高考物理 考前冲刺大题精做 专题12 力学实验.doc

2013年高考物理 考前冲刺大题精做 专题12 力学实验【2013高考会这样考】1.学会正确使用的仪器主要有：刻度尺、天平、秒表、电火花计时器、电磁打点计时器、弹簧测力计等.2.理解各实验原理，并能根据实验原理进行正确的实验操作.还要会一些简单的创新实验.3.掌握常用的实验方法，例如控制变量法、图象法处理数据.4.了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在力学实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差，但要知道如何采取措施尽可能地减小误差.5.知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果,间接测量的有效数字运算不作要求. 【原味还原高考】实验一、研究匀变速直线运动1.实验原理对打点计时器的认识:(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点.(2)工作条件：电磁打点计时器：46 v低压交流电;电火花计时器：220 v交流电.(3)纸带上点的意义：表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况.2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、，若v2v1v3v2v4v3，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即 加速度恒定不变.(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4，若xx2x1x3x2x4x3，则说明物体在做匀变速直线运动，且xat2. 3.利用纸带数据求解速度、加速度的方法(1)“平均速度法”求某点瞬时速度，即如图所示.(2)“逐差法”求加速度，即然后取平均值，即这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度.(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图象，直线的斜率即代表加速度.4.数据处理及实验结论由实验数据得出v-t图象 (1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图所示，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上.(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v-t图象，它是一条倾斜的直线. 【特别提醒1】1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.2.先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，在小车到达滑轮前及时用手按住它. 4.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差别，从而使误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜. 【特别提醒2】由实验得出的v-t图象,进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律.有两条途径进行分析：1.小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值t，速度也会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化.2.既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为vktb，所以小车的速度随时间均匀变化. .二、探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验原理(1)如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.(2)弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了. 2.要点步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长.(2)如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长并测出钩码的重力，填写在表格里. 1234567f/nl/cmx/cm(3)改变所挂钩码的质量，多次重复前面的实验过程.(4)以弹力f(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图.3.实验改进在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，也可以不测量弹簧的自然长度，而以弹簧的总长作为自变量，弹力为函数，作出弹力随弹簧长度的关系图线.这样可避免因测弹簧的自然长度而带来误差. 【特别提醒】一、实验操作时注意以下三点1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度.要注意观察，适可而止.2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标系上描的点尽可能稀，这样作出的图线精确.3.测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差. 二、处理数据时注意以下两点1.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.2.按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所描的点不一定正好都在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点分布大致均匀,切忌画成折线. 三、验证力的平行四边形定则1.实验原理(1)等效法：一个力f的作用效果和两个力f1、f2的作用效果相同，就是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力f就是这两个力f1和f2的合力，作出力f的示意图，如图所示.(2)平行四边形法：根据平行四边形定则作出力f1和f2的合力f的示意图.(3)验证：比较f和f的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则就验证了力的平行四边形定则.2.要点步骤(1)在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上.(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的a点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端各系上细绳套.(3)用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置o，如图所示.(4)用铅笔描下o点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数. (5)用铅笔和刻度尺在白纸上从o点沿两条细绳的方向画直线，按一定的标度作出两个力f1和f2的图示，并以f1和f2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过o点的平行四边形的对角线即为合力f.(6)只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置o，读出并记录弹簧测力计的示数，描下细绳的方向，按同一标度用刻度尺从o点作出这个力f的示意图.(7)比较f与用平行四边形定则求出的合力f的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否相等.(8)改变f1和f2的大小和方向，再做两次实验. 3.实验改进本实验用一个弹簧测力计也可以完成，具体操作如下：(1)把两条细绳中的一条细绳与弹簧测力计连接，另一条细绳用手直接抓住，然后同时拉这两条细绳，使结点至o点，记下两条细绳的方向和弹簧测力计的示数f1.(2)放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一细绳上，再用手抓住另一条细绳，同时拉这两条细绳，使结点至o点，并使两条细绳位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的示数f2.其他步骤与提供两只弹簧测力计时相同.这种操作的优点是能减小因两弹簧测力计的不同而带来的误差，但实验过程稍麻烦. 【特别提醒】1.注意事项(1)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止.(2)在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点o位置一定要相同.(3)用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜. (4)读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位孔之间有摩擦.读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些.(5)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与o点连接，即可确定力的方向.(6)在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些. 2.误差分析(1)弹簧测力计本身的误差.(2)读数误差和作图误差.(3)两分力f1、f2间的夹角越大，用平行四边形定则作图得出的合力f的误差f也越大. 四、验证牛顿第二定律1.实验原理探究加速度a与力f及质量m的关系时，应用的是控制变量法，即先控制一个参量小车的质量m不变，讨论加速度a与力f的关系，再控制砝码和小盘的质量不变，即力f不变，改变小车质量m，讨论加速度a与m的关系.2.要点步骤(1)用天平测出小车和小盘的质量m和m，把数值记录下来.(2)按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车施加牵引力). (3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的阻力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡.(4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点.打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码.(5)保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为m的砝码，重复步骤(4). (6)在小盘内分别放入质量为m、的砝码，再重复步骤(4).m、m、 的数值都要记录在纸带上(或表格内).(7)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值.(8)用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点.若这些点在一条直线上，便证明了加速度与作用力成正比.(9)保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也需做好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果画出相应的点，如果这些点在一条直线上，就证明了加速度与质量成反比. 3.数据处理(1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中 实验次数 加速度a/ms-2 小车受力f/n 1234(2)由以上数据画出它的a-f关系图象如图所示，通过a-f关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力f成正比. (3)把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在表中 实验次数 加速度a/ms-2 小车质量m/kg 1234(4)由以上数据画出它的图象，如图所示.4.实验改进本实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了平衡阻力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器，借助于计算机来处理. 【特别提醒】1.注意事项(1)一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂重物的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动. (2)实验要点步骤(2)、(3)不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变重物质量，还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力.(3)每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于重物质量的条件下打出.只有如此，重物重力才可视为小车受到的拉力. (4)改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车.(5)作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.(6)作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些. 2.误差分析(1)质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等造成误差. (2)因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于重物的重力)，存在系统误差.重物质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，重物质量越小于小车的质量，误差就越小.(3)平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂重物外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，释放小车，使小车匀速运动，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各相邻点的距离相等. 【拓展提高】为提高测量精度，可以采取下列措施：1.应舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起点. 2.可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点起，每隔四个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间隔为t0.1 s.3.处理数据时，作的a-m图象是曲线，不能直接判断加速度与质量的关系，转换成图象，是一条过原点的直线，可直接断定加速度与质量的倒数成正比，即加速度与质量成反比.五、探究动能定理1.实验原理(1)不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功w、2w、3w(2)由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出.这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据.(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，作出w-v曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系.2.要点步骤(1)先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为w1，将这一组数据记入表格. (2)用两条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为w2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格.(3)用3条、4条橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格.3.数据处理(1)测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量a1、a2间的距离x，则小车速度的表达式为(t为打点计时器打点的时间间隔). (2)在坐标纸上画出w-v和w-v2图线(“w”以一根橡皮筋做的功为单位).(3)实验结论：由图象可知功与物体速度变化的关系为wv2. 【特别提醒】1.注意事项(1)平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角.(2)测小车速度时，纸带上的点应选均匀的部分，也就是选小车做匀速运动时打出的点. (3)橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值.(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些.2.误差分析(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功w与橡皮筋的条数不成正比.(2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大.(3)利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准会带来误差. 六、验证机械能守恒定律1.实验原理(1)本实验原理是以自由落体运动情景为载体，在自由落体运动中只有重力做功，机械能守恒，重力势能转化为动能，检验下落过程减少的重力势能是否等于增加的动能，即检验mgh 与是否相等，若相等，即可验证机械能守恒定律. (2)速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度，即如图所示： 或者如图所示： 。2.要点步骤(1)器材安装：如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压交流电源相连，此时电源开关应为断开状态. (2)打纸带：把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近，先接通电源，待打点计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点.取下纸带，换上新的纸带重打几条(3条5条). 3.数据处理(1)求瞬时速度在第一个打点上标出o，并从稍靠后的某一点开始，依次标出1、2、3、4,并量出各点到位置o的距离h1、h2、h3、h4,用公式，计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3、v4(2)守恒验证方法一：利用起始点和第n点计算.代入ghn和如果在实验误差允许的范围内， 则验证了机械能守恒定律. 方法二：任取两点计算 取两点a、b测出hab，算出ghab.算出的值.如果在实验误差允许的范围内，则验证了机械能守恒定律.方法三：图象法.从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出图线。若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律。 【特别提醒】 1.注意事项(1)应尽可能控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件，这就要求尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有：安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小.(2)实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直.接通电源后，等打点计时器工作稳定后再松开纸带. (3)验证机械能守恒时，可以不测出物体的质量，只要比较和ghn是否相等即可验证机械能是否守恒.(4)测量下落高度时，为了减小测量值h的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60 cm80 cm 之间.(5)速度不能用v=gt或计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用v=gt计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的错误结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算.同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用 计算得到. 2.误差分析(1)本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ek稍小于重力势能的减少量ep，即ekep，这属于系统误差.改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力.(2)本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差.减小误差的办法是测下落距离时都从o点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值.(3)打点计时器产生的误差由于交流电周期的变化，引起打点时间间隔变化而产生误差；计数点选择不好，振动片振动不均匀，纸带放置方法不正确引起摩擦，造成实验误差. （2012上海）29（8分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）某同学尝试用dis测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端a应接到_。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_。若测得连续n个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长l及相应的周期t。此后，分别取l和t的对数，所得到的lgt-lgl图线为_（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=_。【答案】（1）数据采集器，最低点（或平衡位置），（2）直线，4p2/102c，【解析】（1）只有小球在最低点时，磁感应器中的磁感强度才最大；连续n个磁感应强度最大值应有n-1个时间间隔，这段时间应为（n-1）/2个周期，即：因此t=（2）根据：，取对数得：因此图象为一条直线；图象与纵坐标交点为c，则整理得：【考点定位】磁场、力学试验（2012广东）（2）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_方向（填“水平”或“竖直”）弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为l0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为l1至l6，数据如下表表：代表符号l0lxl1l2l3l4l5l6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小长度为_。图16是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值（填“l0或l1”）。由图可知弹簧的劲度系数为_n/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）。【考点定位】力学实验（2012山东）21（13分）（1）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50hz。通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。计数点5对应的速度大小为 m/s，计数点6对应的速度大小为 m/s。（保留三位有效数字）。物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。减速运动过程中加速度的大小为，由于纸带与打点计时器之间有摩擦阻力,则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大.【考点定位】力学实验（2012安徽）21.（18分）.（10分）图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。（1）试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是 （ ）a. 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。b. 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。c. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。（2）实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是 a. =20, =10、15、20、25、30、40b. =200, =20、40、60、80、100、120c. =400, =10、15、20、25、30、40d. =400, =20 40、60、80、100、120（3）图2 是试验中得到的一条纸带，、为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34 cm 。已知打点计时器的工作效率为50 hz,则小车的加速度= m/s2 （结果保留2位有效数字）。14. （2012海南）水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的o点，如图（a）所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从o点运动至气垫导轨上另一固定点a所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。（表中的值是根据t值计算得出的）（1）根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作x图线。（2）回答下列问题：（不要求写出计算或推导过程）已知点(0，0)在x图线上，从x图线看，与x是什么关系？从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能ek与是什么关系？当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的ek是什么关系？综合以上分析，ep与x是什么关系？答案：（1）x图线如图。（2012江苏）11. (10 分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块a 位于水平桌面上的o 点时,重物b 刚好接触地面. 将a 拉到p 点,待b 稳定后静止释放,a 最终滑到q 点. 分别测量op、oq 的长度h 和s. 改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现a 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象. (3)实验测得a、b 的质量分别为m = 0. 40 kg、m =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出a 块与桌面间的动摩擦因数= _. (结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”). （2012浙江）22、（10分）在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤、（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表用作图法求得该弹簧的劲度系数k =_n/m；（2）某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为_n，同时利用（3）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50n，请在答题纸上画出这两个共点力的合力f合；（3）由图得到f合=_n。（2012天津）9（18分）（1）质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kgm/s。若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为 n（取g =10m/s2）。（2）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是 （填字母代号）。a保证摆动过程中摆长不变b可使周期测量得更加准确c需要改变摆长时便于调节d保证摆球在同一竖直平面内摆动他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度l = 0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为 mm，单摆摆长为 m。下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横作标原点表示计时开始，a、b、c均为30次全振动的图象，已知sin50=0.087，sin150=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 （填字母代号）。【答案】ac 12.0； 0.9930 a 【解析】橡皮摩擦力较大且用铁夹将橡皮夹紧，这样单摆在摆动过程中可保证摆长不变，需要调节摆长时也方便调节，选a、c两项。游标卡尺读数为12.0mm，从悬点到摆球的最低端的长度l = 0.9990m，则单摆摆长应为从悬点到球心的距离，所以就减去球的半径，因此摆长为0.99900.0060m= 0.9930m。摆球摆到平衡位置时的速度最大，为了减小误差，应该从平衡位置开始计时，排除b选项。摆角越小误差越小，振幅越小，且应测30次全振动的时间，所以选a。【考点定位】本题考查用单摆的简谐运动。（2012北京）21.（18分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为 mm（该值接近多次测量的平均值）（2012全国新课标卷）22.（5分）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示。图（a）所示读数为_mm，图（b）所示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm。【答案】 0.010 6.870 6.860【解析】螺旋测微器在读数时，整毫米与半毫米读数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出，螺旋测微器要估读一位，可动部分每一小格表示0.01mm,由此可知（a）读数为0+1.0x0.01mm=0.010mm；（b）读数为6.5mm+37.0x0.01mm=6.870mm; 所测金属板的厚度为6.870mm-0.010mm=6.860mm【考点定位】本考点主要考查螺旋测微器的读数。（2011福建）（18分）（1）（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm。小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是 。（填选项前的字母）a.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时b.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为c.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大d.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小（2011重庆）某同学设计了如题22图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来制定滑块和轨道间的动摩擦因数。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为m，滑块上砝码总质量为m，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从a到b做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10ms2。为测量滑块的加速度，须测出它在a、b间运动的 与 ，计算的运动学公式是 ；根据牛顿运动定律得到与的关系为：他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。若要求是的一次函数，必须使上式中的 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于 ；实验得到与的关系如题22图4所示，由此可知= （取两位有效数字）【答案】位移 时间 滑块上（2011山东）（12分）（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度h、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_。滑块与斜面间的动摩擦因数为_。以下能引起实验误差的是_。a滑块的质量b当地重力加速度的大小c长度测量时的读数误差d小球落地和滑块撞击挡板不同时（2011江苏）（8分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点p，下端用细线挂一重物m。弹簧测力计b的一端用细线系于o点，手持另一端向左拉，使结点o静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为n，图中a的示数为_n。 （2）下列不必要的实验要求是_。（请填写选项前对应的字母） （a）应测量重物m所受的重力 （b）弹簧测力计应在使用前校零 （c）拉线方向应与木板平面平行（d）改变拉力，进行多次实验，每次都要使o点静止在同一位置 （3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。（2011北京）（18分）（2）如图2，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。小球开始释放高度hb小球抛出点距地面的高度hc小球做平抛运动的射程图2中o点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球ml多次从斜轨上s位置静止释放，找到其平均落地点的位置p，测量平抛射程op。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上s位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_。(填选项前的符号)a用天平测量两个小球的质量ml、m2b测量小球m1开始释放高度hc测量抛出点距地面的高度hd分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置m、ne测量平抛射程om，on若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_ (用中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_ (用中测量的量表示)。经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距o点的距离如图3所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1:p1=_ :11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1: p2=11:_。实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为_。有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程on的最大值为_cm。答案：（2）c ade或dea或dae 14 2.9 11.01 76.8，所以。被碰小球m2平抛运动射程on的最大值76.8cm。（2011安徽）（18分）为了测量某一弹簧的劲度系数，降该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，七对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2)（1）作出m-l的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为 n/m.2010重庆（1）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如题22图1所示，a、b、c、d是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： 、若无法再做实验，可由以上信息推知：相邻两计数点的时间间隔为 ；打 c点时物体的速度大小为 （取2位有效数字）物体的加速度大小为 （用、和表示）2010新课标22如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题 (1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_.(填入正确选项前的字母) a、米尺 b、秒表 c、012v的直流电源 d、012v的交流电源 (2)实验中误差产生的原因有_.(写出两个原因)答案：（1）ad（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。解析：（1）用a项米尺测量长度，用d项交流电源供打点计时器使用。（2）纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定。 【精选名题巧练】1【2013湖南四市联考】某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如下图所示的一条纸带，已知打点计时器使用电源频率为50hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为 s。如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6来表示从o点开始各相邻两个计数点间的距离，用t表示两相邻记数点的时间间隔，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a= （用符号写出表达式，不要求计算）。打f点时物体的速度大小为vf= m/s。（答案均要求保留3位有效数字）2【2013江苏模拟】某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示实验次数物体质量m(kg)物体的加速度a(m/s2)物体质量的倒数1/m(1/kg)10.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00 根据表中的数据，在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象由图象，你得出的结论为 物体受到的合力大约为 （结果保留两位有效数字）(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的af图象如下图所示，则该图象中图线不过原点的原因是： ，小车的质量为 kg。（保留两位有效数字）【答案】（1）a图象如下图所示 在物体受外力不变时，物体的加速度与质量成反比 0.15n至0.16n之间均对（2）木板倾角过大（或平衡摩擦力太过） 1.9至2.1之间均对 3【2013福建省六校联考】如图所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。图中a为小车，b为砝码及砝码盘，c为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50hz交流电。小车a的质量为m1，砝码及砝码盘b的质量为m2。（1）下列说法正确的是 。a每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力b实验时应先释放小车后接通电源c本实验m2应远大于m1d在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-图象甲a 0 f 乙丙（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a- f图像，可能是图中的图线 _ 。(选填“甲”、“ 乙”、“ 丙”)（3）如图所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小_m/s2。（结果保留二位有效数字）单位：cm2.402.893.394【2013湖南联考】某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：wv，wv2，w。他们的实验装置如下图所示，pq为一块倾斜放置的木板，在q处固定一个速度传感器，物块从斜面上某处由静止释放，物块到达q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是 ；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制 图象。5【2013江西模拟】某实验小组利用如下图所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系。（1）实验前用刻度尺测出两个光电门中心之间的距离s，并测得遮光条的宽度d。该实验小组在做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间t1，遮光条通过光电门2的时间t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1= ，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2= ，则滑块的加速度的表达式a= 。（以上表达式均用直接测量的物理量的字母表示）。（2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量做了6组实验，得到如下表所示的实验数据。实验次数123456质量m(g)250300350400500800加速度a( m/s2 )2.021.651.431.251.000.63通过计算分析上表数据后，得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，如果想通过