2025年高考物理二轮复习：力学实验

专题六实验与探究

1g体系重构•贯通知识脉络二、

验证机械能守怛定律验证型实验

验证动量守恒定律）—:-----1

实

验压强传感器

测量重力加速度有关实验仪—［双缝干涉仪

器

测量动摩擦因数有关实验测量型实验

测量做直线运动物体的瞬等效法

时速度

实模型法

验控制变量法

探究弹簧弹力和形变量的关系方

法

一图像法

探究互成角度的力的合成规律

实

力累积法

验

探究加速度与物体受力、物体质疑的关系学

与

实

探究平抛运动的特点探用油膜法估测分子大小

验

究

探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系_测量

实

型用双缝干涉测光的波长

验测量玻璃的折射率-实验原理：〃=覆

转换法

究

等效法探

实

实

型探究气体压强与体积的关系

留迹法验

方验控制|变量法

累积法

法

控制变量法控制气体温度和质量不变

激

夯

发

实

创

理测量导体的电阻率

新

电压表、电流表、电阻表读数论

意

基观察电容器的充、放电现象

基

识

础

本

一测量电源的电动势和内阻

仪

实

器

验探究影响感应电流方向的因素

、

仪探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

表T电学实验卜

的

使安安法（伏伏法）

用

一

一等效替代法

创电阻测量诉一

新

实

验电桥法

一

电流天平、霍尔元件等

传感器的应用一

【备考指南】预计2025年高考实验命题的命题思路会延续原型实验的拓展和

创新，通过选择、填空、连线、问答等形式全面考查考生的实验探究能力和创新

能力。基本仪器的工作原理及使用方法、纸带类问题、弹簧类实验、测量工具的

使用和读数问题、气垫导轨的使用、电阻的测量、电源的电动势和内阻的测量、

有关热敏电阻和光敏电阻等传感器有关的实验，仍是今后高考实验的命题重点。

备考过程中要立足教材中的基本实验，加强对实验原理的理解与实验的变式训

练，加强实践和科学探究素养的训练，同时要关注热学及光学实验。

力学实验

突破点一“纸带'光电门及频闪照相”类实验

1.应用实例

(1)探究小车速度随时间变化的规律

①根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，测出不同时刻的瞬时

速度，然后绘制。“图像，分析运动规律。

②根据纸带用逐差法直接测量加速度或由v-t图像斜率求加速度。

(2)探究加速度与物体受力、物体质量的关系

①平衡阻力，垫高长木板使不挂槽码的小车能匀速下滑，不用重复平衡阻力。

②实验必须保证的条件：小车质量机》槽码质量机，。

特别提醒一定理解实验原理，有些创新实验方案中不需要满足以上两条。

(3)验证机械能守恒定律

①竖直安装打点计时器，以减少摩擦力。

②选用质量大、体积小、密度大的材料。

③选取第1、2两点间距离接近2mm的纸带，用人进行验证。

(4)验证动量守恒定律

①利用气垫导轨和光电门测出物体碰撞前后的速度，验证的表达式：皿01+加2。2

=miVfi+m2Vr2^miVi=(mi+o

②利用等长摆球完成一维碰撞，测出摆球速度，验证的表达式：皿0=MIUI+

m2Vf2o

2.速度和加速度的测量

做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于

这段时间中间时刻的瞬时速度。如图所示，求打某一点时

测瞬物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔

时T的两段位移x〃和川+1,则打"点时的速度为=岩1迫

速度

纸带、\n-1nn+1\

\______1_______1___________1_______)

频闪照片

测加①用“逐差法”求加速度，如图所示

速度q_(%4+%5+%6)—(%1+冗2+%3)

9r2

②作出v-t图像，通过图像的斜率求物体运动的加速度，

Av

a=—

At

eo123456$

'X\'X2'X3'X4'x5'"6'

光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d,

测

挡板遮住光电门光线的时间为A6则小车通过光电门的速

速度

光电门度片展

测加若已知两个光电门之间的距离为X,小车通过两个光电门

速度时的速度分别为。1、。2,则。=铲

2x

[典例1](利用“光电门”探究F、阳、a的关系)(2024•江西卷)某小组探究物

体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示，水平轨道上安装两个

光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩

码。

遮光片小车光电门

滑轮

钩码

(1)实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以

平衡小车所受阻力。

(2)小车的质量为Mi=320go利用光电门系统测出不同钩码质量m所对应小车

(b)

(3)由图线甲可知，歹较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了

进一步探究，将小车的质量增加至M2=470g,重复步骤⑵的测量过程，作出如

F图像，如图(b)中图线乙所示。

(4)与图线甲相比，图线乙的线性区间,非线性区间o再将小车

的质量增加至M3=720g,重复步骤⑵的测量过程，记录钩码所受重力F与小

车加速度如表所示(表中第9〜14组数据未列出)。

序号12345

钩码所受重力F/(X9.8N)0.0200.0400.0600.0800.100

小车加速度a/(m•s-2)0.260.550.821.081.36

序号6789-1415

钩码所受重力f7(X9.8N)0.1200.1400.160・・・0.300

小车加速度a/(m•s-2)1.671.952.20・・・3.92

(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙。

(6)根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量_______________时，。与F成

正比。结合所学知识对上述推断进行解释:o

［解析］(4)根据对题图(b)分析可知，与图线甲相比，图线乙的线性区间较大，非

线性区间较小。

⑸在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线

上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，如答图所示。

(6)对钩码根据牛顿第二定律有F-对小车根据牛顿第二定律有T=Ma,

联立解得F=(M+»z)a,变形得a=」一F,当机时，可认为用+M=M,则

M+m

-I

a=M-F,即a与F成正比。

［答案］(4)较大较小⑸如图所示(6)远大于钩码的质量见解析

a/(m-s-2)

［典例2］(利用“纸带”探究F、小a的关系X2024•广东六校联考)一同学设

计了一个实验探究木块与木板间的动摩擦因数"。如图甲所示，在水平放置的带

滑轮的长木板上静置一个带有祛码的木块，最初木块与祛码总质量为M,木块

的左端通过细绳连接一小托盘，木块右端连接纸带。该同学的实验方案如下：

乙

⑴将木块中放置的祛码取出一个并轻放在小托盘上，接通打点计时器电源，释

放木块，木块开始加速运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；

(2)继续将木块中放置的硅码取出并放在小托盘中，测量木块运动的加速度；

(3)重复以上操作，记录下每次托盘中硅码的重力机g,通过纸带计算每次木块的

加速度数据表格如下；

实验次数12345

托盘中祛码的总重力mg1.5N2N2.5N3.0N3.5N

木块的加速度(单位m/s2)0.001.952.974.06as

第5次实验中得到的一条纸带如图乙所示，已知打点计时器工作频率为50Hz,

纸带上相邻两计数点间还有四个点未画出，由此可计算得出恁=m/s%结

果保留两位小数)；

(4汝口果以用g为横轴，以加速度。为纵轴，将表格中的数据描点并在图丙中画出

a-mg图像；

⑸若小托盘的质量忽略不计，且本实验中小托盘内质量为m的祛码取自于木块,

故系统的总质量始终为M不变，于是可得系统加速度。、木块与木板间的动摩

擦因数〃应满足的方程为：=Ma,

(6)若根据数据画出a加g图像为直线，其斜率为瓦纵截距为一儿则〃可表示

为，总质量M可表示为(用鼠〃和g表示)，并可得到测量值〃

=(g取9.8m/s2,结果保留两位小数)。

la/(m-s-2)

［解析］(3)利用逐差法可得恁=花潸=5.13m/s2o

(4)描点画图如图所示。

(5)根据牛顿第二定律可得zwg—T=，〃a,T'm)g=(M-m)a,且T=7\

联立可得mg—fi(M—m)g=Mao

(6)根据机g—4(Af—nz)g=Afa,整理可得a=.+胃m"—“g,斜率为左=管，截距

为一b=「g,解得〃=；,M=^,利用图像数据可知8约等于2.18m/s2,可

得"弋0.22。

［答案］(3)5.13(4)见解析图⑸加g—〃(M—w)g(6)-用0.22(0.21-

9叼

0.23均可)

突破点二“弹簧、橡皮筋”类实验

1.探究弹簧弹力与形变量的关系

⑴安装：按照原理装置图安装实验仪器。

(2)操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止时测出弹簧长度。

(3)作图：坐标轴标度要适中，单位要标注，连线时要通过尽可能多的数据点，不

能通过的数据点均匀分布在图线的两侧，明显偏离图线的点要舍去。

(4)两种非常规图像分析

①图像发生弯曲：悬挂钩码数量过多，导致弹簧的形变量超出了其弹性限度，不

再符合胡克定律便=区)，故图像发生弯曲，如图所示。

②截距不为0：测量弹簧原长时弹簧是水平放置的，由于弹簧有自重，将其悬挂

起来后会有一定的伸长量，故图像横轴截距不为0,如图所示。

2.探究两个互成角度的力的合成规律

(1)等效：同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点。位置必须保持不变。

(2)拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行)，橡皮条、弹簧测力计和细绳套

与纸面平行；两分力的、F2的夹角不要太大或太小。

(3)记录：记下每次各力的大小和方向，标记方向的两点适当远些。

(4)作图：选定比例要相同，严格按力的图示要求作平行四边形求合力。

3.根据Ep=**2测量弹簧劲度系数

⑴安装：按照实验原理固定实验器材。

(2)操作：让小球从弹簧正上方由静止释放。

(3)记录：记录小球经过弹簧上端光电门的挡光时间，测出弹簧的最大压缩量。

(4)数据处理：作系图像。

[典例3](探究互成角度的力的合成规律)某同学做“验证力的平行四边形定则”

的实验，他用两根自由长度为L)的完全相同的轻弹簧(弹簧始终处于弹性限度内)

和重物进行了如下操作：

乙

i。

长度L

簧的

出弹

后测

稳定

端，

簧下

在弹

连接

细绳

通过

重物

，把

所示

图甲

⑴如

。,

为53

角均

的夹

方向

水平

簧与

两弹

定时

物,稳

起重

簧挂

根弹

,用两

所示

图乙

(2)如

L2、

o、

，则L

成立

定则

边形

行四

的平

若力

、L,

为心

分别

长度

簧的

两弹

测出

3

os

.8,c

°=0

sin53

表示，

给字母

题目所

o(用

件为

的条

满足

心需

.6)

53°=0

__

____

____

____

____

____

____

____

____

____

是__

源可能

误差来

设计的

实验

(3)本