在懸點M左側(cè)豎直固定一刻度尺，并使M點與刻度尺零刻度線對齊，在彈性繩最上端接有力傳感器，用力緩慢豎直向下拉彈性繩的下端N點，記錄多組MN的長度x和相應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F，并作出圖像如圖乙所示，由圖像可判斷F與x成（選填“線性”或“非線性”）關(guān)系；(2)該同學(xué)在繪出的圖像上取兩點進行計算，分別為和，可求出彈性繩的實際勁度系數(shù)為N/cm；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）(3)結(jié)合題中條件可以判斷該彈性繩（選填“已”或“未”）報廢。【答案】(1)線性(2)1.9(3)未【詳解】（1）由圖乙可知，圖線為直線，所以F與x成線性關(guān)系。（2）利用和計算出圖線的斜率即可求得彈性繩的實際勁度系數(shù)，應(yīng)為（3）結(jié)合題意可得故該彈性繩未報廢7．（23-24高二下·河北秦皇島·期末）唐同學(xué)和李同學(xué)一起用實驗探究胡克定律，他們把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，彈簧的右側(cè)固定一刻度尺，如圖甲所示。在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，記錄彈簧彈力F和相關(guān)數(shù)據(jù)。(1)唐同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制的彈力F與x的關(guān)系圖像如圖乙所示，圖中x表示__________。A．彈簧的形變量 B．彈簧形變量的變化量C．彈簧處于水平狀態(tài)下的自然長度 D．彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度(2)李同學(xué)使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制F與x圖像（未畫出），發(fā)現(xiàn)圖像中彈簧a的斜率小于彈簧b的斜率，由此可知彈簧a的勁度系數(shù)（填“于”“等于”或“小于”）彈簧b的勁度系數(shù)。(3)實驗過程中發(fā)現(xiàn)某類彈簧自身受到的重力相對其彈力非常?。豢梢暈檩p質(zhì)彈簧，若把類彈簧在鐵架臺上豎直懸掛時，彈簧呈現(xiàn)的形態(tài)如下圖中的__________。A． B． C．(4)兩位同學(xué)分別用同一彈簧來做實驗，其中唐同學(xué)是測出彈簧處于豎直狀態(tài)且不掛鉤碼時的彈簧長度作為原長，李同學(xué)是測出彈簧自然水平放置時的彈簧長度作為原長。兩位同學(xué)完成實驗后，得到如下圖像；其中實線是唐同學(xué)的，虛線是李同學(xué)的，則下列圖像正確的是__________。A． B．C． D．【答案】(1)A(2)小于(3)C(4)D【詳解】（1）根據(jù)胡克定律結(jié)合圖像可知圖中x表示彈簧的形變量。故選A。（2）由（1）中分析可知，F(xiàn)-x圖像中斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，由于圖像中彈簧a的斜率小于彈簧b的斜率，由此可知彈簧a的勁度系數(shù)小于彈簧b的勁度系數(shù)。（3）彈簧自身受到的重力可忽略時，其各部分均勻伸長。故C正確。（4）實驗中用橫軸表示彈簧的伸長量x，縱軸表示彈簧的拉力F，由胡克定律甲組是測出豎直狀態(tài)時不掛鉤碼的彈簧長度作為原長，則圖像過原點；乙組是測出彈簧自然水平放置時的彈簧長度作為原長，由于彈簧自身的重力，彈簧不掛鉤碼時彈簧的伸長量已經(jīng)不為零，則圖像不過原點，兩種情況下彈簧的勁度系數(shù)相同，兩圖像平行。故選D。8．（23-24高一上·廣東韶關(guān)·期末）某同學(xué)利用圖甲的裝置測量一輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中直尺水平固定，輕彈簧左端固定，右端與細繩連接；細繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛鉤碼（實驗中，每個鉤碼的質(zhì)量均為），彈簧右端連有一豎直指針，其位置可在直尺上讀出，實驗步驟如下：①在繩下端掛上一個鉤碼，調(diào)整滑輪，使彈簧與滑輪間的細線水平且彈簧與水平桌面沒有接觸；②系統(tǒng)靜止后，記錄鉤碼的個數(shù)及相應(yīng)的指針位置；③逐次增加鉤碼個數(shù)，并重復(fù)步驟②（保持彈簧在彈性限度內(nèi)）；④用（）表示鉤碼的個數(shù)，表示相應(yīng)的指針位置，記錄的數(shù)據(jù)如下表：數(shù)值10.3811.4012.4113.8514.40解答下列問題：（1）以表示掛個鉤碼時彈簧所受的彈力大小，重力加速度取，則時，；（2）圖乙的坐標圖中缺少了對應(yīng)的數(shù)據(jù)點，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標圖中補齊數(shù)據(jù)點，并作出圖像；（3）該實驗的圖線斜率的物理意義為，根據(jù)圖像，求得彈簧的勁度系數(shù)。【答案】0.98彈簧勁度系數(shù)的倒數(shù)48.76【詳解】（1）[1]當時彈簧的彈力（2）[2]將坐標（0.98，11.40）標入圖中，然后用平滑的直線將各個點跡盡可能的連接起來，不能落在直線上的點跡要讓其均勻的分布在直線的兩側(cè)，誤差明顯的點跡直接舍去，做出的圖像如圖所示（3）[3]該圖像任意兩點的橫坐標差值表示彈簧彈力的變化量，而對應(yīng)的縱坐標的差值表示彈簧長度的變化量，因此可知該圖像的斜率表示彈簧勁度系數(shù)的倒數(shù)；[4]根據(jù)圖像，由圖像中的坐標點可得由此可得9．（23-24高二下·重慶渝中·期末）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(zhì)量為100g的鋼球（直徑略小于玻璃管內(nèi)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、。在坐標紙上畫出、與鋼球個數(shù)n的關(guān)系圖像，如圖乙所示。不計彈簧自重的影響，重力加速度g取。(1)彈簧1的原長為m（結(jié)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(jù)可得，“串聯(lián)”彈簧組的勁度系數(shù)與兩彈簧勁度系數(shù)、的關(guān)系為?！敬鸢浮?1)0.200(2)16.7(3)50.0(4)【詳解】（1）由圖像可知，未放鋼球時，兩彈簧的總長度為L1=50cm，彈簧2的長度L2=30cm。則彈簧1的原長為L1-L2=20cm=0.200m（2）該彈簧系統(tǒng)的形變量為勁度系數(shù)為（3）彈簧2的形變量為30cm-10cm=20cm勁度系數(shù)為彈簧1的形變量為勁度系數(shù)為（4）由實驗所測數(shù)據(jù)可得，“串聯(lián)”彈簧組的勁度系數(shù)與兩彈簧勁度系數(shù)、的關(guān)系為10．（2024·湖北·一模）某同學(xué)利用圖1裝置測量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中光滑的細桿和游標卡尺主尺水平固定在鐵架臺上，一輕彈簧穿在細桿上，其左端固定，右端與細繩連接；細繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛砝碼（實驗中，每個砝碼的質(zhì)量均為）彈簧右端連有一豎直指針，其位置可通過移動游標使其零刻度線對準指針讀出。實驗步驟如下：①在繩下端掛上一個砝碼，調(diào)整滑輪，使彈簧與滑輪間的細線水平且彈簧與細桿沒有接觸；②系統(tǒng)靜止后，記錄指針的位置l?如圖2所示；③逐次增加砝碼個數(shù)，并重復(fù)步驟②（保持彈簧在彈性限度內(nèi)），記錄砝碼的個數(shù)n及指針的位置l；④將獲得的數(shù)據(jù)作出圖像如圖3所示，圖線斜率用a表示?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖2所示讀數(shù)；(2)彈簧的勁度系數(shù)表達式（用砝碼質(zhì)量m、重力加速度g和圖線的斜率a表示）。若g取則本實驗中（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?1)6.170(2)70【詳解】（1）圖2所示讀數(shù)（2）[1]由胡克定律可得故解得[2]根據(jù)圖3可知斜率為聯(lián)立可得【題型3探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律】11．（22-23高一上·山西運城·期末）某同學(xué)利用如圖1所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直的鋪有白紙的木板上固定兩個光滑的滑輪A和B，每個鉤碼的重量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，數(shù)出三根繩子分別所掛鉤碼的個數(shù)、、，回答下列問題：(1)改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖莀_________。A．， B．，C． D．，，(2)在拆下鉤碼和繩子前，需要進行的實驗步驟有__________。A．用天平測出鉤碼的質(zhì)量B．標記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向C．用量角器量出三段繩子兩兩之間的夾角D．量出OA、OB、OC三段繩子的長度(3)在處理數(shù)據(jù)作圖時，你認為圖2中是正確的。（填“甲”或“乙”）【答案】(1)ACD(2)B(3)甲【詳解】（1）A．由題圖所示，對O點受力分析，如圖所示，OA、OB、OC分別表示三個力的大小，由于共點三個力平衡，由平衡條件可知，這三個力能構(gòu)成一個三角形，以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，可知，，以三力為邊可以構(gòu)成一個三角形，A正確；B．以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，可知，，以三力為邊不能構(gòu)成一個三角形，B錯誤；C．以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，可知，以三力為邊能構(gòu)成一個等邊三角形，C正確；D．以鉤碼的個數(shù)表示力的大小，可知，，，以三力為邊能構(gòu)成一個三角形，D正確。故選ACD。（2）實驗要驗證力的平行四邊形定則，因此要作受力圖，應(yīng)先明確受力點，再確定各繩上鉤碼的個數(shù)和各繩的方向，因此在拆下鉤碼和繩子前，需要進行的實驗步驟有：A．因各鉤碼的重力相等，知道各繩上鉤碼的個數(shù)就行，因此不需要用天平測出鉤碼的質(zhì)量，A錯誤；B．標記結(jié)點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向，B正確；C．記錄了OA、OB、OC三段繩子的方向，即確定了三段繩子兩兩之間的夾角，因此不需要用量角器量出三段繩子兩兩之間的夾角，C錯誤；D．OA、OB、OC三段繩子上的力和方向已確定，因此不需要量出OA、OB、OC三段繩子的長度，D錯誤。故選B。（3）由解析題圖可知，以O(shè)點為研究對象，是實驗時實際作用效果在OC線上，即在豎直方向，由于有誤差存在，、的合力是理論值，與實際值有一定的偏差，因此圖2中的甲是正確的。12．（23-24高二下·山東濱州·期末）某中學(xué)研究小組的同學(xué)們用一只彈簧測力計和一個量角器等器材做“驗證力的平行四邊形定則”實驗。設(shè)計的裝置如圖所示，固定在豎直木板上的量角器直邊水平，橡皮筋一端固定在量角器圓心O正下方的A點，另一端系著繩套1和繩套2。（已知：，）(1)實驗步驟如下：①將彈簧測力計掛在繩套1上，豎直向上拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達O點，記下彈簧測力計的示數(shù)F；②將彈簧測力計掛在繩套1上，手拉著繩套2。緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點到達O點，此時繩套1沿方向，繩套2沿方向，如圖，記下彈簧測力計的示數(shù)為；③根據(jù)力的平行四邊形定則計算②中繩套1的拉力大?。ㄓ肍表示）；④比較與（選填“F”或“”）的大小，即可驗證力的平行四邊形定則。(2)下列實驗要求中正確的是__________A．在實驗前彈簧測力計不需要進行校零B．彈簧測力計軸線、細繩、橡皮筋應(yīng)與木板平面平行C．與兩繩套相連的細繩之間的夾角越大越好D．改變拉力，進行多次實驗，每次都要使橡皮筋的結(jié)點靜止在O點位置(3)現(xiàn)保持繩套1及結(jié)點在O點位置不變，繩套2沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)動過程，繩套2的拉力的變化情況是__________。A．逐漸增大 B．先增大后減小 C．逐漸減小 D．先減小后增大【答案】(1)/(2)BD(3)C【詳解】（1）[1]根據(jù)力的平行四邊形定則可得②中繩套1的拉力大小[2]若三力之間滿足平行四邊形定則，則則比較與的大小，即可驗證力的平行四邊形定則。（2）A．彈簧測力計在使用前需要校零，故A錯誤；B．實驗時，彈簧測力計軸線、細繩、橡皮筋應(yīng)與木板平面平行，故B正確；C．為盡量減小誤差，與兩繩套相連的細繩之間的夾角要適當大一些，但不是越大越好，故C錯誤；D．同一實驗，用一個細繩套拉橡皮條可用兩個細繩套拉橡皮條結(jié)點O的位置應(yīng)相同，而不同實驗結(jié)點O位置可以不同，故D正確。故選BD。（3）如圖所示保持繩套1及結(jié)點在O點位置不變，繩套2沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)動過程，可知繩套2的拉力逐漸減小。13．（23-24高二下·山東青島·期末）某興趣小組自制彈簧測力計做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實驗。(1)用來制作彈簧測力計的彈簧有、兩種型號，兩彈簧彈力與彈簧長度的關(guān)系如圖甲所示，則選用彈簧做測力計誤差較小，彈簧的原長較長；（選填或）(2)該小組進行實驗操作的裝置如圖乙所示，其中為固定橡皮條的圖釘，為橡皮條與細繩的結(jié)點，和為細繩，關(guān)于實驗操作，下列說法正確的是__________；A．在使用兩彈簧秤拉細繩時要保證兩彈簧秤示數(shù)相等B．橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上C．在使用彈簧秤時要注意彈簧秤與木板平面平行D．同一次實驗時，結(jié)點必須拉到同一位置(3)進行完正確的實驗操作后，如圖丙所示，根據(jù)實驗結(jié)果在白紙上用力的圖示法畫出拉力、和，以表示、兩個力的有向線段為一組鄰邊作平行四邊形，這一組鄰邊之間的對角線為，圖中與兩力中，方向一定沿方向的是，若，則驗證了力的平行四邊形定則?！敬鸢浮?1)bb(2)CD(3)與兩力在誤差允許范圍內(nèi)相同【詳解】（1）[1][2]根據(jù)胡克定律則a的勁度系數(shù)大，原長小，選用b做測力計時伸長的長度較大，測量誤差較小。（2）A．兩彈簧秤示數(shù)合適即可，不需要相等，故A錯誤；B．實驗中，為了便于作出平行四邊形，應(yīng)使兩細繩之間的夾角適當大一些，但不需要一定使橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上，故B錯誤；C．為了確保準確作出力的圖示，實驗中需要在使用彈簧測力計時要注意使彈簧測力計與木板平面平行，故C正確；D．為保證力的作用效果相同，同一次實驗時，結(jié)點必須拉到同一位置，故D正確。故選CD。（3）[1]由圖知F是通過平行四邊形定則作出的理論值，合力的實際測量值是單獨用一根彈簧測力計拉橡皮筋，是橡皮筋結(jié)點拉至O點時，彈簧測力計的示數(shù)，該力方向一定沿橡皮筋拉伸的方向，可知，方向一定沿方向的是。[2]若與兩力在誤差允許范圍內(nèi)相同，則驗證了力的平行四邊形定則。14．（23-24高一上·黑龍江·期末）某興趣小組的同學(xué)為了驗證“兩個互成角度的力的合成規(guī)律”，設(shè)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(cè)所在平面與桌面平行），滑輪固定，滑輪可沿桌邊移動，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(zhì)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，連接橡皮筋兩端點的細線分別跨過可動滑輪；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(jié)點靜止。（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C．鉤碼的質(zhì)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．細線必須在與夾角的角平分線上C．記錄圖中點的位置和的方向D．不改變所掛鉤碼的個數(shù)和的方向，改變與的夾角和鉤碼個數(shù)，重復(fù)實驗，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(jié)論?！敬鸢浮緿CD/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(zhì)量相同，則不用測量鉤碼的質(zhì)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．細線上力的方向與細線上兩力的合力方向相反，由于上兩力的合力方向是任意的，故不需要在角平分線上，故B錯誤；C．實驗中，需要測量和上力的大小和方向，故必須記錄圖中點的位置和的方向以及結(jié)點O靜止時三根細線所掛鉤碼的個數(shù)，故C正確；D．不改變所掛鉤碼的個數(shù)和方向，改變與的夾角重復(fù)實驗，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(jié)論。15．（23-24高一上·遼寧大連·期中）某同學(xué)分別采用不同的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。方案一如圖甲所示。其中A為固定橡皮條的圖釘，OB和OC為細繩套。利用坐標紙記下橡皮筋的結(jié)點位置O以及兩只彈簧測力計拉力的大小和方向。（1）本實驗采用的科學(xué)方法是。A．等效替代法B．理想實驗法C．控制變量法D．建立物理模型法（2）在做本實驗時，下列操作中正確的是。A．同一次實驗過程中O點位置不允許變動B．實驗中，彈簧測力計必須與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度C．實驗中，先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮條的另一端拉到O點D．實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩彈簧測力計之間夾角應(yīng)取，以便于算出合力的大小在方案二的實驗裝置中，在底座上相隔一定距離固定兩根剛性豎直桿，兩豎直桿后放置一豎直平板，平板與兩桿所在的平面平行，平板上貼有白紙。實驗步驟如下：①單獨用一根輕質(zhì)細繩通過力傳感器1提起重物，記錄此時力傳感器1的示數(shù)F及細繩的方向；②將力傳感器1固定在右側(cè)桿上并保持其位置不變，一根輕質(zhì)細繩的右端與力傳感器1相連，另一根輕質(zhì)細繩的左端與左側(cè)桿上的力傳感器2相連，兩繩連接的結(jié)點O處系上同一重物，力傳感器2的位置及左側(cè)細繩的長度可調(diào)節(jié)。將力傳感器2調(diào)至某一位置并固定，調(diào)節(jié)左側(cè)細繩長度，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，平板未與重物、細繩和力傳感器接觸，讀出力傳感器1的示數(shù)和力傳感器2的示數(shù)，并通過描點在坐標紙上記下兩繩的方向；③繼續(xù)調(diào)整力傳感器2的位置并固定，重復(fù)以上步驟。（3）下列做法對減小實驗誤差有幫助的是。A．調(diào)整力傳感器2的位置時，必須保證結(jié)點O的位置不變B．兩繩之間的夾角越大越好C．記錄繩子方向時，選用較遠的兩點（4）若穩(wěn)定時兩繩互相垂直，現(xiàn)保持右側(cè)繩和結(jié)點O的位置不動，將力傳感器2下移至圖乙中的A處并固定，調(diào)節(jié)左側(cè)細繩使其保持張緊，則力傳感器1的示數(shù)將（填“變大”“變小”或“不變”）【答案】AAB/BAC變大【詳解】（1）[1]本實驗中兩個拉力的作用效果和一個拉力的作用效果相同，驗證力的合成采用的科學(xué)方法為等效替代法。故選A。（2）[2]A．本實驗采用的是等效替代法，同一次實驗中，O點不能變動，故A正確；B．為了實驗的精確，彈簧測力計必須與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度目的是為了力在其他方向上的分量影響實驗結(jié)果，故B正確；C．本實驗只要達到的效果相同即可，無需將其中一個彈簧測力計拉到最大量程，故C錯誤；D．兩個彈簧測力計之間的夾角不一定要，故D錯誤。故選AB。（3）[3]A．本實驗選用傳感器直接得到繩子拉力，所以結(jié)點的變化不會影響實驗結(jié)果，故A錯誤；B．兩繩之間的夾角越大，合力會越小影響實驗結(jié)果，故B錯誤；C．記錄繩子方向時，選用較遠的兩點，便于確定繩子的方向，減小實驗誤差，故C正確。故選C。（4）[4]由圖可知若穩(wěn)定時兩繩互相垂直，現(xiàn)保持右側(cè)繩和結(jié)點O的位置不動，即兩個力的合力不變，F(xiàn)1方向不變，將力傳感器2移至圖1中的A處并固定，調(diào)節(jié)左側(cè)細繩使其保持張緊，力傳感器1的示數(shù)F1將變大?！绢}型4探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系】16．（23-24高二下·重慶·期末）在某次探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M，重物質(zhì)量用m表示。(1)為便于測量合力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時，小車的加速度與所受合力成正比的結(jié)論。下列說法正確的是______。（填選項字母）A．四組實驗中只有甲需要平衡摩擦力B．四組實驗都需要平衡摩擦力C．四組實驗中只有甲需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件D．四組實驗都需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件(2)按甲同學(xué)設(shè)計裝置完成實驗，并根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，畫出小車的圖像如圖所示，從圖像中可以得出，當小車的質(zhì)量為0.5kg時，它的加速度為。（保留2位有效數(shù)字）(3)按丁同學(xué)設(shè)計裝置完成實驗，并根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，畫出小車的圖像如圖所示，圖線在縱軸上的截距為，直線斜率為k，則小車的質(zhì)量；該值與小車的實際質(zhì)量相比是（選填“偏大”，“偏小”或“相等”）的。(4)若乙、丙、丁三位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測量中力傳感器和彈簧測力計讀數(shù)相同，通過計算得到小車加速度均a，則乙、丙、丁實驗時所用小車總質(zhì)量之比為?！敬鸢浮?1)BC(2)1.0(3)相等(4)【詳解】（1）AB．實驗中均需要使細線對小車的拉力等于小車所受外力的合力，則四組實驗都需要平衡摩擦力，故A錯誤，B正確；CD．甲中近似認為重物的重力等于細線的拉力，而乙、丙、丁均能夠直接測量出細線的拉力，可知，四組實驗中只有甲需要滿足所掛重物質(zhì)量m遠小于小車的總質(zhì)量M的條件，故C正確，D錯誤。故選BC。（2）根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)規(guī)律，圖像對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為當小車的質(zhì)量M為0.5kg時，解得它的加速度為（3）[1]丁同學(xué)設(shè)計裝置完成實驗，彈簧測力計的拉力為F，畫出小車的圖像縱軸截距為正值，即細線沒有拉力作用時，小車已經(jīng)存在一定的加速度表明平衡摩擦力過多，令小車重力沿長木板的分力與摩擦力的合力大小為，根據(jù)牛頓第二定律有則有結(jié)合圖像有解得[2]根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理的方法可知，利用圖像的斜率求解小車的質(zhì)量與平衡摩擦力過多沒有關(guān)系，即該值與小車的實際質(zhì)量相比是相等。（4）平衡摩擦力后，根據(jù)牛頓第二定律有，，解得17．（23-24高一下·陜西咸陽·期末）利用手機內(nèi)置加速度傳感器可實時顯示手機加速度的數(shù)值。小明通過智能手機探究加速度與合外力的關(guān)系，實驗裝置如圖甲所示，已知當?shù)刂亓铀俣葹間。實驗步驟如下：①輕彈簧上端固定，下端與手機相連接，手機下端通過細繩懸掛小瓶子（帶蓋）；②向瓶子內(nèi)裝適量細沙，整個實驗裝置處于靜止狀態(tài)；③打開手機軟件，剪斷細繩，通過手機軟件記錄豎直方向加速度a隨時間t變化的圖像，并用彈簧測力計測出瓶子和細沙的重力G；④改變瓶子中細沙質(zhì)量，重復(fù)步驟③，獲得多組實驗數(shù)據(jù)。(1)某次實驗中，通過手機軟件記錄豎直方向加速度a隨時間變化的圖像如圖乙所示，剪斷細繩瞬間手機的加速度對應(yīng)圖中的（選填“A”“B”或“C”）點；剪斷細繩瞬間手機受到的合力大小F等于（選填“瓶子和細沙的重力G”或“手機的重力”）。(2)根據(jù)實驗獲得多組實驗數(shù)據(jù)繪制圖像如圖丙所示，由圖可得結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，。(3)若某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時，測得圖丙中圖線的斜率為k，則可推算出手機的質(zhì)量為（選用k、g表示）?！敬鸢浮?1)A瓶子和細沙的重力G(2)當手機的質(zhì)量一定時，手機的加速度與手機所受合外力成正比(3)【詳解】（1）[1]前面的數(shù)據(jù)波動是保持平衡時的輕微擾動，后續(xù)的數(shù)據(jù)波動是因為手機在做（近似）往復(fù)運動，故第一個峰值即為繩子被剪斷時的瞬時加速度，則剪斷細繩瞬間手機的加速度對應(yīng)圖中的A點；[2]剪斷細繩前，根據(jù)受力平衡可知，彈簧的彈力等于手機的重力與瓶子和細沙的重力G之和；剪斷細繩瞬間，彈簧的彈力大小不變，則手機受到的合力大小F等于瓶子和細沙的重力G。（2）由丙圖知，圖像為過原點的一條直線，由圖可得結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，當手機的質(zhì)量一定時，手機的加速度與手機所受合外力成正比。（3）設(shè)手機質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知圖像的斜率為可得手機的質(zhì)量為18．（23-24高二下·黑龍江大慶·期末）某實驗小組測量小車質(zhì)量M。使用器材有小車、一端帶有定滑輪的平直軌道、墊塊、細線、打點計時器、紙帶、頻率為的交流電源、直尺及6個槽碼，每個槽碼的質(zhì)量均為。（1）完成下列實驗步驟：①按圖（a）安裝好實驗器材，跨過定滑輪的細線一端連接在小車上，另一端懸掛著6個槽碼。改變軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列均勻的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；②保持軌道傾角不變，取下1個槽碼（即細線下端懸掛5個槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙帶上打的點跡測出加速度a；③依次減少細線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復(fù)步驟②；④以取下槽碼的總個數(shù)n（）的倒數(shù)為橫坐標，為縱坐標，作出關(guān)系圖線。（2）請回答以下問題：①下列說法正確的是。A．接通電源后，再將小車從靠近打點器處釋放B．小車下滑時，位于定滑輪和小車之間的細線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行C．實驗中必須保證細線下端懸掛槽碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量D．若細線下端懸掛著2個槽碼，則小車在下滑過程中受到的合外力大小為2mg②某次實驗獲得如圖（b）的紙帶，相鄰計數(shù)點間均有4個點未畫出，則小車加速度大小（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。③寫出隨變化的關(guān)系式（用M、m、g、a、n表示）。④測得關(guān)系圖線的斜率為，則小車質(zhì)量（取重力加速度大小，計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】AB0.820.136【詳解】（2）①[1]A．先接通電源，后釋放小車，小車應(yīng)從靠近打點計時器處釋放，故A正確；B．小車下滑時，為保證實驗的準確性，應(yīng)使細線始終與傾斜軌道保持平行，故B正確；C．由于該實驗每個槽碼的質(zhì)量已知，故不需要使質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，故C錯誤；D．細線下懸掛著6個槽碼時小車和槽碼整體勻速運動，合力為零，若取下4個槽碼，細線下端懸掛著2個槽碼，小車和剩下的兩個槽碼一起做加速運動，合力為4mg所以小車下滑過程中受到的合外力小于4mg，故D錯誤。故選AB。②[2]依題意，可知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s，由解得③[3]對于小車勻速時有減小n個槽碼后，對小車和槽碼分別有，則即④[4]由③可得斜率求得M＝0．136kg19．（23-24高二下·河北石家莊·期末）一組同學(xué)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，實驗裝置如圖甲所示。(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有________。A．電壓合適的50Hz交流電源 B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺 D．秒表E．天平（含砝碼）(2)下列說法正確的是________。A．實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源B．本實驗砂和砂桶B的質(zhì)量應(yīng)遠大于小車和砝碼A的質(zhì)量C．在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作圖像(3)如圖乙所示為實驗中