届高考物理二轮复习专题七实验技巧与创新第讲力学实验与创新学案

届高考物理二轮复习专题七实验技巧与创新第讲力学实验与创新教学设计届高考物理二轮复习专题七实验技巧与创新第讲力学实验与创新教学设计PAGE届高考物理二轮复习专题七实验技巧与创新第讲力学实验与创新教学设计第1讲力学实验与创新真题题序分值实验考向及重点状况再现2018年高考全国卷Ⅰ第22题5[命题点分析]研究弹簧的弹力与伸长量之间的关系[思路方法](1)正确掌握游标卡尺的读数原则(2)由胡克定律计算弹簧的劲度系数2018年高考全国卷Ⅱ第23题9[命题点分析]丈量动摩擦因数[思路方法](1)经过描点连线获取f－m图象并分析其规律(2)经过对砝码进行受力分析获取f与m的关系式，并与图象联合获取斜率的物理意义2018年高考全国卷Ⅲ第22题6[命题点分析]研究匀变速直线运动的规律[思路方法](1)人的反应时间内尺子做自由落体运动(2)运用运动学公式h＝eq\f(1,2)gt2得出t的大小2017年高考全国卷Ⅰ第22题5[命题点分析]研究匀变速直线运动的规律[思路方法](1)依据均匀速度法求解刹时速度(2)由逐差法求加快度2017年高考全国卷Ⅱ第22题6[命题点分析]研究匀变速直线运动的规律[思路方法](1)利用光电门丈量某点速度大小(2)用图象法办理数据，找准图象的物理意义2017年高考全国卷Ⅲ第22题6[命题点分析]考证力的平行四边形定章[思路方法](1)用作图法求协力(2)从协力向坐标轴做垂线找出分力F与F合之间的夹角命题规律研究及展望本部分属于高考必考内容，每个实验都有可能察看，但纸带类问题为命题的重点．因为实验察看“根源于纲领，而又不拘泥于纲领”的特色，所以在复习中必然要掌握实验的灵魂——原理，只有在原理性内容掌握今后，才能进行数据的办理和偏差分析研究匀变速直线运动eq\a\vs4\al([高分快攻])在办理纸带问题时，必然要娴熟掌握以下几个问题依据纸带利用逐差法求匀变速直线运动的加快度；依据纸带利用匀变速直线运动中“某段时间内中间时辰的刹时速度等于该段时间内的均匀速度”求刹时速度；依据纸带作出有关的运动图象，此后依据作出的运动图象求加快度等物理量．(2017·高考全国卷Ⅰ)某研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(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)记录了桌面上连续的6个水滴的地点．(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(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)该小组同学依据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点地点时的速度大小为________m/s，加快度大小为________m/s2.(结果均保存2位有效数字)[分析](1)因为小车在水平桌面上运动时必然遇到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔同样)的地点间的距离渐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的．(2)滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝eq\f(30s,46－1)＝eq\f(2,3)s．依据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点地点时的速度大小为vA＝eq\f(0.117＋0.133,2T)(m/s)≈0.19m/s.由Δx＝aT2和逐差法可得，小车运动的加快度大小为a＝eq\f(（0.150－0.117）＋（0.133－0.100）,4T2)(m/s2)≈0.037m/s2.[答案](1)从右向左(2)0.190.037[打破训练](2018·高考北京卷)用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．主要实验步骤以下：a．安装好实验器械．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．b．选出一条点迹清楚的纸带，找一个适合的点看作计时起点O(t＝0)，此后每隔同样的时间间隔T采纳一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F…所示．c．经过丈量、计算能够获取在打A、B、C、D、E…点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5…d．以速度v为纵轴、时间t为横轴成立直角坐标系，在座标纸上描点，如图3所示．联合上述实验步骤，请你达成以下任务：(1)在以下仪器和器械中，还需要使用的有________和________(填选项前的字母)．A．电压适合的50Hz沟通电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v－t图象．(3)察看v－t图象，能够判断小车做匀变速直线运动，其依据是________．v－t图象斜率的物理意义是________．(4)描述v－t图象前，还不知道小车能否做匀变速直线运动．用均匀速度eq\f(Δx,Δt)表示各计数点的刹时速度，从理论上讲，对Δt的要求是________(选填“越小越好”或“与大小没关”)；从实验的角度看，采纳的Δx大小与速度丈量的偏差________(选填“有关”或“没关”)．(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应当是均匀变化的．当时只好靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，频频做了上百次，考证了他的猜想．请你联合匀变速直线运动的知识，分析说明怎样利用伽利略“斜面实验”查验小球的速度是随时间均匀变化的．分析：(1)打点计时器用的是低压沟通电源，应选A；打相邻计数点的时间间隔是已知的，故不需要秒表；计数点间的距离需要用刻度尺丈量，应选C；因为不需要知道小车和重物的质量，故不需要天平(含砝码)．(2)先标出计数点C对应的坐标点，连线时要让尽量多的点在一条直线上．(3)依据v－t图象是直线(斜率必然)，即小车的速度随时间均匀变化，判断出小车做匀变速直线运动；v－t图象斜率的物理意义是加快度．(4)eq\f(Δx,Δt)表示的是Δt内的均匀速度，只有当Δt趋近于零时，eq\f(Δx,Δt)才表示刹时速度．所以若用eq\f(Δx,Δt)表示各计数点的刹时速度，对Δt的要求是越小越好；从实验的角度看，采纳的Δx越大，Δx的丈量偏差就越小，算出的速度的偏差就越小，所以从实验的角度看，采纳的Δx大小与速度丈量的偏差有关．(5)假如小球的初速度为0，其速度v∝t，那么它经过的位移x＝eq\f(0＋v,2)t，故推出x∝t2.所以，只需丈量小球经过不同样位移所用的时间，就能够查验小球的速度能否随时间均匀变化．答案：(1)AC(2)以以下图(3)小车的速度随时间均匀变化加快度(4)越小越好有关(5)假如小球的初速度为0，其速度v∝t，那么它经过的位移x∝t2.所以，只需丈量小球经过不同样位移所用的时间，就能够查验小球的速度能否随时间均匀变化研究弹力和弹簧伸长之间的关系eq\a\vs4\al([高分快攻])实验数据的办理方法列表法：将测得的实验数据填入设计好的表格之中，能够分析两物理量间的定性关系．图象法：依据记录的实验数据在平面直角坐标系内进行作图．假如曲线应圆滑，假如直线要让尽量多的点过直线，或在直线双侧均匀散布．函数法：常常是依据图象获取物理量间的函数关系方程式．(2018·高考全国卷Ⅰ)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左侧；托盘上方固定有一能与游标刻度线正确对齐的装置，简化为图中的指针．现要丈量图(a)中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，挪动游标，使其零刻度线瞄准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，挪动游标，再次使其零刻度线瞄准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________cm.当地的重力加快度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为________N/m(保存3位有效数字)．[分析]实验所用的游标卡尺最小分度为0.05mm，游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐，依据游标卡尺的读数规则，题图(b)所示的游标卡尺读数为3.7cm＋15×0.05mm＝3.7cm＋0.075cm＝3.775cm.托盘中放有质量为m＝0.100kg的砝码时，弹簧遇到的拉力F＝mg＝0.100×9.8N＝0.980N，弹簧伸长量为x＝3.775cm－1.950cm＝1.825cm，依据胡克定律F＝kx，解得此弹簧的劲度系数k＝eq\f(F,x)＝53.7N/m.[答案]3.77553.7[打破训练]在研究弹簧的弹力与伸长量之间的关系的实验中，所用装置如图甲所示．弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰巧指向一把竖直立起的毫米刻度尺．此刻测得在挂钩上挂上必然数目钩码时指针在刻度尺上的读数如表．已知所有钩码的质量能够为同样且为m＝50g，当地重力加快度g＝9.8m/s2.请回答以下问题：钩码数n012345刻度尺读数xn(cm)2.624.175.707.228.8410.64Δxn＝xn－xn－1(cm)01.551.531.521.621.80(1)Δx4、Δx5与Δx1、Δx2、Δx3有很大区其余可能原由是；(2)实验小构成员经过k(x2－x0)＝2mg，k(x3－x1)＝2mg获取劲度系数k＝eq\f(4mg,x3＋x2－x1－x0)，请依据该方法计算出弹簧的劲度系数k＝________N/m.(结果保存两位有效数字)(3)改换不同样的弹簧做实验，实验小构成员依据每次所用钩码的质量与测得的弹簧长度x，作出x－m的关系图象如图乙所示，则从图乙可求得该弹簧的原长为________cm，劲度系数为________N/m.分析：(1)Δx1、Δx2、Δx3有可能符合胡克定律，而Δx4、Δx5不符合胡克定律，则说明弹簧已高出了弹性限度．(2)代入数据得k≈32N/m.(3)由mg＝k(x－x0)得x＝eq\f(g,k)m＋x0，由图可知k＝27.5N/m.图象的纵截距即弹簧的原长，为15.00cm.答案：(1)弹簧已高出了弹性限度(2)32(3)15.0027.5

考证力的平行四边形定章eq\a\vs4\al([高分快攻])本实验察看的重点是“力作用见效的等效性”．对实验步骤中两个分力和协力的大小和方向确实定也是察看的重点．(2017·高考全国卷Ⅲ)某研究小组做“考证力的平行四边形定章”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分以外)，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，此时察看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F1＝4.2N和F2＝5.6N.①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图(a)中画专心F1、F2的图示，此后按平行四边形定章画出它们的协力F合；②F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赞成的偏差范围以内，则该实验考证了力的平行四边形定章．[分析](1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0N．(2)①利用平行四边形定章作图；②由图可知F合＝4.0N，从F合的极点向x轴和y轴分别作垂线，极点的横坐标对应长度为1mm，极点的纵坐标长度为20mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.[答案](1)4.0(2)①F1、F2和F合以以下图②4.00.05[打破训练](2018·高考天津卷)某研究小组做“考证力的平行四边形定章”实验，所用器械有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)．(1)详细操作前，同学们提出了以下对于实验操作的建议，此中正确的有________．A．橡皮条应和两绳套夹角的角均分线在一条直线上B．重复实验再次进行考证时，结点O的地点能够与前一次不同样C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视野应正对测力计刻度D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必然都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器械做了四次实验，白纸上留下的注明信息有结点地点O、力的标度、分力和协力的大小及表示力的作用线的点，以以以下图所示．此中对于提升实验精度最有益的是________．分析：(1)由力的平行四边形定章知，橡皮条和两绳套夹角的角均分线不用然在一条直线上，两分力的大小也不用然小于协力，A、D项错误；考证力的平行四边形定章时，每次实验需保证协力与分力作用见效同样，结点O必然在同一地点，但重复实验时，能够改变协力的大小，故结点O的地点能够与前一次不同样，B项正确；使用测力计测力时，施力方向应沿测力计轴线方向，读数时视野应正对测力计刻度，C项正确．(2)为了减小绘图时表示力的方向的偏差，记录各个力的方向时，需要确立相对较远的两个点，此后连线确立力的方向，A项错误；依据纸张大小，选择适合的标度，使图尽量大，所以B项正确，C、D项错误．答案：(1)BC(2)B考证牛顿第二定律eq\a\vs4\al([高分快攻])实验方法：控制变量法．实验条件(1)均衡摩擦力；(2)使供给牵引力的小盘及盘中砝码的总质量m远小于被牵引的小车和车中砝码的总质量M，即m≪M.实验图象及偏差(1)若实验中获取的图象如图甲所示，拉力F很大时AB段显然偏离直线，说明所挂小盘及盘中砝码的总质量太大，不知足远小于小车和车中砝码的总质量的条件．(2)若获取如图乙Ⅰ所示的图象，说明均衡摩擦力过分或均衡摩擦力时木板倾角过大；若获取如图乙Ⅱ所示的图象，说明没有均衡摩擦力或均衡摩擦力时木板倾角过小．(3)若获取如图丙Ⅰ所示的图象，说明均衡摩擦力时木板倾角过大；若获取如图丙Ⅱ所示的图象，说明均衡摩擦力不够，因为拉力大于F0时才产生加快度．(2016·高考全国卷Ⅲ)某物理课外小组利用图甲中的装置研究物体加快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搁置，其右端固定一轻滑轮；轻绳高出滑轮，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N＝5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤以下：(1)将5个钩码所有放入小车中，在长木板左下方垫上适合厚度的小物块，使小车(和钩码)能够在木板上匀速下滑．(2)将n(挨次取n＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．开释小车，同时用传感器记录小车在时辰t相对于其初步地点的位移s，绘制s－t图象，经数据办理后可获取相应的加快度a.(3)对应于不同样的n的a值见下表．n＝2时的s－t图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加快度(保存2位有效数字)，将结果填入下表．n12345a/(m·s－2)0.200.580.781.00(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出a－n图象．从图象能够看出：当物体质量一准时，物体的加快度与其所受的合外力成正比．(5)利用a－n图象求得小车(空载)的质量为________kg(保存2位有效数字，重力加快度取g＝9.8m·s－2)．(6)若以“保持木板水平”来取代步骤(1)，以下说法正确的选项是________(填入正确选项前的标号)．A．a－n图线不再是直线B．a－n图线还是直线，但该直线可是原点C．a－n图线还是直线，但该直线的斜率变大[分析](3)实验中小车做匀加快直线运动，因为小车初速度为零，联合匀变速直线运动规律有s＝eq\f(1,2)at2，联合图乙得加快度a＝0.39m/s2.(5)由(4)知，当物体质量必然，加快度与合外力成正比，得加快度a与n成正比，即a－n图象为过原点的直线．a－n图象的斜率k＝0.196m/s2，均衡摩擦力后，下端所挂钩码的总重力供给小车的加快度，nm0g＝(M＋Nm0)a，解得a＝eq\f(m0g,M＋Nm0)n，则k＝eq\f(m0g,M＋Nm0)，可得M＝0.45kg.(6)若未均衡摩擦力，则下端所挂钩码的总重力与小车所受摩擦力的协力供给小车的加快度，即nm0g－μ[M＋(N－n)m0]g＝(M＋Nm0)a，解得a＝eq\f(（1＋μ）m0g,M＋Nm0)·n－μg，可见图线截距不为零，其图线还是直线，图线斜率相对均衡摩擦力时有所变大，B、C项正确．[答案](3)0.39(0.37～0.41均可)(4)a－n图线如图(5)0.45(0.43～0.47均可)(6)BC[打破训练](2018·高考全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置丈量木块与木板之间的动摩擦因数．高出圆滑定滑轮的细线两头分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方搁置砝码．迟缓向左拉动水平搁置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在连续滑动时，弹簧秤的示数即为木块遇到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在表中给出，此中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答以下问题：(1)f4＝________N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加快度大小g之间的关系式为f＝________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；(4)取g＝9.80m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________．(保存2位有效数字)分析：(1)对弹簧秤进行读数得2.75N.(2)在图象上增添(0.05kg，2.15N)、(0.20kg，2.75N)这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大概均匀散布在直线双侧，如答案图所示．(3)由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f－m图线的斜率为k＝μg.(4)依据图象求出k＝3.9N/kg，代入数据得μ＝0.40.答案：(1)2.75(2)以以下图(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40研究动能定理eq\a\vs4\al([高分快攻])在研究动能定理时，平常有定性分析和定量计算两种察看方式．定性分析一般要求作出W－v2图象，也能够拓展为与W或v2有关的物理量间的关系图象，如l－v2等；定量计算时需要用W＝Fl计算合外力做的功，再利用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)计算出动能的变化量，比较即可．(2017·高考北京卷)如图1所示，用质量为m的重物经过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动状况．利用该装置能够达成“研究动能定理”的实验．(1)打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)．A．直流电源B．沟通电源(2)实验中，需要均衡摩擦力和其余阻力．正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且________(选填选项前的字母)的状况下，轻推一下小车．若小车拖着纸带做匀速运动，表示已经除去了摩擦力和其余阻力的影响．A．计时器不打点B．计时器打点(3)接通电源，开释小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上挨次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…如图2所示．实验中，重物质量远小于小车质量，能够为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝______________，打B点时小车的速度v＝________．(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2－W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为__________________．依据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是________________．(5)假定已经完满除去了摩擦力和其余阻力的影响，若重物质量不知足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反应v2－W关系的是______________．[分析](1)打点计时器使用的电源是沟通电源，应选B.(2)实验中，均衡摩擦力和其余阻力时，应先不挂重物，把长木板右端适合垫高，在小车后边挂上纸带，接通电源，在打点计时器打点的状况下，轻推一下小车，给小车一个初速度，若小车拖着纸带做匀速运动，则表示已经除去了摩擦力和其余阻力的影响．(3)实验中，能够为小车所受的拉力F大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝Fx2＝mgx2.在匀变速直线运动中，中间时辰的刹时速度等于这段时间内的均匀速度，故vB＝eq\f(xAC,2T)＝eq\f(x3－x1,2T).(4)由题图3可知，v2＝kW，斜率k＝eq\f(v2,W)，其单位为m2·s－2·J－1.又1J＝1N·m，1N＝1kg·m·s－2，故1J＝1kg·m2·s－2，故J－1＝kg－1·m－2·s2，所以斜率k＝eq\f(v2,W)的单位为eq\f(1,kg)，故与图线斜率有关的物理量应是质量．(5)假定完满除去了摩擦力和其余阻力的影响，对由小车和重物构成的系统，其动能增添量为ΔEk＝eq\f(（m＋M）v2,2)，考虑到我们按重力做功W＝mgx，有ΔEk＝eq\f(（M＋m）v2,2)＝W，即v2＝eq\f(2,M＋m)W，故v2－W的图象斜率k＝eq\f(2,M＋m)，保持不变，应选项A正确．[答案](1)B(2)AB(3)mgx2eq\f(x3－x1,2T)(4)v2＝kW，k＝(4.5～5.0)m2·s－2·J－1质量(5)A[打破训练]在做“研究功和物体速度变化量的关系”的实验时，某同学假想，由功的计算式W＝Flcosα可知，保持力不变，增添力作用的距离的倍数也能够增添功的倍数．据此，他设计了以下实验方案(实验装置如图甲所示)：A．取一平坦的长木板倾斜固定在水平桌面上，将一光电门(与计算机连结)固定于长木板下端的a点；B．在长木板上标出与光电门间距分别为x＝L、2L、3L、4L、5L、…的点b、c、d、e、f、…；C．将带有很窄的挡光片的小车分别从b、c、d、e、f、…点由静止开释，利用光电门测出小车经过a点的速度v＝v1、v2、v3、v4、v5、…；D．选择适合的物理量，此后作出有关图象，找寻x和v的关系，从而得出功和物体速度变化量的关系．依据上述实验步骤，回答以下问题：(1)本方案中能否需要均衡摩擦力？________．(填“需要”或“不需要”)(2)该同学依据上述方案做了实验，实验记录的数据如表所示：x/cm15.0030.0045.0060.0075.00v/(m·s－1)0.640.891.101.271.42请你自行确立横、纵坐标所代表的物理量和坐标轴标度，在如图乙所示的坐标纸中画出有关图象．(3)由(2)中所作的图象能够得出本实验的最后结论是．答案：(1)不需要(2)以以下图(3)合外力做的功与物体速度平方的变化量成正比

考证机械能守恒定律eq\a\vs4\al([高分快攻])考证机械能守恒定律的数据办理方法一：利用初步点和第n点计算．代入ghn和eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)，假如在实验偏差赞成的范围内，ghn＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)，则考证了机械能守恒定律．方法二：任取两点计算．任取两点A、B测出hAB，算出ghAB；算出eq\f(1,2)veq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,A)的值；在实验偏差赞成的范围内，若ghAB＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,A)，则考证了机械能守恒定律．方法三：图象法．从纸带上采纳多个点，丈量从第一点到其余各点的着落高度h，并计算各点速度的平方v2，此后以eq\f(1,2)v2为纵轴，以h为横轴，依据实验数据绘出eq\f(1,2)v2－h图线．若在实验偏差赞成的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则考证了机械能守恒定律．偏差分析教材中考证机械能守恒定律的实验是利用自由落体运动进行研究的，在重物和纸带着落过程中要战胜阻力做功，故动能的增添量必然略小于重力势能的减少许，这是不可以防范的，属于系统偏差．而利用竖直上抛运动考证机械能守恒定律，动能的减少许略大于重力势能的增添量，所以在对偏差进行分析时，要依据实验方法和条件合理分析，不可以够盲目套用公式或结论．(2016·高考全国卷Ⅰ)某同学用图甲所示的实验装置考证机械能守恒定律，此中打点计时器的电源为沟通电源，能够使用的频次有20Hz、30Hz和40Hz.打出纸带的一部分如图乙所示．该同学在实验中没有记录沟通电的频次f，需要用实验数据和其余题给条件进行计算．(1)若从打出的纸带可判断重物匀加快着落，利用f和图乙中给出的物理量能够写出：在打点计时器打出B点时，重物着落的速度大小为____________，打出C点时重物着落的速度大小为____________，重物着落的加快度大小为____________．(2)已测得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；当地重力加快度大小为9.80m/s2，实验中重物遇到的均匀阻力大小约为其重力的1%.由此计算出f为________Hz.[分析](1)利用做匀变速直线运动的质点在一段时间内的均匀速度等于中间时辰的刹时速度，可得打点计时器打出B点时重物着落的速度vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(（s1＋s2）f,2)；打出C点时重物着落的速度vC＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(（s2＋s3）f,2).依据加快度的定义，重物着落的加快度大小为a＝eq\f(vC－vB,T)＝(vC－vB)f＝eq\f(（s3－s1）f2,2).(2)依据题述，重物着落遇到的阻力为0.01mg，由牛顿第二定律得，mg－0.01mg＝ma，解得a＝0.99g.由eq\f(（s3－s1）f2,2)＝0.99g，解得f＝40Hz.[答案](1)eq\f(（s1＋s2）f,2)eq\f(（s2＋s3）f,2)eq\f(（s3－s1）f2,2)(2)40[打破训练]用如图甲所示的装置考证机械能守恒定律，已知打点计时器打点频次f＝50Hz.(1)实验中获取的一条纸带如图乙所示，将第一个打点标志为O，选择点迹清楚且便于丈量的连续5个点，标为A、B、C、D、E，测出A、C、E到O点的距离分别为d1＝9.51cm、d2＝15.71cm、d3＝23.47cm.重物质量为0.5kg，当地重力加快度g＝9.80m/s2.现采纳OC段的数据进行办理，则OC段重物的重力势能减少许为________J，动能增添量为________J．(计算结果保存两位有效数字)(2)实验结果常常是重力势能的减少许大于动能的增添量，对于这个偏差，以下说法正确的选项是________．A．该偏差属于有时偏差B．该偏差属于系统偏差C．能够经过多次丈量取均匀值的方法来减小该偏差D．能够经过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该偏差分析：(1)由题图中所给数据可计算出打C点时重物的刹时速度vC＝eq\f(xAE,4T)＝eq\f(d3－d1,4T)＝eq\f(（23.47－9.51）×10－2,4×0.02)m/s＝1.745m/s，ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)×0.5×1.7452J≈0.76J，ΔEp＝mgd2＝0.5×9.8×0.1571J≈0.77J.(2)重力势能的减少许略大于动能的增添量是因为存在空气阻力和摩擦阻力，这是实验原理和仪器带来的偏差，是系统偏差，应选项B、D正确．答案：(1)0.770.76(2)BD考证动量守恒定律eq\a\vs4\al([高分快攻])常有的“考证动量守恒定律”的实验是利用小球在斜面上加快，测出高度和水平位移，此后由平抛运动规律得出小球速度的，我们也可利用物块在斜面上加快，在水平面上减速，利用动能定理可知只需能测出物体在水平面上的位移，即可求出物块的初速度，从而也能够考证动量守恒定律．某同学在做“考证动量守恒定律”的实验，实验室具备的实验器械有：斜槽轨道，大小相等、质量不同样的小钢球A、B，刻度尺、白纸，圆规，重垂线一条．实验装置如图甲所示，P为不放B球时A球的均匀落点，M点和N点分别为碰撞后A球和B球的均匀落点．(1)对于实验中注意事项、丈量器械和需要丈量的物理量，以下说法中正确的选项是________．A．实验前调理轨道时应注意槽的尾端的切线是水平的B．实验中要保证每次让A球从斜槽轨道上同一高度处由静止开释C．实验中还缺乏的器械有复写纸和秒表D．实验中需要丈量的物理量只有A球的质量m1和B球的质量m2(2)在m1>m2时，实验中记下了O、M、P、N四个点的地点(如图乙所示)，若知足____________________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，则说明碰撞中动量守恒；若还知足____________________(只好用OM、OP、ON表示)，则说明碰撞前后动能也相等．(3)此实验中若m1＝eq\f(3,2)m2，则实验中碰撞结束时辰两球动量大小之比为p1∶p2＝________．[分析](1)因为要保证两球发生弹性碰撞后做平抛运动，即初速度沿水平方向，所以必然保证槽的尾端的切线是水平的，选项A正确；因为实验要重复进行多次以确立碰撞后两小球的落点确实切地点，所以每次碰撞前小球A的速度必然同样，依据mgh＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(2gh)，所以每次必然让A球从斜槽轨道上同一高度处由静止开释，选项B正确；考证m1v0＝m1v1＋m2v2，因为碰撞后A球和B球从同一高度开始做平抛运动，依据h＝eq\f(1,2)gt2可得两球做平抛运动的时间同样，故可考证m1v0t＝m1v1t＋m2v2t，而v0t＝OP，v1t＝OM，v2t＝ON，故只需要考证m1OP＝m1OM＋m2ON，所以要丈量A球的质量m1和B球的质量m2，故需要天平；在地面上适合的地点铺上白纸并在白纸上边铺上复写纸，小球落在复写纸上，能够在白纸上留着落点印迹，所以还要复写纸，不需要秒表，选项C错误；由m1OP＝m1OM＋m2ON可知实验中需要丈量的物理量是A球的质量m1和B球的质量m2，线段OP、OM和ON的长度，选项D错误．(2)由(1)可知考证碰撞中的动量守恒的表达式为m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.若碰撞前后系统的动能相等，则有eq\f(1,2)m1·(OP)2＝eq\f(1,2)m1·(OM)2＋eq\f(1,2)m2·(ON)2，联立解得OP＝ON－OM.(3)实验中碰撞结束时辰两球的动量大小之比为p1∶p2＝m1v1∶m2v2＝(m1·OM)∶(m2·ON)＝1∶2.[答案](1)AB(2)m1·OP＝m1·OM＋m2·ONOP＝ON－OM(3)1∶2[打破训练]一起学采纳如图(a)所示的实验装置，设计了考证动量守恒定律的实验．实验装置中的斜面和水平面之间用很短的圆滑曲面连结，物块经过圆滑曲面时速度大小不变．实验步骤主要包含：①采纳两块表面粗拙程度同样的物块A、B.②将两个粘扣分别钉到两物块的侧面上，使两物块相碰时能粘合在一起．③让物块A从斜面上某一地点O处由静止开始滑下，记下物块A在水平面上停下的地点P(多次滑下以正确确立地点P)，如图(b)所示．④在凑近斜面底端处放物块B，并使带有粘扣的一侧朝左，标出此时B所处地点M，如图(c)所示，让物块A从同一地点O处由静止开始滑下，A、B碰撞后粘合在一起，标出停止时两物块的地点N，如图(c)所示．⑤用刻度尺测MP、MN的长度s1、s2，用天平测出A、B的质量mA、mB.(1)只需mA、mB、s1、s2之间知足关系式________________________________________________________________________，就能够以为碰撞刹时A、B系统的总动量保持不变．(2)为了增大碰前物块A的速度，可采纳的举措有：_______________________，_______________________________________________.分析：(1)设碰前物块A的速度大小为v1，碰后刹时物块A、B的共同速度为v2，对未放物块B时物块A从M运动到P的过程，由动能定理得－μmAg·s1＝－eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,1)，解得v1＝eq\r(2μgs1)，对碰撞后A、B一起从M运动到N的过程，由动能定理可得－μ(mA＋mB)gs2＝－eq\f(1,2)(mA＋mB)veq\o\al(2,2)，解得v2＝eq\r(2μgs2)，碰撞刹时若知足动量守恒，则应有mAv1＝(mA＋mB)v2，即mAeq\r(2μgs1)＝(mA＋mB)eq\r(2μgs2)，解得mAeq\r(s1)＝(mA＋mB)eq\r(s2).即只需mA、mB、s1、s2之间知足关系式mAeq\r(s1)＝(mA＋mB)eq\r(s2)，碰撞刹时A、B系统的总动量就保持不变．(2)为了增大碰前物块A的速度，可采纳的举措有：增添物块A开始下滑时的高度，让碰撞点尽量凑近斜面底端．答案：(1)mAeq\r(s1)＝(mA＋mB)eq\r(s2)(2)增添物块A开始下滑时的高度让碰撞点尽量凑近斜面底端,(建议用时：60分钟)1．(2018·高考全国卷Ⅲ)甲、乙两同学经过下边的实验丈量人的反应时间．实验步骤以下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(地点恰巧处于L刻度处，但未遇到尺)，准备用手指夹住着落的尺．(2)甲在不通知乙的状况下，忽然放手，尺子着落；乙看到尺子着落伍迅速用手指夹住尺子．若夹住尺子的地点刻度为L1，重力加快度大小为g，则乙的反应时间为________(用L、L1和g表示)．(3)已知当地的重力加快度大小为g＝9.80m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反应时间为________s．(结果保存2位有效数字)(4)写出一条能提升丈量结果正确程度的建议：__________________________．分析：依据题述，在乙的反应时间t内，尺子着落高度h＝L－L1，由自由落体运动规律可知，h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2（L－L1）,g)).代入数据得t＝0.20s.答案：(2)eq\r(\f(2（L－L1）,g))(3)0.20(4)多次丈量取均匀值；初始时乙的手指尽可能凑近尺子(答出一条即可)2．为了“考证机械能守恒定律”，某学生想到用气垫导轨和光电门及质量为m的小车来进行实验，以以下图，他将长为L、本来已调至水平的气垫导轨的左端垫高H，在导轨上的两点处罚别安装光电门A和B，此后将小车从导轨上端开释，光电门自动记录小车经过A、B光电门时，车上挡光片的挡光时间Δt1、Δt2，用游标卡尺测得挡光片宽度为d.(1)要考证小车在运动过程中机械能守恒，还必然测出__________．(2)本实验考证机械能守恒定律的原理式为________________________(用已知丈量量和还必然测出的物理量的符号表示)．分析：(1)依据eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgh可知，还需要测出两光电门之间的距离l.(2)重力势能的减少许ΔEp＝mglsinθ＝mgleq\f(H,L)，动能增添量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\f(1,2)meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2)，需要考证ΔEp＝ΔEk，可得需要考证的表达式为2geq\f(Hl,L)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2).答案：(1)两光电门之间的距离l(2)2geq\f(Hl,L)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))eq\s\up12(2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))eq\s\up12(2)3．(2016·高考全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行研究，实验装置如图(a)所示：轻弹簧搁置在圆滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连结，纸带穿过打点计时器并与物块连结．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止开释物块，经过丈量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．(1)实验中波及以下操作步骤：①把纸带向左拉直②放手开释物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并丈量弹簧压缩量上述步骤正确的操作次序是________(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样地点后所获取的实质打点结果．打点计时器所用沟通电的频次为50Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块走开弹簧时的速度为________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．分析：(1)实验中应先向左推物块使弹簧压缩，丈量弹簧的压缩量，此后把纸带向左拉直，再接通打点计时器电源，等打点坚固后，再放手开释物块，使其向右滑动，所以步骤为④①③②.(2)因为物块走开弹簧时的速度最大，所以M纸带对应的实验中物块走开弹簧时的速度为v＝eq\f(2.58×10－2m,0.02s)＝1.29m/s.因为弹簧压缩量越大，弹性势能越大，所以推开物块后，弹簧弹性势能转变成物块的动能越多，物块走开弹簧后获取的速度越大，打的点间距越大，所以M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．答案：(1)④①③②(2)1.29M4．(2018·威海二诊)某同学设计了一个用打点计时器考证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推进小车A使之做匀速运动，此后与本来静止在前面的小车B相碰并粘合成一体，连续做匀速运动．他设计的装置如图甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频次为50Hz，长木板下垫着小木片以均衡摩擦力．(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距(已标在图上)．A为运动的起点，则应选________段来计算A碰撞前的速度，应选________段来计算A和B碰撞后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)．(2)已测得小车A的质量m1＝0.4kg，小车B的质量m2＝0.2kg，则碰撞前两小车的总动量为________kg·m/s，碰撞后两小车的总动量为________kg·m/s.(3)实验获取的结论是________________________________________________________________________．分析：(1)从分析纸带上打点状况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，所以BC段能较正确地描述小车A在碰撞前的运动状况，应采纳BC段计算A碰撞前的速度．从CD段打点状况看，小车的运动状况还没坚固，而在DE段小车运动坚固，故应采纳DE段计算A和B碰撞后的共同速度．(2)小车A在碰撞前速度为v0＝eq\f(BC,5T)＝eq\f(10.50×10－2,5×0.02)m/s＝1.050m/s小车A在碰撞前动量为p0＝mAv0＝0.4×1.050kg·m/s＝0.420kg·m/s碰撞后A、B共同速度v＝eq\f(DE,5T)＝eq\f(6.95×10－2,5×0.02)m/s＝0.695m/s碰撞后A、B的总动量p＝(mA＋mB)v＝(0.2＋0.4)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s.答案：(1)BCDE(2)0.4200.417(3)在实验偏差赞成的范围内，系统的动量守恒5．(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的均匀速度、刹时速度和加快度之间的关系．使用的器械有：斜面、滑块、长度不同样的矩形挡光片、光电计时器．实验步骤以下：①如图(a)，将光电门固定在斜面下端周边；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的地点，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光芒被挡光片遮住的时间Δt；③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v表示滑块在挡光片遮住光芒的Δt时间内的均匀速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中地点同样，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②③；⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中获取的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．达成以下填空：(1)用a表示滑块下滑的加快度大小，用vA表示挡光片前端抵达光电门时滑块的刹时速度大小，则v与vA、a和Δt的关系式为v＝________________．(2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________cm/s2.(结果保存3位有效数字)分析：(1)因为滑块做匀变速运动，在挡光片经过光电门的过程中，由运动学公式得：vΔt＝vAΔt＋eq\f(1,2)a(Δt)2，则v＝vA＋eq\f(1,2)aΔt.(2)由v＝vA＋eq\f(1,2)aΔt联合题图(c)可知，图线与纵轴的交点的纵坐标即为vA，将图线延伸与纵轴订交，得vA＝52.1cm/s，图线的斜率等于eq\f(1,2)a，即eq\f(1,2)a＝eq\f(53.60－52.13,0.18)cm/s2，求得a＝16.3cm/s2.答案：(1)vA＋eq\f(a,2)Δt(2)52.116.36．(2016·高考浙江卷)某同学在“研究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲