2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題12 力學(xué)實(shí)驗學(xué)案

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1、12 力學(xué)實(shí)驗 高中物理《考試說明》中確定的力學(xué)實(shí)驗有：研究勻變速直線運(yùn)動、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系、驗證力的平行四邊形定則、驗證牛頓運(yùn)動定律、探究動能定理、驗證機(jī)械能守恒定律。其中有四個實(shí)驗與紙帶的處理有關(guān)，可見力學(xué)實(shí)驗部分應(yīng)以紙帶的處理，打點(diǎn)計時器的應(yīng)用為核心來展開復(fù)習(xí)。近幾年力學(xué)實(shí)驗中與紙帶處理相關(guān)的實(shí)驗、力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，以分組或演示實(shí)驗為背景，考查對實(shí)驗方法的領(lǐng)悟情況、靈活運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗方法設(shè)計新的實(shí)驗是高考實(shí)驗題的新趨勢。要求考生掌握常規(guī)實(shí)驗的數(shù)據(jù)處理方法，能將課本中分組實(shí)驗和演示實(shí)驗的實(shí)驗原理、實(shí)驗方法遷移到新的背景中，深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，要

2、求考生有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。? 在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)以掌握常規(guī)實(shí)驗原理、實(shí)驗方法、規(guī)范操作程序、數(shù)據(jù)處理方法等為本，同時從常規(guī)實(shí)驗中，有意識的、積極的提取、積累一些有價值的方法。逐步過渡到靈活運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗方法設(shè)計新的實(shí)驗。 1、互成角度的兩個共點(diǎn)力的合成 　　[實(shí)驗?zāi)康腯 　　驗證力的合成的平行四邊形定則。 　　[實(shí)驗原理] 　　此實(shí)驗是要用互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實(shí)驗誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了力的平行四邊形定則。 　　[實(shí)驗器材] 　　木板一塊，

3、白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩套，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器等。 　　[實(shí)驗步驟] 　　1．用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。 　　2．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。 　　3．用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細(xì)繩套，互成一定角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O（如圖所示）。 　　4．用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四邊形定則用畫圖法求出合力F。 　　5．只用一個彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位

4、置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個彈簧秤的拉力F'的圖示。 　　6．比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F，在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。 　　7．改變兩個分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗兩次，比較每次的F與F'是否在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)相等。 　　[注意事項] 　　1．用彈簧秤測拉力時，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。 　　2．同一次實(shí)驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。 　　[例題] 　　1．在本實(shí)驗中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置O點(diǎn)，

5、以下操作中錯誤的是 　　A．同一次實(shí)驗過程中，O點(diǎn)位置允許變動 　　B．在實(shí)驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度 　　C．實(shí)驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn) 　　D．實(shí)驗中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)時，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便于算出合力的大小 　　答案：ACD 　　2．做本實(shí)驗時，其中的三個實(shí)驗步驟是： 　　（1）在水平放置的木板上墊一張白張，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O點(diǎn)，在白紙上

6、記下O點(diǎn)和兩彈簧秤的讀數(shù)F1和F2。 　?。?）在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F。 　　（3）只用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩個彈簧秤拉時相同，記下此時彈簧秤的讀數(shù)F'和細(xì)繩的方向。 　　以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，指出錯在哪里？ 　　在（1）中是________________。 　　在（2）中是________________。 　　在（3）中是________________。 　　答案：本實(shí)驗中驗證的是力的合成，是一個失量的運(yùn)算法則，所以即要驗證力大小又要驗證力的方向。彈簧秤的讀數(shù)是力的大小，細(xì)繩套的方向代表力的方向。 　

7、?。?）兩繩拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)” 　　2、測定勻變速直線運(yùn)動的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計時器） 　　[實(shí)驗?zāi)康腯 　　1．練習(xí)使用打點(diǎn)計時器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動。 　　2．學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計時器測定即時速度和加速度。 　　[實(shí)驗原理] 　　1．打點(diǎn)計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），紙帶上的點(diǎn)表示的是與紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。 　　2．由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：如圖所示，0

8、、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、……為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。 　　3．由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法： 　?。?）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔）求出 a1= 、a2= 、a3= ，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動的加速度。 　　（2）用v-t圖法：即先根據(jù)vn= 求出打第n點(diǎn)時紙帶的瞬時速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。 　　[實(shí)驗

9、器材] 　　小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點(diǎn)計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺等。 　　[實(shí)驗步驟] 　　1．把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。 　　2．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把它的一端固定在小車的后面。 　　3．把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗三次。 　　4

10、．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測量兩點(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。 　　[注意事項] 　　1．紙帶打完后及時斷開電源。 2．小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7～8個計數(shù)點(diǎn)為宜。 3．應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個軌跡點(diǎn)選1個計數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個。 　　4．不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點(diǎn)到計數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。

11、[例題]　　1．電磁打點(diǎn)計時器是一種使用______電源的計時儀器，它的工作電壓是______。如圖所示，A是______，B是______，C是______，D是______，E是______，F(xiàn)是______。 答案：交流，4至6V，線圈，振動片，振針，紙帶，接線柱，永磁體。 2．如圖是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對各計數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果。 　　 　?。?）為了驗證小車的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，請進(jìn)行下列計算，填入表內(nèi)（單位：cm） s2-s1 s3-s2 s4-s3 s5-s4 s6-s5

12、 　 　 　 　 　 　 各位移差與平均值最多相差______cm，由此可以得出結(jié)論：小車的位移在________范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動是________。 　?。?）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，可以求得物體的加速度a= =______m/s2。（3）根據(jù)an-3= ，可求出 　　a1= =______m/s2，a2= =______m/s2，a3= =______m/s2，　所以， = =______m/s2。 　　答案：（1）1.60，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意兩個連續(xù)相等的時間里、在誤差允許的，勻加速直線運(yùn)動；（2）1.58；（

13、3）1.59，1.57，1.59，1.58。 　　3、驗證牛頓第二定律 　　[實(shí)驗?zāi)康腯 　　驗證牛頓第二定律。 　　[實(shí)驗原理] 　　1．如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細(xì)線對小車的牽引力，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與外力成正比。 　　2．保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與質(zhì)量成反比。 　　[實(shí)驗器材] 　　小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點(diǎn)計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米

14、尺等。 　　[實(shí)驗步驟] 　　1．用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M和M'，把數(shù)據(jù)記錄下來。 　　2．按如圖裝置把實(shí)驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。 　　3．平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木的位置，直至小車在斜面上可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)（也可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來判斷）。 　　4．在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量m和m'記錄下來。把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。 　　5．保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天

15、平稱量），按步驟4再做5次實(shí)驗。 　　6．算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。 　　7．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力(M'+m')g，根據(jù)實(shí)驗結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對象質(zhì)量不變時其加速度與它所受作用力成正比。 　　8．保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) ，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，并作圖線，若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質(zhì)量成反比。 　　[注意事項

16、] 　　1．砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的 。 　　2．在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕輕地給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 　　3．作圖時應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個別特別偏離的點(diǎn)可舍去。 　　[例題] 　　1．在驗證牛頓第二定律的實(shí)驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F，用打點(diǎn)計時器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的a-F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點(diǎn)，又不

17、是直線，原因是 　　A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大 　　B．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大 　　C．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大 　　D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大 答案：C 　 2．在驗證牛頓第二定律的實(shí)驗中，打出如圖所示的紙帶，如果只測出圖示數(shù)據(jù)，則小車運(yùn)動的加速度是________m/s2。（所用交流電源頻率為50Hz） 　　答案：0.55 　　4、研究平拋物體的運(yùn)動 　　[實(shí)驗?zāi)康腯 　　1．用實(shí)驗方法描出平拋物體的運(yùn)動軌跡。 　　2．從實(shí)驗軌跡求平拋物體的初速度。 　　[實(shí)驗原理] 　　平拋物體的運(yùn)

18、動可以看作是兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動，另一個是豎直方向的自由落體運(yùn)動。令小球做平拋運(yùn)動，利用描跡法描出小球的運(yùn)動軌跡，即小球做平拋運(yùn)動的曲線，建立坐標(biāo)系，測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)=gt2求出小球的飛行時間t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動的初速度。 　　[實(shí)驗器材] 　　斜槽，豎直固定在鐵架臺上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。 　　[實(shí)驗步驟] 　　1．安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，

19、能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。 　　2．調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。 　　3．確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在圖板上的水平投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。 　　4．描繪運(yùn)動軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應(yīng)的位置。

20、保證小球每次從槽上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動的軌跡。 　　5．計算初速度：以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y，用公式x=v0t和y= gt2計算出小球的初速度v0，最后計算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。 　　[注意事項] 　　1．實(shí)驗中必須保持通過斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動靠近圖板但不接觸。 　　2．小球必須每次

21、從斜槽上同一位置滾下。 　　3．坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。 　　4．要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。 [例題] 　　1．下列哪些因素會使“研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗的誤差增大 　　A．小球與斜槽之間有摩擦 　　B．安裝斜槽時其末端不水平 　　C．建立坐標(biāo)系時，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn) 　　D．根據(jù)曲線計算平拋運(yùn)動的初速度時，在曲線上取作計算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn) 　　答案：這里研究的是小球的平拋運(yùn)動，只與拋出點(diǎn)（不是斜槽末端）的速度有關(guān)，而與它在斜槽中的運(yùn)動無關(guān)。只要是

22、每次速度的大小與方向不變（且水平）就不影響實(shí)驗。 　　BC 　　5、驗證機(jī)械能守恒定律 　　[實(shí)驗?zāi)康腯驗證機(jī)械能守恒定律。 　　[實(shí)驗原理]當(dāng)物體自由下落時，只有重力做功，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一時刻物體下落的瞬時速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有：mgh= mv2，借助打點(diǎn)計時器，測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v，即可驗證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗裝置如圖所示。 　　測定第n點(diǎn)的瞬時速度的方法是：測出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式vn= ，或由vn=算出，如圖所示。 　　[實(shí)驗器材] 　　鐵架臺（帶鐵夾），打點(diǎn)計

23、時器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。 　　[實(shí)驗步驟] 　　1．按如圖裝置把打點(diǎn)計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計時器與學(xué)生電源連接好。 　　2．把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打點(diǎn)計時器附近。 　　3．接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。 　　4．重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶。 　　5．在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各依次標(biāo)上1，2，3……，用刻度尺測出對應(yīng)下落高度h1、h2、h3……。 　　6．應(yīng)用公式vn= 計算各點(diǎn)對應(yīng)的即時速度v1、v2

24、、v3……。 　　7．計算各點(diǎn)對應(yīng)的勢能減少量mghn和動能的增加量 mvn2，進(jìn)行比較。 　　[注意項事] 　　1．打點(diǎn)計時器安裝時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。 　　2．選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。 　　3．因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。 　　[例題]1．在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗中，已知打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50Hz。查得當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣萭=9.80m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。實(shí)驗中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個點(diǎn)記作O，另連續(xù)的4個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)，經(jīng)測量知道A、

25、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)到運(yùn)動C點(diǎn)，重力勢能減少量等于________J，動能的增加量等于________J。（取3位有效數(shù)字） 　　答案：7.62，7.57 　　2．在本實(shí)驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點(diǎn)位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示。（圖中O是打點(diǎn)計時器打的第一個點(diǎn)，A、B、C、D、E分別是以每打兩個點(diǎn)的時間作為計時單位取的計數(shù)點(diǎn)）。根據(jù)紙帶求： 　?。?）重錘下落的加速度。 　?。?）若重錘質(zhì)量為mkg，則重錘從起始下落至B時，減少

26、的重力勢能為多少？ 　　（3）重錘下落到B時，動能為多大？ 　?。?）從（2）、（3）的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？ 　　答案：（1）9.69m/s2；（2）|△Ep|=1.95mJ；（3）Ek=1.89mJ；（4）在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘重力勢能的減少等于其動能的增加，機(jī)械能守恒。產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過程中受到阻力（空氣阻力、紙帶與限位孔間的摩擦阻力）的作用。 　　6、 碰撞中的動量守恒 　　[實(shí)驗?zāi)康腯 　　研究在彈性碰撞的過程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒。 　　[實(shí)驗原理] 　　一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較

27、小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等，這樣如果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2'，若m1s1在實(shí)驗誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗證了兩小球碰撞前后總動量守恒。 　　[實(shí)驗器材] 　　碰撞實(shí)驗器（斜槽、重錘線），兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)等。 　[實(shí)驗步驟] 　　1．用

28、天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2。 　　2．安裝好實(shí)驗裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。 　　3．在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。 　　4．在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 　　5．先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點(diǎn)的平均位置P。 　　6．把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動到軌道出口端時恰好與被碰球接觸而發(fā)生正碰。 　　7．再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重

29、復(fù)10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。 　　8．過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標(biāo)卡尺測出一個小球的直徑，也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時的球心豎直投影位置。 　　9．用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長度。 　　10．分別算出m1· 與m1· +m2· 的值，看m1· 與m1· +m2· 在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。 　　[注意事項] 　　1．應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。 　　2．要調(diào)節(jié)好實(shí)驗裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩

30、球相碰時處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。 　　3．每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著檔板，然后釋放小球。 　　4．白紙鋪好后不能移動。 　　[例題] 　　1．因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣阻力）的________相同，所以我們在“碰撞中的動量守恒”實(shí)驗中可以用________作為時間單位，那么，平拋小球的________在數(shù)值上等于小球平拋的初速度。 　　答案：飛行時間，飛行時間，水平位移。 　　2．某同學(xué)用圖1所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。實(shí)驗時先使A球從斜槽

31、上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點(diǎn)痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖1中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。B球落點(diǎn)痕跡如圖2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊。 　　（1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為__________cm。 　?。?）在以下選項中，哪些是本次實(shí)驗必須進(jìn)行的測量？答：__________(填選項號)。 　　A．水平槽上未放B球時，測量A球

32、落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 　　B．A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 　　C．測量A球或B球的直徑 　　D．測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比） 　　E．測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度。 　　答案：（1）如圖所示，用一紅色的圓盡可能多的把小球落點(diǎn)圈在里面，由此可見圓心O的位置是65.7cm，這也是小球落點(diǎn)的平均位置。 　?。?）本實(shí)驗中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個小于的質(zhì)量m1、m2，三個落點(diǎn)的距離s1、s2、s3，所以應(yīng)選ABD。注意此題實(shí)驗裝置與我們前面講的實(shí)驗裝置的不同，該實(shí)驗中被碰小球拋出點(diǎn)即為O點(diǎn)，所以C選項不選。不要受思維定勢的影響，要具體問題具體分析。 　　7、用單

33、擺測定重力加速度 　　[實(shí)驗?zāi)康腯 　　利用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取? 　　[實(shí)驗原理] 　　單擺在擺角小于5°時的振動是簡諧運(yùn)動，其固有周期為T=2π ，由此可得g=。據(jù)此，只要測出擺長l和周期T，即可計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎怠? 　　[實(shí)驗器材] 　　鐵架臺（帶鐵夾），中心有孔的金屬小球，約1m長的細(xì)線，米尺，游標(biāo)卡尺（選用），秒表等。 [實(shí)驗步驟] 　　1．在細(xì)線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細(xì)線穿過球上的小孔，制成一個單擺。 　　2．將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實(shí)驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。 　　3．測量單擺

34、的擺長l：用游標(biāo)卡尺測出擺球直徑2r，再用米尺測出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長l'，則擺長l=l'+r。 　　4．把單擺從平衡位置拉開一個小角度（不大于5°），使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成全振動30至50次所用的時間，求出完成一次全振動所用的平均時間，這就是單擺的周期T。 5．將測出的擺長l和周期T代入公式g= 求出重力加速度g的值。 　　6．變更擺長重做兩次，并求出三次所得的g的平均值。 　　[注意事項] 　　1．選擇細(xì)繩時應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm。 　　2．單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的

35、桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺長改變、擺線下滑的現(xiàn)象。 　　3．注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過5°，可通過估算振幅的辦法掌握。 　　4．?dāng)[球擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。 　　5．計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)以擺球通過最低位置時開始計時，以后擺球從同一方向通過最低位置時，進(jìn)行計數(shù)，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)。 　　[例題] 　　某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”實(shí)驗中，先測得擺線長為101.00cm，擺球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為101.5s。則 　?。?）他測得的重力加速度g=________m/

36、s2。 　　（2）他測得的g值偏小，可能的原因是 　　A．測擺線長時擺線拉得過緊 　　B．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了 　　C．開始計時時，秒表過遲按下 　　D．實(shí)驗中誤將49次全振動數(shù)為50次 　?。?）為了提高實(shí)驗精度，在實(shí)驗中可改變幾次擺長l并測出相應(yīng)的周期T，從而得出一組對應(yīng)的l與T的數(shù)據(jù)，再以l為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率K。則重力加速度g=________。(用K表示) 　　答案：（1）本次實(shí)驗中的擺長L=L’+r=101.00+1.00=1.0200m，周期T=t/N=101.5/50=2.03s，由公式

37、g= 可以解得g=9.76m/s2； 　?。?）根據(jù)公式g=知g偏小的原因可能是l的測量值偏小或T的測量值偏大。A中的測量值偏大，B中則是振動擺長大于測量值，所以正確，而CD中均是測得的周期偏小，所以CD均會使g值偏大。故只有B正確。 　?。?）4π2/K。由公式g=得： 這是一條T2關(guān)于l的一元一次函數(shù)（如y=Kx），所以它的斜率是K=4π2/ g，所以 g=4π2/K 8、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系（胡克定律） 實(shí)驗儀器：彈簧(不同的多根)、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪 實(shí)驗?zāi)康模禾剿鲝椓εc彈簧伸長的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。 實(shí)驗原理：彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈

38、簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出(可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力)；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系。 學(xué)生操作：(1)用直尺測出彈簧的原長l0. (2)將彈簧一端固定，另一端用細(xì)繩連接，細(xì)繩跨過定滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧平衡后，記錄下彈簧的長度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù)。 ? 1 2 3 4 5 6 7 彈簧原長l0(cm) ? 鉤碼重量F(N) ? ? ? ? ? ? ? 彈簧現(xiàn)長l(cm) ? ? ?

39、? ? ? ? 彈簧伸長量x(cm) ? ? ? ? ? ? ? (3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F-x圖像。 實(shí)驗結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與受到的拉力成正比。 9、探究動能定理 說在前：該實(shí)驗方法多樣，人教版用打點(diǎn)計時器和5~6條等長橡皮筋，教科版用砝碼拉彈簧測力計（固定在小車上）用打點(diǎn)計時器作記錄；在數(shù)據(jù)處理上也不同。本實(shí)驗為考試說明中新增實(shí)驗請老師們重視。 （一）目的:探究合外力做功和動能變化的關(guān)系 （二）器材:打點(diǎn)計時器，電源，導(dǎo)線，一端附有定滑輪的光滑長木板，小車，紙帶，細(xì)繩，彈簧測力計，砝碼盤和砝碼，刻度尺 （三）原理:用打點(diǎn)計時器和紙帶記錄

40、下小車做勻加速運(yùn)動的情況如圖實(shí)6-1所示。通過測量和計算可以得到小車從O點(diǎn)到2、3、4、5點(diǎn)的距離，及在2、3、4、5點(diǎn)的瞬時速度。 圖實(shí)6-1 從打下0點(diǎn)到打下2、3、4、5點(diǎn)的過程中，合外力F（等于繩的拉力）對小車做的功W及小車增加的動能ΔEk，可由下式計算： ，其中n=2，3，4，5…… （四）步驟 1．把一端附有定滑輪的光滑長木板平放在實(shí)驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有定滑輪的一端，連接好電路（如圖實(shí)6-2）。 圖實(shí)6-2 2．在實(shí)驗小車上先固定一個彈簧測力計，測力計的掛鉤連接細(xì)輕繩，輕繩跨過定滑輪，掛一個小盤，盤內(nèi)放砝碼。試放手后，小車能在長木板

41、上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把它的一端固定在小車后面。 3．把小車?？吭诖螯c(diǎn)計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡。在小車運(yùn)動過程中讀出測力計讀數(shù)F，即小車受到的拉力大小。取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗幾次。 4．選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，記下第一個點(diǎn)的位置0，并在紙帶上從任意點(diǎn)開始依次選取幾個點(diǎn)，記作1，2，3，4，5，6，測量各點(diǎn)到0的距離x1，x2，x3，x4，x5，x6。 5．計算出打下2，3，4，5時小車的速度v2，v3，v4，v5。 6．計算從打下0點(diǎn)到打下2，3，4，5的過程中合外力F（大笑等于測力計讀數(shù)F）對小車做

42、的功W及小車增加的動能ΔEk，并填入下表。 7．在坐標(biāo)紙上畫出ΔEk——W圖像。 （五）數(shù)據(jù)記錄及處理 0～2 0～3 0～4 0～5 瞬時速度v/（m/s） ΔEk/J 距離x/m W/J 以ΔEk為橫軸，W為縱軸，做出ΔEk——W圖像。 （六）注意事項 1．長木板應(yīng)盡量光滑，如果摩擦力較大應(yīng)先平衡摩擦力。可以在長木板下端墊小目墊。 2．使用打點(diǎn)計時器時應(yīng)先接通電源再釋放小車。 （七）例題分析（略） （八）習(xí)題 1．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗中，下列敘述正確的是 A．每次實(shí)驗都必須設(shè)法

43、算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B．實(shí)驗中，橡皮筋第二次的伸長長度是第一次伸長長度的二倍 C．實(shí)驗中長木板表面應(yīng)該盡量光滑且水平放置 D．每次實(shí)驗都必須先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 2．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗中，小車受到阻力，可以使木板傾斜作為補(bǔ)償，下面操作正確的是 A．使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不動即可 B．使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車能運(yùn)動即可 C．沿木板向下推拖著紙帶的小車，放手后打點(diǎn)計時器在紙帶上打下的點(diǎn)距均勻即可 D．以上作法都不對 3．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗中，小車在橡皮筋的作用下彈出，如何才能保證第二次、第三次……實(shí)驗時橡皮筋

44、對小車所做功是第一次實(shí)驗的2倍、3倍… 4．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？為什么？ 5．（09安徽卷）探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗裝置如圖所示，實(shí)驗主要過程如下： （1）設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、……； （2）分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶，求出小車的速度、、、……； （3）作出草圖； （4）分析圖像。如果圖像是一條直線，表明W∝；如果不是直線，可考慮是否存在∝、∝、∝等關(guān)系。 以下關(guān)于該實(shí)驗的說法中有一項不正確，它是___________。 A．本實(shí)驗設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3

45、W、……。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行是實(shí)驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、……實(shí)驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W、……。 B．小車運(yùn)動中會受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜。 C．某同學(xué)在一次實(shí)驗中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。 D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計算。 6．（09廣東物理卷）某實(shí)驗小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究

46、“動能定理”，如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個速度傳感器記錄小車通過A、B時的速度大小。小車中可以放置砝碼。 （1）實(shí)驗主要步驟如下： ①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量M1;把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路； ②將小車停在C點(diǎn)，__________，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時的速度。 2 2 ③在小車中增加砝碼，或_______________，重復(fù)②的操作。 （2）表

47、1是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v2－v1| 是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量△E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所作的功。表格中△E3=__________，W3=________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) （3）根據(jù)表1，請在圖13中的方格紙上作出△E-W圖線。 表1 數(shù)據(jù)記錄表 次數(shù) M/kg |v2－v1| /(m/s)2 △E/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.200 2 0.500 1.65 0.413 0.840 0.420 3

48、 0.500 2.40 △E3 1.220 W3 4 1.000 2.40 1.20 2.420 1.21 5 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43 參考答案： 1．D 2。C 3。第一，盡可能使用完全相同的橡皮筋；第二，每次實(shí)驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致。 4．不需要，只要第一次實(shí)驗時橡皮筋做功記為W，以后各次的功就是2W、3W…… 5．D 6.（1）①小車、砝碼 ②然后釋放小車 ③減少砝碼 （2）0.600 0.610 （3）在方格紙上作出△E-W圖線如圖所示 1

49、. （2012年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砭C物理山東卷)（某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖議所示。打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz。 ①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點(diǎn)和之間某時刻開始減速。 ②計數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為m/s，計數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為m/s。（保留三位有效數(shù)字）。 ③物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a=m/s2，若用ag來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計

50、算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”）。 1. （2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理北京卷精編版) （1）熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中。圖1為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力__________（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的影響更__________（選填“敏感”或“不敏感”）。 （2）利用圖2裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗。 ①為驗證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的。 A．動能變化量與勢能變化量 B．速度變化量和勢能變化量 C

51、．速度變化量和高度變化量 ②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。 A．交流電源 B．刻度尺 C．天平（含砝碼） ③實(shí)驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打Ｏ點(diǎn)到打Ｂ點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量＝，動能變化量＝。 ④大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是。 A．利用公式計算重物速度

52、 B．利用公式計算重物速度 C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D．沒有采用多次實(shí)驗取平均值的方法 ⑤某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計算對應(yīng)計數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒。請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。 1．現(xiàn)要通過實(shí)驗驗證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可

53、以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A，B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時的瞬時速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖； （1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為．動能的增加量可表示為．若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為 （2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示： 1 2 3 4 5 s（m） 0.600 0.800

54、 1.000 1.200 1.400 t（ms） 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43 （×104s﹣2） 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39 以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卡上對應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=×104m﹣1．?s﹣2（保留3位有效數(shù)字）． 由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出直線的斜率ko，將k和ko進(jìn)行比較，若其差值在試驗允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗驗證了機(jī)械能守恒定律． 2．現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)

55、律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺。 （1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗步驟（不考慮摩擦力的影響）： ①小車自斜面上方一固定點(diǎn)Ａ1從靜止開始下滑至斜面底端Ａ2，記下所用的時間 ②用米尺測量Ａ1與Ａ2之間的距離s，則小車的加速度____________。 ③用米尺Ａ1相對于Ａ2的高h(yuǎn)。設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受的合外力Ｆ＝________。④改變_________________，重復(fù)上述測量。 ⑤以h為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)作用作圖。如能得到一條過原點(diǎn)的直線，則可以驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”

56、這一規(guī)律。 （2）在探究如何消除上述實(shí)驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計的方案是： ①調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時Ａ1點(diǎn)相對于斜面底端Ａ2的高度ho。②進(jìn)行（1）中的各項淐。 ③計算與作圖時用（h－h(huán)o）代替h。 對此方案有以下幾種評論意見： A．方案正確可行 B．方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動。 C．方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。 其中合理的意見是________。 3．某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧

57、處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 回答下列問題： （1）本實(shí)驗中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的（填正確答案標(biāo)號）。 A．小球的質(zhì)量m B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s C．桌面到地面的高度h D．彈簧的壓縮量△x E.彈簧原長l0 （2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=。 （3）圖（b）中的直線是實(shí)驗測量得到的s—△x圖線。從理論上可推出，

58、如果h不變。m增加，s—△x圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s—△x圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）。由圖（b）中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的次方成正比。 參考答案 1.【解題思路】（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計數(shù)點(diǎn)6之前，兩點(diǎn)之間的位移逐漸增大，是加速運(yùn)動，在計數(shù)點(diǎn)7之后，兩點(diǎn)之間的位移逐漸減小，是減速運(yùn)動，所以物塊在相鄰計數(shù)點(diǎn)6和7之間某時刻開始減速 （2）根據(jù)某段的平均速度等于中時刻的速度，則有： （3）由紙帶可知，計數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動，根據(jù)逐差法得： ． 在減速階段產(chǎn)生的加速度的

59、力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結(jié)果比動摩擦因素的真實(shí)值偏大． 【答案】①6；(7或7；6) ②1.00；1.20 ③2.00；偏大 1.【解題思路】（1）溫度越高，熱敏電阻的阻值越小，即對電流的阻礙作用越小，故導(dǎo)電能力增強(qiáng)；根據(jù)圖像可知，熱敏電阻在相同的溫度范圍內(nèi)變化時，阻值變化越大，故其對溫度敏感。 （2）①根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得，故需要比較動能變化量與勢能變化量，A正確； ②電磁打點(diǎn)計時器使用的是交流電源，故A正確；因為在計算重力勢能的變化量時，需要用到紙帶上兩點(diǎn)之間的距離，所以還需要刻度尺，故B正確；根據(jù)可得等式兩邊的質(zhì)量抵消，故不需要天平，C錯誤； ③重力勢能

60、改變量為，由于下落過程中是勻變速直線運(yùn)動，所以根據(jù)中間時刻重物速度的規(guī)律可得B點(diǎn)的速度為，所以 ④實(shí)驗過程中存在空氣阻力，紙帶運(yùn)動過程中存在摩擦力，C正確； ⑤該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)可知，v2-h圖像就是過原點(diǎn)的一條直線。要向通過v2-h圖像的方法驗證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g。 【答案】（1）增強(qiáng)敏感（2）①A ②AB ③④C ⑤該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)可知，v2-h圖像就是過原點(diǎn)的一條直線。要向通過v2-h圖像的方法驗證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g。 1．【解

61、題思路】（1）滑塊、遮光片下降重力勢能減小，砝碼上升重力勢能增大． 所以滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量△EP=Mg﹣mgs 光電門測量瞬時速度是實(shí)驗中常用的方法．由于光電門的寬度b很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度． vB= 根據(jù)動能的定義式得出： △Ek=（m+M）vB2= 若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，△Ek=△EP 與s的關(guān)系式為 （2）見圖 運(yùn)用數(shù)學(xué)知識求得斜率k==2.40×104m﹣1?s﹣2 由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出直線的斜率ko= 比較k與ko，若其差值在試驗允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗驗證了機(jī)械能守恒定律． 故答

62、案為：（1）Mg﹣mgs，，； （2）如圖，2.40 【答案】（1）Mg﹣mgs，，； （2）如圖，2.40 2．【解題思路】⑴由初速為0的勻加速運(yùn)動有v2=2as，v=at，聯(lián)立兩式可得a=2st2；小車所受的合外力大小為重力沿斜面方向的分量大小，設(shè)斜面傾角為θ，故有F=mgsinθ=mghs；通過改變斜面傾角可以使小車獲得不同大小的合外力，以便獲取不同加速度下的實(shí)驗數(shù)據(jù)； (2) 設(shè)小車所受摩擦力為f，小車與斜面間摩擦系數(shù)為μ，則f=μmgcosθ，故小車所受摩擦力會隨著斜面傾角的增大而減小，故C合理。 【答案】（1）②（２分）③（２分）④斜面傾角（或填h的數(shù)值）（２分）

63、 （2）Ｃ（2分，有選不給這2分） 3．【解題思路】（1）由平拋規(guī)律可知，由水平距離和下落高度即可求出平拋時的初速度，進(jìn)而可求出物體動能，所以本實(shí)驗至少需要測量小球的質(zhì)量m、小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s、桌面到地面的高度h，故選ABC． （2）由平拋規(guī)律可知：豎直方向上：h=gt2，水平方向上：x=vt，而動能Ek=mv2聯(lián)立可得Ek=； （3）由題意可知如果h不變，m增加，則相同的△L對應(yīng)的速度變小，物體下落的時間不變，對應(yīng)的水平位移x變小，x-△L圖線的斜率會減??；只有h增加，則物體下落的時間增加，則相同的△L下要對應(yīng)更大的水平位移x，故x-△L圖線的斜率會增大。彈簧的彈性勢能等于物體拋出時的動能，即Ep=，可知Ep與△x的2次方成正比，而△x與△L成正比，則Ep與△L的2次方成正比。 【答案】（1）ABC (2)mgs24h（3）減小增大 2 21