2026年高考物理二轮复习（北京）专题16 力学实验（专题专练）（解析版）

专题16力学实验

目录

第一部分风向速递洞察考向，感知前沿

第二部分分层突破固本培优，精准提分

A组·保分基础练

题型01纸带类和光电门类实验

题型02弹簧类和橡皮条类实验

题型03力学其他实验

题型04力学创新类实验

B组·抢分能力练

第三部分真题验证对标高考，感悟考法

1．（2025·北京育才学校·期中）(1)在“探究速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的交

流电的频率是50Hz，记录小车运动的纸带如图所示。在纸带上选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，

相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离如图所示。小车在B点的速度vB＝m/s；

小车运动的加速度a＝m/s2。（保留两位有效数字）

(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连

接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。在做“验证动量

、

守恒定律”的实验时，用天平测量两个小球的质量m1m2

若所测物理量满足表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒。

①若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为。

(②3)如图所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。该实验没有考虑各种阻力的影

响，这属于本实验的误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当

是EpEk（选填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】(1)0.251.0

222

(2)m1•OPm1•OMm2•ONm1OPm1OMm2ON

(3)系统大于

【解析】（1）[1]因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s利用

xAC0.05

匀变速直线运动的推论得vBm/s0.25m/s

tAC20.1

xx

[2]根据逐差法可得加速度大小为aDGAD1.0m/s2

9T2

（2）[1]因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的

位移，该位①移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A

球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式

m1•OPm1•OMm2•ON

说明两球碰撞遵守动量守恒定律；

111

[2]若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为mv2mv2mv2

210211222

②111

即mOP2mOM2mON2

212122

222

即m1OPm1OMm2ON

＞

（3）[1][2]由于各种阻力的影响，导致重力势能有一部分转化为内能，所以EpEk。这种误差属于

本实验的系统误差。

2．（2025·北京朝阳·期中）(1)用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。下列说法正确的是

__________。（填选项前的字母）

A．实验前调节装置使斜槽末端水平

B．小球a和小球b的半径可以不相等

C．小球a的质量小于小球b的质量

D．用最小的圆将小球b多次落点圈在里面，圆心为小球b的平均落点位置

(2)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，下列操作有利于减小实验误差的是________。（填

选项前的字母）

A．将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计进行实验

B．拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，且尽量长些

C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与纸面平行

D．画力的图示时应选定合适的标度，使力的图示适当大些

(3)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，图乙是纸带上打出的一系列计时点（打点频率为50Hz），

根据图中数据推断小车做匀加速运动的依据是，小车的加速度大小为

m/s2（保留两位有效数字）。

(4)用图丙（a）装置探究加速度与力的关系。小车（含发射器）的质量为200g。小车的加速度a可由计

算机所描绘的位移x随时间t变化的图像得到，图丙（b）对应的小车加速度大小为m/s2（保留

2位有效数字）。多次改变钩码质量m，测量小车对应的加速度a，获得图丙（c）的am图像，图线不过

原点的原因可能是。（填选项前的字母）

A．未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

B．平衡摩擦力时轨道倾角太大

C．钩码质量未远小于小车（含发射器）质量

【答案】(1)AD

(2)CD

(3)连续相等时间内，小车的位移差是一常数2.5

(4)0.40A

【解析】（1）A．为了确保小球抛出后做平抛运动，实验前调节装置使斜槽末端水平，故A正确；

B．为了使小球对心碰撞，平抛后做平抛运动，两球的半径必须相等，故B错误；

C．为了防止小球a碰撞后反弹，必须使小球a的质量大于小球b的质量，故C错误；

D．用最小的圆将小球b多次落点圈在里面，圆心为小球b的平均落点位置，减小实验误差，故D正确。

故选AD。

（2）A．将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，弹簧测力计的示数不需要相等，只要可以准确测出力

的大小即可，故A错误；

B．拴在橡皮条上的两条细绳不需要等长，但为了作图方便，可以适当长些，故B错误；

C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与纸面平行，以减小实验误差，故C正确；

D．画力的图示时应选定合适的标度，使力的图示适当大些，以减小作图引起的误差，故D正确。

故选CD。

（3）[1]由图可知，连续相等时间内，小车的位移差x1mm，由此可以判定小车做匀加速直线运动；

[2]根据匀变速直线运动规律xaT2

x1103

解得小车的加速度大小为am/s22.5m/s2

T20.022

1

（4）[1]根据匀变速直线运动规律xat2

2

2x20.8

可得小车的加速度am/s20.40m/s2

t22.002

[2]图像没有经过原点，说明钩码的质量不为零时，小车的加速度为零，即小车受到一定外力时，加速

度依然为零，由此可以判定是实验时没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不足。故选A。

3．（2025·北京市海淀区·期中）用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)关于本实验，下列做法正确的是______。（选填选项前的字母）

A．打点计时器接在交流电源上

B．实验时先释放小车再接通电源

C．细线可以与木板不平行

(2)实验中打出的一条纸带如图所示，A、B、C为依次选取的三个计数点，相邻计数点间的时间间隔

为T，则小车的加速度a。

(3)在不挂托盘的情况下，某同学平衡摩擦力和其他阻力后进行实验，实验中保持小车质量不变，通过

改变放入托盘中的砝码的个数（每个砝码的质量均相同），得到小车的加速度a随砝码个数n变化的关系图

线，图中可能正确的是______。

A．B．

C．D．

【答案】(1)A

x2x

(2)21

T2

(3)D

【解析】（1）A．打点计时器接在交流电源上，A正确；

B．实验时先接通电源再释放小车，B错误；

C．细线必须要与木板平行，C错误；故选A。

（2）根据xaT2

(xx)xx2x

可得小车的加速度a21121

T2T2

（3）设砝码盘质量m，每个砝码的质量为m0，小车的质量为M，开始时认为砝码和砝码盘的重力近似

等于小车的牵引力，则由牛顿第二定律(mnm0)gMa

mgmg

即a0n

MM

mg

即a-n图像为在a轴上有截距a的倾斜的直线；

0M

(mnm0)g(mnm0)g

随着n的增加，当不满足M>>(m+nm0)时，加速度为a

mnm0MM

可知图像向下弯曲，则图像为D所示。

4．（2025·北京四中·期中）小贾同学探究平抛运动的规律。如图甲所示，在地面上平铺一个带

有插槽的木板，其上等间隔地分布着平行的P0P0、P1P1、P2P2、P3P3等插槽，其中P0P0在重垂线的正下方。

将覆盖复写纸的方格纸铺在硬纸板B上，将B板竖直插入槽中，使小球从斜轨上滚下，小球在与B板碰撞，

即可获取一个点迹。图乙中a、b、c、d分别对应某次实验中B板在P0P0、P1P1、P2P2、P3P3时获得的点迹，

根据这些点迹对平抛运动进行研究。

(1)关于本次实验，下列说法正确的是________。

A．斜轨应尽量光滑，以减小实验误差

B．斜轨末端必须保持水平

C．小球必须从斜轨上同一位置由静止释放

(2)图乙中每个小方格边长为L，当地重力加速度大小为g，相邻插槽间距为d，则小球平抛的初速度v0

（用d、g、L表示）。

【答案】(1)BC

g

(2)d

2L

【解析】（1）AC．为了保证每次小球离开斜槽的速度相同，小球必须从斜轨上同一位置由静止释放，

但斜槽不需要尽量光滑，故A错误，C正确；

B．为了保证小球离开斜槽后做平抛运动，斜轨末端必须保持水平，故B正确。

故选BC。

2

（2）根据匀变速直线运动推论Δyy2y13LLgT

2L

解得T

g

dg

小球平抛的初速度vd

0T2L

5．（2025·北京朝阳·期中）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度

大小为g。

(1)下列实验步骤正确的操作顺序为__________。（填步骤前的字母）

A．先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带

B．将纸带穿过打点计时器的限位孔，下端固定在重物上，用手捏住纸带上端保持静止

C．在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据

D．关闭电源，取下纸带

(2)实验中选出一条纸带如图乙所示。O点为下落起始点，选取三个连续打出的点A、B、C，测得它

们到O点的距离分别为hA、hB、hC。打点计时器打点的周期为T。若该同学想验证从打O点到打B点的过

程中重物的机械能守恒，请结合图中物理量写出他需要验证的等式为。

(3)如图丙所示，某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律。她先用游标卡尺测量挡光片宽度d

mm（如图丁）；由固定的初始位置由静止释放滑块，测出该位置挡光片到光电门的距离l1、挡光片通过光

电门时的挡光时间t1、滑块和挡光片的总质量M以及托盘和砝码的总质量m。此后不断改变光电门的位置，

11

依次获得多组数据l2、l3以及对应的t、t以距离l为纵轴、为横轴建立直角坐标系，描绘l图像。

23t2t2

从理论上分析，若该图像是一条过原点的直线，且斜率大小为（用题中字母表示），则可验证

机械能守恒定律。

(4)为减小（3）问中的实验误差，需要调节调平旋钮确保气垫导轨水平，判断已经调平的依据

是。

【答案】(1)BADC

(hh)2

(2)ghCA

B8T2

(Mm)d2

(3)5.0

2mg

(4)见解析

【解析】（1）实验前将纸带穿过打点计时器的限位孔，下端固定在重物上，用手捏住纸带上端保持静

止；实验时先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带；之后关闭电源，取下纸带，在纸带上选

取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据。故实验步骤正确的操作顺序为BADC。

（2）设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，减少的重力势能为EpmghB

xhh

打B点的速度大小为vACCA

B2T2T

1m(hh)2

则从打O点到打B点的过程中，增加的动能为Emv20CA

k2B8T2

m(hh)2

根据机械能守恒可得mghCA

B8T2

(hh)2

想验证从打O点到打B点的过程中重物的机械能守恒，则需要验证的等式为ghCA

B8T2

（3）[1]10分度游标卡尺的精确值为0.1mm，由图可知挡光片宽度为d5mm00.1mm5.0mm

d

[2]滑块经过光电门时的速度大小为v

t

11d

根据系统机械能守恒可得mgl(Mm)v2(Mm)()2

22t

(Mm)d21

整理可得l

2mgt2

(Mm)d2

若该图像是一条过原点的直线，且斜率大小为，则可验证机械能守恒定律。

2mg

（4）需要调节调平旋钮确保气垫导轨水平，判断已经调平的依据是：将滑块轻置于气垫导轨任意位置

上基本保持静止不动。（或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块，当滑块做匀速运动，滑块经过两个光

电门时的挡光时间相等。）

01纸带类和光电门类实验

1．（2025·北京清华附中·月考）如图所示装置可测出气垫导轨上滑块的速度。已知固定在滑块上的遮光条

的宽度为0.60cm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.030s，则遮光条经过光电门的平均速度大小为

m/s.（计算结果保留2位有效数字）

【答案】0.20

d0.60.01

【解析】已知遮光条经过光电门的宽度较小，则由平均速度公式可得vm/s0.20m/s

t0.03

2．（2025·北京一零一中学·月考）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验

操作、数据分析等。

(1)某同学利用图1装置“探究小车速度随时间变化的规律”。图2为实验所得的一条纸带，选其中一个

合适的点当作计时起点O，每隔4个点选取一个计数点，测得各计数点A、B、C、D、E、F到O点间的距

离分别为：OA=7.05cm，OB=14.73cm，OC=23.04cm，OD=31.99cm，OE=41.58cm，OF=51.78cm。已知交变

电流的频率为50Hz。根据纸带数据计算小车运动的加速度a=m/s2（结果均保留两位有效数字）

(2)适当调整图1装置，该同学想进一步“探究小车加速度与力的关系”。则下列调整和分析正确的是

（）

A．在平衡小车所受的摩擦力时，小车的左端需要悬挂细绳和钩码

B．为使小车所受拉力与钩码重力近似相等，钩码质量要远小于小车质量

C．认为小车所受拉力等于钩码重力，由此带来的误差属于系统误差

D．当打点计时器工作的实际电压略低于额定电压时，利用纸带求得的加速度将偏小

(3)在正确完成（2）中操作后，该同学继续用此装置“探究钩码重力所做的功W和小车速度平方的变化

2222

量v（vv1v0）间的关系”，则从理论上分析，下列图像正确的是（）

A．B．C．

【答案】(1)0.63(2)BC(3)A

CFOCOFOCOC

【解析】（1）根据逐差法，可得加速度为a

9T29T2

代入数据解得a0.63m/s2

（2）A．在平衡小车所受的摩擦力时，小车的左端不需要悬挂细绳和钩码，故A错误；

B．对钩码，根据牛顿第二定律得mgFma

对小车，根据牛顿第二定律FMa

Mmgmg

F

联立解得m

Mm1

M

当Mm时，Fmg，故B正确；

C．在实验过程中，小车所受拉力实际上是小于钩码的重力，故认为小车所受拉力等于钩码重力，由此

带来的误差属于系统误差，故C正确；

CFOCOFOCOC

D．根据逐差法求得的加速度a可知加速度与电压无关，故当打点计时器工

9T29T2

作的实际电压略低于额定电压时，利用纸带求得的加速度将不变，故D错误

故选BC。

1212122

（3）若不考虑一切阻力，根据动能定理得Wmv2mv1mv，所以Wv是一条过原点的倾

222

斜直线，故选A

3．（2025·北京十一学校·月考）某实验小组利用图所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。

(1)为了让细线对小车的拉力等于小车所受的合外力。需要用垫块将长木板无滑轮的一端垫高来平衡摩

擦力。具体操作是：把长木板垫高后，小车放在长木板上，在不挂砂桶且计时器打点的情况下，轻推一下

小车，若，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

(2)通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a。如图是某次实验所打出的一条纸带，在

纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm。实验中使

用的交流电源频率f=50Hz。根据以上数据，可以算出小车的加速度a=m/s（2保留3位有效数字）。

(3)若始终保持长木板水平，取砂桶和砂的总重力为F。根据测得的数据作出小车的加速度a随F变化

的图线，如图所示。由图中的数据可知小车所受的阻力大小为N，小车的质量为kg。

(4)观察图可以发现，图线发生了“弯曲”。若实验平衡了摩擦力，再次作出小车的加速度a随F变化的

图线（未画出），图线依然会“弯曲”。经过思考后可知，图线“弯曲”的原因在于实验中认为细线对小车的拉

FF直

力F直等于砂桶和砂的总重力F，而实际上F直与F并不相等。现考虑已平衡摩擦力的实验，将100%

F直

记为相对误差δ，设砂桶和砂的总质量为m，小车的质量为M，则相对误差δ与m/M的关系应为。

【答案】(1)打点计时器应该打出一系列间隔均匀的点

(2)0.340

(3)10.5

m

(4)100%

M

【解析】（1）根据题意可知，平衡摩擦力之后，小车在木板上应做匀速直线运动，则轻推一下小车，

打点计时器应该打出一系列间隔均匀的点。

（2）题意可知相邻计数点时间间隔T0.1s，逐差法可知

xx17.468.058.05

a2402102m/s20.340m/s2

4T240.12

（3）[1][2]根据题意，设小车的质量为M，所受阻力为f，由牛顿第二定律有FfMa

11

整理得aFf

MM

f12

可知b2m/s2，kkg1

MM1

联立解得M0.5kg，f1N

（4）根据题意，由牛顿第二定律有FMma，F直Ma

FFm

联立可得直100%100%

F直M

4．（2025·北京人大附中·统练）做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

(1)用图的实验装置，在实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在此过程中，下列说法正确的是

A．小车后面不能拖纸带

B．系在小车的细绳上不能悬挂小桶

C．打点计时器必须接通电源

(2)在上图所示装置中，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有

4个点迹没有标出，所用交流电源的频率为50Hz。通过测量，小车此次运动的加速度的测量值a=

m/s2。（计算结果保留2位有效数字）

(3)若采用传感器测量数据进行实验，装置如图所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传输

方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，钩码的总质量用m表示，小车（含车内钩码）和

力传感器的总质量用M表示。

该实验中，在保持M一定的前提下，

A①．需要满足m远小于M，且需要平衡摩擦力

B．需要满足m远小于M，不需要平衡摩擦力

C．不需要满足m远小于M，但需要平衡摩擦力

D．不需要满足m远小于M，也不需要平衡摩擦力

若一位同学在上面的两个选择中都选择了“不需要”，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得

多组力②F及对应的加速度①a，作出a-F图像，最有可能的a-F图像是。

A．B．

C．D．

【答案】(1)BC

(2)1.0

(3)CB

【解析】（1）A．平衡摩擦力时研究对象是小车，是让小车所受的滑动摩擦力以及纸带与打点计时器

间的摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器，

以平衡由于纸带与打点计时器之间的摩擦而产生的摩擦阻力，故A错误；

B．平衡摩擦时，小车不受外力作用下做匀速直线运动，所以不挂小桶，故B正确；

C．打点计时器必须接通电源，纸带上打的点均匀，说明小车做匀速运动，刚好平衡摩擦力，故C正确。

故选BC。

（2）相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,则计数点间的间隔为T50.02s0.1s

xx(21.68.798.79)102

根据逐差法得小车的加速度aCEAC1.0m/s2

(2T)240.12

（3）[1]用无线式力传感器来测量小车受到的拉力时，力传感器可以读取绳的拉力，所以不需要满足所

挂钩码质量远小于小车质量；但仍要平衡摩擦力；故选C；

[2]若未平衡摩擦力，由牛顿第二定律有FMgMa

1

整理可得aFg

M

因用力传感器测出了绳的拉力，则图像不会弯曲，而aF图像为倾斜直线有横截距，故选B。

5．（2025·北京石景山·一模）如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

(1)除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_______。

A．秒表

B．天平（含砝码）

C．弹簧测力计

D．刻度尺

(2)平衡摩擦力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点

计时器，（选填“挂”或“不挂”）盘和砝码。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一

定初速度沿木板向下运动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做运动。

(3)甲同学利用vt图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应

的速度，并将各点的速度都标在了如图乙所示的坐标系中。请在图乙坐标系中作出小车运动的vt图

像，并利用图像求出小车此次运动的加速度a=m/s2（保留两位有效数字）。

(4)乙同学在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的a-F图像如图丙所示。

发现图线不过原点，原因可能是。

A①．木板一端垫得过高

B．木板一端垫得过低

C．盘和砝码的总质量太大

D．盘和砝码的总质量太小

发现图线发生了弯曲。经过思考认为，图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力F等于盘

②mgF

和砝码的总重力mg，而实际上F与mg并不相等。将100%记为相对误差δ，若小车质量为M，则相

F

m

对误差δ与的关系图线应为。

M

【答案】(1)BD

(2)不挂匀速直线

(3)1.0

(4)AD

【解析】（1）该实验还需要用天平（含砝码）测量小车的质量；用刻度尺测量纸带；不需要秒表和弹

簧测力计。故选BD。

（2）[1][2]平衡摩擦力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿

过打点计时器，不挂盘和砝码。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向

下运动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

（3）[1][2]作出小车运动的vt图像

0.740.24

图像的斜率等于加速度，则小车此次运动的加速度am/s21.0m/s2

0.5

（4）[1]图线不过原点，即当F=0时加速度不为零，可知原因可能是木板一端垫得过高，平衡摩擦

力过度，故①选A。

[2]根据题意，由牛顿第二定律有mg=（M+m）a

②而F=Ma

mgFMmaMam

则100%100%100%

FMaM

m

所以相对误差δ与的关系成正比例关系。故选D。

M

6．（2025·北京东城·期末）图1是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。

(1)在“探究加速度与力的关系”的实验中，应保持（选填“小车质量”或“槽码质量”）不变。

(2)该实验过程中操作正确的是______。

A．平衡小车受到的阻力时小车未连接纸带

B．纸带打点时，先接通打点计时器电源，后释放小车

C．调节滑轮高度使细绳与长木板平行

(3)某同学通过正确实验操作获得一条纸带，测得各计数点到计数点1的距离如图2所示。已知打点计

时器所用交变电流的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车加速度大小a＝m/s2

（结果保留小数点后两位）。

1

(4)在探究小车的加速度a与小车质量M的关系时，采用图像法处理数据，以小车质量的倒数为横

M

1

坐标，小车的加速度大小a为纵坐标。甲、乙两组同学分别得到的a图像如图3所示。

M

两图线的左下部分均可视为直线，请分析甲组同学所得直线斜率较大的原因；

1

①两图线的右上部分的斜率随的增大逐渐减小，请通过计算解释原因。

M

②

【答案】(1)小车质量

(2)BC

(3)0.51

(4)甲组同学实验中所用槽码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量不再满足mM

【解析】（1）在“探究加速度与力的关系”的实验中，应保持小车质量不变。

（2）A．平衡小车受到的阻力时应不挂槽码，但要使小车拖着纸带匀速运动，选项A错误；

B．纸带打点时，先接通打点计时器电源，后释放小车，选项B正确；

C．调节滑轮高度使细绳与长木板平行，选项C正确。

故选BC。

（3）相邻两计数点间还有四个点未画出，则

T=0.1s

则小车加速度大小

xx(27.8212.8912.89)102

a3513=m/s20.51m/s2

4T240.12

（4）两图线的左下部分均可视为直线，根据

1

①aF

M

可知分析甲组同学所得直线斜率较大的原因是甲组中小车受的牵引力较大，即甲组同学实验中所用槽

码的质量大于乙组同学实验中所用槽码的质量；

设绳上的拉力为T，对m有

②mg-T=ma

对M有

T=Ma

解得加速度

mg1

a

m

1M

M

若mM时，则

1

≪amg

M

即小车加速度

1

a

M

1

随着增大，即M减小的过程中，不再满足mM时

M

mg≪11

amg

m

1MM

M

图像偏离线性关系，且斜率减小。

7．（2025·北京市海淀区·期中）实验小组设计方案验证机械能守恒定律。

(1)甲组同学设计了图所示的实验装置进行实验。

为了完成实验，甲组同学选择从重物开始下落的位置至某一位置的过程进行研究，必须。（选

填选项①前的字母）

A．测量重物下落的时间

B．测量重物下落的高度

C．计算重物下落至某位置的速度

实验中，某同学接通电源后释放重物，得到一条纸带。在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始

②2

点的距离h，计算计数点对应的重物速度v，描绘vh图像，得到一条斜率为k0的直线。在实验误差允许

g

范围内，若斜率k0与当地重力加速度的关系满足k0，则可认为重物下落过程中机械能守恒。

1

(2)乙组同学设计了图所示装置验证机械能守恒定律。已知弹簧的弹性势能Ekx2，k为弹簧的劲度

p2

系数，x为弹簧形变量。

实验中，乙组同学先测得小球静止时力传感器的示数F0，然后用手将小球缓慢向上托起，当传感器示

数恰好为0时静止释放小球，再测得小球下落过程中传感器示数的最大值Fm。更换不同质量的小球，重复

上述实验，得到多组F0、Fm。

该组同学进一步作出FF图像，并作如下判断：若图像是一条过原点的直线，且斜率接近1，则小

0m2

球与弹簧及地球组成的系统机械能守恒。不计弹簧的质量，且弹簧始终处于弹性限度范围内。

判断该组同学的设计方案是否合理，并说明理由。

【答案】(1)BC2g

(2)不合理，该组同学只利用一次实验过程中两个特定状态的物理量的关系，不能验证小球下落整个过

程中系统的机械能守恒。

【解析】（1）[1]甲组同学选择从重物开始下落的位置至某一位置的过程进行研究，需验证的关系为

1

mghmv2①

2

1

即ghv2

2

必须测量重物下落的高度和计算重物下落至某位置的速度，故选BC；

22

[2]根据v2gh，描绘vh图像，则当斜率为k02g时，则可认为重物下落过程中机械能守恒。

②

（2）乙组实验仅通过“小球静止时的力传感器示数F0”和“下落过程中传感器示数的最大值Fm”这两个特

定状态的物理量关系，推导机械能守恒。但机械能守恒需要验证整个下落过程中所有状态的机械能是否守

恒，仅两个状态的关系无法覆盖整个过程的机械能变化。因此，该设计方案不合理，理由是：该组同学只

选用小球在整个下落过程中两个特定状态的物理量关系，无法验证整个下落过程中系统的机械能是否守恒，

所以设计不合理。

8．（2025·北京西城·二模）利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。

(1)关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。

A．用天平测量重物的质量

B．先接通电源后释放纸带

C．用秒表测量重物下落的时间

D．在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度

(2)实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落

、、

的起始点O的距离分别为hAhBhC。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，

从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为，动能的增加量为。

(3)某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出v2h图

像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。

A．Q受到的阻力大小恒定

B．P的质量小于Q的质量

C．选择P进行实验误差更小

(4)某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安

装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，

托盘和砝码的总质量为m1，滑块和遮光条的总质量为m2，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光

时间t。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是，将该物理量用x

表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为。

2

mhchA

【答案】(1)BD(2)mghB

8T2

(3)AC

1d

(4)遮光条初始位置到光电门的距离mgxmm()2

1212Δt

1

【解析】（1）A．若机械能守恒定律，需要验证mghmv2

2

1

整理可得ghv2

2

故不需要测量重物得质量，A错误；

B．利用打点计时器打点时，要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，B正确；

C．打点计时器本身就可以记录打点的时间，故不需要停表记录时间，C错误；

D．验证机械能守恒，需要知道重物下落的高度，通过再纸带上用刻度尺测量点迹之间的距离可以得到

重物下落的高度，D正确。故选BD。

（2）[1]由题可知，重力势能的减少量EpmghB

hh

[2]根据匀变速直线运动规律可得，打点计时器打出B点时重物的速度vCA

B2T

1m(hh)2

重物动能的增加量Emv2CA

k2B8T2

1

（3）设重物下落过程中受到的阻力为f，根据动能定理可得(mgf)hmv2

2

f

整理可得v22(g)h

m

f

故在v2h图像中，其斜率为k2(g)

m

A．由于Q的v2h是一条通过原点的直线，即其斜率不变，故受到的阻力不变，A正确；

ff

BC．由图像可知P的斜率大于Q的斜率，即有2(g)2(g)

mPmQ

解得mPmQ

故用P进行实验误差更小，B错误，C正确。

故选AC。

（4）[1]由于要计算重力势能的变化量，需要知道重物下落的高度，故需要测量遮光条释放的位置到光

电门之间的距离；

[2]要验证系统的机械能守恒，则需要验证EpEk

1

即mgx(mm)v2

1212

d

其中v

t

1d

整理可得mgxmm()2

1212t

9．（2025·北京交大附中学·月考）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相

同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)关于本实验，下列说法中正确的是（）

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．轨道倾斜部分必须光滑

C．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

D．轨道末端必须水平

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S静止释放，

通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部

分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落

地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有（）

A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2B．入射小球开始的释放高度h

C．小球抛出点距地面的高度HD．两球相碰后的平抛射程OM、ON

(3)在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，

若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用（2）中测量的量表示）

(4)如图2所示是利用闪光照相机（每隔相等的时间拍一张照片）研究平抛运动的示意图。小球A由斜

槽滚下，从槽边缘处水平抛出，当它恰好离开槽边缘时，小球B也同时由静止下落，用闪光相机拍摄的照

片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，两球恰在图中所示的位置4相碰。两球经过

2

t=s的时间相碰，A球离开桌面时的速度大小v0=m/s。（g取10m/s，结果均保留一位小

数）

【答案】(1)AD

(2)AD

(3)m1•OP=m1•OM+m2•ON

(4)0.31.5

【解析】（1）A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证