（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（一）學(xué)案

《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（一）學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（一）學(xué)案（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一) [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 必考要求 加試要求 說(shuō)明 1.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 √ 1.會(huì)正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧測(cè)力計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等. 2.認(rèn)識(shí)誤差問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道在多次測(cè)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)作圖或求平均值的方法可減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來(lái)源；不要求計(jì)算誤差. 3.知道有效數(shù)字的概念，會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測(cè)量的結(jié)果，間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求. 2.探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 √

2、 3.探究求合力的方法 √ 4.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 √ 5.探究作用力與反作用力的關(guān)系 √ 6.研究平拋運(yùn)動(dòng) √ 7.探究做功與物體速度變化的關(guān)系 √ 8.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 √ 9.測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線 √ 10.探究導(dǎo)體電阻與其影響因素(包括材料)的關(guān)系 √ 11.練習(xí)使用多用電表 √ 12.測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 √ 13.探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 √ 14.探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律 √ 15.探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 √ 16.探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系

3、 √ 17.測(cè)定玻璃的折射率 √ 18.用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)(同時(shí)練習(xí)使用測(cè)量頭) √ 19.探究碰撞中的不變量 √ 實(shí)驗(yàn)1：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 一、實(shí)驗(yàn)原理 1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器： 計(jì)時(shí)儀器.(1)當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)；(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要4～6 V交流電源，電火花計(jì)時(shí)器需要220 V交流電源. 2.測(cè)平均速度、瞬時(shí)速度： 平均速度：＝，當(dāng)Δt→0時(shí)，認(rèn)為是t時(shí)刻的瞬時(shí)速度. 二、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、刻度尺、紙帶、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在水平桌子上，并穿好紙帶； 2.把電磁打

4、點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線分別與電源接線柱相連接； 3.打開電源開關(guān)，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)； 4.關(guān)閉電源，取下紙帶，從能看清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，往后數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝0.02(n－1) s； 5.用刻度尺測(cè)量出從開始計(jì)數(shù)的一點(diǎn)到最后一點(diǎn)間的距離Δx； 6.利用公式＝計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度. 四、數(shù)據(jù)處理 1.計(jì)算瞬時(shí)速度 在紙帶上連續(xù)選出7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E、F，它們之間的距離＝x1，＝x2，＝x3，＝x4…….打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，則各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別是： vA＝，vB＝， vC＝，vD＝…… 把計(jì)算所得的

5、各點(diǎn)的速度填入下表中 位置 A B C D E F (xn＋xn＋1)/m v/(m·s－1) 2.v－t圖象的畫法 根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái). 五、注意事項(xiàng) 1.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定時(shí)再拉動(dòng)紙帶； 2.拉紙帶時(shí)，速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集； 3.使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面； 4.對(duì)紙帶測(cè)量時(shí)，要用刻度尺一次性將各段長(zhǎng)度測(cè)量完畢. 例1　某同學(xué)在做“

6、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖1，在紙帶上依次選出7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E和F，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50 Hz. 圖1 (1)如果測(cè)得C、D兩點(diǎn)間距x4＝2.70 cm，D、E兩點(diǎn)間距x5＝2.90 cm，則據(jù)此數(shù)據(jù)用速度公式vD＝計(jì)算在打D點(diǎn)時(shí)的速度值vD＝________ m/s.(保留三位有效數(shù)字) (2)該同學(xué)分別算出其他速度：vA＝0.220 m/s，vB＝0.241 m/s，vC＝0.258 m/s，vE＝0.300 m/s，請(qǐng)?jiān)趫D2的坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，設(shè)O點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn).

7、 圖2 答案　(1)0.280　(2)見解析圖 解析　(1)將數(shù)據(jù)代入速度公式vD＝ 解得vD＝0.280 m/s. (2)根據(jù)已知數(shù)據(jù)在坐標(biāo)軸上取合適的標(biāo)度，再將數(shù)據(jù)點(diǎn)描繪在坐標(biāo)系中，最后用平滑的曲線“擬合”數(shù)據(jù)點(diǎn).如圖所示. 變式1　(2017·杭州期末教學(xué)質(zhì)檢)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中階段常用的實(shí)驗(yàn)器材之一.如圖3所示是兩種常見的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 圖3 (1)關(guān)于兩種計(jì)時(shí)器說(shuō)法正確的是________(填字母). A.圖甲中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是交流220 V的電源 B.圖乙中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的是直流4～6 V的學(xué)生電源 C.圖甲中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的A處應(yīng)為“墨粉紙” D.

8、圖甲中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的A處應(yīng)為“復(fù)寫紙” (2)某實(shí)驗(yàn)小組為研究小車的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇了圖甲中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)驗(yàn)(如圖4)，該圖為釋放小車前的情景，其中操作最合理的是圖________(填字母). 圖4 (3)關(guān)于紙帶中相應(yīng)點(diǎn)間距的測(cè)量過(guò)程，下列操作最合理的是________(填字母). A.用刻度尺上邊緣緊貼紙帶打出的點(diǎn)，一次性記錄好所有點(diǎn)對(duì)應(yīng)的讀數(shù) B.用刻度尺分段測(cè)量出所有相鄰兩點(diǎn)之間的距離，以備不時(shí)之需和方便計(jì)算 C.用刻度尺分段測(cè)量出需要的相鄰兩點(diǎn)之間的距離，以方便計(jì)算 答案　(1)AC　(2)A　(3)A 解析　(1)圖甲是電火花計(jì)時(shí)器，需要使用220 V的交流電源

9、，A處是墨粉紙，選項(xiàng)A、C正確，D錯(cuò)誤；圖乙是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，需要使用4～6 V的交流電源，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.(2)小車應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶應(yīng)該與限位孔平行，選項(xiàng)A正確.(3)一次性記錄所有的點(diǎn)，誤差較小，選項(xiàng)A正確. 變式2　某同學(xué)在做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選取了點(diǎn)跡清晰的一條，如圖5所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz. 圖5 由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算：(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字) (1)物體經(jīng)過(guò)BD過(guò)程的平均速度＝________ m/s； (2)紙帶上C點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v＝________ m/s. 答案　(1)1.50　(2)1.50 解析　(1

10、)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T＝0.02 s，所以BD過(guò)程的平均速度＝＝1.50 m/s；(2)紙帶上的C點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度可以用BD過(guò)程的平均速度替代，即v＝1.50 m/s. 變式3　(1)為完成“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)，在圖6甲的四種器材中，________(選填“A”“B”“C”或“D”)為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為交流________(選填“4～6 V”或“220 V”)，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，打點(diǎn)周期為________ s. (2)某同學(xué)拉著紙帶運(yùn)動(dòng)，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶.他確定好起點(diǎn)之后，作出了位移－時(shí)間圖象如圖乙所示.則在0～2.0 s內(nèi)的平均速度大小為______

11、__ m/s.(結(jié)果保留二位有效數(shù)字) 圖6 答案　(1)C　4～6 V　0.02　(2)0.80 解析　(1)帶線圈的C圖是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為交流4～6 V，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，打點(diǎn)周期是0.02 s.(2)由題圖乙得，平均速度的大?。剑?m/s＝0.80 m/s. 實(shí)驗(yàn)2：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 一、實(shí)驗(yàn)原理 利用紙帶記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算各時(shí)刻的速度，再作出速度—時(shí)間圖象. 1.某點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn＝； 2.若v－t圖象是一條傾斜的直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，圖線的斜率表示加速度. 二、實(shí)驗(yàn)裝置圖及器材 如圖7所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、紙

12、帶、導(dǎo)線、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙. 圖7 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路. 2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車的后面. 3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn). 4.換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次. 5.增減所掛鉤碼，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn). 四、數(shù)據(jù)處理 1.利用紙帶測(cè)量并計(jì)算 (1)從紙帶中選取便于測(cè)量的點(diǎn)作為計(jì)數(shù)

13、始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4……測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄在表中. 位置編號(hào) 0 1 2 3 4 5 t/s x/m v/(m·s－1) (2)分別計(jì)算出相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3…… (3)利用vn＝求得計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中. 2.作出小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象 (1)定標(biāo)度、描點(diǎn)：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在此坐標(biāo)系中描點(diǎn). (2)連線：畫一條直線，讓這條直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)大致

14、均勻分布在直線的兩側(cè). 五、注意事項(xiàng) 1.細(xì)繩、紙帶要與長(zhǎng)木板平行； 2.先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車； 3.開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器； 4.無(wú)須平衡摩擦力； 5.懸掛的鉤碼要適當(dāng)，避免紙帶打出的點(diǎn)太少或過(guò)于密集； 6.作v－t圖象時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在坐標(biāo)平面的大部分面積. 例2　(2016·浙江10月選考·17)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中 (1)下列說(shuō)法中不正確或不必要的是________(填字母). A.長(zhǎng)木板的一端必須墊高，使小車在不掛鉤碼時(shí)能在木板上做勻速運(yùn)動(dòng) B.連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長(zhǎng)木板保持平行

15、 C.小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，后釋放小車 D.選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，必須從紙帶上第一個(gè)點(diǎn)開始 (2)圖8甲是實(shí)驗(yàn)中打下的一段紙帶，算出計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度大小為________m/s，并在圖乙中標(biāo)出，其余計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、4、5對(duì)應(yīng)的小車瞬時(shí)速度大小在圖乙中已標(biāo)出. (3)作圖并求得小車的加速度大小為________m/s2. 甲 乙 圖8 答案　見解析 解析　(1)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，要求長(zhǎng)木板平放，即選項(xiàng)A是不必要的.在處理紙帶時(shí)，由于第一點(diǎn)并不確定，因此常常將前面的點(diǎn)去掉，從清晰可辨的點(diǎn)開始取點(diǎn)，所以D選項(xiàng)也是不必要的.連接鉤碼和小車的細(xì)線需要與長(zhǎng)木板平行，否

16、則就要涉及到線的拉力分解問(wèn)題，選項(xiàng)B是必要的.操作時(shí)應(yīng)先接通電源再釋放小車，所以C選項(xiàng)是必要的. (2)根據(jù)題圖甲，x1＝3.80 cm ，x3＝15.70 cm，T＝5×0.02 s＝0.1 s，所以v2＝≈0.60 m/s.標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度如圖所示. (3)作圖如圖所示，由圖象可求出加速度a＝＝1.50 m/s2. 變式4　(2017·嘉興市高二上期末)如圖9甲所示是“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)原理圖. (1)圖乙是某同學(xué)安裝的實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)指出其中錯(cuò)誤或不當(dāng)之處(至少指出兩條) __________________；__________________.

17、 圖9 (2)有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的安裝要求及操作細(xì)節(jié)，正確的是________. A.此實(shí)驗(yàn)必須把沒有滑輪的一端墊高以平衡摩擦力 B.在釋放小車前，小車應(yīng)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置處 C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 D.實(shí)驗(yàn)中必須使懸掛鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 答案　 (1)復(fù)寫紙應(yīng)放在紙帶上；應(yīng)使用交流電源；小車應(yīng)該緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安放錯(cuò)誤(選擇其中兩條即可)　(2)B 變式5　某同學(xué)利用圖10甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過(guò)滑輪掛上鉤碼.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50 Hz.紙帶穿

18、過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接在物塊上.啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放物塊，物塊在鉤碼的拉力作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖乙所示(圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出). 圖10 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng).回答下列問(wèn)題： (1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為________ m/s；在打出D點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為________ m/s.(保留兩位有效數(shù)字) (2)物塊的加速度大小為________ m/s2.(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)0.56　0.96　(2)2.0 解析　(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中中間時(shí)刻的速度等于該過(guò)程的平均速度得，

19、 vB＝＝ m/s＝0.56 m/s， vD＝＝ m/s≈0.96 m/s. (2)根據(jù)題意，物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)速度公式vD＝vB＋a·2T，代入數(shù)據(jù)整理可以得到a＝2.0 m/s2. 變式6　(2017·嘉興市期末)一位同學(xué)在探究木塊速度隨時(shí)間變化的規(guī)律時(shí)，在質(zhì)地均勻的水平桌面上將木塊、電火花計(jì)時(shí)器、紙帶連接成如圖11甲所示的裝置，先接通周期為0.02 s的交流電源，再給木塊一向右的初速度v0，木塊向右運(yùn)動(dòng)一小段距離后將紙帶拉緊，最后得到如圖乙所示點(diǎn)跡的紙帶，A、B、C、D、E是連續(xù)的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，其中AB、DE間距離已標(biāo)出，單位是cm

20、. 圖11 (1)圖乙中C點(diǎn)的讀數(shù)為________ cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)木塊的速度為________ m/s，木塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小是________m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)由圖乙紙帶上數(shù)據(jù)判斷，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為木塊做的是________(選填“勻加速”或“勻減速”)運(yùn)動(dòng) . 答案　(1)3.90(3.88～3.92均可)　0.36(0.35～0.37均可)　2.5(2.4～2.6均可)　(2)勻減速 解析　(1)C點(diǎn)的讀數(shù)為3.90 cm，紙帶上相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，所以兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間T＝0.02×2 s＝

21、0.04 s. vB＝＝×10－2 m/s≈0.36 m/s. 根據(jù)Δx＝aT2得：a＝，解得：a≈2.5 m/s2. (2)因?yàn)閤AB＝1.25 cm，xBC＝(3.90－2.25) cm＝1.65 cm，xCD＝2.05 cm，xDE＝2.43 cm, 相等時(shí)間內(nèi)的位移差近似相等，所以在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為木塊做勻減速運(yùn)動(dòng). 實(shí)驗(yàn)3：探究求合力的方法 一、實(shí)驗(yàn)原理 1.合力F′的確定：一個(gè)力F′的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的共同作用效果都是把橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，則F′就是F1、F2的合力. 2.合力理論值F的確定：根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F的圖示. 3.平

22、行四邊形定則的驗(yàn)證：比較F和F′的大小和方向是否相同. 二、實(shí)驗(yàn)裝置圖及器材 如圖12所示，方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套、刻度尺(或三角板)、圖釘(若干). 圖12 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.釘白紙：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上. 2.拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套. 3.兩力拉：用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到某一位置O，如圖13所示.記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向. 圖13 4.一力拉：只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位

23、置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向. 5.改變兩個(gè)力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次. 四、數(shù)據(jù)處理 1.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)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(guò)O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示. 2.用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出實(shí)驗(yàn)步驟中彈簧測(cè)力計(jì)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(yàn)證平行四邊形定則. 五、注意事項(xiàng) 1.同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò)

24、程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另?yè)Q，直至相同為止. 2.在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同. 3.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜. 4.實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)與木板平行，彈簧軸線與繩子共線，讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些. 5.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向.不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接，即可確定力的方向. 6.在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相

25、同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些. 例3　(2015·浙江10月選考·17)(1)如圖所示，在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，下列器材中必須要用的是________. (2)下列兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，必須要測(cè)量質(zhì)量、時(shí)間和位移的是________. A.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 答案　(1)BD　(2)B 解析　(1)在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，需要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量合力與分力的大小和方向，需要用刻度尺進(jìn)行作圖分析，所以需要的器材選B、D；(2)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)中，是利用v＝計(jì)算速度的，所以不需要測(cè)質(zhì)量；而探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)

26、中，加速度要用a＝計(jì)算，還要研究在力F一定的情況下a與m的關(guān)系，所以需要測(cè)質(zhì)量、時(shí)間和位移，故選B. 變式7　(2017·麗水市普通高中質(zhì)量監(jiān)控)東東同學(xué)在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí)： (1)實(shí)驗(yàn)室提供了如圖14甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，還需要的器材是________； 圖14 (2)如圖乙，實(shí)驗(yàn)中需要兩次拉伸橡皮筋：第一次是通過(guò)細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮筋，第二次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮筋.關(guān)于這兩次拉伸，下列說(shuō)法正確的是________. A.兩次拉伸只需要記下兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) B.兩次拉伸必須將橡皮筋和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)，

27、兩細(xì)繩套所在直線的方向要互相垂直且讀數(shù)要相同 D.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)，彈簧及鉤子不與彈簧測(cè)力計(jì)的外殼及紙面接觸以避免摩擦 答案　(1)三角板或刻度尺　(2)BD 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)需要畫出力的圖示，故需要刻度尺或者三角板.(2)兩次拉伸必須將橡皮筋和細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置，保證作用效果相同，選項(xiàng)B正確；每一次拉伸都需要記下拉力的大小及方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩細(xì)繩的拉力以及方向只要作用效果明顯就行，沒有具體要求方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧的拉力應(yīng)盡可能與紙面平行，但不能有摩擦力存在，因?yàn)槿粲心Σ亮Υ嬖?，?xì)繩的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就有偏差，選項(xiàng)D正確. 變式8　(2017·嘉興市高二期末)某

28、小組同學(xué)進(jìn)行“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)： (1)下列要求對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是________. A.兩細(xì)繩必須等長(zhǎng) B.拉橡皮筋的兩條細(xì)繩夾角越大越好 C.彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮筋都應(yīng)與木板平行 D.兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)，都要拉到彈力最大值 圖15 (2)如圖15所示，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小為________ N. (3)如圖16所示，用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)繩與橡皮筋的結(jié)點(diǎn)還沒拉到O點(diǎn)時(shí)(O點(diǎn)是用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)的結(jié)點(diǎn)位置)，彈簧測(cè)力計(jì)已經(jīng)達(dá)到最大刻度，解決這一問(wèn)題的可行辦法是________. 圖16 A.兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)，拉力小一點(diǎn) B.兩

29、彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)，夾角大一點(diǎn) C.兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)，取特殊夾角 D.兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)，拉力大小取值相同 答案　(1)C　(2)2.00　(3)AB 變式9　(2017·金華十校聯(lián)考)根據(jù)要求，完成“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn). (1)如圖17甲所示，把白紙固定在木板上后，再把木板豎立在桌面上，用圖釘把橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端B連有兩條輕繩，跨過(guò)定滑輪后各拴一細(xì)繩套，分別掛上3個(gè)鉤碼和4個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼重1 N)，調(diào)整滑輪的位置，穩(wěn)定后結(jié)點(diǎn)位于O處，記下________和兩條細(xì)繩的方向及拉力大小，取下滑輪及鉤碼. 圖17 (2)如圖乙所示，取某單位長(zhǎng)度表示1 N，用

30、力的圖示作出兩條細(xì)繩的拉力F1和F2；再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把結(jié)點(diǎn)也拉至O處，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′＝________ N和拉力方向，取下彈簧測(cè)力計(jì). (3)在圖丙中作出F1和F2的合力F的圖示. 答案　(1)結(jié)點(diǎn)的位置O點(diǎn)　(2)5.0 (3)如圖所示 實(shí)驗(yàn)4：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 一、實(shí)驗(yàn)原理 1.探究方法——控制變量法 (1)保持小車質(zhì)量不變，分析加速度與力的關(guān)系. (2)保持小車所受的力不變，改變小車的質(zhì)量，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系. 2.要測(cè)量的物理量 (1)小車與其上砝碼的總質(zhì)量； (2)小車受到的拉力； (3)小車的加速度. 二、實(shí)驗(yàn)裝置圖及器材

31、 如圖18所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小盤、重物、薄木片、細(xì)繩、交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、砝碼. 圖18 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.用天平測(cè)出小車和重物(包括小盤)的質(zhì)量分別為M0、m0，并把數(shù)值記錄下來(lái). 2.按實(shí)驗(yàn)裝置圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系細(xì)繩). 3.平衡摩擦力，把木板無(wú)滑輪的一端下面墊一薄木片，反復(fù)移動(dòng)其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后不掛重物(包括小盤)的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等). 4.將重物(包括小盤)通過(guò)細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，打點(diǎn)完畢后取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上序號(hào)，此時(shí)所掛重物(包括小盤)

32、的重力m0g，即為小車所受的合力F. 5.保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物(包括小盤)的重力，重復(fù)步驟4，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并記錄好重物(包括小盤)的重力m1g、m2g……以及加速度，填入表格中. 6.保持小盤中所放重物的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測(cè)出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上序號(hào). 7.繼續(xù)在小車上加砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并將對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度填入表格中. 四、數(shù)據(jù)處理 1.計(jì)算保持小車質(zhì)量不變時(shí)，各次小盤和重物的重力(作為小車的合力)及對(duì)應(yīng)紙帶的加速度，填入表中. 2.計(jì)算保持小盤中重物的質(zhì)量不變時(shí)，各

33、次小車和砝碼的總質(zhì)量及對(duì)應(yīng)紙帶的加速度，填入表中. 3.需要記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度a與小車所受拉力F，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示拉力F，描點(diǎn)畫a－F圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，便證明加速度與作用力成正比.再記錄各組對(duì)應(yīng)的加速度a與小車和砝碼總質(zhì)量M，然后建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，描點(diǎn)畫a－圖象，如果圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就證明了加速度與質(zhì)量成反比. 五、注意事項(xiàng) 1.一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車所受的摩擦阻力.在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛重物(包

34、括小盤)的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng). 2.整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變重物(包括小盤)質(zhì)量，還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力. 3.每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物(包括小盤)質(zhì)量的條件下打出.只有如此，重物(包括小盤)重力才可視為小車受到的拉力. 4.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車. 5.作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能均勻分布在所作直線兩側(cè). 6.作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須

35、采用國(guó)際單位，這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些. 例4　(2017·浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝好，如圖19甲所示為釋放小車前瞬間的情景. (1)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)你指出圖中的錯(cuò)誤或不妥之處(寫出兩處即可)：_______ ________________________________________________________________________. 圖19 (2)在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)紙帶有圖乙中的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫.你認(rèn)為________(選填“A”或“B”)的穿法正確

36、. (3)該同學(xué)通過(guò)圖20甲所示裝置打出一條紙帶，如圖乙所示.根據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可判斷出實(shí)驗(yàn)尚未平衡好摩擦力，為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖甲中墊塊應(yīng)該向________(選填“左”或“右”)移一些. 圖20 (4)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn).如圖21是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a＝______ m/s2，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)，小車的速度vC＝________ m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 圖21 答案　(1)a.用了直流電源　b.開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)　c.沒平衡摩擦力 (2

37、)B (3)左　(4)0.38(0.34～0.42均可)　0.20(0.19～0.21均可) 解析　(1)電源使用了直流電源、小車未靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、沒有平衡摩擦力. (2)紙帶應(yīng)在復(fù)寫紙的下面，故B的穿法正確. (3)由題圖知，在相同時(shí)間內(nèi)兩點(diǎn)間的距離越來(lái)越小，說(shuō)明小車做減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知，重力沿斜面方向的分力小于滑動(dòng)摩擦力，即沒有完全平衡摩擦力，故應(yīng)將墊塊向左移以增加重力沿斜面方向的分力. (4)小車的加速度a＝ ＝≈0.38 m/s2， 由中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間上的平均速度，得小車在C點(diǎn)的速度 vC＝＝≈0.20 m/s. 變式10　(2016·臺(tái)州市模擬)(

38、1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時(shí)跟合外力F和質(zhì)量m兩個(gè)因素有關(guān).研究這三個(gè)物理量之間定量關(guān)系的思想方法是___________________________. (2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖22所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施： 圖22 a.用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是______________________. b.使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于________________. (3)該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種： A.利用公式a＝計(jì)算

39、B.根據(jù)a＝利用逐差法計(jì)算 兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案________比較合理. 答案　(1)控制變量法 (2)a.平衡摩擦力　b.砂桶的重力　(3)B 解析　(1)研究三個(gè)物理量之間定量關(guān)系的思想方法是控制變量法. (2)用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力.想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于砂桶的重力. (3)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，需要根據(jù)a＝利用逐差法計(jì)算，方案B比較合理. 變式11　在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)先正確平衡摩擦力，

40、并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測(cè)出細(xì)線上的拉力，改變鉤碼的個(gè)數(shù)，確定加速度與細(xì)線上拉力F的關(guān)系. (1)下列圖象中能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是________. (2)某次實(shí)驗(yàn)中打出如圖23所示的紙帶(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz)，則這個(gè)加速度值a＝________m/s2.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖23 答案　(1)A　(2)0.80 解析　(1)平衡摩擦力后，細(xì)線拉力等于合力，而加速度與合力成正比，其關(guān)系圖線應(yīng)該為直線，故選A； (2)T＝5T0＝0.1 s，根據(jù)公式Δx＝aT2得：0.035 3 cm－0.019 3 cm＝2aT2代入數(shù)據(jù)得到：a＝ m/

41、s2＝0.80 m/s2. 變式12　(2017·金華市期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合外力F及質(zhì)量M的關(guān)系實(shí)驗(yàn).如圖24為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶(總質(zhì)量為m)，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板. 圖24 (1)若保持砂和砂桶質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)如表格所示. 次數(shù) 1 2 3 4 5 小車加速度a/(m·s－2) 0.99 0.74 0.50 0.34 0.25 小車質(zhì)量M/kg 0.25 0.33 0.50 0.75 1.00 小車質(zhì)量倒數(shù)/kg－1 4

42、.00 3.00 2.00 1.33 1.00 根據(jù)表格數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)a與M的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)谌鐖D25所示的方格坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線. 圖25 (2)從圖線中得到F不變時(shí)，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是________. (3)某位同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時(shí)，把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a－F圖線如圖26所示，試分析圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是__________. 圖26 答案　(1)見解析圖　(2)成反比　(3)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 解析　(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，通過(guò)描點(diǎn)，作出圖線，如圖所示. (2

43、)從圖線中得到F不變時(shí)，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是成反比. (3)圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，知實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分. 1.(2017·湖州市期末)圖1甲中的器材被稱為電火花計(jì)時(shí)器的是________(選填“A”或“B”)，其裝置使用的電源是圖乙中的________(選填“A”“B”“C”或“D”). 圖1 答案　B　D 2.(2017·浙江11月選考·17)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中， (1)下列儀器需要用到的是________(多選). (2)下列說(shuō)法正確的是________(多選). A.先釋放

44、紙帶再接通電源 B.拉小車的細(xì)線應(yīng)盡可能與長(zhǎng)木板平行 C.紙帶與小車相連端的點(diǎn)跡較疏 D.輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑，說(shuō)明摩擦力已被平衡 (3)如圖2所示是實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，A、B、C、D…為每隔4個(gè)點(diǎn)取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，據(jù)此紙帶可知小車在D點(diǎn)的速度大小為________ m/s(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位). 圖2 答案　(1)AD　(2)BD　(3)0.21±0.01 3.(2017·溫州十校高三期末)(1)在實(shí)驗(yàn)室做力學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)經(jīng)常用到“重物”，請(qǐng)為下列實(shí)驗(yàn)從圖3中選擇最合適的“重物”(填編號(hào))： 圖3 ①探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系________；②驗(yàn)證機(jī)械能

45、守恒________. (2)某同學(xué)利用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)，從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖5所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz. 圖4 圖5 ①通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊開始減速的時(shí)刻位于(　　) A.計(jì)數(shù)點(diǎn)5和6之間某時(shí)刻 B.計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻 C.計(jì)數(shù)點(diǎn)7和8之間某時(shí)刻 ②計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為________ m/s，減速過(guò)程的加速度大小為________ m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

46、答案　(1)①B?、贏　(2)①B　②1.20　2.00 解析　(1)①探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系是要通過(guò)增減鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)改變彈力大小的，所以選擇B；②驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，只需要一個(gè)重物即可，所以選擇A； (2)①?gòu)募垘系臄?shù)據(jù)分析得知：在計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動(dòng)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動(dòng)，所以物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速.②做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某一時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，所以第5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v5＝＝×10－2 m/s≈1.00 m/s；由平均速度的定義得，第5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)和第6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的平均速度

47、56＝＝×10－2 m/s≈1.10 m/s，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，某一時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間初、末速度之和的一半，因此56＝，解得v6＝1.20 m/s.根據(jù)逐差法，物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度a＝×10－2 m/s2≈－2.00 m/s2，負(fù)號(hào)表示減速運(yùn)動(dòng). 4.實(shí)驗(yàn)中，如圖6所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1 s. 圖6 (1)根據(jù)紙帶可判定小車做________運(yùn)動(dòng). (2)根據(jù)紙帶計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度：vD＝________ m/s，vC＝__________ m/s，vB＝__________ m/s

48、.以A點(diǎn)為零時(shí)刻，在如圖7所示坐標(biāo)系中作出小車的v－t圖線，并根據(jù)圖線求出a＝________. 圖7 (3)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)速度的物理意義是__________________________________. 答案　(1)勻加速直線　(2)3.90　2.64　1.38　見解析圖　12.60 m/s2　(3)零時(shí)刻小車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度 解析　(1)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)可知 xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝12.60 cm， 故小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2)根據(jù) ＝可知 vD＝＝ m/s＝3.90 m/s vC＝＝ m/s＝2.64 m/s vB＝

49、＝ m/s＝1.38 m/s 描點(diǎn)連線得如圖所示v－t圖線，根據(jù)圖線斜率知 a＝12.60 m/s2. (3)圖線與縱軸交點(diǎn)速度的物理意義是零時(shí)刻小車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度. 5.如圖8所示是探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細(xì)繩(細(xì)繩的末端都有繩套)，實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)________分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮筋.某同學(xué)認(rèn)為在此過(guò)程中必須注意以下幾項(xiàng)： 圖8 A.兩根細(xì)繩盡可能等長(zhǎng) B.橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C.在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行 其中正確的是________(填入相應(yīng)的

50、字母). 兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示，其中有一位同學(xué)操作有誤.則圖中________(選填“a”或“b”)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與事實(shí)不符. 圖9 答案　彈簧測(cè)力計(jì)　C　b 解析　實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，并互成角度地拉橡皮筋；為方便實(shí)驗(yàn)操作、減小實(shí)驗(yàn)誤差，細(xì)線應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)些，兩根細(xì)繩不需要等長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，兩繩間夾角應(yīng)適當(dāng)大些，橡皮筋并不一定與兩繩夾角的平分線在同一直線上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行，選項(xiàng)C正確.由于實(shí)驗(yàn)中存在誤差，兩彈簧測(cè)力計(jì)的合力方向與一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)的拉力方向不可能完全相同

51、，且一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力與橡皮筋在一條直線上，故b圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果與事實(shí)不相符. 6.如圖10為“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)，三個(gè)細(xì)繩套L1、L2、L3共系于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)A、B和重物M上，A掛于固定點(diǎn)P.手持B拉動(dòng)細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)靜止于O點(diǎn). 圖10 (1)某次實(shí)驗(yàn)中A的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為____________N； (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)要在貼于豎直木板的白紙上，記錄_____________________________________、 ________和L1、L2、L3的方向及M的重力. (3)下列實(shí)驗(yàn)要求中必要的是________(填選項(xiàng)的字母代

52、號(hào)). A.彈簧測(cè)力計(jì)需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行校零 B.細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行 C.需要用托盤天平測(cè)量重物M的質(zhì)量 D.彈簧測(cè)力計(jì)B始終保持水平 答案　(1)2.00　(2)O點(diǎn)的位置　A、B的示數(shù)　(3)AB 解析　(1)A的讀數(shù)為2.00 N；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)要在貼于豎直木板的白紙上，記錄O點(diǎn)的位置、A、B的示數(shù)和L1、L2、L3的方向及M的重力；(3)彈簧測(cè)力計(jì)需要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行校零，選項(xiàng)A正確；細(xì)繩套方向應(yīng)與木板平面平行，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)B正確；不需要用托盤天平測(cè)量重物M的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧測(cè)力計(jì)B不一定要始終保持水平，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 7.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用如圖11所示裝置“探

53、究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”. 圖11 (1)在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí)，保持不變的物理量是________(只需填A(yù)或B). A.小車質(zhì)量 B.塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量 (2)實(shí)驗(yàn)中，首先要平衡摩擦力，具體做法是________(只需填A(yù)或B). A.在塑料桶中添加砝碼，使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動(dòng) B.取下塑料桶，墊起長(zhǎng)木板的一端，使小車帶著紙帶勻速運(yùn)動(dòng) (3)實(shí)驗(yàn)中要使小車的質(zhì)量________(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量，才能認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力. 答案　(1)A　(2)B　(3)遠(yuǎn)大于 解析　(1)該實(shí)驗(yàn)采用了“控制變量法

54、”，在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí)，保持不變的物理量是小車的質(zhì)量，故A正確，B錯(cuò)誤. (2)為了使繩子的拉力等于小車受到的合外力，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前要進(jìn)行平衡摩擦力，具體做法是：適當(dāng)墊高長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端，輕推未掛塑料桶的小車，恰使拖有紙帶的小車勻速下滑.故A錯(cuò)誤，B正確. (3)設(shè)繩子上的拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：F＝Ma ① 對(duì)塑料桶和砝碼有：mg－F＝ma ② 由①②解得：F＝＝ 由此可知當(dāng)M?m時(shí)，才能認(rèn)為塑料桶和砝碼的重力等于細(xì)繩對(duì)小車的拉力. 8.小張和小楊同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行探究“加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn). 為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖12所示

55、的實(shí)驗(yàn)方案.將力傳感器固定在小車上，通過(guò)力傳感器可以直接顯示細(xì)線拉力的大小. 圖12 (1)采用力傳感器測(cè)量細(xì)線拉力與用重物重力代替拉力的方法相比，下列說(shuō)法正確的是________. A.可以不用平衡摩擦力 B.利用此實(shí)驗(yàn)裝置還需要測(cè)量重物的質(zhì)量 C.重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和力傳感器的總質(zhì)量 D.直接測(cè)量出小車(包括力傳感器)所受的拉力，可以減小誤差 (2)圖13是某同學(xué)在此實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用的交流電源的頻率為50 Hz，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________ m/s2. 圖13 (3)保持小車和力傳感器的總質(zhì)量一定，改變重物的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù).請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在圖14上作出a－F圖象. 圖14 (4)根據(jù)作出的a－F圖線，分析實(shí)驗(yàn)可能存在的問(wèn)題是________. A.平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大 B.平衡摩擦力不夠 答案　(1)D　(2)0.39　(3)如圖所示 (4)B 解析　(2)a＝＝0.39 m/s2. (4)分析a－F圖象，a＝0時(shí)所對(duì)應(yīng)的F不為0，因此選B. 26