【得分宝典】高中物理 实验过关专题二.doc

得分宝典之高中物理实验过关专题二 典例解析 例1 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz。查得当地的重加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为100kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作o，另连续的4个点a、b、c、d作为测量的点，经测量知道a、b、c、d各点到o点的距离分别为6299cm、70.18cm、77.76cm、8573cm。根据以上数据，可知重物由o点到运动c点，重力势能减少量等于_j，动能的增加量等于_j。（取3位有效数字）高考真题解析1（2011海南）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上a点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上b点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示a点到导轨低端c点的距离，h表示a与c的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示a ，b 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过b点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；（1）若将滑块自a点由静止释放，则在滑块从a运动至b的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_。动能的增加量可表示为_。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为 _ （2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（a点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_（保留3位有效数字）。解析：重力势能的减小量为。动能的增加量为。在运动过程中机械能守恒，有=，解得，与s的关系式为=。答案：（1），（2） 图象如图。据图象求出 2（2010新课标卷）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 c012v的直流电源 d012v的交流电源 （2）实验中误差产生的原因有_（写出两个原因）3（2010海南卷）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示： （1）实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读出_mm；由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离_m；将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；用天平称出滑块和挡光条的总质量m，再称出托盘和砝码的总质量。（2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为_和_。当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为_和_。在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少_（重力加速度为）。（3）如果_，则可认为验证了机械能守恒定律。解析：（1）由图可知该游标卡尺的精度为0.05mm，先读主尺读数为9mm，游标尺的读数为60.05mm，所以，读数为9.30mm。由图可知，两光电门中心之间的距离8300cm-2300cm=60.00cm。（2）滑块通过光电门时可以认为匀速，所以，。 根据上述结果，可得总动能分别为和。减少的重力势能为（3）如果系统减少的机械能等于增加的动能，也能说明系统机械能守恒，即 过关测试 1如图11-27所示，是某同学验证动能定理的实验装置。图11-27其步骤如下：a易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。b取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量m。c取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图11-28（中间部分未画出）所示，o为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g。 图11-28步骤c中小车所受的合外力为_。为验证从oc过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出bd间的距离为x0，oc间距离为x1，则c点的速度为_。需要验证的关系式为_。（用所测物理量的符号表示）1mgmgx1图11-29时刻t2t3t4t5速度（m/s）559508458（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_m/s。（2）从t2到t5时间内，重力势能增量ep_ j，动能减少量ek_ j。（3）在误差允许的范围内，若ep与ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得ep_ek（选填“”“”或“”），造成这种结果的主要原因是_。2（1）408（2）142 ；146（3） ；存在空气阻力解析：（1）由v5 m/s408 m/s 。（2）从t2到t5时间内，epmgh0.29.8（26.6824162166）102 j142 j，ekm（vv）0.2（55924082） j146 j 。（3）由于空气阻力的存在，故epek.3下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游标卡尺b秒表c012 v的直流电源 d012 v的交流电源（2） 实验中误差产生的原因有_ （写出两个原因）4（2011安徽池州）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 hz，依次打出的点为0，1，2，3，4，n.则：（1）如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为_、_、_，必须计算出的物理量为_、_，验证的表达式为_。（2）下列实验步骤操作合理的顺序排列是_（填写步骤前面的字母）a将打点计时器竖直安装在铁架台上b接通电源，再松开纸带，让重物自由下落c取下纸带，更换新纸带（或将纸带翻个面）重新做实验d将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带e选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3，hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，vnf分别算出mv和mghn，在实验误差范围内看是否相等4（1）第2点到第6点之间的距离h26第1点到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h57第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6mgh26mvmv（2）adbcef解析：（1）因为我们要验证的是机械能守恒定律，即物体减小的重力势能应该等于增加的动能，所以，首先需要测出下降的高度，即第2点到第6点之间的距离h26 ；其次，还需测出2点和6点的速度，才能计算出动能增加量，测量2点和6点的速度时，可以采用某段位移的平均速度等于中间时刻的瞬时速度来进行计算，所以，还需测出第1点到第3点之间的距离h13、第5点到第7点之间的距离h57，从而计算出第2点的瞬时速度v2、第6点的瞬时速度v6；其验证的表达式为mgh26mvmv（2）由题意可得顺序为adbcef5（2011广州模拟）“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的甲或乙方案来进行。（1）比较这两种方案，_（选填“甲”或“乙”）方案好些，理由是 。（2）如图丙是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔t0.1 s物体运动的加速度a_；该纸带是采用_（选填“甲”或“乙”）实验方案得到的简要写出判断依据_.丙（3）如图丁所示是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中n点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是（）丁avngnt bvncvn dvng（n1）t5（1）甲该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便（2）483 m/s2乙因为物体的加速度比g小得多（3）b解析：（1）两种实验方案比较来看，甲方案摩擦阻力小，误差小，操作方便（2）根据图中所给数据可得：x4-x2=2at2；x3-x1=2at2。从而得到：a=（x4-x2+x3-x1）/（4 t2）=4.83m/s2 ；由于该值比g小得多即误差较大，所以选用的应该是乙方案。（3）根据匀变速运动的规律可知，应该选b项。第二类 测量型实验大题过关典例解析 oabc例2 某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz 。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2测得所用重物的质量为1.00kg 。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作o ，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点a、b、c作为测量的点，如图所示.经测量知道a、b、c各点到o点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm 。根据以上数据，计算出打b点时重物的瞬时速度vb=_m/s；重物由o点运动到b点，重力势能减少了_j，动能增加了_j（保留3位有效数字）。根据所测量的数据，还可以求出物体实际下落的加速度为_ m/s2，则物体在下落的过程中所受到的阻力为_n。 高考真题解析 1（2009江苏）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平，离地面的高度为h将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。 （1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=_（用h、h表示）.（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（10-1m）2003004005006.00s2 （10-1m2）2623895206.537.78 请在坐标纸上作出s2-h关系图.（3）对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率_ （填“小于”或“大于”）理论值.（4）从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_。解析：（1）根据机械能守恒，可得离开轨道时速度为，由平抛运动知识可求得时间为，可得。 过关测试 1（2012北京丰台月考）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图（a）所示。用刻度尺测量斜面的高度与长度之比为1：4，小车质量为400g，图（b）是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50 hz。由图（b）可知，打纸带上b点时小车的瞬时速度vb= m/s，打纸带上b点到e点过程中小车重力势能的减少量为_j，此过程中小车克服阻力所做的功为_j。（g取10ms2，保留两位有效数字）10.15 ；7.210-2 ；5510-2解析：重锤的合外力mg-f=ma，相邻相等时间间隔内的位移差s2-s1=at2；可得，所以，还需测量重锤质量m。3 如图所示的纸带是某同学在一次实验中得到的，纸带上的o点为打点计时器打的第一点，1、2、3、则是此后每隔0.02 s打下的点，相邻两点的间隔在纸带上已标出。（1）该纸带表示的物体的加速度大小为 ，在标号5点时物体的速度大小是 。（2）某同学上交的实验报告显示重锤的动能略大于重锤的势能，则出现这一问题的原因可能是 （填序号） a重锤的质量测量错误 b该同学自编了实验数据 c交流电源的频率不等于50 hz d重锤下落时受到的阻力过大（3）在验证“机械能守恒定律”时，要用到算式gh=v2/2，式中。v和h分别是利用纸带测出的瞬时速度和下落的高度，试问：g是应该用当地重力加速度的精确值，还是用根据纸带测出的加速度值？为什么？ 3 （1）9.6m/s2 0.96m/s （2） bc （3）用当地重力加速度，这样才能表示真实值解析：（1）由纸带上打出的点迹可知，第一组数据偏离较大，舍去，用后面6组数据，根据s=at2，可得a=（28.8+250+212-17.3-134-9.6）10-3/（33410-4）m/s2=9.6m/s2；5点是4至6点的中间时刻，其速度等于4至6点的平均速度0.96m/s；（2）正确的数据应该是势能大于动能，出现这一问题的原因，可能是数据本身是错误的（学生自编数据），可能是记录数据没问题，但是计算速度时，速度值偏大（所用打点周期偏小）。（3） 用当地重力加速度，这样才能表示真实值4（2012淮南二模） （1）如图所示，在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中。所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 （填字母代号）中的器材 a直流电源、天平及砝码 b直流电源、毫米刻度尺 c交流电源、天平及砝码 d交流电源、毫米刻度尺（2）下图为在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=100kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示，o为第一个点，a、b、c为从合适位置开始选取连续点中的三个点已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，若当地的重力加速度为g=9.80 m/s2，那么根据图上所得的数据，来验证机械能守恒定律，重物重力势能的减少量ep= j，动能增加量ek= j（结果取3位有效数字）。 若测出纸带上所有各点到o点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，以y为纵轴，以h为横轴画出的图象如右图所示，图线斜率表示当地的重力加速度，则y代表的物理量_。4（1）d （2）188 184 v2/2解析：（1）打点计时器需要连接到交流电源上，并且，需要对测出的纸带进行测量，用到毫米刻度尺，故选d项。（2）需要测量的是o到b点的重力势能的减少量ep=mgob=188j； 动能增加量ek=184j 。根据机械能守恒知，mv2/2=mgh，简化后得v2/2=gh；可以看到，此式中g为斜率。所以，纵轴表示 。5为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系，某实验小组的实验装置如图甲所示，水平光滑槽距地面高为h，光滑槽与桌子右边缘垂直，槽出口与桌边缘相齐，槽中放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触.将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，弹簧将小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。若测得某次实验小球的落点p到o点的距离为s，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能ep与h、s和mg之间的关系式是_；重垂线op甲该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验，测量得到下表的数据：弹簧压缩量x/（cm）100150200250300350小球飞行水平距离s/m2013004014986.016.99x/cms/m01234567123在坐标纸上做出x-s的图像.并由图像得出： x与s的关系式是_.实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为_；完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：opy乙（i）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，并在白纸上留下痕迹o；（ii）将木板向右平移适当的距离（设为l）固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，在白纸上留下痕迹p；（iii）用刻度尺测量纸上o点到p点的竖直距离设为y.由此步骤得到弹簧的压缩量应该为_；若该同学在完成步骤的过程中，光滑水平槽与桌子右边缘不垂直，用问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比_（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）.5 图像如图. x=0.005s x/cms/m01234567123= x= 偏小 第三类 探究型实验大题过关 典例解析 例1 如图2-3-11所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为w。 当我们用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。打点计时器小车纸带橡皮筋图2-3-11（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ；（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ；（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量；（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；物理量数据次数橡皮筋做的功10个间隔的距离s（m）10个间隔的时间t（s）小车获得的速度vn（m/s）小车速度的平方vn2（m/s）21w0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2（5）从理论上讲，橡皮筋做的功w和物体速度vt2变化的关系应是w 。 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；（6）若在实验中你做出的图线与理论的推测不完全一致，你处理这种情况的做法是： 。点评：高考真题解析 1（09广东图12）某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的a、b两点各安装一个速度传感器记录小车通过a、b时的速度大小。小车中可以放置砝码。（1）实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量m1；把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在c点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过a、b时的速度。在小车中增加砝码，或_，重复的操作。（2）表1是他们测得的一组数据，其中m是m1与小车中砝码质量m之和，|v22v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量e，f是拉力传感器受到的拉力，w是f在a、b间所作的功。表格中e3=_，w3=_.（结果保留三位有效数字）（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出e-w图线。表1 数据记录表次数m/kg|v22v21| /（m/s）2e/jf/nw/j10.5000.7600.1900.4000.20020.5001650.4130.8400.42030.500240e31220w34100024012024201215100028414228601432 （09安徽）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为w、2w、3w、；（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、；（3）作出草图；（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明w；如果不是直线，可考虑是否存在、等关系。以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是_。a 本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为w、2w、3w、。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为w，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2w、3w、。b小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。c某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。 d根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。过关测试 1在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中，某同学的实验设计方案如图11-25所示。则：图11-25（1）该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要_，其次钩码和小车还需要满足的条件是_ _ _。（2）实验中，除位移、速度外，还要测出的物理量有_。（3）在上述实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 hz.某同学打出的一段纸带如图11-26所示，则小车匀速运动时的速度大小为_m/s。（计算结果保留3位有效数字）图11-261（1）平衡小车与木板之间的摩擦力钩码的质量远小于小车的总质量（2）钩码的重力和小车的总质量（3）140解析：（1）本实验在安装仪器时首先要平衡摩擦力，其次为减小实验误差，由牛顿第二定律可知mg（mm）a，即a，只有当mm时，a 。（2）由（1）可以看出实验中还需要测量的物理量为钩码的重力和小车的总质量。（3）由纸带上对应点可以读出小车匀速运动时v140 m/s 。2某物理学习小组在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取98m/s2）： 他们拿到了所需的打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物，此外还需要_（填字母代号）a直流电源b交流电源c游标卡尺d毫米刻度尺e天平及砝码f秒表 先接通打点计时器的电源，再释放重物，打出的某条纸带如下图所示，o是纸带静止时打出的点，a、b、c是标出的3个计数点，测出它们到o点的距离分别为x1=1216cm、x2=191cm和x3=2736cm，其中有一个数值在记录时有误，代表它的符号是_（选填“x1”、“x2”或“x3”）。 已知电源频率是50hz，利用中给出的数据求出打b点时重物的速度vb=_m/s。 重物在计数点o、b对应的运动过程中，减小的重力势能为mgx2，增加的动能为，通过计算发现，mgx2_（选填“”、“ 纸带与限位孔间的摩擦和空气阻力3（2012北京大兴区一模）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，通过电磁铁控制的小铁球从a点自由下落，下落过程中经过光电门b时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出a、b之间的距离h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。为了验证机械能守恒，还需要测量下列哪些物理量 _。aa点与地面间的距离hb小铁球的质量mc小铁球从a到b的下落时间tabd小铁球的直径d利用题中所给的已知量及问中测得的物理量，表示小铁球通过光电门时的瞬时速度的表达式为v=_；如果下落过程中小球的机械能守恒，则与h的关系式为=_。3 d 解析：球的质量可以约掉，所以，只需测出球的直径，进而算出速度即可验证机械能守恒定律，故选d。v=；若机械能守恒，则gh=1/2mv2；整理得。4（2012安徽师大附中第一次摸底）（1）某同学用图示装置“探究功与物体速度变化的关系”。下列操作正确的是：（ ）a用同一根橡皮筋，每次从不同位置释放小车， 可以得到不同的弹力做的功b每次从同一位置释放小车，如果用1根橡皮筋时， 弹力做的功为w；用2根橡皮筋时，弹力做的功为2w； 用3根橡皮筋时，弹力做的功为3w； c纸带上打出的点“两端密，中间疏”，是因为橡皮筋弹力太小d纸带上打出的点“两端密，中间疏”，是因为木板倾角太小，没有达到平衡阻力的目的（2）在上述实验中，该同学打出的一条纸带如图所示。若打点计时器连接电源的频率为50hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为 m/s（结果保留3位有效数字） 5（2012昌平二模）某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”，如图8所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在小车的后面连接纸带，通过打点计时器记录小车的运动情况，小车中可以放置砝码。请把下面的实验步骤补充完整。钩码小车打点计时器拉力传感器纸带图8c实验主要步骤如下：测量、砝码和拉力传感器的总质量m，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，将纸带连接小车并通过打点计时器，正确连接所需电路。将小车停在c点，在释放小车（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点，记录细线拉力。在小车中增加砝码，或减少砝码，重复的操作。处理数据。实验结果发现小车动能的增加量ek总是明显小于拉力f做的功w，你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是 。第四类 设计型实验大题过关典例解析 ahbcd图 1例4 有一个同学用如下方法测定动摩擦因数：用同种材料做成如图1所使得ab、bd平面，其中ab为一斜面，其高为h、长为l1，bd是一足够长的水平面，两面在b点以小弧形光滑连接。现让质量为m的小物块从a点由静止开始下滑，到达b点后顺利进入水平面，最后滑到c点而停止，并测出bc=l2，小物块与两个平面的动摩擦因数相同，由以上数据可以求出物体与平面间的动摩擦因数= 。解析：该题为设计型实验，但由于给出了实验装置、器材和实验情景，因此对实验原理已有了很多提示。回顾力学分组实验，没有相关的可以迁移的原理。因此要用物理原理分析题给的实验情景。设斜面的倾角为，根据动能定理，在全过程中mgh mgcosl1 -mgl2=0，题中未给出斜面倾角，寻找别的关系，有 解得答案：点评：这类问题前提条件是相同，根据功能原理去列出方程，并且注意其中的几何关系，即可根据方程求得要测量的物理量的表达式，从而找出需要测量的量。高考真题解析1（2010安徽卷）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间，通过计算出瞬时速度。b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度。c. 根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算算出高度。d. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度。以上方案中只有一种正确，正确的是 。（填入相应的字母）解析：可以通过测量下落的高度h，计算出减小的重力势能，可以根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，从而计算出增加的动能，故选d项。答案：d 过关测试 1实验室有打点计时器、天平、刻度尺三种器材，现要完成下列实验：a探究功与速度变化的关系 b验证机械能守恒定律 c研究平抛物体的运动你认为（以下只需填写字母即可） （1）实验中必须用到打点计时器的有 ； （2）实验中必须用到刻度尺的有 。1（1）ab （2）abc解析：在ab中有速度，需要测量速度，所以，需要从打出的纸带中来进行计算得出。而在平抛物体的运动中，因为水平方向物体做匀速运动，只需测出需要用到刻度尺来测量水平距离等即可，用长度可以代替速度，不必要用到打点计时器。2在利用重物做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验中，电火花计时器接在电压为220v、50hz的交流电源上。实验