力学实验（解析版）-2025年高考物理二轮复习

专题25力学实验

考点愿型归纳

一、探究小车速度随时间变化规律的实验..............2

二、探究弹力和弹簧伸长量的关系....................5

三、验证力的平行四边形定则的......................8

四、验证加速度与力成正比的实验...................13

五、研究物体平抛运动实验.........................17

六、探究功与物体速度变化的实验...................23

七、探究动能定理的实验...........................27

八、验证机械能守恒定律的实验.....................31

九、验证动量守恒定律的实验.......................33

十、用单摆测重力加速度的实验.....................38

1

专题一探究小车速度随时间变化规律的实验

1.（2023•全国•高考真题）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。

打点计时器纸带小车

（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s.以打出/点时小车位置为初

始位置，将打出5、C、E、尸各点时小车的位移Ax填到表中，小车发生对应位移和平

均速度分别为Ax和7，表中％°=cm,VAD=cm/so

IIIIII

丽.60T《8.009.40小10.90小12.40—

\••••••（

0ABef）EF、

单位:cm

图（b）

图(c)

2

（3）从实验结果可知，小车运动的。图线可视为一条直线，此直线用方程;;=左4+6表

示，其中左=cm/s2,b=cm/So（结果均保留3位有效数字）

（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出/点时小车速度

大小吟=，小车的加速度大小4==（结果用字母左、6表示）

58.7b2k

【详解】（1）[1]根据纸带的数据可得

\xAD=xAB+xBC+xCD=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm

⑵平均速度为

v=—=80.0cm/s

ADn3T

（2）[3]根据第（1）小题结果补充表格和补全实验点图像得

（3）[4][5]从实验结果可知，小车运动的】一加图线可视为一条直线，图像为

3

此直线用方程工=上4+6表示，由图像可知其中

22

k=2^^._^i2.cm/s=71.5cm/s,b=58.7cm/s

0.4

（4）[6][7]小球做匀变速直线运动，由位移公式、=m2,整理得

x1

一=%H—at

即

-1

v=v+—at

A2

故根据图像斜率和截距可得

vA=b,a=2k

2.（2023•浙江•高考真题）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1

所示。

图1

①需要的实验操作有（多选）;

A.调节滑轮使细线与轨道平行

B.倾斜轨道以补偿阻力

C.小车靠近打点计时器静止释放

D.先接通电源再释放小车

②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、

4为计数点，则计数点1的读数为cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为

50Hz,则打计数点2时小车的速度大小为：m/s（结果保留3位有效数字）。

4

•0•12•3•4•

Illllllllplllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllplllllllllllllllllllllllllllll

23456789101112

图2

【答案】ACD2.751.48

【详解】①[1]A.实验需要调节滑轮使细线与轨道平行，选项A正确；

B.该实验只要使得小车加速运动即可，不需要倾斜轨道补偿阻力，选项B错误；

C.为了充分利用纸带，则小车靠近打点计时器静止释放，选项C正确；

D.先接通电源再释放小车，选项D正确。

故选ACDo

②[2][3]计数点l的读数为2.75cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则打点

周期T=0.02s,则打计数点2时小车的速度大小为

x13(8.65-2.75)x10-2

匕=-=----------------m/s=1.48m/s

22T0.04

专题二探究弹力和弹簧伸长量的关系

3.(2023•浙江・高考真题)如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究

A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指

刻度4、/的数据如表。

钩码个数012

xj/cm7.758.539.30

x5/cm16.4518.5220.60

5

钩码个数为1时，弹簧A的伸长量Ax』cm,弹簧B的伸长量©B=cm,

两根弹簧弹性势能的增加量殁（选填或“>”）。

【答案】0.781.29<

【详解】［1］钩码个数为1时，弹簧A的伸长量

A%A=8-53cm-7.75cm=0.78cm

［2］弹簧B的伸长量

A%B=18.52cm-16.45cm・0.78cm=1.29cm

［3］在B弹簧下端挂上钩码到系统在无外力作用而处于静止状态的过程，需要有外力迫使系

统最终处于静止状态，外力对系统做负功，系统机械能是减少的，所以两根弹簧弹性势能的

增加量小于钩码减小的重力势能，即

第<mg（AxA+AxB）

4.（2022・湖南•高考真题）小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，

设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

橡

支

皮

架

筋

^

^

3

为"

图

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；

（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度/,记录数据如

下表:

序号12345

硬币数量”/枚510152025

长度1/cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；

6

17

16

15

14

13

12

11

10

图(b)

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示,

此时橡皮筋的长度为cm；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为g（计算结果保留3位有效数字）。

【答案】见解析15.35127

【详解】（3）[1]根据表格标点连线如图

（4）⑵由图可知刻度尺的分度值为1mm,故读数/=15.35cm；

（5）[3]设橡皮筋的劲度系数为左，原长为x。，则

nxmg=左（再一玉））

n2mg=kyx2-x0)

则橡皮筋的劲度系数为左

7

k=(n「%)mg

x2-x1

从作的l-n图线读取数据则可得

,(«2-n^!mg10n2xx-nxx2

k=---------=—mg,x0=———=9.05cm

x2~xl3n2-n}

设冰墩墩的质量为加/,则有

mig=k(l-x0)

可得

mt=^x6.05x(15.35-9.05)g«127g

专题三验证力的平行四边形定则的

5.(2024・海南•高考真题)为验证两个互成角度的力的合成规律，某组同学用两个弹簧测力

计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材，按照如下实验

步骤完成实验：

(I)用图钉将白纸固定在水平木板上;

(II)如图(d)(e)所示，橡皮条的一端固定在木板上的G点，另一端连接轻质小圆环，

将两细线系在小圆环上，细线另一端系在弹簧测力计上，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环

到某位置，并标记圆环的圆心位置为。点，拉力E和乃的方向分别过尸/和P点，大小分

别为B=3.60N、F2=2.90N；拉力B和仍，改用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其圆心到

。点，在拉力厂的方向上标记8点，拉力的大小为尸=5.60N请完成下列问题：

(1)在图(e)中按照给定的标度画出B、仍和尸的图示，然后按平行四边形定则画出B、

入的合力尸。

(2)比较尸和尸，写出可能产生误差的两点原因_____

8

（2）①没有做到弹簧秤、细绳、橡皮条都与木板平行；②读数时没有正视弹簧测力计

【详解】（1）按照给定的标度画出£、凡和尸的图示，然后按平行四边形定则画出尸/、F2

的合力尸，如下图所示

（2）尸和尸不完全重合的误差可能是：①没有做到弹簧秤、细绳、橡皮条都与木板平行；

②读数时没有正视弹簧测力计。

6.（2023•全国•高考真题）在“验证力的平行四边形定贝炉的实验中使用的器材有：木板、白

纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下

列实验步骤：

①用图钉将白纸固定在水平木板上。

②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它

们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力

计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力片和用的大小，并=（多选,

填正确答案标号）

A.用刻度尺量出橡皮条的长度

B.用刻度尺量出两细线的长度

C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

9

③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到，由测力计的示数得到拉力下

的大小，沿细线标记此时尸的方向。

④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作片和F2的合成图，

得出合力尸'的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力厂的图示。

⑤比较F和尸的,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

【答案】CD/DC相同位置大小和方向

【详解】②[1]将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在

小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力

拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力片和耳的大小，还需要用

铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。

故选CD-

③⑵撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到拉力厂

的大小，沿细线标记此时厂的方向；

⑤[3]比较一和尸的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

7.（2022・浙江・高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示,

长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点。为位移测量

起点和计时起点，则打计数点8时小车位移大小为cm。由图3中小车运动的数据点,

求得加速度为m/s2（保留两位有效数字）。

1111111111111111111111111111111111111111111111111111

)cn17>Z

②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是

A.换成质量更小的小车B.调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成磋码盘和祛码D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角

10

Av/(m*s-1)

图3图4

（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，

①下列说法正确的是；

A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同

B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点

C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦

D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板

②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条

结点拉到。点。

【答案】6.15-6.251.7~2.1BC/CBD3

【详解】（1）[1]依题意，打计数点5时小车位移大小为6.20cm,考虑到偶然误差,

6.15cm~6.25cm也可；

[2]由图3中小车运动的数据点，有

考虑到偶然误差，1.7m/s2〜2.1m/s2也可；

[3]A.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于

钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A错误；

B.利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以

平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B正

确；

C.以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有

11

M+m

考虑到实际情况，即/«mg,有

M+m

则可知

M«4m

而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量,

即用可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”

时，需将钩码更换成祛码盘和祛码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正

确；

D.实验过程中，需将连接祛码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，

故D错误。

故选BCo

(2)[4]A.在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不

必使两只测力计的示数相同，故A错误；

B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以

了，故B错误；

C.实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对

细绳的拉力相等，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误；

D.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并

平行于木板，故D正确。

故选D。

[5]若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，

互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点。，记下位置O和弹簧称示数B和两个拉力的

方向；交换弹簧称和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至。点，使两力的方向与原来两力

方向相同，并记下此时弹簧称的示数尸2；只有一个弹簧称将结点拉至。点，并记下此时弹

簧称的示数厂的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡

皮条结点拉到O。

12

专题四验证加速度与力成正比的实验

8.（2024・天津・高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。

（1）为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动,

并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是;

（2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图

中未画出），测得斗=6.20cm,$2=6.70cm,S3=7.21cm,S4=7.73cm。已知打点计时器所接交流

电源频率为50Hz,则小车的加速度。=m/s2（要求充分利用测量数据，结果保

留两位有效数字）；

）BCDE?

—►!<--~~——------►!<------------►]

1511s21s3!S4

（3）该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为

210go按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为

5g、10g、20g、40g处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所

受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽

码质量为go

【答案】（1）B

（2）0.51

（3）40

【详解】（1）若补偿摩擦力恰当，则小车应该匀速运动，打出的纸带应该点迹均匀分布，故

选B。

13

（2）每相邻两个计数点间还有4个点未画出，可知7=O.ls；小车的加速度

a=…丁=<7.73^.21-6.70-6.20）x1^^力$1mzs?

4Tz4x0.12

（3）根据牛顿第二定律，对祛码

mg-T=ma

对小车

T=Ma

可得

T=Mm^=_^mg

M+m]।m

M

则当加较小时传感器的示数越接近与祛码的重力加g;加越大，则传感器的示数与祛码重力

的差异越大，即这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为40g。

9.（2024・甘肃・高考真题）用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。

（1）以下操作正确的是（单选，填正确答案标号）。

A.使小车质量远小于槽码质量B.调整垫块位置以补偿阻力

C.补偿阻力时移去打点计时器和纸带D.释放小车后立即打开打点计时器

（2）保持槽码质量不变，改变小车上祛码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计

数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为S”邑,…,以，时间间隔均为T。下列加速度算

式中，最优的是（单选，填正确答案标号）。

必卢＞«s5A«Ss、«S7.«S3

图2

1S「S]S-6S6—S51一邑S「S3邑—/冷—工

A.ci=—

7丁2丁27272727272

RS6S7—S5S6—S4S5—S384—82S3—

•6^2T22T22T22T22722T2)

14

AY।S「S&|4-邑।Sfs—q

c.

3T23T23T23T°3T2J

V5/I跖-星I、-邑Iaw

D.4T24T242”2

（3）以小车和祛码的总质量M为横坐标，加速度的倒数:为纵坐标，甲、乙两组同学分别得

由图可知，在所受外力一定的条件下，。与M成（填“正比”或“反比”）；甲组所用的.

（填“小车”、“祛码”或“槽码”）质量比乙组的更大。

【答案】（1）B

⑵D

⑶反比槽码

【详解】（1）A.为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远

大于槽码质量，故A错误；

B.为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要

保持细线和长木板平行，故B正确；

C.补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否

做匀速运动，故c错误；

D.根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误。

故选Bo

（2）根据逐差法可知

2

S5-Sl=4atT

2

S6-S2=4a2T

15

跖-邑=4%"

联立可得小车加速度表达式为

」(口+。+寸

44724712472

故选D。

(3)[1]根据图像可知：与河成正比，故在所受外力一定的条件下，。与M成反比;

[2]设槽码的质量为%,则由牛顿第二定律

mg=(jn+M}a

化简可得

11〃1

amgg

故斜率越小，槽码的质量加越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。

10.(2024・广东•高考真题)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部

分步骤，请完成实验操作和计算。

(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的

目的是0图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计

数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz,则小车的加速度大小为m/s2

(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体

的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为<

丙T

16

(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。

遮光筒不可调节。打开并调节0使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上

单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到。

【答案】(1)平衡摩擦力2.86

(2)4.108

(3)光源干涉条纹

【详解】(1)[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力；

[2]小车的加速度大小

义-22-2

a_(16.29+13.43+10.59—7.72—4.88-2.01)10mzs286m/s

”9x0.12s-・$

(2)游标卡尺读数为

41mm+4x0.02mm=41.08mm=4.108cm

(3)[1]⑵在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光

筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光

屏，装上、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。

专题五研究物体平抛运动实验

11.(2024・河北・高考真题)图1为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平,

固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的

挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹.某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如

图2所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点.

图1

①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度(填“相同”或“不同”)。

②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。

17

③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为m/s(当地重力加速度g为

9.8m/s2,保留2位有效数字)。

【详解】［1］为保证钢球每次平抛运动的初速度相同，必须让钢球在斜槽上同一位置静止释

放，故高度相同；

⑵描点连线用平滑曲线连接，钢球做平抛运动的轨迹如图所示

［3］因为抛出点在坐标原点，为方便计算，在图线上找到较远的点，在图线上找到坐标为

19.6cm的点为研究位置，该点坐标为(14.1cm,19.6cm),根据平抛运动规律

,1，

x=vot,y=-gt-

解得

18

v0=0.71m/s

12.（2023・北京・高考真题）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的

特点。

（1）关于实验，下列做法正确的是（填选项前的字母）。

A.选择体积小、质量大的小球B.借助重垂线确定竖直方向

C.先抛出小球，再打开频闪仪D.水平抛出小球

（2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述

运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖

直高度相同，可判断A球竖直方向做运动；根据,可判断A球水

平方向做匀速直线运动。

8OOO

0O

0O

0O

0O

0O

O

o

OO

（3）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒

频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的个位置。

（4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐

标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy,并测量

出另外两个位置的坐标值（为，乙）、（巧，乙），如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的

合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为

图3

19

【答案】ABD自由落体运动A球相邻两位置水平距离相等10

力-2”

【详解】用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选择体积小质量大的小球

可以减小空气阻力的影响，A正确；

B.本实验需要借助重垂线确定竖直方向，B正确；

CD.实验过程先打开频闪仪，再水平抛出小球，C错误，D正确。

故选ABDo

(2)⑵[3]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A球竖直方向做自由落体

运动；根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。

(3)[4]小球从高度为0.8m的桌面水平抛出，根据运动学公式〃=gg〃，解得

频闪仪每秒频闪25次，频闪周期

T=—s=0.04s

25

故最多可以得到小球在空中运动个数为

(4)[5]如图/、外分别表示水平和竖直方向，设重垂线方向为与歹轴间的夹角为建立

坐标系存在两种情况，如图所示

sy7'''K\

y2I必

当建立的坐标系为a、必时，则X轴方向做匀减速运动，根据逐差法计算加速度有

2

x2-2%1=-gsin0(2T)j轴方向在

=gcos8（2T）

联立解得

20

tan”

%-2%

当建立的坐标系为乙、为时，则x轴方向做匀加速运动，根据逐差法计算加速度有

x2-2X1=gsin8（2T）［y轴方向在

%-2乃=gcos8（2T）2

联立解得

tan8=士生

%-2%

综上所述，重垂线方向与y轴间夹角的正切值为

x-2x

tan。=2l

了2-2%

13.（2023・浙江・高考真题）在“探究平抛运动的特点”实验中

（1）用图1装置进行探究，下列说法正确的是=

A.只能探究平抛运动水平分运动的特点

B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验

C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点

（2）用图2装置进行实验，下列说法正确的是o

A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平

B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动

C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下

（3）用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点

迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上尸点静止滚下，撞击挡板留下

点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4o以点迹0为

坐标原点，竖直向下建立坐标轴片各点迹坐标值分别为勿、”、口、以。测得钢球直径为力

21

则钢球平抛初速度V0为，

/d、,a(1、

B.(x+~)D.(4%-y)

【答案】BCD

【详解】(1)[1]AC.用如图1所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，不

能研究水平分运动的特点，故AC错误；

B.在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，最后得出结论，故B正确。

故选B。

(2)[2]AC.为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等,

每一次小球需要静止从同一位置释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；

B.上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。

故选C。

(3)[3]A.竖直方向，根据

12

%=]g广

水平方向

d

尤一§=引

联立可得

故A错误；

B.竖直方向，根据

=g/

水平方向

x=vGt

联立可得

故B错误;

22

CD.竖直方向根据

12

居=融

水平方向

联立可得

故D正确，C错误。

故选D。

【点睛】

专题六探究功与物体速度变化的实验

14.（2021・浙江•高考真题）用如图所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实验。装有祛码

的盘用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和祛码的重力可当作牵引力。小车运动的位移和速度可

以由打点纸带测出，以小车为研究对象，改变祛码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速

度变化的关系。

盘和诔码

①关于这个实验，下列说法正确的是；

A.需要补偿小车受到阻力的影响

B.该实验装置可以“验证机械能守恒定律”

C.需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行

D.需要满足盘和祛码的总质量远小于小车的质量

②如图2所示是两条纸带，实验时打出的应是第条（填写“I”或“n”）纸带;

23

0lcm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

・•・••••♦••・♦•••

01cm23456789101112131415161718192021222324

II

③根据实验数据,在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线，据此图象（填“能”

或“不能”）求出小车的质量。

【答案】ACDII能

【详解】①[1]A.题中需要将盘和祛码的重力可当作牵引力，所以首先需要补偿小车受到阻

力的影响，即抬高长木板右端，小车在不接盘和祛码的情况下，轻推小车，使小车做匀速直

线运动，说明小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力等大反向，A正确；

D.然后挂上盘与祛码加，根据牛顿第二定律

mg-T=ma

对小车根据牛顿第二定律

T=Ma

两式相比解得绳子拉力

M1

M+m。]+a

当满足盘和祛码的总质量远小于小车的质量，^T=mg,盘和祛码的重力可当作牵引力，D

正确；

B.实验过程中摩擦阻力无法消除，本实验装置无法验证“机械能守恒定律”故B错误。

C.细线与长木板平行需要平行，保证绳子的拉力与小车运动方向一致，这样盘和祛码的重

力可完全当作牵引力，C正确。

故选ACDo

②⑵小车做匀加速直线运动，位移逐渐增大，所以实验打出的纸带是第II条。

③[3]根据动能定理可知少=4历2,图像的斜率为:"，据沙能求出小车的质量。

15.（2024•四川泸州•二模）某学习小组利用如图所示的装置，探究滑块所受合外力做的功

与其动能变化量间的关系。细绳的一端连接上力传感器后系在天花板上，另一端通过滑轮系

24

上带有遮光条的重物，重物正下方有A、B两个光电门。

①测量滑块(带滑轮)的总质量加，遮光条的宽度力光电门A、B之间的高度肌

②垫高木板一端，使得滑块恰能在倾斜木板上做匀速直线运动；

③按图正确连接器材，使两细绳与倾斜木板平行；

④由静止释放重物，滑块将在细绳拉动下运动，记录力传感器的示数厂及遮光条经过光电

门A、B的挡光时间A。、加2。

(1)关于该实验，要达到实验目的，下列说法正确的是0

A.该实验不需要重物质量远小于滑块质量

B.重复多次实验时每次需要从同一位置静止释放重物

C.该实验需要测量重物(含遮光条)的质量

(2)通过光电门A、B时，重物(含遮光条)的速度大小v4=,vB=o

(3)重物从N点运动到8点过程中，合外力对滑块做功的表达式为沙=。滑块动

能变化量的表达式为常=，发现在误差范围内二者相等，即可得到滑块所受

合外力做的功与其动能变化量之间的关系。［(2)(3)问中均用题中所给已知量表示］。

【答案】⑴A

dd

⑵A"Af2

md2.11.

⑶Fh丁忘了一国7)

【详解】(1)A.该实验中力传感器测量细绳中拉力，不需要重物质量远小于滑块质量。故

A正确；

B.实验中，滑块的位移由两光电门的距离决定，滑块经过光电门的速度可以直接计算，所

25

以重复多次实验时每次没有必要从同一位置静止释放重物。也不需要测量重物(含遮光条)

的质量。故BC错误。

故选Ao

(2)通过光电门A、B时，重物(含遮光条)的速度大小

(3)口］重物从4点运动到8点过程中，合外力对滑块做功的表达式为

h

W=2F—=Fh

2

⑵滑块动能变化量的表达式为

AE.=­m——m■

2包丫(MP

16.(2024・广西・二模)如图甲是“探究功与速度变化的关系”的实验装置，其中打点计时器所

用交流电的频率为50Hz。当质量为0.10kg的小车，在1条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对

小车做的功记为Wo

1.60A1.6231.64*1.64

DCD

(1)关于该实验，(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。

(2)当用2条、3条……完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，由于每次实验中

橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次、第3次……实验中，橡皮筋对小车做的功分别

,每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出

的纸带求出。

(3)图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带，测得4B、C、D、£相邻两点间的距离分别

为4B=1.60cm,SC=1.62cm,CD=1.64cm,DE=1.64cm,则小车获得的最大速度为—

m/so(结果保留两位有效数字)

26

【答案】（1）需要

（2）2W3W

(3)0.82

【详解】（1）为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力。

（2）由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，故每根橡皮筋对小车做功大小相等，因此第

2次、第3次实验中，橡皮筋对小车做的功分别为2M3Wo

（3）速度越大，相同时间内通过的位移越大，由图可知，纸带的CD、间距最大，且相

等,即速度达到最大值，两点间的时间间隔为0.02s,则最大速度为

x0.0164

=-C^D-=---------m/s=0.82m/s

t0.02

专题七探究动能定理的实验

17.（2021•河北・高考真题）某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关

系，所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时

器、带遮光条的滑块（质量为200g,其上可放钩码）、刻度尺，当地重力加速度为9.80m/s2,

实验操作步骤如下：

遮光条光电门I光电门2

图1

①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm,轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；

②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光

电门的速度；

③保持最下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量,

重复上述步骤；

④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量”、系统（包含滑块、滑

块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量阳及系统总机械能的减少量相，结果如

27

下表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

A^k/J0.5820.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列问题：

(1)实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为J(保留三位有效数字)；

(2)步骤④中的数据所缺数据为；

(3)若M为横轴，△£为纵轴，选择合适的标度，在图2中