高考物理大二轮复习 专题九 实验技能与创新 第1讲 实验技能与创新讲学案.doc

第1讲力学实验与创新课标卷高考命题分析年份题号题型分值模型情景题眼分析难度2015年卷22题实验题6分利用托盘秤分析玩具小车过凹形桥最低点的速度考查了牛顿第二定律的应用.中卷22题实验题6分利用打点计时器分析纸带考查了速度、加速度的求解方法及牛顿第二定律的应用中2016年卷22题实验题5分验证机械能守恒定律中卷22题实验题6分探究轻弹簧的弹性势能中卷23题实验题10分探究物体加速度与其所受合外力之间的关系难2017年卷22题实验题5分纸带的数据处理、时间间隔的计算易卷22题实验题6分搞清实验的原理、图象的函数关系中卷22题实验题6分验证力的平行四边形定则、作图法中高考题型1橡皮条、弹簧、碰撞类实验例1(2017四川成都市第一次诊断)将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看作一根新弹簧，设原粗弹簧(记为a)劲度系数为k1，原细弹簧(记为b)劲度系数为k2、套成的新弹簧(记为c)劲度系数为k3.关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：和电阻并联相似，可能是乙同学：和电阻串联相似，可能是k3k1k2丙同学：可能是k3(1)为了验证猜想，同学们设计了相应的实验(装置如图1)图1(2)简要实验步骤如下，请完成相应填空a将弹簧a悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧a的自然长度l0；b在弹簧a的下端挂上钩码，记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度大小g，并用刻度尺测量弹簧的长度l1；c由f _计算弹簧的弹力，由xl1l0计算弹簧的伸长量，由k计算弹簧的劲度系数；d改变_，重复实验步骤b、c，并求出弹簧a的劲度系数的平均值k1；e仅将弹簧分别换为b、c，重复上述操作步骤，求出弹簧b、c的劲度系数的平均值k2、k3.比较k1、k2、k3并得出结论(3)图2是实验得到的图线，由此可以判断 _同学的猜想正确图2答案(2)nmg钩码的个数(3)乙解析(2)根据共点力平衡可知：fnmg改变钩码的个数，重复实验(3)由图可知：k1ka n/m25 n/m，k2kb n/m37.5 n/m，k3kc n/m62.5 n/m，故满足k3k1k2，故乙同学猜想正确探究弹力和弹簧伸长量的关系(1)实验原理要测出每次悬挂重物的重力大小f和弹簧伸长的长度x，建立fx坐标系，描点作图探究.(2)操作关键实验中不能挂过多的钩码，会使弹簧超过弹性限度.作图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在两侧.1(2017全国卷22) 某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图3(a)所示将橡皮筋的一端q固定在y轴上的b点(位于图示部分之外)，另一端p位于y轴上的a点时，橡皮筋处于原长(1)用一只测力计将橡皮筋的p端沿y轴从a点拉至坐标原点o，此时拉力f的大小可由测力计读出测力计的示数如图(b)所示，f的大小为_n. (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋p端回到a点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将p端拉至o点此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为f14.2 n和f25.6 n.()用5 mm长度的线段表示1 n的力，以o为作用点，在图(a)中画出力f1、f2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力f合；图3()f合的大小为_n，f合与拉力f的夹角的正切值为_若f合与拉力f的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则答案(1)4.0(2)()见解析图 ()4.00.05解析(1)由图(b)可知，f的大小为4.0 n(2)()画出力f1、f2的图示，如图所示()用刻度尺量出f合的线段长约为20 mm，所以f合大小为4.0 n，量出合力箭头处到y轴的距离和所作合力在y轴投影的长度，则f合与拉力f的夹角的正切值为tan 0.05.2(2017河北唐山市一模)气垫导轨是一种实验辅助仪器，利用它可以非常精确地完成多个高中物理实验，滑块在导轨上运动时，可认为不受摩擦阻力，现利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图4.图4(1)对导轨进行调节平衡，使气垫导轨和光电门都正常工作，在导轨上只放置滑块a.调整调节旋钮，轻推滑块，观察滑块通过两光电门的时间，当_时，说明导轨已经水平(2)使用天平测得滑块a、b质量分别为ma、mb，然后按如图所示方式放在气垫导轨上使滑块a获得向右的速度，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞并粘在一起，遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则上述物理量间如果满足关系式_，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒答案(1)滑块a(的遮光条)通过两个光电门所用时间相等(2)解析(1)如果平衡，滑块a将在导轨上做匀速运动，因此通过两个光电门所用的时间相等；(2)根据动量守恒定律可知，mav1(mamb)v2根据速度公式可知v1，v2，代入上式可得应满足的公式为：.高考题型2“纸带类”实验例2(2017广东惠州市第三次调研)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，采用了如图5甲所示的实验方案操作如下：(1)平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应_(填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹_为止(2)已知小车质量为m，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力，应该满足的条件是m_m(填“远小于”“远大于”或“等于”)(3)图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与盘和砝码的总质量m的倒数之间的实验关系图象若牛顿第二定律成立，则小车的质量m_kg.(g取10 m/s2)图5答案(1)增大间距相等(2)远小于(3)0.08解析(1)根据题图乙可知，小车做减速运动，说明平衡摩擦力不足，因此需要增大倾角，直到打出点迹均匀为止，即相邻两点间距相等；(2)对整体：mg(mm)a小车的拉力：fma，当mm时，可以认为小车受到的合力等于盘和砝码的总重力，故填远小于(3)由mgma得，斜率k得m0.08 kg.1“纸带类”实验涉及了力学中的研究速度随时间变化的规律、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律以及验证动量守恒等5个实验2利用纸带可以计算计数点的速度和用逐差法计算加速度3注意掌握：(1)接通电源、释放纸带的先后顺序；(2)是否需要平衡摩擦力；(3)是否需要mm；(4)是否需要测量质量等3(2017全国卷22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间实验前，将该计时器固定在小车旁，如图6(a)所示实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)图6(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_(填“从右向左”或“从左向右”)运动的(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动小车运动到图(b)中a点位置时的速度大小为_ m/s，加速度大小为_ m/s2.(结果均保留两位有效数字)答案(1)从右向左(2)0.19 0.038解析(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动(2)已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为t s s，所以a点位置的速度为va m/s0.19 m/s.根据逐差法可求加速度a，解得a0.038 m/s2.4(2017四川绵阳市二诊)用如图7甲所示的装置验证机械能守恒定律已知打点计时器打点频率f50 hz.图7(1)实验中得到的一条纸带如图乙所示，第一个打点标记为o，选择点迹清晰且便于测量的连续5个点，标为a、b、c、d、e，测出a、c、e到o点的距离分别为d19.51 cm、d215.71 cm、d323.47 cm.重物质量为0.5 kg，当地重力加速度g9.80 m/s2.现选取重物在oc段的运动进行数据处理，则oc段重力势能减少量为_ j，动能增加量为_j(计算结果均保留两位有效数字)(2)如果测得纸带上第一个和第二个打点间的距离大约是6 mm，出现这种情况可能的原因是_a重锤的质量过大b电源电压偏大c先释放纸带后接通打点计时器电源d打点计时器没有竖直固定答案(1)0.770.76(2)c高考题型3力学创新实验例3(2017河北邯郸市模拟) 如图8甲所示，上表面光滑的楔形木块a固定在水平放置的压力传感器上某同学将质量不同的小钢球从斜面顶端由静止释放(每次只有一个小球)，记录小钢球在斜面上运动时压力传感器的示数，并根据实验数据作出fm图线，如图乙重力加速度大小取9.8 m/s2，完成下列填空：图8(1)不同质量的小钢球在斜面上运动的时间_(填 “相同”或“不相同”)；(2)由图象知，木块a的质量m_kg(保留两位有效数字)；(3)若斜面倾角为，由图象可知，cos2_(保留两位有效数字)答案(1)相同 (2)0.20(3)0.34(0.320.36均可) 解析(1)根据牛顿第二定律得小钢球下滑的加速度为：agsin ，则不同质量的小钢球在斜面上的运动情况完全相同，所以运动的时间也相同(2)当m0时，传感器的示数即为木块a的重力，则有：mg1.97 n，解得：m kg0.20 kg(3)对小球受力分析，根据平衡条件可知，a对小球的支持力fnmgcos ，根据牛顿第三定律可知，小球对a的压力为mgcos ，对a受力分析可知，传感器对a的支持力fmgmgcos cos ，则传感器的示数为fmgmgcos2则fm图象的斜率kgcos2，则有：gcos23.3解得：cos20.34.1力学创新实验的特点(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验(2)将实验的基本方法控制变量法，处理数据的基本方法图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中2创新实验题的解法(1)根据题目情景，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案(2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析5(2017福建漳州市联考)“用dis研究加速度与力的关系”的实验装置如图9(a)所示实验中通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力f的关系图象他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条af图线，如图(b)所示图9(1)图线_是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；(选填“a”或“b”) (2)在轨道水平时小车运动的阻力ff_；(3)图(b)中，拉力f较大时，af图线明显弯曲，产生误差为消除此误差可采取的措施是_a调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动b在钩码与细绳之间接入一力传感器，用力传感器读数代替钩码的重力c更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验d在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量答案(1)b(2)0.5 n(3)b解析(1)在水平轨道上，由于受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，可知图线a是在轨道水平的情况下得到的当轨道的右侧抬高过高时(平衡摩擦力过度)，拉力等于0时，会出现加速度，所以图线b是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的(2)根据牛顿第二定律得，fffma，a，图线的斜率表示质量的倒数；因为f0.5 n时，加速度为零，解得ff0.5 n.(3)随着钩码的数量增大到一定程度时题图(b)的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，而我们把钩码所受重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施为测量出小车所受的拉力，即在钩码与细绳之间放置一力传感器，得到力f的数值，再作出小车运动的加速度a和力传感器读数f的关系图象，故选b.6(2017山东德州市模拟)某同学用如图10甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，实验过程如下：图10(1)用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d，如图乙，d_mm.在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器(图中未画出)连接(2)用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x.静止释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v _(用题中所给字母表示)(3)通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到(2)中的位置，重复(2)的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度v的值根据这些数值，作出v2图象如图丙所示已知当地的重力加速度为g.由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数_，弹性势能ep_.答案(1)5.70(2)(3)解析(1)由题图乙所示游标卡尺可知，主尺示数为0.5 cm5 mm，游标尺示数为140.05 mm0.70 mm，则遮光条宽度d5 mm0. 70 mm5.70 mm；(2)滑块的速度为：v(3)根据能量守恒可知：epmgxmv2,解得：v22gx则有：2gxb,2epa2gx联立解得：，ep.题组1全国卷真题精选1(2016全国卷22)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图11(a)所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能图11(1)实验中涉及到下列操作步骤：把纸带向左拉直松手释放物块接通打点计时器电源向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是_(填入代表步骤的序号)(2)图(b)中m和l纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果打点计时器所用交流电的频率为50 hz.由m纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为_m/s.比较两纸带可知，_(填“m”或“l”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大答案(1)(2)1.29m解析(1)根据该实验操作过程，正确步骤应为.(2)物块脱离弹簧时速度最大，v m/s1.29 m/s；由动能定理ekmv2，据纸带中打点的疏密知m纸带获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较大2(2016全国卷23)某物理课外小组利用图12中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码本实验中可用的钩码共有n5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：图12(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑(2)将n(依次取n1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表n2时的s-t图象如图13所示；由图13求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表n12345a/(ms2)0.200.580.781.00图13(4)利用表中的数据在图14中补齐数据点，并作出a-n图象从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比图14(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为_kg(保留2位有效数字，重力加速度取g9.8 ms2)(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是_(填入正确选项前的标号)aa-n图线不再是直线ba-n图线仍是直线，但该直线不过原点ca-n图线仍是直线，但该直线的斜率变大答案(3)0.39(4)见解析图(5)0.44(6)bc解析(3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将题图中点(2,0.78)代入sat2可得，a0.39 m/s2.(4)根据描点法可得如图所示图线(5)钩码质量为m，小车质量为m，根据牛顿第二定律可得nmg(m5m)a，则an，图线斜率k，可得m0.44 kg.(6)若保持木板水平，则小车运动中受到摩擦力的作用，由牛顿第二定律得，nmg(m5mnm)g(m5m)a，解得：ag，直线的斜率变大绳的拉力等于摩擦力时，小车才开始运动，图象不过原点，选项b、c正确3(2013新课标全国22)图15为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图实验步骤如下：图15用天平测量物块和遮光片的总质量m，重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门a的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电门b所用的时间ta和tb，求出加速度a；多次重复步骤，求a的平均值；根据上述实验数据求出动摩擦因数.回答下列问题：(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图16所示其读数为_ cm.图16(2)物块的加速度a可用d、s、ta和tb表示为a_.(3)动摩擦因数可用m、m、和重力加速度g表示为_.(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于_(填“偶然误差”或“系统误差”)答案见解析解析(1)d0.9 cm120.05 mm0.960 cm(2)因为va，vb，又由2asvb2va2，得a()2()2(3)设细线上的拉力为ft，则mgftm，ftmgm两式联立得(4)由实验装置引起的误差为系统误差题组2各省市真题精选4(2015山东理综21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向如图17甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为o1、o2，记录弹簧秤的示数f，测量并记录o1、o2间的距离(即橡皮筋的长度l)每次将弹簧秤示数改变0.50 n，测出所对应的l，部分数据如下表所示：f(n)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中f2.50 n时橡皮筋两端的位置，重新标记为o、o，橡皮筋的拉力记为foo.在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到o点，将两笔尖的位置标记为a、b，橡皮筋oa段的拉力记为foa，ob段的拉力记为fob.图17完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图18中画出f-l图线，根据图线求得l0_cm.图18(2)测得oa6.00 cm，ob7.60 cm，则foa的大小为_n.(3)根据给出的标度，在图19中作出foa和fob的合力f的图示图19(4)通过比较f与_的大小和方向，即可得出实验结论答案(1)见解析图甲10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.701.90均正确)(3)见解析图乙(4)foo解析(1)做出f-l图象，如图甲所示，求得直线的截距即为l0，可得l010.0 cm(2)可计算橡皮筋的劲度系数k n/m50 n/m若oa6.00 cm，ob7.60 cm，则橡皮筋的弹力为fkx50(6.007.6010.00)102 n1.80 n则此时foaf1.80 n(3)fobfoa1.80 n，两力的合力f如图乙所示(4)foo的作用效果和foa、fob两个力的作用效果相同，f是foa、fob两个力的合力，所以通过比较f和foo的大小和方向，可得出实验结论专题强化练1(2017贵州贵阳市2月模拟)如图1所示是很多力学实验中常使用的装置图1(1)要处理用该装置打出的纸带信息，必需使用的器材是_(选填“刻度尺”“秒表”或“天平”)(2)关于该装置的下列说法正确的是_a利用该装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，不需要平衡摩擦力b利用该装置做“研究匀变速运动”的实验时，需要平衡摩擦力c以小车和砝码整体为研究对象，平衡摩擦力后，可利用该装置“验证机械能守恒定律”d利用该装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验时，除应平衡摩擦力外，还必须满足小车的质量远大于砝码与砝码盘的总质量答案(1)刻度尺(2)d2(2017广东汕头市一模)某同学用如图2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图2(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_(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，该同学保持结点o的位置不变，调整弹簧测力计b的拉力沿各种不同的方向，结果发现测力计b的读数最小值为重物m所受的重力的0.5倍，则o点与弹簧测力计a之间的细线偏离竖直方向的夹角为_答案(1)3.6(2)d(3)303(2017辽宁沈阳市郊联体模拟)某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度h0.25 m、开口向右的小筒中，如图3甲所示，弹簧的原长比筒短些如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现在要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l并记下弹力f，作出fl图线如图乙所示图3(1)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比较，优点在于_(2)弹簧的劲度系数为_n/m.(3)弹簧的原长l0_m.答案(1)避免弹簧自身重力对实验的影响(2)100(3)0.154(2017全国卷22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器图4实验步骤如下：如图4(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t；用s表示挡光片沿运动方向的长度如图(b)所示，表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小，求出；将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤、；多次重复步骤；利用实验中得到的数据作出t图，如图(c)所示完成下列填空：(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用va表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与va、a和t的关系式为 _.(2)由图(c)可求得va_ cm/s，a_ cm/s2.(结果保留3位有效数字)答案(1)vaat(2)52.116.6解析(1)设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：vvaat，且联立解得：vaat；(2)由图(c)可读出va52.1 cm/s，图线的斜率ka cm/s28.28 cm/s2，即a16.6 cm/s2.5(2017甘肃省河西五市一模)在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图5甲所示的实验装置图5(1)实验时，该同学用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为应该采取的措施是_(填选项前的字母)a保证钩码的质量远小于小车的质量b选取打点计时器所打第1点与第2点间的距离约为2 mm的纸带来处理数据c把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力d必须先接通电源再释放小车(2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带，其中a、b、c、d、e、f是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为t，相邻计数点间的距离已在图中标出，测出小车的质量为m，钩码的总质量为m.从打b点到打e点的过程中，合力对小车做的功是_，小车动能的增量是_(用题中和图中的物理量符号表示)答案(1)ac(2)mgsm()2()2解析(1)为使钩码的重力近似等于小车受到的合力，需要把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力，故c正确；同时保证钩码的质量远小于小车的质量，减小钩码失重带来的误差，故a正确；d项是打点计时器实验的正确做法，对减小本题中的实验误差无影响，故d错误；b项为保证重物由静止开始做自由落体运动的措施，故b错误；(2)从打b点到打e点的过程中，合力对小车做的功为：wmghmgs根据中间时刻的速度等于平均速度得：vb，ve，小车动能的增量是：ekmve2mvb2m()2()26(2017福建南平市3月质检)如图6甲所示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、电火花计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平、交流电源回答下列问题：图6(1)为完成此实验，除了现有的器材，还需要的器材是_(2)关于本实验，在操作过程准确无误的情况下，下列说法中正确的是_a实验时一定要称出重锤的质量b实验中测得重锤重力势能的减少量ep略大于它动能的增加量ek，是因为阻力做功造成的c如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，则无论用何种方法处理数据，该纸带都不能用于验证机械能守恒定律d处理实验数据时，可直接利用打下的连续实际点迹作为“计数点”(3)若按实验要求选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点a、b、c到第一个点o的距离如图乙所示(相邻两点时间间隔为0.02 s)，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，重锤质量为0.500 kg，那么打下点b时重锤的速度vb_m/s，从o到b 的过程中重力势能减少量为ep_j(计算结果均保留三位有效数字)答案(1)刻度尺(2)bd(3)2.001.05 解析(1)纸带各点间距离需要刻度尺测量，所以还需要的器材有刻度尺；(2)实验时不需要称出重锤的质量，故a错误；阻力做功使得实验中测得的重锤重力势能的减少量ep略大于它动能的增加量ek，故b正确；如果纸带上打下的第1、2点模糊不清，可以选择纸带上其他清晰两点来验证机械能守恒定律，故c错误；处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法，若采用计数点，是使测量长度变长，从而减小测量长度的误差，故d正确(3)打下b点时重锤的速度等于ac两点间的平均速度ac间距为：xac(25.7117.72)cm7.99 cm7.99102 m打下b点时重锤的速度为：vb m/s2.00 m/s从o到b的过程中重力势能减少量为：epmgh0.5009.800.215 2 j1.05 j7(2017湖南衡阳市第一次联考)如图7甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置，带滑轮的长木板水平固定，跨过小车上的光滑定滑轮的两根细线均处于水平图7(1)实验时，一定要进行的操作是_(填序号)a为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量b用天平测出砂和砂桶的总质量c小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带同时记录拉力传感器的示数f0d改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带(2)设拉力传感器示数f0的二倍为f，现以f为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的af图象如图所示，则可能正确的图象是_(3)在实验中，得到一纸带，a、b、c、d、e为5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用刻度尺测量计数点间距离如图乙所示已知打点计时器的工作频率为50 hz，根据纸带数据，可知打点e时小车的速度ve_m/s(结果保留2位有效数字)答案(1)cd(2)c(3)0.26解析(1)拉力可以由拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也就不需要使砂桶(包括砂)的总质量远小于小车的质量，故a、b错误；打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放小车，该实验探究加速度与力、质量的关系，要记录拉力传感器的示数，故c正确；改变砂和砂桶质量，即