主题一“纸带、光电门”类实验

第三板块力学实验考纲实验·一表尽览|常考哪些实验·考实验的哪些方面实验类型考纲实验装置图——记心中常考点——盘查清“纸带、光电门”类实验研究匀变速直线运动①考读算：读计数点间的时间、位移；计算瞬时速度、加速度②考操作：不需要平衡摩擦力、不需要满足悬挂钩码质量远小于小车质量“纸带、光电门”类实验验证牛顿运动定律①考操作：器材安装正误、平衡摩擦力、质量控制要求②测定a：计算加速度③求结论：描点作图像得结论④判成因：给定异常a-F图像，判断其可能成因续表“纸带、光电门”类实验探究动能定理①考操作：器材安装正误、平衡摩擦力②测定v：利用纸带求速度③考图像：W­v2图像续表续表“弹簧、橡皮条”类实验探究弹力与弹簧伸长的关系①考作图：建立适当的F-x坐标系，描点绘出F-x关系图线②考探究：要能根据图像找出F-x关系，并解释斜率含义③找误差：弹簧自重的影响，长度的测量，作图不准确等续表“弹簧、橡皮条”类实验验证力的平行四边形定则①考读数：弹簧测力计示数②考操作：如何拉？怎么拉？拉到哪里？③求合力：作图法求合力④会区分：能区分合力的理论值与实验值续表“碰撞”类实验利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律①考装置：器材安装、小球选取、O点确定②考测量：小球质量的测量和小球平抛运动的水平位移的测量③考结论：根据实验数据判断两球碰撞过程中动量是否守恒续表“碰撞”类实验研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒①考装置：器材安装、导轨水平调整②考测量：滑块的质量、滑块碰撞前后的速度③考验证：滑块碰撞前后动量是否守恒续表“碰撞”类实验用两摆球碰撞验证动量守恒定律①考安装：两个等大的小球用等长细线悬挂，能发生对心正碰②考测量：两小球质量，碰后摆动的最大角度，算出对应速度续表理清学通实验基础，全取力学实验的基础性考法专题七主题一

“纸带、光电门”类实验主题精要归纳

1．由纸带确定时间要注意区分打点计时器打出的点与人为选取的计数点，为便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5s＝0.1s。

实验(一)研究匀变速直线运动1．(2023·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连，右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。[逐点验收评价](2)根据第(1)小题结果补全实验点，如图甲所示。答案：(1)24.00

80.0

(2)见解析图甲(3)70.0

59.0

(4)b

2k2．(2023·乐山高三调研)在研究小车做匀变速直线运动的实验中，使用了如图甲所示的装置：(1)在该实验中，下列做法正确的是________。A．先使小车运动，再接通电源B．该实验需要平衡摩擦力C．打点计时器可以使用8V的直流学生电源D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处(2)如图乙所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，A、C间的距离为x2，则打B点时小车的速度大小vB＝________，小车的加速度大小a＝________。(用x1、x2和T表示)(3)若打点计时器实际工作频率偏大，则根据表达式和题中数据计算出vB的结果与实际值相比________(选填“相等”“偏大”或“偏小”)。(4)若打点计时器额定电压为220V，则实际使用的电源电压为215V，则(2)中得出的小车速度与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析：(1)为了更好地打点，应先接通交流电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，选项A错误；本实验不需要平衡摩擦力，选项B错误；打点计时器只能使用交流电源，选项C错误；将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，选项D正确。(4)打点计时器的打点频率与打点计时器的电压大小无关，所以小车速度的测量值与真实值相比将会不变。3．(2023·西宁高三质检)某实验小组采用如图甲的实验装置验证牛顿运动定律。实验(二)验证牛顿运动定律(1)对于该实验，下列做法正确的是________。A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B．平衡小车受到的摩擦力时，将沙桶通过定滑轮拴在小车上C．通过增减小车上的砝码改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力D．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源(2)在平衡好小车受到的摩擦力后，实验过程中打出一条纸带，如图乙所示，两相邻计数点间还有2个点未画出，实验中使用的交变电流频率为50Hz，则小车运动的加速度大小a＝________m/s2(结果保留2位有效数字)。解析：(1)调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，才能使小车受到的合力保持不变，且为绳的拉力，故A正确；平衡小车受到的摩擦力时，不应将沙桶通过定滑轮拴在小车上，故B错误；平衡摩擦力时应使得小车与砝码的总重力沿斜面方向的分力与小车运动受到的摩擦力平衡，即mgsinθ＝μmgcosθ，由此可知，通过增减小车上的砝码改变小车总质量时，不需要重新平衡摩擦力，故C正确；实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车，故D错误。答案：(1)AC

(2)1.5

(3)越来越大4．(2023·汉中高三质检)某同学设计出如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间Δt1、Δt2，已知当地的重力加速度为g。实验(三)

验证机械能守恒定律(1)该同学用螺旋测微器测出小球的直径如图乙所示，则其直径d＝________mm。(2)为了验证机械能守恒定律，该实验还需