2024年浙江省選考物理二輪復習專題講練第12講 力學實驗含詳解

第12講力學實驗

本節(jié)要點

1.（2023?浙江）（1）在“探究平拋運動的特點”實驗中

①用圖1裝置進行探究，下列說法正確的是

A.只能探究平拋運動水平分運動的特點

B,需改變小錘擊打的力度，多次重復實驗

C.能同時探究平拋運動水平、豎直分運動的特點

②用圖2裝置進行實驗，下列說法正確的是

A.斜槽軌道M必須光滑且其末端水平

B.上下調(diào)節(jié)擋板N時必須每次等間距移動

C.小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下

③用圖3裝置進行實驗，豎直擋板上附有復寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時的點跡。實驗時輕直擋板初始

位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上P點靜止?jié)L下，撞擊擋板留下點跡0,將擋板依次水平向右移動x,重復實驗，

擋板上留下點跡1、2、3、4。以點跡。為坐標原點，豎直向下建立坐標軸y,各點跡坐標值分別為yi、y2、y3、

y4o測得鋼球直徑為d,則鋼球平拋初速度vo為o

A.1x+g)I『B.(x+g)I.C.(3x-g)15gD.(4x-g)

242yl2212y42

(2)如圖4所示，某同學把A、B兩根不同的彈簧串接豎直懸掛，探究A、B彈簧彈力與伸長量的關(guān)系。在B

彈簧下端依次掛上質(zhì)量為m的鉤碼，靜止時指針所指刻度XA、XB的數(shù)據(jù)如表。

鉤碼個數(shù)012???

XA/CITI7.758.539.30???

XB/CHI16.4518.5220.60???

鉤碼個數(shù)為1時，彈簧A的伸長量AXA=cm,

彈簧B的伸長量AXB=cm,兩根彈簧彈性勢能的增加量AEPmg(△XA+△XB)(選填“=”、

<a

&

4

B

圖4

2.(2023?浙江)(1)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，實驗裝置如圖1所示。

①需要的實驗操作有。

A.調(diào)節(jié)滑輪使細線與軌道平行

B.傾斜軌道以補償阻力

C.小車靠近打點計時器靜止釋放

D.先接通電源再釋放小車

②經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點0、1、2、3、4為計數(shù)點，則計數(shù)

點1的讀數(shù)為cm。已知打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz,則打計數(shù)點2時小車的速度大

小為m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(2)“探究向心力大小的表達式”實驗裝置如圖3所示。

①采用的實驗方法是。

A.控制變量法

B.等效法

C.模擬法

②在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下，逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動。此時左右標尺露出的紅

白相間等分標記的比值等于兩小球的之比（選填“線速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）：

在加速轉(zhuǎn)動手柄過程中，左右標尺露出紅白相間等分標記的比值（選填“不變”、“變大”或“變小”）。

3.（2022?浙江）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如圖1所示，長木板水平放置，細繩與長

木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大

小為cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加運度為m/s?（保留兩位有效數(shù)字）。

OAB

啊|巾甲“叫川||川叫叫

0123456

圖I圖2

②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，需調(diào)整的是（多選）。

A.換成質(zhì)量更小的小車

B.調(diào)整長木板的傾斜程度

C.把鉤碼更換成祛碼盤和祛碼

D.改變連接小車的細繩與長木板的夾角

■:模塊一要融煉

知識點一、測量速度的工具、方法

方法儀器器材方法說明、應用舉例

測出計數(shù)點間距，由打出某點前、后兩

交流電源、打點計時器、

紙帶法點時間內(nèi)的平均速度替代打出該點時的

刻度尺

速度

由于擋光片的寬度很小，瞬時速度v=

光電門、螺旋測微器或游

光電門法表示滑塊上擋光片的寬度，。表示

標卡尺

擋光片的擋光時間)

豎直平面內(nèi)末端水平的傾(1)測出物體離開軌道末端后平拋運動的

利用平拋斜或弧形軌道、刻度尺高度與射程，由平拋運動規(guī)律計算初速

運動法度

彈簧、刻度尺、天平

(2)驗證均量守恒定律、探究彈性勢能等

(1)由機械能守恒定律或動能定理計算最

低點的速度

豎直平面內(nèi)的圓弧軌道(或

利用圓周(2)力傳感器測出物體經(jīng)過軌道最低點時

細線牽引的圓周運動)、力

運動法對軌道的壓力,由牛頓運動定律計算物

傳感器、天平等

體經(jīng)過最低點時的速度

(3)驗證機械能守恒定律、探究向心力等

知識點二、測定重力加速度的幾種常見方案

利用落體測重力加速度(忽略阻力)運動組合物體系統(tǒng)

?磁式吸球器?

h光電門1

打點11

計時器一立柱下

j一小鋼球叫II

健的1＞光電門2

W球器

一嵬

學生電源?底座

打點計時器計光電門計時,原勻速圓周運動計

滴水法計時，原昴|+〃?2)3=

時,利用逐差法理為v2—V0=理為人=與，可時，心=且好(也

測定g,也可以2gM也可以利可以測量轉(zhuǎn)速)

利用圖象法求g用頻閃照片)以利用圖象求g再創(chuàng)新：可以驗證牛頓運動定

律、機械能守恒定律

知識點三、實驗的創(chuàng)新與設計應注意的幾點

1.加強對實驗思想方法（如模擬法、轉(zhuǎn)換法、放大法、替代法等）的歸納，這樣在新的實驗情景下，才能設計合理

的實驗方案。

2.克服思維定式的影響，加強對已掌握的實驗原理的理解和儀器的正確使用方法的訓練，才能在新情境下進行

遷移利用。

考點一基本儀器的使用、誤差有效數(shù)字

[例題1]（2023?浙江模擬）用螺旋測微器測量某材質(zhì)電線的直徑d,其中一次測量如圖所示，其讀數(shù)d=

[例題2]（2023?浙江模擬）用螺旋測微器測某金屬絲的直徑.示數(shù)如圖1所示。則該金屬絲的直徑為

mm。用秒表測量某個運動物體的運動時間，示數(shù)如圖2所示。則物體運動時間:

[例題3]（2021?溫州模擬）用游標卡尺測量某一零件的內(nèi)徑時，應選用圖1中的（選填"A"、"B”或"C”）

部位來測量。正確操作后，讀取讀數(shù)前，為防止游標尺滑動，應轉(zhuǎn)動圖1中的（選.填"D”、“E”）旋鈕。

考點二通過測量“速度”進行探究、驗證的實驗

[例題4]（2023?樂清市校級模擬）如圖所示，在已調(diào)節(jié)水平的氣墊導軌上測定滑塊運動的加速度。先測得遮光條寬

度Ax=2.00cm的滑塊在槽碼重力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一光電

門的時間△ti=0.200s,通過第二個光電門的時間△t2=0.05（）s,遮光條從遮住第一個光電門到遮住第二個光電

門的時間間隔t=2.50（）s,則滑塊的加速度a=m/s2（保留三位有效數(shù)字）。小張認為不必測量時

間I而改為測量，也能測出滑塊的加速度a。為了提高測量加速度的精度，在選擇

遮光條寬度Ax時，需要考慮的因素有（寫出其中的兩項）：o

數(shù)字計時器

[例題5]（2023?樂清市校級模擬）小明和小張想探究滑塊通過光電門時的瞬時速度大小，測出遮光條寬度Ax不同

時，滑塊通過光電門I的時間間隔A3從而得到五個不同的速度v,結(jié)果如表。如果測量遮光條寬度誤差很小，

他們通過作圖法，即以Ax為橫坐標，速度v為縱坐標，將五個測量值在如圖所示的坐標系上標出，試通過作

圖法求出滑塊通過光電門時的瞬時速度值。（保留3位有效數(shù)字）

Ax/cm0.5001.0001.5002.0(302.500

At/s0.5601.0601.5301.9802.380

v/(cm/s)0.8930.9430.9801.0101.050

[例題6]（2023?杭州一模）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，利用數(shù)碼相機的連拍功能

研究小車從斜面上滑下的運動。如圖甲所示，將小車從斜軌上日靜止釋放，將數(shù)碼相機放在較遠處對小車進行

連拍，設置每0.12s拍一張照片，得到如圖乙所示的照片?，F(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00.731.742.854.175.677.379.2411.2613.4815.77

置距禽x/cm

（1）現(xiàn)測得鋁制軌道在照片中的長度為Li=23.02cm,實際長度測量如圖丙所示（軌道的端點在圖中的箭頭所

示處），其長度為L2=cm；

ii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|ini|iii

8788899091

丙

（2）根據(jù)以上信息，可求得小車運動到位置E處時的速度大小VE=in/s（保留兩位有效數(shù)字）;

（3）現(xiàn)用相同的方法求得其它各個位置的速度大小，并以位置A處為計時起點，在坐標紙上描繪了部分數(shù)據(jù)點

（如圖?。?。請在圖中描出位置E的速度信息并畫出小車速度隨時間變化的圖像，知小車的加速度大小a

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）

v/m-s",

（4i完成上述實驗之后，該學習小組利用光電門與數(shù)字計時都測量了小車滑過軌道中點的瞬時速度。選用了甲、

乙、丙三種寬度分別為5.00cm、3.0（）cm、1.00cm的遮光板，則利用（選填“甲”、“乙”或“丙”）遮光

板測得的結(jié)果最接近小車的瞬時速度。

考點三通過測量“力”進行探究、驗證的實驗

[例題7]（2023?浙江二模）“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i=】、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10.0m/s2）,記錄彈簧下端相應位置的讀數(shù)xi加；然后逐個減去鉤碼，同樣記錄彈簧下端

相應位置的讀數(shù)版戰(zhàn)，并計算得到彈簧下端相應位置值xi=（xi加+xi減）/2,其數(shù)據(jù)如表。

彈簧下端掛鉤碼的個加鉤碼相應位置值xi減鉤碼相應位置值為xi/cm

數(shù)加/cm?/cm

14.194.214.20

25.405.435.42

36.416.436.42

47.527.587.55

58.838.878.85

610.0010.0410.02

（1）為計算彈簧的勁度系數(shù)，應選用數(shù)據(jù)；

A.加鉤碼時相應位置值xi加

B.減鉤碼相應位置值xi總

C.xi=（xijn+xiQ/2

（2）用下列坐標紙，作圖法求出彈簧勁度系數(shù)k=N/m（保留3位有效數(shù)字）;

（3）為減小實驗誤差，在選用鉤碼時需考慮的因素有

[例題8]（2023?西湖區(qū)校級模擬）如圖甲所示，是“探究力的平行四邊形定則”的實驗，其中A為固定橡皮筋的

圖釘，O為橡皮筋與細繩套的結(jié)點，OB和OC為細繩套，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。

（1）下列哪一個選項是不必要的實驗要求（請?zhí)顚戇x項前對應的字母）。

A.兩個彈簧秤的夾角適當大些

B.彈簧秤應在使用前校零

C.拉線方向應與木板平面平行

D.改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點在同一位置

（2）本實驗采用的科學方法是。

A.理想實驗法

B.等效替代法

C.捽制變量法

D.建立物理模型法

（3）圖乙中的F與F兩力中，方向一定沿A0方向的是。

（4）如圖內(nèi)所示，在探究“共點刀合成”的實驗中，橡皮條一端固定于P點，另一端連接兩個彈簧秤，分別用

F1與F2拉兩個彈簧秤，將結(jié)點拉至0點?，F(xiàn)讓F2大小增大，方向不變，要使結(jié)點仍位于0點，則Fi的大小及

圖中p（p>90°）角的變化可能是o

丙

A.增大Fi的同時增大（3角

B.減小Fi的同時減小0角

C.增大Fi的同時減小0角

D.減小Fi的同時增大0角

［例題9］（2023?紹興二模）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中。

①某組同學在某次實驗中使用頻率為50Hz的打點計時器，獲得的一條紙帶如圖甲所示，其中相鄰兩個計數(shù)點之

間還有4個點沒有畫出，根據(jù)紙帶可以求得打點計時器在打下E點時小車的速度為nVSo（結(jié)果保

留2位小數(shù)）。

②將E點的瞬時速度補充到圖乙中，用合適的圖像將這些點擬合，作出v-t圖像。根據(jù)圖像，求得

小車的加速度大小為m/s2（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

③某組同學通過控制槽碼和掛鉤的總質(zhì)量不變，改變小車和祛碼的總質(zhì)量m,來探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)

系。已知小車質(zhì)量為200g,每個硅碼質(zhì)量為50g（共6個），通過實驗作出如圖丙所示的a-［圖像。那么該組

同學選用的槽碼和掛鉤的總質(zhì)量應為（選填“10g”、“25g”或“50g”）。

；3.5?[4.08)4.79：5.4016.03；6.58

AXtBx2CxsDx4ExsFx6

甲

L25

0.65

0.60L

0.55

6

0.5075

0.45

0.406o.25

0.35

00.200.300.400500^60J/s0

圖乙

考點四通過“平拋運動”進行研究、驗證的實驗

[例題10]（2023?杭州二模）某同學設計了一個探完平拋運動的家庭實驗裝置.，如圖所示。在水平案面上放置一個斜

面，每次都讓鋼球從斜面上同一位置靜止開始滾下，滾過桌邊后鋼球便做平拋運動。他把桌子搬到墻的附近,

使從水平桌面上滾下的鋼球能打到墻上，把白紙和復寫紙附在濡上，記錄鋼球的落點?，F(xiàn)測得鋼球直徑為d,

某次實驗桌子邊緣到墻的水平距離為x,鋼球在墻上的落點到桌面的豎直距離為H。重力加速度為g。（d相對

于H和x不可忽略）

（1）鋼球此次實驗平拋的水平位移為豎直位移為

（2）現(xiàn)保持鋼球釋放位置不變，改變桌子到墻的距離，結(jié)合笫（1）問使鋼球平拋的實際水平位移變?yōu)樵瓉淼?

倍，鋼球平拋后仍能打到墻?上，鋼球下落的豎直位移變?yōu)樵瓉淼腘倍，則N=；實際由于鋼球與桌面之

間存在摩擦力，其他誤差和阻力不計，則本次鋼球平拋的實際豎直位移原來鋼球平拋豎直位移的N倍

（填“大于”、“等于”或“小于”）。

[例題11]（2022?溫州三模）（1）在“研究平拋運動”的實驗中，為了測量小球平拋運動的初速度，采用如圖甲所示

的實驗裝置。實驗操作的主要步驟如下：

a.將坐標紙用圖釘固定在木板上，并將木板豎直固定；

b.將斜槽安裝在木板左端，調(diào)節(jié)斜槽末端軌道水平，同時將重錘線掛在水平軌道邊緣；

c.在斜槽上端一固定位置靜止釋放小球，同時記錄拋出點位置0,記錄重錘線方向；

d.小球從。點飛出后，撞到與木板平面垂直的豎直擋條上。小球撞擊擋條時，會在擋條上留下一個痕跡點。用

鉛筆將痕跡點的投影點記錄在坐標紙上;

e.向右移動豎直擋條，從斜槽上相同的位置無初速度釋放小球，小球撞擊擋條后，再次將擋條上痕跡點的投影

點記錄在坐標紙上，重復以上操作;

①實驗過程中，要建立直角坐標系。在下圖中，坐標原點選擇正確的是

A.斜槽的末端一定要水平

B.一定要使用秒表來測量平拋運動的時間

C.豎宜擋條每次向右移動距離一定要相等

D.一定要記錄拋出點的位置，才能求出小球的初速度

③某同學在實驗中，只記下斜槽末端懸掛重錘線的方向，根據(jù)實驗描繪出一段軌跡。如圖乙所示，選取A、B、

C三點，測得三點離重錘線的距離分別為xi=21.5cm、X2=35.5cm、X3=49.5cm,并測得AB兩點間的高度差hAB

=2O.()cm、BC兩點間的高度差hBC=30.0cm,則小球平拋的初速度vo=m/s,小球的半徑R=

(2)某同學用單擺測量重力加速度。改變擺長，并多次測量周期和擺長的大小。僅由于擺長測量的誤差，得到

周期的平方與擺長的關(guān)系如圖內(nèi)所示。下列說法正確的是。

A.圖線不過原點的原因可能是僅記錄擺線的長度作為擺長

B.鋁線不過原點的原因可能是將擺線的長度加上小球的直徑作為擺長

C.由圖象所得的重力加速度一定小于重力加速度的真實值

D.由圖象所得的重力加速度一定大于重力加速度的真實值

[例題12](2023?溫州=模)(I)小明同學利用圖1所示裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗「

圖1

A.每次改變小車質(zhì)量后,都需重新補償阻力

B.為了減小實驗誤差，槽碼的質(zhì)量應遠小于小車質(zhì)量

C.處理數(shù)據(jù)時.，在紙帶上必須連續(xù)5個計時點選取一個計數(shù)點

D.補償阻力時，應取下細線與槽碼，而小車后面的紙帶需穿過限位孔

②用該實驗裝置還能完成的實驗是。

A.探究平拋運動的特點

B.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

C.驗證機械能守恒定律

D.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

（2）小王同學在“用單擺測量重刀加速度實驗”時，用游標卡尺測得小鐵球

的直徑為cm（如圖2所示）。他計算得出的重力加速度比實際測量的重力加速度要大，其原因可

能是。

A.擺球太重

B.擺角太小

C.計時開始時停表按下過遲

D.實驗中全振動次數(shù)記少了

（3〕小明同學采用“油膜法”估算油酸分子直徑。油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL,

用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于

酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖3所示，已知每一小方格的邊長為10mm。

①根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為m（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

②為了盡可能準確地估測出油膜分子的大小，下列措施可行的是（多選）。

A.油酸濃度要大一些

B.爽身粉要盡量均勻地撒在水面上

C.油酸擴散并待其收縮穩(wěn)定后再繪出輪廓圖

D.輪廓范圍內(nèi)的完整正方形總面積即代表油膜鋪開的面積

考點五力學創(chuàng)新實驗

[例題13]（2023?浙江模擬）某同學按圖甲所示，安裝實驗器材探究質(zhì)量?定時合外力與加速度的關(guān)系。已知物塊A

與遮光片的總質(zhì)量為nu,遮光片中心距光電門的高度為h（h遠大于遮光片寬度）。物塊B質(zhì)量為IBB,置于水

平桌面上，鎖定物塊B,使系統(tǒng)保持靜止狀態(tài)。某時刻解除鎖定，物塊A由靜止開始向下運匆，光電門記錄遮

光片的遮光時間△〔，同時記錄傳感器讀數(shù)F。（忽略繩和滑輪的質(zhì)量，不計A、B、繩、滑輪組成的系統(tǒng)內(nèi)的摩

擦）

（1）關(guān)于該方案下列說法正確的是o

A.不要求mA?n】B

B.物塊B與水平桌面間可以有摩擦

C.力傳感器的讀數(shù)就是物塊A的合外力

D.力傳感器的讀數(shù)的兩倍就是物塊A的合外力

（2）用游標卡尺測出遮光片的寬度d,測量結(jié)果如圖乙所示，遮光片的寬度d=mm。

（3）物塊A加速度的表達式a—（用△（、d、h表示

[例題14]（2023?溫州模擬）為了探究物體下落受空氣阻力大小的影響因素，某同學利用手機中的加速度傳感器及

相關(guān)應用程序，記錄如圖1中甲、乙兩種情況下落手機的加速度大小隨時間變化的圖像。與甲對應的圖像為圖

2中的（填“A”或"B”），在圖A中手機下落過程中加速度逐漸減少的原因

是o

|例題15J（2023?浙江模擬）在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中

①如圖1儀器需要用到的有o

圖1

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

同，小車的質(zhì)量為M,重物的質(zhì)量為m,試回答下列問題：

打點計時器夕車細線定滑輪

紙帶一一、￡

長木板水平實驗臺

重物

甲

輕動滑輪神賽測力計

打點計時器小車I細線彈黃瞥1

紙帶^；X?

?/\||安定滑輪

長木板水平實驗臺□

重物

乙

打點計時器）、車細線定滑輪

紙帶一15,'

1~~/力傳感器

Z\"

長木板水平實驗臺

重物

丙

圖2

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O若用上面的甲裝置得如圖

3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ni/s2（保留兩位有

效數(shù)字）。

3.32

5.46

7.93

圖3

你認為該同學實驗時選用的M、m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”）。

[例題16]（2023?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）某智能手機中的“磁傳感器”功能實時記錄手機附近磁場的變億，磁極越靠近手

機，“磁傳感器”記錄下的磁感應強度越大?，F(xiàn)用手機、磁化的小球、鐵架臺、塑料夾子等實驗器材組裝成如圖

甲所示的裝置，來測量重力加速度，實驗步驟如下：

①把智能手機正面朝上放在懸點的正下方，接著往側(cè)邊拉開小球，并用夾子夾住。

②打開夾子釋放小球，小球運動，取下夾子。

③運行手機“磁傳感器”功能，手機記錄下磁感應強度的變化。

④改變擺線長和夾子的位置，測量出各次實驗的擺線長L及相應的周期To

（1）圖乙中的a、b分別記錄了兩次實驗中磁感應強度的變化情況，a圖測得連續(xù)N個磁感應強度最大值之間的

總時間為t,則單擺周期T的測量值為。b圖中手機記錄下的磁感應強度幾乎不變，可能的操作原因

是____________________________________

圖表絕對值多方向筒明值梢助圖表絕對值多方向簡明值幫助

精確度高

絕對值

600

400

200VA/WIMA/VKAMAA/WWV

0.0020.040.00.0020.040.0

時間(s)時間（s）

絕對值359.70絕對值106.30

微特斯拉微特斯拉

ab

乙

（2）實驗中用游標卡尺測量擺球直徑如圖丙所示，則擺球直徑為mo

（3）得到多組擺線長L及相應的周期T后，作出了T2?L圖線，圖線的斜率為k,在縱軸上的截距為c,由此

得到當?shù)刂亓铀俣萭=o

（4）在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中，通過測量頭觀察到如圖丁所示清晰的干涉圖樣，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的

原因是;

A.單縫和雙縫沒有調(diào)平行

B.光源、遮光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏沒有共軸

c測量頭過于左偏，應調(diào)節(jié)測量頭上的手輪，使它適當右移

D.測量頭過于右偏，應調(diào)節(jié)測量頭上的手輪，使它適當左移

■模塊三鞏固提升

[練習1]（2022?義烏市模擬）某同學采用如圖1所示的裝置進行“驗證機械能守恒定律”實驗。

（1）指出圖1裝置中一處不合理的地方;

（2）正確操作后，該同學打出了一條紙帶（如圖2所示）。測得0、4兩個計時點間的距離h為cm：

通過計算可得出第4點的速度v的大小為m/s；（計算保留3位有效數(shù)字）。

⑶若當?shù)刂亓铀俣却笮?.7911濾，該同學用公式：△Ep=mgh、△Ek=比較了重錘在（）、4時間內(nèi)重

力勢能的減少量和動能的增加量，得到的結(jié)論是AEpAEk（填“大于”、“等于”或“小于”），你認為產(chǎn)生

[練習2]（2022?浙江模擬）如圖1為驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=lkg的重物自由下落，在紙帶上打出

了一系列的點,如圖2所示，相鄰記數(shù)點間的時間間隔為0.04s,長度單位是cm,g取9.8m/s則:

A.應用天平稱出重物的質(zhì)量

B.應當選用點跡清晰，第一、二兩點距離約2mm的紙帶進行測量

C.操作時應先放紙帶，后接通電源

D.打點計時器應接在直流電源上

（2J驗證機械能守恒定律的實驗步驟有：

①把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線將學生電源和打點計時器接好.

②重復上一步的過程，打三到五條紙帶.

③把紙帶的?端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停靠在打點

計時器附近.

④用公式Vn=%+l，nT，計算出各點的瞬時速度VI、V2、V3、…并記錄在表格中.

⑤接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點.

⑥計算各點的重力勢能的減少量mghn和動能的增加量［mvF并進行比較，看是否相等，將數(shù)值填入表格內(nèi).

⑦選擇一條點跡清晰的紙帶，在起始點標上0,以后各點依次為1、2、3、…用刻度尺測量對應下落的高度hi、

h2>h3、…記入表格中.

上述步驟合理的順序應該是.

（3）從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示（其中一段紙帶圖中未畫出）.

圖中0點為打出的起始點，且速度為零.選取在紙帶上打出的點A、B、C、D作為計數(shù)點，并測出A、B、C、

D點距起始點O的距離如圖所示.由此可計算出物體F落到B點時勢能的變化量J（保留三

位有效數(shù)字），動能的增加量J（保留三位有效數(shù)字）.

（4）該同學利用自己在做該實驗時打出的紙帶，測顯出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h,算

出了各計數(shù)點對應的速度v,以h為橫軸，以v2為縱軸畫出了如圖3的圖線.若圖線的斜率為匕則可知當?shù)氐?/p>

重力加速的表達式為圖線不經(jīng)過原點的可能原因是.

第12講力學實驗

本節(jié)要點

5.（2023?浙江）（1）在“探究平拋運動的特點”實驗中

①用圖1裝置進行探究，下列說法正確的是

A.只能探究平拋運動水平分運動的特點

B,需改變小錘擊打的力度，多次重復實驗

C.能同時探究平拋運動水平、豎直分運動的特點

②用圖2裝置進行實驗，下列說法正確的是

A.斜槽軌道M必須光滑且其末端水平

B.上下調(diào)節(jié)擋板N時必須每次等間距移動

C.小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下

③用圖3裝置進行實驗，豎直擋板上附有復寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時的點跡。實驗時輕直擋板初始

位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上P點靜止?jié)L下，撞擊擋板留下點跡0,將擋板依次水平向右移動x,重復實驗，

擋板上留下點跡1、2、3、4。以點跡。為坐標原點，豎直向下建立坐標軸y,各點跡坐標值分別為yi、y2、y3、

y4o測得鋼球直徑為d,則鋼球平拋初速度vo為o

A.1x+g)I『B.(x+g)I.C.(3x-g)15gD.(4x—g)

212yl2212y4212y《

(2)如圖4所示，某同學把A、B兩根不同的彈簧串接豎直懸掛，探究A、B彈簧彈力與伸長量的關(guān)系。在B

彈簧下端依次掛上質(zhì)量為m的鉤碼，靜止時指針所指刻度XA、XB的數(shù)據(jù)如表。

鉤碼個數(shù)012???

XA/CITI7.758.539.30???

XB/CHI16.4518.5220.60???

鉤碼個數(shù)為1時，彈簧A的伸長量AXA=cm,

彈簧B的伸長量AXB=cm,兩根彈簧彈性勢能的增加量AEPmg(△XA+AXB)(選填“=”、

“VA”或

圖4

【解答】解：(1)①用圖1裝置進夕亍探究，只能探究平拋運動豎直方向上的運動特點，為了保證小球的水平速度

不同，需改變小錘擊打的力度，多次重復實驗，故B正確，AC錯誤；

故選：Bo

②用圖2裝置進行實驗，則：

A、斜槽軌道不一定要光滑，但末端要水平，故A錯誤；

B、上下調(diào)節(jié)擋板N時不需要保證等間距移動，故B錯誤；

C、為了保證小鋼球的初速度相同，則需要讓小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下，故C正確：

故選：Co

③根據(jù)平拋運動的特點可知：

在豎直方向上：y4=Jgd

在水平方向上：4x-^=v0t

聯(lián)立解得：vo=（4x-務展，故D正確，ABC錯誤；

故選：D。

（2）彈簧A的伸長量可由刻度XA的變化得到，則AxA=8.53cm-7.75cm=0.78cm。

彈簧B的伸長量等于刻度XB與刻度XA的差值，則

AXB=18.52cm-16.45cm-0.78cm=1.29cm。

因為彈簧本身有重力，所以彈簧伸長后也有重力勢能的減小，根據(jù)能量守恒定律可知，兩根彈簧彈性勢能的增加

fiAEp>mg（AXA+AXB）O

故答案為：（1）①B；②C；③D；（2）0.78；1.29；>

6.（2023?浙江）（1）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，實驗裝置如圖1所示。

①需要的實驗操作有。

A.調(diào)節(jié)滑輪使細線與軌道平行

B.傾斜軌道以補償阻力

C.小車席近打點計時器靜止釋放

D.先接通電源再釋放小車

②經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點0、I、2、3、4為計數(shù)點，則計數(shù)

點1的讀數(shù)為cm。己知打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz,則打計數(shù)點2時小車的速度大

小為m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

（2）“探究向心力大小的表達式”實驗裝置如圖3所示。

①采用的實驗方法是o

A.控制變量法

B.等效法

C.模擬法

②在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下，逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動。此時左右標尺露出的紅

白相間等分標記的比值等于兩小球的之比（選填“線速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；

在加速轉(zhuǎn)動手柄過程中，左右標尺露出紅白相間等分標記的比值（選填“不變”、“變大”或“變小”）。

圖1

01234

II叩叩11|叫III響叫叫111|叫II響哪叫加I甲叩叩叩叩響

0lcm23456789101112

I短圖3

【解答】解：（1）①A、為使小車能做勻加速直線運動，必須使小車受到的合力恒定，調(diào)節(jié)滑輪使細線應與軌道

平行，故A正確；

B、探究小車速度隨時間變化規(guī)律，與小車是否受到阻力沒有關(guān)系，所以不需傾斜軌道以補償阻力，故B錯誤;

C、為提高紙帶的利用率，小車應靠近打點計時器靜止釋放，故C正確：

D、實驗中為了在紙帶上打出更多H勺點，為了打點的穩(wěn)定，具體操作中要求先接通電源再釋放小車，故D正確。

故選：ACDe

②刻度尺為亳米刻度尺，最小分度值為0.1cm,由圖得，計數(shù)點I的讀數(shù)為2.74cm；

打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz,打點周期T=|=^s=0.02s

打計數(shù)點2的時刻是1到3的中間時刻，中間時刻的瞬時速度等于平均速度，設則打計數(shù)點2時小車的速度大

?48.61-2.74tAHt

小為v=.逝.XA0.01m/s=L47m/s

/Xu.u/

（2）①本實驗通過控制一些物理量不變，來研究其他物理量之間的關(guān)系，采用了控制變量法，故A正確，BC錯

誤。

故選：Ao

②左右標尺露出的紅白相間等分標記的比值等于?兩小球的向心力之比，根據(jù)向心力公式得：Fn=m32r

在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同的情況下，向心力之比應等于角速度平方之比；

在加速轉(zhuǎn)動手柄過程中，左右標尺露出紅白相間等分標記的比值不變。

故答案為；（1）?ACD；②2.74,1.47；（2）①A；②角速度平方，不變。

7.（2022?浙江）（1）①“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗裝置如圖1所示，長木板水平放置，細繩與長

木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計數(shù)點O為位移測量起點和計時起點，則打計數(shù)點B時小車位移大

小為cm。由圖3中小車運動的數(shù)據(jù)點，求得加速度為mH（保留兩位有效數(shù)字）。

A.換成質(zhì)量更小的小車

B.調(diào)整長木板的傾斜程度

C.把鉤碼更換成祛碼盤和跌碼

圖3圖4

（2）“探究求合力的方法”的實驗裝置如圖4所示，在該實驗中，

①下列說法正確的是（單選）；

A.拉著細繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應相同

B.在已記錄結(jié)點位置的情況下，確定?個拉力的方向需要再選擇相距較遠的兩點

C.測量時彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測量時，橡皮條、細繩和彈簧坪應貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實驗至少需要（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條結(jié)點拉到O點。

【解答】解：（1）①刻度尺的分度值為0.1cm,需要估讀到分度值的下一位，根據(jù)圖2可知，打計數(shù)點B時小車

的位移大小為6.21cm；

根據(jù)圖3的數(shù)據(jù)可知，小車的加速度為

Av1.05—0.30.21n/

=而=0.4me=\.9m/s

②A、利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的案驗時,需要滿足小車質(zhì)量遠遠大于鉤碼質(zhì)量,所以不

需要換質(zhì)量更小的車，故A錯誤;

B、利用圖I裝置”探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，需要利用小車斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,

所以需要將長木板靠近打點計時器的一端空高一些，故B正確；

C、以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗時，有

1.9771/S2=

考慮到實際情況，即f遠小于mg,有

1.9m/s2?

則可知M=4m

而利用圖1裝置.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，要保證所懸掛質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，可知目前實驗

條件尚不滿足，所以利用當前裝置在進行實驗時，需要將鉤碼更換成砧碼盤和跌碼，以滿足小車質(zhì)量遠遠大于所

懸掛物體的質(zhì)量，故C正確；

D、實驗過程中，需將連接祛碼盤和小車的細繩應跟長木板始終保持平行，與之前的相同，故D錯誤；

故選：BCo

（2）①A、在不超出彈簧測力計的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當大些，不必使兩只測力計的示數(shù)

相同，故A錯誤；

B、在已記錄結(jié)點位置的情況下，飾定一個拉力的方向需要再選擇相距較遠的一個點就可以了，故