力学实验-2021届高考物理二轮复习题型（原卷版）

专题14力学实验

【方法指导】

一、测量速度的工具、方法

方法仪器器材方法说明、应用举例

测出计数点间距，由打出某点前、后两

交流电源、打点计时器、刻

纸带法点时间内的平均速度替代打出该点时的

度尺

速度

由于挡光片的宽度很小,瞬时速度

光电门、螺旋测微器或游标

光电门法

卡尺3表示滑块上挡光片的宽度，△/表示挡

光片的挡光时间)

竖直平面内末端水平的倾(1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的

利用平抛斜或弧形轨道、刻度尺高度与射程，由平抛运动规律计算初速

运动法度

弹簧、刻度尺、天平

(2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等

(1)由机械能守恒定律或动能定理计算最

低点的速度

竖直平面内的圆弧轨道(或

利用圆周(2)力传感器测出物体经过轨道最低点时

细线牵引的圆周运动)、力

运动法对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物

传感器、天平等

体经过最低点时的速度

(3)验证机械能守恒定律、探究向心力等

二、测定重力加速度的几种常见方案

利用落体测重力加速度(忽略阻力)运动组合物体系统

M磁式吸球器.什

打点，光电门1

计时器-立柱

•-小钢球

,光电门2

4冽肝1

一，，，，，，，，，印球器

〜底座1带

学生电源1\2

匀速圆周运动计

1(mi+m)v2=

打点计时器计光电门计时，原滴水法计时，原2

时，Ax=g/(也

时，利用逐差法理为。2—通=理为h=号,可

可以测量转速)(加2-

测定g,也可以2gM也可以利

再创新：可以验牛顿运动定律、

以利用图象求illE

利用图象法求g用频闪照片)g

机械能守恒定律

三、实验的创新与设计应注意的几点

1.加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实

验情景下，才能设计合理的实验方案。

2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训

练，才能在新情境下进行迁移利用。

命题点一：基本仪器的使用、误差有效数字

考向一游标卡尺的使用与读数

【典例11如图1(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边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,

简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数，当托盘内没有祛码时;移动游标，

使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的祛码时,

移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为cm。当

地的重力加速度大小为9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保留3位有效数字)。

图1

考向二螺旋测微器的使用与读数

【典例2】用螺旋测微器测量两个工件的直径如图2所示，则工件的直径分别为

mm>mm«

图2

【拓展练习】

1.如图3甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9mm长10等分、19mm

长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为mm、mms________mm。

234

，出山甲“中川f

。1()2()

甲乙

()12345

h"山口|，¥吊川川阙'N出出破帆4平

|o1。203()405()

丙

图3

2.某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图4甲、乙所示，则该金属杆的长度和直

径分别为cm和mm。

命题点二：通过测量“速度”进行探究'验证的实验

考向一直接利用“速度”进行探究的实验

【典例1】用图5所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

图5

主要实验步骤如下：

a.安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。

b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点OQ=0),然后每隔相同的

时间间隔7选取一个计数点，如图6中A、B、C、D、E、F……所示。

C.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作。卜

。2、。3、。4、V5...

d.以速度。为纵轴、时间［为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有和(填选项前的字母)。

A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含祛码)

(2)在图中已标出计数点A、B、。、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。一］图象。

(3)观察。一t图象，可以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)描绘。-f图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度等表示各计数

点的瞬时速度，从理论上讲，对△/的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”)；

从实验的角度看，选取的©大小与速度测量的误差________(选填“有关”或“无关”)。

(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水

计时，为此他设计了如图7所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你

结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时

间均匀变化的。

考向二从测定“速度”出发进一步研究其他规律的实验

【典例2】如图8所示的冲击摆装置，是高中物理专用实验仪器，主要用于研究物体

的完全非弹性碰撞及测定钢球的速度等实验。其原理是利用弹簧枪发射钢球，将钢球水平打

入静止摆块左侧的小洞并停在里面，时间极短，摆块（内含钢球）向右摆动，推动指针，指针

摆过的最大角度即为摆块的最大摆角。己知摆块质量为M=80g,钢球质量为m=8.4g,直

径d=12.7mm,弹簧枪水平发射钢球的速度有三挡。

图8

（1）某实验小组利用平抛运动规律测量弹簧枪全部三挡的发射钢球速度，先将摆块移开,

发射后钢球做平抛运动，测得三次实验中钢球的水平位移如表所示，并通过相关数据计算出

了1、3挡钢球的发射速度，请你估算S的大小。

发射挡位平抛水平位移发射速度

10.27m01=5.4m/s

20.33mV2=___________

30.38m6=7.6m/s

（2）设钢球打进摆块的初速度为如果钢球和摆块系统的动量守恒，则钢球打进摆块

后系统的机械能与打进前瞬间钢球动能的比值为。（设摆块初始位置的重力势能为0）

A-^B-^-

【拓展练习】

1.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动

纸带下滑，打出的纸带一部分如图9所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸

带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打

点计时器最先打出的是点。在打出C点时物块的速度大小为m/s（保留3

位有效数字）；物块下滑的加速度大小为m/s2（保留2位有效数字）。

图9

2.用图10甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。

图10

(1)实验的主要步骤：

①用游标卡尺测量挡光片的宽度”，结果如图乙所示，读得“=mm；

②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；

③滑块从A点静止释放(已知祛码落地前挡光片已通过光电门)；

④读出挡光片通过光电门所用的时间r；

⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出r值。

(2)根据实验测得的数据，以x为横坐标，♦为纵坐标，在坐标纸中作出《一x图线如图

11所示，求得该图线的斜率k=m-'-s-2；由此进一步求得滑块的加速度。=

m-s_2»(计算结果均保留3位有效数字)

图11

3.某实验小组利用图12甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。小钢球由静止释放自

由下落过程中，计时装置测出小钢球通过光电门时间为r,用小钢球通过光电门的平均速度

表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出刚释放时钢球球心到光电门间的距离为伍当地

的重力加速度为g,小钢球所受空气阻力可忽略不计。

o—

h

甲乙

图12

(1)先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径4=cm。

(2)要验证小钢球的机械能是否守恒，需要满足的方程是。(用题

中所给字母表示)

(3)实验中小钢球通过光电门的平均速度(选填“大于”或“小于”)小钢球球

心通过光电门时的瞬时速度。

命题点三：通过测量“力”进行探究'验证的实验

考向一探究弹簧形变与弹力的关系

【典例1】某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。

(1)图13甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73cm；图乙是在

弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量△/为cm；

图13

(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项

中规范的做法是；(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量M与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离

直线。4,造成这种现象的主要原因是。

考向二研究互成角度力的合成规律

［典例2］某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：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)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有o

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

B.重复实验再次进行验证时，结点0的位置可以与前一次不同

C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度

D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须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材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置。、

力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示。其中对于提高实验精度

最有利的是。

考向三探究加速度与物体受力、质量的关系

【典例3】某物理课外小组利用图14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N=5个，每个

质量均为0.010kg。实验步骤如下：

凸，汽

长木板II!4

图14

(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〃(依次取〃=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余N一〃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f相对于

其起始位置的位移s,绘制s—f图象，经数据处理后可得到相应的加速度服

(3)对应于不同的〃的a值见下表。n=2时的s-t图象如图15甲所示；由图求出此时

小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表。

n12345

a/ms~20.200.580.781.00

a/nrs

图15

(4)利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出“一〃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。

(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g=9.8m-s-2)。

(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)

\.a-n图线不再是直线

B.a-n图线仍是直线，但该直线不过原点

C.a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变大

【拓展练习】

1.在“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验中，某同学先测出不挂钩码时弹簧下端指针

所指刻度尺刻度，然后将不同数量的相同的钩码依次悬挂在竖直弹簧下端，并记录好相应读

数。

(1)某次测量如图16所示，刻度尺竖直放置，零刻度线在上面，则指针所指刻度尺读数

为cm。

(2)该同学在实验过程中，发现挂前3个钩码时，钩码重力与对应的弹簧伸长量基本成

正比关系，但当挂上第4个钩码时，弹簧突然向下伸长很多，和前3组数据对比，明显不再

成正比关系，产生这种情况的原因是.

(3)更换新的同种弹簧后进一步探究，在挂上第3个钩码后，在弹簧伸长过程中钩码的

机械能将,弹簧的弹性势能将。(填“增加”“不变”或“减少”)

2.某同学在“探究弹簧的弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度

系数为500N/m。如图17所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。

在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下，

(1)弹簧秤。、。间夹角为90。，弹簧秤a的读数是N(图乙所示)，则弹簧秤6的

读数可能为No

(2)若弹簧秤a、8间夹角大于90。，保持弹簧秤。与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤。

与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数(填“变大”“变

小”或“不变”)o

3.探究“加速度与物体受力、物体质量关系”的实验装置如图18甲所示。小车后面固

定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑

轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。

个

电火花打

力点计时器

ra-T-i纸带

传

感

器

^

甲

图18

(1)关于平衡摩擦力，下列说法正确的是。

A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码

B.改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力

C.改变小车拉力时，不需要重新平衡摩擦力

(2)实验中(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量。

(3)某同学根据实验数据作出了加速度a与力尸的关系图象如图乙所示，图线不过原点

的原因是。

A.钩码质量没有远小于小车质量

B.平衡摩擦力时木板倾角过大

C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力

命题点四：通过“平抛运动”进行研究、验证的实验

【典例】用如图19所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的

硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬

板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新

释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

图19

（1）下列实验条件必须满足的有。

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化

D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于。点，钢球的（选填“最上

端”“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时（选填

“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图20所示，在轨迹上

取4、B、C三点，A8和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是％

和力，则,_______1（选填“大于”“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小

为（已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示）。

C

图20

(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是

A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得

到平抛运动轨迹

C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将

会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹

(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻

力,不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体o

A.在水平方向上做匀速直线运动

B.在竖直方向上做自由落体运动

C.在下落过程中机械能守恒

(5)牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远,

如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。

同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请

分析原因。

【拓展练习】

1.采用如图21甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。

(1)实验时需要下列哪个器材;

A.弹簧秤B.重垂线C.打点计时器

(2)(多选)做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。

下列的一些操作要求，正确的是；

A.每次必须由同一位置静止释放小球

B.每次必需严格地等距离下降记录小球位置

C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触

D.记录的点应适当多一些

(3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图乙所

示的频闪照片。在测得XI、X2、冷、X4后，需要验证的关系是。已知频闪周期为7,

用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是。

D#

2.用如图22甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律，实验步骤如

下：

①用天平测出A、B两个小球的质量如和，如；

②安装好实验装置，使斜槽的末端保持水平；

③先不在斜槽的末端放小球B,从斜槽上位置P由静止开始释放小球4,小球A离开斜

槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；

④将小球8放在斜槽的末端，再从位置P处由静止释放小球A,使它们碰撞，频闪照

相机连续拍摄下两个小球的位置（如图内所示）；

⑤测出所需要的物理量。

图22

请回答：

⑴实验①中A、B的两球质量应满足如_______，加（填”或）。

（2）在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有—、—、—（请选填“孙、州、

必、以、XB、班”）

（3）两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是；两球发生的

是弹性正碰，则还应满足的方程是（用所测物理量表示）。

命题点五：力学创新实验

考向一在实验器材上进行等效替换的创新类

【典例1】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23（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30s内共滴下46个小水滴）

(b)

图23

(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2位有效数字)

考向二在实验原理上变换的创新类

【典例2】某同学利用如图24所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在

铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下：

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度”；

②在重锤1上加上质量为m的小钩码；

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表，在重锤

1落地时停止计时，记录下落时间；

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值%

请回答下列问题：

⑴步骤④可以减小对下落时间f测量的(选填“偶然”或“系统”)误差。

(2)实验要求小钩码的质量机要比重锤的质量M小很多，主要是为了o

A.使〃测得更准确

B.使重锤1下落的时间长一些

C.使系统的总质量近似等于2M

D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等

(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做？

(4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为，如。用实

验中的测量量和已知量表示g,得g=。

【典例3】如图25(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材

有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等。回

答下列问题：

(b)

图25

(1)铁块与木板间动摩擦因数"=(用木板与水平面的夹角0、重力加速度g

和铁块下滑的加速度。表示)。

(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使9=30。。接通电源，开启打点计时器，释

放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下•多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。

图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80m/s2,可

以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为(结果保留2位小数)。

【拓展练习】

1.甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学

负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔01s拍1幅

照片。

(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是。(填

正确【答案】标号)

A.米尺B.秒表

C.光电门D.天平

(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。

答:_________________________________________________________________

(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到=24.5cm、ac=58.7cm,

2

则该地的重力加速度大小为g=m/so(保留2位有效数字)

2.如图26甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，圆形卡纸固定在电动机转轴上，

在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的旁边安装一个改装过的打点计时器，已知打点计

时器的打点频率为50Hz。

下面是该实验的实验步骤：

①按实验要求安装器材；

②启动电动机，使圆形卡纸转动起来；

③转动稳定后，接通打点计时器的电源，在卡纸边缘打点；

④断开打点计时器和电动机电源；

⑤根据卡纸上留下的部分痕迹，测出某两点间的圆心角，如图乙所示，计算出电动机的

角速度。

⑴实验中使用电磁打点计时器，学生电源应采用下图中的接法（填"A”或"B”）。

佛幽i

AB

（2）若测得图乙中6=120。，则电动机转动的角速度3=rad/so

3.某研究性实验小组为探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响

因素，进行了模拟实验研究。如图27为测定风力的实验装置图。其中CO是一段水平放置

的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大；一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端

固定于。点，另一端悬挂小球P,无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在C点接触，OC=H；

有风时细金属丝将偏离竖直方向，与电阻丝相交于某一点（如图中虚线所示，细金属丝与电

阻丝始终保持良好的导电接触）。

（1）已知电源电动势为E,内阻不计，理想电压表两接线柱分别与。点和C点相连，球

P的质量为〃7,重力加速度为g,由此可推得风力大小尸与电压表示数U的关系为尸=。

（2）研究小组的同学猜想：风力大小F可能与风速大小。和球半径，•这两个因素有关，

于是他们进行了实验后获得了如下数据（下表中风速v的单位为m/s,电压U的单位为V,

球半径r的单位为m）,根据表中数据可知，风力大小F与风速大小v和球半径r的关系是

(比彳列系数用&表示)。

电压宝风速(V)

10152030

以‘门f”:

0.259.6014.519.128.7

0.502.403.604.817.19

0.751.071.612.133.21

【专题训练】

1.在“探究弹簧形变与弹力的关系”实验中，所用装置如图1甲所示。弹簧的上端固定

在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺。现在测得在

挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如表。已知所有钩码的质量可认为相同且

为，w=50g,当地重力加速度g=9.8m/s2。请回答下列问题：

钩码数〃012345

刻度尺读数xn(cm)2.624.175.707.228.8410.64

一Xn-x〃-1(cm)01.551.531.521.621.80

图1

(1)AX4、AX5与AX］、Ax2>AX3有很大区别的可能原因是。

(2)实验小组成员通过人(犬2—Xo)=2mg,k(X3—xi)=2mg得到劲度系数k=上4f,

请根据该方法计算出弹簧的劲度系数k=N/mo(结果保留2位有效数字)

(3)更换不同的弹簧做实验，实验小组成员根据每次所用钩码的质量与测得的弹簧长度

x,作出》一机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/mo

2.甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：

(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(位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺。

(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住

尺子。若夹住尺子的位置刻度为L，重力加速度大小为g,则乙的反应时间为(用乙、

L\和g表示)。

(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm,心=10.4cm。乙的反应时

间为So(结果保留2位有效数字)

(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：

3.如图2(a)由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验

装置。实验时，在水平长直木板旁边放上刻度尺，小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平

面。利用该装置与器材，完成能体现如图(b)“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推

论(设重力加速度为g)。

图2

(1)请指出，实验时必须控制的实验条件

(2)请表述，由实验现象可以得出的实验推论：

_____________________________________________________________________0

(3)图(c)是每隔。时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片，测得

小车之间的距离分别是S|、S2、S3、S4，由此可估算出小车与水平面间的动摩擦因数〃=

(需要用Si、S2、S3、S4、g、Af字符表示)。

4.如图3甲所示，一条质量和厚度不计的纸带缠绕在固定于架子上的定滑轮上，纸带的

下端悬挂一质量为m的重物，将重物由静止释放，滑轮将在纸带带动下转动。假设纸带和

滑轮不打滑，为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前将纸带先穿过一电火花计

时器，交变电流的频率为50Hz,如图乙所示，通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的

变化情况。图4为打点计时器打出来的纸带，取中间的一段，在这一段上取了7个计数点4、

B、C、D、E、F、G,每相邻的两个计数点间有4个点没有画出，已知©=8.05cm、及=

10.34cm>X3=12.62cm、X4=14.92cm、X5=17.19cm、X6=19.47cm。

图4

(1)根据上面的数据，可以求出。点的速度m/s(结果保留三位有效数字);

(2)测出滑轮半径等于3.00cm,则打下D点时滑轮的角速度为rad/s(结果保留

三位有效数字)：

(3)根据题中所给数据分析，在误差允许范围内，你认为滑轮的角速度随时间是

增大(选填“均匀”或“不均匀”)。

5.某探究小组利用如图5甲所示的实验装置探究加速度与物体质量的关系。首先平衡小

车所受的摩擦力，保持砂和砂桶的质量一定。接通电源，释放小车。多次改变小车的质量，

利用位移传感器测出对应的位移x并描绘x-t图象。

小车位移传感器

笆口

(1)图乙为小车质量M=0.4kg时位移传感器记录下描绘的x-f图象。由图象可知，此

时小车的加速度a=m/s2o

(2)该小组根据数据作出了加速度a的倒数和小车质量M的图象七一同如图丙，图丙中

图线没有过原点，小组讨论后认为图线确实不应该过原点。请用所学知识分析，图丙中c