2026年高考物理终极冲刺：压轴14 力学实验（压轴题专练）（全国适用）（原卷版及全解全析）

1/20压轴14力学实验命题预测高考力学实验将更加注重对学生实践能力和创新思维的考查。学生需要能够运用所学知识解决实际问题，具备分析问题、解决问题的能力和良好的迁移应用能力。此外，学生还需具备实验设计和数据处理的能力，能够根据实验目的和要求制定合理的实验方案，并对实验结果进行准确的分析和解释。2026年高考力学实验将重点考查学生对力学基本概念、原理和方法的理解与应用。这包括但不限于牛顿运动定律、动量定理、机械能守恒定律等核心知识点。同时，学生还需掌握基本的实验技能，如测量、数据处理和误差分析等。学生需要扎实掌握力学基础知识，具备实践能力和创新思维，能够灵活运用所学知识解决实际问题。高频考法1.力与运动的关系：如牛顿第二定律的应用，通过实验测量加速度、力等物理量，验证力与运动的关系。2.动量守恒定律：通过碰撞实验等，验证动量守恒定律，理解动量守恒的实质和应用。3.机械能守恒定律：利用斜面、滑轮等实验装置，验证机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件和计算方法。4.实验误差分析：学生需要掌握基本的误差分析方法，如系统误差、随机误差的识别和处理，以及实验数据的合理取舍和修正。考向一验证类实验验证机械能守恒定律实验装置图实验操作数据处理验证机械能守恒定律1.竖直安装打点计时器，以减小摩擦阻力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mgh＝eq\f(1,2)mv2进行验证1.应用vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)计算某时刻的瞬时速度2.判断mghAB与eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2是否在误差允许的范围内相等3.作出eq\f(1,2)v2－h图像，求g的大小验证动量守恒定律实验装置图实验操作数据处理验证动量守恒定律1.开始前调节导轨水平2.用天平测出两滑块的质量3.用光电门测量碰前和碰后的速度1.滑块速度的测量：v＝eq\f(Δx,Δt)2.验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′考向二测量类实验用单摆测重力加速度用单摆测量重力加速度的大小1.保证悬点固定2.单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5°3.摆长l＝悬线长l′＋小球的半径r4.用T＝eq\f(t,n)计算单摆的周期1.利用公式g＝eq\f(4π2l,T2)求重力加速度2.可作出l－T2的图像，利用斜率求重力加速度考向三探究类实验1.探究两个互成角度的力的合成规律实验装置图实验操作数据处理探究两个互成角度的力的合成规律1.正确使用弹簧测力计2.同一次实验中，橡皮条结点的位置一定要相同3.细绳套应适当长一些，互成角度地拉橡皮条时，夹角大小应适当1.按力的图示作平行四边形2.求合力大小2.探究加速度与力、质量之间的关系实验装置图实验操作数据处理探究加速度与物体受力、物体质量的关系1.补偿阻力，垫高长木板一端使小车能匀速下滑2.在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，实验过程中不用重复补偿阻力3.实验必须保证的条件：小车质量m≫槽码质量m′4.释放前小车要靠近打点计时器，应先接通电源，后释放小车1.利用逐差法或v－t图像法求a2.作出a－F图像和a－eq\f(1,m)图像，确定a与F、m的关系3.探究弹簧弹力与形变量的关系实验装置图实验操作数据处理探究弹簧弹力与形变量的关系1.应在弹簧自然下垂时，测量弹簧原长l02.水平放置时测原长，根据实验数据画出的图线不过原点的原因是弹簧自身有重力1.作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，斜率表示弹簧的劲度系数2.超过弹簧的弹性限度，图线会发生弯曲4.探究平抛运动的规律实验装置图实验操作数据处理探究平抛运动的特点1.保证斜槽末端水平2.每次让小球从倾斜轨道的同一位置由静止释放3.坐标原点应是小球出槽口时球心在纸板上的投影点1.用代入法或图像法判断运动轨迹是不是抛物线2.由公式x＝v0t和y＝eq\f(1,2)gt2，求初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y))典例·靶向·突破题型01验证类实验1．(1)如图甲为斜面小车实验装置，关于该装置在力学实验中的操作与说法正确的是___________（填正确答案标号）。A．操作时先开启电源，待计时器工作稳定后再释放小车，同时防止小车和滑轮相碰而掉落到地面B．用该装置在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，钩码质量较大时，可以把右端适当垫高C．用该装置在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，平衡阻力是为了让钩码的重力代替细线的拉力(2)利用如图乙装置做“验证机械能守恒定律”实验。实验后选出的纸带如图丙所示，为验证机械能守恒，需要获得打点“1”和打点“13”的速度v1和v13、两打点的间距h以及重力加速度。以下几种测量方案，其中正确的是__________（填正确答案标号）。A．用刻度尺测h，g取当地的重力加速度，由v＝gt计算出速度v1和v13B．用刻度尺测h，g取当地的重力加速度，由纸带数据算出瞬时速度v1和v13C．由纸带数据算出瞬时速度v1和v13，g取当地的重力加速度，由ℎ=v13D．由纸带数据算出瞬时速度v1和v13，用刻度尺测出h，由g′(3)将重锤换成磁铁，如图丁所示，在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管，且与限位孔在同一竖直线上，探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。经正确操作后，得到一条如图戊所示的纸带，每个计数点标为O，a，b，…，为了得到b点的速度，计算公式vb=acA．ac段的平均速度更接近b点瞬时速度B．O点读数误差大，不宜选用C．Od>D．ac段速度变化更小，计算更准确(4)打点计时器所接交流电频率为50Hz，则磁铁收尾速度vL＝_________cm/s（结果保留三位有效数字）。2．同学们用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。(1)下列关于本实验条件的叙述，正确的是___________。（选填选项前的字母）A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量C．轨道倾斜部分必须光滑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槽上位置S由静止释放，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，把半径相同的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，与被碰小球发生正碰，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物理量有___________。（选填选项前的字母）A．入射小球和被碰小球的质量m1、B．入射小球开始的释放高度hC．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)在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。(4)有同学认为，在上述实验中更换两个小球的材质，并增大入射球的质量m1，其他条件不变，可以使被撞小球的射程增大。请你分析被撞小球m2射程ON不能超过(5)若采用如图装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先后两次得到小球的三个落点位置：P′、M′和N′A．若m1B．若m1C．若m1D．若m1(6)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O′点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A′，小球2向右摆动至最高点D．测得小球1、2的质量分别为m和M，弦长AB=l1、推导说明，若m、M、l1、l2、l33．请完成下列实验操作和计算。(1)某小组利用游标卡尺测量水管的内径，图中游标卡尺的读数为______mm。(2)某实验小组利用位移传感器和气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。滑块A上装有信号发射器，位移传感器可测量其位移及对应的时间，滑块A和B上均安装了粘扣，使两滑块发生碰撞时可粘在一起。实验过程如下：①打开气源电源，调节气垫导轨水平，将滑块A放置在靠近位移传感器一端，开启传感器，同时轻推一下滑块A，使滑块A滑行一段距离后与滑块B碰撞，传感器记录滑块A的位移x与时间t的关系图像如图乙所示，则在t=______s时滑块A、B发生碰撞，两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小为______m/s。②用天平称量出滑块A（含粘扣和信号发射器）的总质量为mA=300g题型解码题型解码未平衡摩擦力/平衡过度→图像不过原点、截距出现。空气阻力、摩擦→验证守恒时动能增加量<重力势能减少量。纸带限位孔摩擦→速度偏小。题型02测量类实验4．用如图甲所示的装置探究“在质量一定时，物体的加速度与力的关系”，所用器材及装配方法见图。先测出遮光条宽度d和光电门A、B中心间距L。然后释放砂桶，拉力传感器测出细线对滑块的拉力F，两个光电门A、B能测出遮光条通过时的遮光时间ΔtA、(1)遮光条经过光电门A时的速度vA=(2)由测量的物理量得到滑块的加速度大小a=___________。(3)第一小组平衡好摩擦力后开始实验，并改变砂和砂桶的总质量得到多组加速度a与拉力F数据，绘制图像进行探究。本实验___________要求砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量。（填“不必”或“必须”）(4)第二小组只是把长木板放置于水平桌面上，未平衡摩擦力便进行实验，得到多组a−F数据，绘制的图像如图乙。由图乙可知，该组所用滑块（含遮光条）的质量为___________kg，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________。（取g=10m5．某实验小组用图甲所示装置探究牛顿第二定律，从打出的纸带中选择出较为理想的一条，每五个点标定一个计数点后剪下纸带，将各段纸带贴在直角坐标系的第一象限如图乙所示，每段纸带的一端与x轴相重合，各纸带平行不重叠且无间隔地贴在一起。(1)该实验中________（填“需要”或“不需要”）使物块的质量M远大于砂桶和砂的总质量m。(2)若实验中所用交流电源的频率为50Hz，则图乙中纸带对应的加速度大小为________m/s(3)改变砂桶内细砂的质量，测出对应的加速度a和弹簧测力计的示数F后做出a−F图像如图丙所示，实验小组认为图像不过原点的原因是没有平衡摩擦力。若长木板水平放置，该图线的横轴截距等于b，斜率为k，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数μ=________（用题中给的b、k、g表示）。6．图（a）是某兴趣小组基于手机磁力传感器，利用Phyphox应用软件完成单摆测量重力加速度的示意图，手机中的磁力传感器能够实时测量并记录外部磁场的磁感应强度大小。在磁性小球摆动过程中，当磁性小球摆动到最右端时，记录的磁感应强度最大。实验时，通过磁力传感器记录磁感应强度发生的周期性变化，间接测得小球运动的周期。部分实验操作如下：(1)用游标卡尺测量小球直径，结果如图（b）所示，测小球的直径为__________mm。(2)保证细线与竖直方向的夹角小于5°并释放小球，打开Phyphox应用软件采集数据，图（c）为实验过程中磁感应强度随时间周期性变化的图像。则小球运动的周期为__________（用t1、t(3)某次实验当中，由于操作不当，导致小球不在同一竖直面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，测量周期后，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则重力加速度的测量值__________实际值（填“小于”、“大于”或“等于”）。(4)为避免此类不当操作的再次出现，决定采用杆线摆测量重力加速度。如图（d）所示，杆线摆可以绕着悬挂轴OO′来回摆动，直径为D的摆球其运动轨迹被约束在一个倾斜平面内，这相当于单摆在斜面上来回摆动。如图（c）所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使摆杆与立柱垂直，保持摆杆长度L不变。如图（f）所示，把铁架台底座一侧垫高，立柱倾斜，测出静止时摆杆与铅垂线的夹角为β，并测量该倾角下单摆的周期T。改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和单摆周期T，若作出的T−1cosβ图像是一条过原点的直线，其斜率为k，则可以求得重力加速度为__________（结果用k题型解码题型解码纸带题优先逐差法求加速度，避免两端误差过大。压轴常给多组数据，要求画图像：斜率=物理量截距=系统误差或初始条件。题型03探究类实验7．一根轻质弹簧，受到拉力作用时，其长度会变长，且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值。该比值反映了弹簧的力学性质，由此定义该比值叫弹簧的劲度系数，用符号k来表示。如果将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，两端分别固定，看成一根新弹簧C，设原弹簧A劲度系数为k1，原弹簧B劲度系数为k2；弹簧C劲度系数为（1）为了获得k1、k2、（2）简要实验步骤如下，请完成相应填空。A．将弹簧A悬挂在铁架台上，固定好刻度尺，测量弹簧A的自然长度L0B．在弹簧A的下端挂上规格相同的钩码，记下钩码的个数n，并用刻度尺测量弹簧的长度L1，已知每个钩码的质量为m，实验室所在位置的重力加速度大小为gC．由此计算弹簧的劲度系数k=__________（用字母n、L0、L1、m、D．改变钩码的个数，重复实验步骤B、C，并求出弹簧A劲度系数的平均值k1E．仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，分别求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3，比较k1、k（3）图（b）是实验得到的图线，可知三个弹簧劲度系数最大的是__________（选填“A”、“B”、“C”）；进一步通过数据规律可以得到k3=__________（用字母k1（4）相类似地，定义一个系统在受到拉力作用时，拉力大小与系统长度增加量的比值叫系统的等效劲度系数，如图（c）中的装置就是我们要研究的一个系统，外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上。滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，细线为不可伸长的轻绳，两弹簧质量不计，劲度系数为分别为k1、k2。若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离，则该系统的等效劲度系数为__________（用字母k18．某同学用如图甲所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持测力计B的另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。(1)若弹簧测力计B的示数如图乙所示，则其读数为___________N；(2)该同学根据记录的两个弹簧测力计的示数及细线的方向，作出两个弹簧测力计上拉力F1、F2的图示并作平行四边形定则，得到这两个拉力合力的___________（填“理论值”或“实验值”）F，如果在误差允许的范围内。F和重物对O点的拉力___________，则力的平行四边形定则得到验证；(3)若发现弹簧测力计A的指针稍微超出量程，请写出一条可行解决该问题的办法___________；(4)若保证O点位置不动，顺时针转动弹簧测力计B至90°，则弹簧测力计B的示数___________（填“变大”“变小”或“先变小后变大”），弹簧测力计A的示数___________（填“变大”“变小”或“先变小后变大”）。9．某实验小组用如图甲所示实验装置验证牛顿第二定律并测定滑块与长木板间的动摩擦因数μ。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一端支在铁架台上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录固定在滑块上的遮光片通过光电门时的挡光时间。已知当地重力加速度大小为g。实验步骤如下：①用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度d；②平衡摩擦力：以长木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此时木板支放的位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平桌面的高度H和P点到铁架台支架底端的距离L；③保持P点位置和铁架台的位置不变，长木板另一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1、Q2之间的距离h，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出遮光片的挡光时间t；④保持P位置和铁架台的位置不变，重新调节长木板另一端在铁架台上支放的位置，重复步骤③数次。回答下列问题：(1)用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度d如图乙所示，则宽度的测量值d=___________mm。(2)测定的滑块与长木板间的动摩擦因数μ=___________（用题中所给的字母表示）。(3)某学生在数据处理时为了直观地验证牛顿第二定律，根据多次实验记录的h和t数据作出t2−1ℎ图像，通过描点，然后拟合成一条过坐标原点直线，则验证了牛顿第二定律，作出的题型解码题型解码明显偏离直线的点：直接舍弃，并说明“测量误差过大”。图像不过原点：分析是系统误差还是前提条件不满足。斜率突变：说明物理规律范围改变（如弹簧超出弹性限度）。1．（2026·黑龙江吉林·二模）某同学利用双线摆测量重力加速度的实验装置如图a所示，两根不易形变的、长度相同的细线一端拴在小钢球上，另一端分别固定在等高的A、B两点，实验时轻轻拨动小钢球，让它绕O点摆动。(1)小钢球摆动过程中，摆角应该小于5°的是图中的______（填α或β）(2)用螺旋测微器测量小钢球直径d=______mm(3)测得A点到小钢球之间细线的长度为l1，A、B两点间距离为l2，摆球的直径d，n次全振动的时间为t，则当地重力加速度为g=______（用l1、l2、d、n、2．（2025·安徽合肥·一模）某高中生学完牛顿第二定律后，利用该实验创新设计了一个可同时测量当地的重力加速度和物体质量的方法，实验装置如图，滑块的质量为M（已知），待测物体的质量记为M0A、打开气源使气垫导轨正常工作，把滑块轻放在气垫导轨的任一位置，放手后滑块静止不动。（或给滑块一个初速度，使之沿导轨运动，若经过光电门的时间相等）则气垫导轨已调节水平；B、把待测物固定到滑块的凹槽内。细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮拴接一个轻质的小桶，如上左图；C、调整定滑轮的高低使细线与气垫导轨的轨道平行；D、在小桶中加入适当砝码，打开光电门，释放滑块。记录砝码的质量m1和滑块通过光电门的时间t1和t2，若遮光条的宽度为d，两光电门的距离为LE、改变小桶中的砝码的质量，重复实验5次。记录砝码的质量m2、m3、m4、m5、F、整理器材，以1a作为纵轴，1利用以上数据画出图像，如上右图所示：(1)已知纵截距为b，直线斜率为k，则当地的重力加速度为________，待测物体的质量为________。(2)据实验原理，考虑到小桶有一定的质量（不考虑偶然误差及系统的摩擦力影响），则g测________g真，M03．（25-26高三上·福建漳州·月考）某学习小组利用手机安装的APPphyphox(1)用游标卡尺测量：小车的车身为L0=12.770cm，测得一个小磁粒直径d读数如图乙d=(2)在小车车身前、后端分别固定一个小磁粒。将带刻度尺的轨道一端垫高，形成斜面。小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，每次实验小车都从“0”刻度线处无初速度释放。智能手机顶部紧贴轨道，如图甲所示。第一次将智能手机的左边缘与位置L1=20cm刻度线对齐、运行智能手机中的phyphox程序，打开磁力计。释放小车，当小车从智能手机附近经过时，小车前后端的磁粒引发的空间磁场变化被智能手机中的磁力计感知并记录下来并将智能手机位置换至L2=70cm处同样对齐，再做一次。两次操作记录的数据如图丙所示。由图丙可知，智能手机磁力计测得小车经过20cm处用时约为0.69s，根据实验数据可求得小车和两磁粒经过20cm处过程的平均速度为_____________m/s（结果保留2位小数）。理论上若小车经过20cm处瞬时速度为v1，经过70cm处速度4．（2026·辽宁·一模）某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k，设计了如图（a）所示的实验装置，将橡皮绳的一端固定在O点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使橡皮绳与竖直方向的夹角成37°，记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。sin53°=0.8，cos(1)增加钩码的个数，为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变，需要________（填“增大”或“减小”）手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到37°时，再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。(2)多次重复步骤（1），利用记录的多组数据，描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图像如图（b）所示，根据图像可知橡皮绳的原长为L0=________cm，橡皮绳的劲度系数k=________(3)由于橡皮绳的劲度系数较大，在逐个增加钩码个数时，发现橡皮绳的长度变化不明显。为了使增加钩码时，橡皮绳的长度变化更明显，可以________（填“增大”或“减小”）橡皮绳与竖直方向的夹角。5．（2026·江苏·一模）小明与小华两位同学在学习了“力的合成与分解”后，用橡皮筋设计了如下实验验证力的平行四边形定则。(1)实验步骤如下：①测量橡皮筋原长如题1图所示，读数为l0=②将3根相同规格橡皮筋一端重合并用细线系在一起；③在垫有白纸的木板上钉三根钉子A、B、C，将三根橡皮筋另一端分别套在钉子上形成题2图状态；④在白纸上记录橡皮筋结点位置O，然后移去橡皮筋。(2)用刻度尺量得OA=8.30cm，OB=7.80cm，OC=7.65cm。假设橡皮筋拉力大小F与其伸长量Δl满足胡克定律，则可用橡皮筋伸长量代表其拉力大小。题3图上已画出了OA橡皮筋拉力FA，请继续画出OB、OC橡皮筋拉力F(3)通过比较FA与FBC，在误差范围内两者满足(4)关于本实验注意事项，下列说法正确的一项是______。A．拉伸橡皮筋应与木板平行B．OB、OC橡皮筋必须相互垂直以便计算合力C．用橡皮筋的长度表示其力的大小不影响实验结果(5)小明查阅资料得知橡皮筋整个拉伸过程并不完全符合胡克定律，通过绘制实验所用橡皮筋的拉力曲线，发现橡皮筋伸长量在3cm之前和5cm之后可以看作斜率不同的直线，如题4图所示。若实验中三根橡皮筋的伸长量Δl均超过5cm，小明认为应采用Δl+6cm6．（25-26高三下·江西赣州·月考）某实验小组利用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。实验步骤如下：①将力传感器P通过一根轻质细绳提起重物保持静止，记下P的示数F；②将力传感器P、Q分别固定在左右两侧杆上，与P、Q相连的两根轻质细绳OA、OB连接的结点O处用轻绳OC系上同一重物。系统静止后，记下O点位置，P、Q的示数F1、F2及三细绳的方向OA、OB、③在白纸上从O点沿OC反向延长作有向线段OC′，以OC′为对角线作平行四边形OA′C′B′如图乙所示。用毫米刻度尺测出线段OA④调整力传感器Q的位置，重复以上步骤。回答下列问题：(1)下列做法有利于减小实验误差的是________。A．调整力传感器Q的位置时，必须保证结点O的位置不变B．记录细绳方向时，选取相距较远的两点C．两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜D．两个细绳间的夹角应适当大一些(2)在误差允许的范围内，若d1、d2、d3与F1、F2(3)某次实验中，若平衡时两细绳OA、OB成锐角，保持OB绳和结点O的位置不动，取下力传感器P，将细绳OA绕O点在纸面内逆时针转动至水平位置，此过程中OA绳的拉力________。A．一直变大 B．一直变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小7．（2026·四川广元·二模）图甲是“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验方案，图乙是改进后的实验方案，两方案中均不考虑细线的质量以及滑轮与细线间的摩擦力。(1)A组同学按照方案甲做实验，正确补偿阻力后，通过实验打出了一条如下图所示的纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离：AB=2.70cm、AC=6.32cm、AD=10.87cm、AE=16.36cm。已知电源的频率为50Hz，则打点计时器打下D点时小车的速度大小v=______m/s，小车的加速度(2)B组同学按照方案乙做实验，正确补偿阻力后，保持悬挂的槽码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出M−1a图像如图丙所示，图像的纵截距为−b，则动滑轮的质量为______（用字母b8．（2026·浙江杭州·二模）在“探究平抛运动的特点”实验中(1)用图1装置研究“平抛运动在竖直方向的运动规律”①下列说法正确的是________A．A与B应选用大小相同的小球B．A与B应选用质量相同的小球C．托板离地面的高度越大，两小球落地时间差也越大D．减小铁锤打击金属片的力度，A球落地的时间会变短②实验时总是发现两小球不是同步落地，可能的原因是________（多选）A．托板未调水平B．托板长度偏大C．小铁锤打击金属片的力度偏大D．小球与金属片之间的存在摩擦力(2)用图2装置重复实验，记录钢球经过的多个位置，拟合所得到的点迹，就可以得到平抛运动的轨迹。①某同学实验后发现在白纸上留下的点迹如图3所示，原因可能是________A．斜槽有摩擦B．实验小球的密度太小，受到空气阻力的影响较大C．小球没有每次都从斜槽上同一个位置释放②经规范操作得到相应点迹后，某同学以槽口上边缘为原点O建立坐标系，得到轨迹曲线如图4。在曲线上取A、B两点，其坐标值分别为AxA,（i）若测得xB=2xA，则yB________4yA（ii）用图中A、B两点的坐标值计算水平抛出的初速度，其结果________实际值（填“大于”、“等于”或“小于”）。9．（2026·广东广州·模拟预测）某同学运用如图甲所示的装置来探究向心力大小与线速度大小之间的关系并验证机械能守恒定律。已知小球的质量为m，直径为d，不计空气阻力。（1）用螺旋测微器测量小球的直径d，示数如图乙所示，则d=______mm。（2）为了减小实验误差，当小球静止时，光电门的激光束______（填“需要”或“不需要”）正对球心。将小球拉至细绳与竖直方向的夹角为θ的位置后，由静止释放，当小球摆至最低点时，通过光电门的遮光时间为t，则小球通过光电门时的速度大小v=______（用题中所给字母表示）。（3）读出小球通过光电门时的力传感器示数，记为F，将t与F作为一组数据记录好。（4）改变释放小球的位置，重复上述过程，记录多组数据。Ⅰ.探究向心力大小与线速度大小之间的关系，根据测量数据作出了F−1t2图像，如图丙所示，已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为b，则力传感器与小球表面间的细绳的长度L=______，当地的重力加速度大小g=______。（均选用m、d、kⅡ.验证机械能守恒定律①若小球由静止释放到摆至最低点的过程中机械能守恒，则应满足的关系式为______（用g、θ、L、d和t表示）。②实验过程中，发现光电门位置偏低，则小球摆到最低点时，小球动能的测量值______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。10．（2026·安徽·模拟预测）某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放置质量为m的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即圆周运动半径r可改变）。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。(1)若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续5次脉冲的时间为t，则滑块转动的角速度表达式ω=________（用t表示）(2)实验小组保持滑块质量m=0.2kg、半径r=0.3序号脉冲间隔时间（连续5个脉冲）Δ力传感器的示数F13.034.1522.764.9832.635.49请根据表格数据，计算第1组实验中的角速度ω1=________rads；并根据所学向心力表达式可算出向心力Fn1=________N(3)在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径r，产生系统误差，则导致Fn1________F11．（2025·广东广州·模拟预测）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间摩擦阻力。(1)本实验________（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。(2)实验过程中_________（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。(3)实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。A．mg−TL=mv2C．mg−TL=2mv2(4)通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了v2−L图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如上v212．（25-26高三上·广东中山·期中）小明同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，其操作步骤如下：①在铁架台的O点固定一个力传感器，将一根细线一端与力传感器相连，另一端系住一个钢球；②将小球保持静止时球心的位置记为A点，测得力传感器的最下端到A点的距离为L，力传感器的示数为F0③将钢球向右拉至不同高度由静止释放（绳子一直保持紧绷状态）；④记录释放点钢球球心与A点的高度差Δℎ以及小球在运动过程中力传感器示数F随时间t⑤计算并比较钢球在释放点和A点之间的重力势能减少量ΔEp与动能增加量某次实验中，小球在运动过程中传感器示数F随时间t变化的规律如图2所示，图中c点为图像最高点，c点对应的力传感器示数为Fm(1)本次实验中小球经过A点时对应图2中的______（选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”）点；(2)本次实验中，小球经过A点时的动能为______（用字母Fm、F0、(3)改变Δℎ，记录小球每次经过A点时力传感器的示数F，则F~A． B．C． D．(4)某次实验结果ΔEp略大于A．计算时所用重力加速度g的值比当地的g值略小一些B．存在空气阻力C．小球释放时有初速度D．误将绳长当作圆周运动的半径13．（2026·辽宁·二模）某学习小组用如图（a）所示的单摆实验装置测量当地的重力加速度并验证单摆摆动过程中机械能守恒，实验过程如下：(1)先测量当地重力加速度：①用游标卡尺测量小球的直径如图（b）所示，小球直径d=______cm；②竖直悬挂小球，调整悬点的高度，使小球能正好通过光电门，测出悬点与小球上端的距离l=78.00cm，单摆的摆长L=______③将小球在竖直平面内拉离一个小角度后由静止释放，通过光电计时器记录下小球连续两次经过光电门的时间间隔t=0.90s④根据以上测量数据，可计算出当地重力加速度g=______ms2（⑤多次改变细线的长度，重复②③④的操作，计算出g的平均值．(2)在测出重力加速度g后，该小组继续用此实验装置来验证小球摆动过程中机械能是否守恒，操作如下：①将小球在竖直平面内拉离一个小角度，测出角度θ后由静止释放；②通过光电计时器读出小球通过光电门的时间，计算出速度v；③改变角度θ，重复实验，作出v2−cosθ图像，若图像的斜率为_______（用14．（25-26高三上·江西·期中）某同学欲测量当地的重力加速度，利用的实验器材有：带有滑槽的水平导轨，足够长的一端带有滑轮的木板，不可伸长的细线，重物，沙漏（装有沙子），立架，加速度传感器，刻度尺。具体操作如下：①按图甲所示安装好实验器材，并测量摆线的长度L（沙漏的大小可忽略）；②将沙漏拉离平衡位置（摆角较小）由静止释放，使沙漏在竖直面内振动；③沙漏振动稳定后，由静止释放重物，使木板沿滑槽运动，记下加速度传感器的示数a0④缓慢移出木板，测量曲线上相邻三点A、B、C之间的间距xAB、xBC，并计算出⑤改变立架的高度及摆线的长度，重复②③④的操作。回答下列问题：(1)对该实验，下列说法正确的是______（填字母）A．随着沙漏中沙子的流出，ΔxB．其他条件不变，增大重物的质量且减小摆角，ΔxC．其他条件不变，增大摆线的长度且减小摆角，Δx(2)沙漏振动稳定后的周期T=______（用Δx、a(3)该同学依据测出的L和Δx，作出的L−Δx图像如图丙所示，若测得该图像的斜率为k，则计算重力加速度的表达式为15．（2026·四川绵阳·模拟预测）用如图甲所示的装置探究合外力做功与动能变化的关系。器材有：气垫导轨（含气泵）、光电门1和2、滑块（含遮光条）、小型牵引电机（可输出不同大小的恒定拉力）、力传感器、刻度尺。完成实验，回答问题：（1）用天平测出滑块（含遮光条）的质量为M，用螺旋测微器测量遮光条的宽度d、某次测量示数如图乙所示，其读数为d=___________mm。（2）调平气垫导轨，安装光电门1和2，用刻度尺测量两光电门间的距离s。（3）电机通过细绳和力传感器水平牵引滑块，记录滑块经过光电门1和2时的遮光条遮光时间Δt1和Δt2，以及滑块从光电门1到2的过程中力传感器的示数F。滑块经过光电门2时的速度v（4）关于实验条件的控制，下列说法正确的是___________。（填序号）A．电机牵引绳要保持水平B．滑块必须由静止从光电门1开始运动C．光电门1和2之间的距离要适当大些D．由于采用了气垫导轨，所以无需调节导轨水平（5）实验创新拓展。使用数据采集器将牵引绳拉力F与对应的滑块位移x传输至电脑，利用软件得到了F-x图像，根据图像计算出拉力F做的功W；将光电门1和2测得的时间数据直接传输至电脑，其他需要的物理量输入电脑，利用软件计算滑块动能的变化量ΔEk。多次实验，测得多组（W，ΔEk）数据，以W为横坐标、ΔEk为纵坐标建立坐标系，描点得到A．可能是由于导轨右端偏高，导致图线纵轴截距为负B．可能是由于导轨左端偏高，导致图线纵轴截距为负C．可能由于遮光条的宽度测量值偏小，导致图线斜率小于1D．可能由于遮光条的宽度测量值偏大，导致图线斜率小于1

压轴14力学实验命题预测高考力学实验将更加注重对学生实践能力和创新思维的考查。学生需要能够运用所学知识解决实际问题，具备分析问题、解决问题的能力和良好的迁移应用能力。此外，学生还需具备实验设计和数据处理的能力，能够根据实验目的和要求制定合理的实验方案，并对实验结果进行准确的分析和解释。2026年高考力学实验将重点考查学生对力学基本概念、原理和方法的理解与应用。这包括但不限于牛顿运动定律、动量定理、机械能守恒定律等核心知识点。同时，学生还需掌握基本的实验技能，如测量、数据处理和误差分析等。学生需要扎实掌握力学基础知识，具备实践能力和创新思维，能够灵活运用所学知识解决实际问题。高频考法1.力与运动的关系：如牛顿第二定律的应用，通过实验测量加速度、力等物理量，验证力与运动的关系。2.动量守恒定律：通过碰撞实验等，验证动量守恒定律，理解动量守恒的实质和应用。3.机械能守恒定律：利用斜面、滑轮等实验装置，验证机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件和计算方法。4.实验误差分析：学生需要掌握基本的误差分析方法，如系统误差、随机误差的识别和处理，以及实验数据的合理取舍和修正。考向一验证类实验验证机械能守恒定律实验装置图实验操作数据处理验证机械能守恒定律1.竖直安装打点计时器，以减小摩擦阻力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mgh＝eq\f(1,2)mv2进行验证1.应用vn＝eq\f(hn＋1－hn－1,2T)计算某时刻的瞬时速度2.判断mghAB与eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mvA2是否在误差允许的范围内相等3.作出eq\f(1,2)v2－h图像，求g的大小验证动量守恒定律实验装置图实验操作数据处理验证动量守恒定律1.开始前调节导轨水平2.用天平测出两滑块的质量3.用光电门测量碰前和碰后的速度1.滑块速度的测量：v＝eq\f(Δx,Δt)2.验证的表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′考向二测量类实验用单摆测重力加速度用单摆测量重力加速度的大小1.保证悬点固定2.单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5°3.摆长l＝悬线长l′＋小球的半径r4.用T＝eq\f(t,n)计算单摆的周期1.利用公式g＝eq\f(4π2l,T2)求重力加速度2.可作出l－T2的图像，利用斜率求重力加速度考向三探究类实验1.探究两个互成角度的力的合成规律实验装置图实验操作数据处理探究两个互成角度的力的合成规律1.正确使用弹簧测力计2.同一次实验中，橡皮条结点的位置一定要相同3.细绳套应适当长一些，互成角度地拉橡皮条时，夹角大小应适当1.按力的图示作平行四边形2.求合力大小2.探究加速度与力、质量之间的关系实验装置图实验操作数据处理探究加速度与物体受力、物体质量的关系1.补偿阻力，垫高长木板一端使小车能匀速下滑2.在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，实验过程中不用重复补偿阻力3.实验必须保证的条件：小车质量m≫槽码质量m′4.释放前小车要靠近打点计时器，应先接通电源，后释放小车1.利用逐差法或v－t图像法求a2.作出a－F图像和a－eq\f(1,m)图像，确定a与F、m的关系3.探究弹簧弹力与形变量的关系实验装置图实验操作数据处理探究弹簧弹力与形变量的关系1.应在弹簧自然下垂时，测量弹簧原长l02.水平放置时测原长，根据实验数据画出的图线不过原点的原因是弹簧自身有重力1.作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线，斜率表示弹簧的劲度系数2.超过弹簧的弹性限度，图线会发生弯曲4.探究平抛运动的规律实验装置图实验操作数据处理探究平抛运动的特点1.保证斜槽末端水平2.每次让小球从倾斜轨道的同一位置由静止释放3.坐标原点应是小球出槽口时球心在纸板上的投影点1.用代入法或图像法判断运动轨迹是不是抛物线2.由公式x＝v0t和y＝eq\f(1,2)gt2，求初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y))典例·靶向·突破题型01验证类实验1．(1)如图甲为斜面小车实验装置，关于该装置在力学实验中的操作与说法正确的是___________（填正确答案标号）。A．操作时先开启电源，待计时器工作稳定后再释放小车，同时防止小车和滑轮相碰而掉落到地面B．用该装置在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，钩码质量较大时，可以把右端适当垫高C．用该装置在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，平衡阻力是为了让钩码的重力代替细线的拉力(2)利用如图乙装置做“验证机械能守恒定律”实验。实验后选出的纸带如图丙所示，为验证机械能守恒，需要获得打点“1”和打点“13”的速度v1和v13、两打点的间距h以及重力加速度。以下几种测量方案，其中正确的是__________（填正确答案标号）。A．用刻度尺测h，g取当地的重力加速度，由v＝gt计算出速度v1和v13B．用刻度尺测h，g取当地的重力加速度，由纸带数据算出瞬时速度v1和v13C．由纸带数据算出瞬时速度v1和v13，g取当地的重力加速度，由ℎ=v13D．由纸带数据算出瞬时速度v1和v13，用刻度尺测出h，由g′(3)将重锤换成磁铁，如图丁所示，在纸带限位孔的正下方竖直放置一铜管，且与限位孔在同一竖直线上，探究磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。经正确操作后，得到一条如图戊所示的纸带，每个计数点标为O，a，b，…，为了得到b点的速度，计算公式vb=acA．ac段的平均速度更接近b点瞬时速度B．O点读数误差大，不宜选用C．Od>D．ac段速度变化更小，计算更准确(4)打点计时器所接交流电频率为50Hz，则磁铁收尾速度vL＝_________cm/s（结果保留三位有效数字）。【答案】(1)AB(2)B(3)A(4)75.0【详解】（1）A．实验时要先开启电源，再释放小车，同时防止小车和滑轮相碰而掉落到地面，故A正确；B．用该装置在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，钩码质量较大时，可以把右端适当垫高，则小车的加速度减小，以便进行实验，故B正确；C．用该装置在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，平衡阻力是为了让细线的拉力等于小车受到的合力，故C错误。故选AB。（2）为验证机械能守恒定律，即验证1应由纸带数据算出瞬时速度v1和v13，用刻度尺测h，g取当地的重力加速度。故选B。（3）b点的速度是根据平均速度v=ΔxΔt来计算的，其中Δt越接近于0，则Δt时间内的平均速度越接近故选A。（4）从纸带可知，纸带上打的点与点间的间隔是先越来越稀疏，然后点与点间的间隔相等，所以磁铁在铜管中先加速运动，后匀速运动，相邻两点时间间隔为T=则磁铁收尾速度v2．同学们用如图所示的装置研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。(1)下列关于本实验条件的叙述，正确的是___________。（选填选项前的字母）A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量C．轨道倾斜部分必须光滑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槽上位置S由静止释放，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，把半径相同的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，与被碰小球发生正碰，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物理量有___________。（选填选项前的字母）A．入射小球和被碰小球的质量m1、B．入射小球开始的释放高度hC．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)在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。(4)有同学认为，在上述实验中更换两个小球的材质，并增大入射球的质量m1，其他条件不变，可以使被撞小球的射程增大。请你分析被撞小球m2射程ON不能超过(5)若采用如图装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先后两次得到小球的三个落点位置：P′、M′和N′A．若m1B．若m1C．若m1D．若m1(6)受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O′点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A′，小球2向右摆动至最高点D．测得小球1、2的质量分别为m和M，弦长AB=l1、推导说明，若m、M、l1、l2、l3【答案】(1)ABD(2)AD(3)m1·OP=(4)2(5)C(6)m(【详解】（1）A．同一组实验中，入射小球从同一位置由静止释放，才能保证每次入射小球碰撞前的速度相同，故A正确。B．为了防止入射小球碰撞后反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B正确。C．轨道倾斜部分不需要光滑，只要每次入射小球从同一位置释放，摩擦力的影响相同，碰撞前入射小球的速度就相同，故C错误。D．轨道末端必须水平，才能保证小球抛出后做平抛运动，故D正确。故选ABD。（2）本实验中，小球做平抛运动时下落高度相同，运动时间t相同，速度可以用水平射程代替（v=xt），验证动量守恒的公式推导后约去时间t，得到m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON。实验已经测出了（3）[1]在实验误差允许范围内，若满足关系式：m[2]若碰撞前后机械能不变，将速度的式子代入后有：m（4）发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据m1m得v因此最大射程为s（5）设O'与斜槽末端距离L，小球碰后做平抛运动，速度越快，下落高度越小，单独一个球下落时，落点为P'，两球碰撞后，被碰球速度快，落点为N'，入射球落点为M'，根据动量守恒定律m而速度v根据ℎ=12则可解得v0=L2O'P'代入动量守恒表达式，有m根据机械能守恒1代入速度表达式m故选C。（6）设摆长为L，则sin由机械能守恒得mg即v小球1反弹后上升，同理得反弹速度大小v1小球2碰撞后上升，同理得碰撞后速度v碰撞前总动量为mv0动量守恒满足：m将v0、整理得：m(3．请完成下列实验操作和计算。(1)某小组利用游标卡尺测量水管的内径，图中游标卡尺的读数为______mm。(2)某实验小组利用位移传感器和气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。滑块A上装有信号发射器，位移传感器可测量其位移及对应的时间，滑块A和B上均安装了粘扣，使两滑块发生碰撞时可粘在一起。实验过程如下：①打开气源电源，调节气垫导轨水平，将滑块A放置在靠近位移传感器一端，开启传感器，同时轻推一下滑块A，使滑块A滑行一段距离后与滑块B碰撞，传感器记录滑块A的位移x与时间t的关系图像如图乙所示，则在t=______s时滑块A、B发生碰撞，两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度大小为______m/s。②用天平称量出滑块A（含粘扣和信号发射器）的总质量为mA=300g【答案】(1)19.30(2)20.2200【详解】（1）游标卡尺的读数为19mm（2）[1]由图像乙可知，两滑块在t=2s[2]0~2s内滑块A做匀速运动，其速度大小为v碰后滑块B的速度大小vB[3]两滑块碰撞过程动量守恒m解得mB题型解码题型解码未平衡摩擦力/平衡过度→图像不过原点、截距出现。空气阻力、摩擦→验证守恒时动能增加量<重力势能减少量。纸带限位孔摩擦→速度偏小。题型02测量类实验4．用如图甲所示的装置探究“在质量一定时，物体的加速度与力的关系”，所用器材及装配方法见图。先测出遮光条宽度d和光电门A、B中心间距L。然后释放砂桶，拉力传感器测出细线对滑块的拉力F，两个光电门A、B能测出遮光条通过时的遮光时间ΔtA、(1)遮光条经过光电门A时的速度vA=(2)由测量的物理量得到滑块的加速度大小a=___________。(3)第一小组平衡好摩擦力后开始实验，并改变砂和砂桶的总质量得到多组加速度a与拉力F数据，绘制图像进行探究。本实验___________要求砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量。（填“不必”或“必须”）(4)第二小组只是把长木板放置于水平桌面上，未平衡摩擦力便进行实验，得到多组a−F数据，绘制的图像如图乙。由图乙可知，该组所用滑块（含遮光条）的质量为___________kg，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________。（取g=10m【答案】(1)d(2)d(3)不必(4)0.60.05【详解】（1）当遮光条宽度d很小时，可以用附近一段时间内的平均速度来代替瞬时速度v（2）根据匀变速直线运动的速度位移关系v其中vA=可得a=（3）本实验中细线对滑块拉力已用传感器测出，不需要用砂桶的重力来代替，所以不要求砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量。（4）[1][2]根据牛顿第二定律F−μmg=ma公式变形a=结合图像可得k=1m解得m=0.6kg，5．某实验小组用图甲所示装置探究牛顿第二定律，从打出的纸带中选择出较为理想的一条，每五个点标定一个计数点后剪下纸带，将各段纸带贴在直角坐标系的第一象限如图乙所示，每段纸带的一端与x轴相重合，各纸带平行不重叠且无间隔地贴在一起。(1)该实验中________（填“需要”或“不需要”）使物块的质量M远大于砂桶和砂的总质量m。(2)若实验中所用交流电源的频率为50Hz，则图乙中纸带对应的加速度大小为________m/s(3)改变砂桶内细砂的质量，测出对应的加速度a和弹簧测力计的示数F后做出a−F图像如图丙所示，实验小组认为图像不过原点的原因是没有平衡摩擦力。若长木板水平放置，该图线的横轴截距等于b，斜率为k，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数μ=________（用题中给的b、k、g表示）。【答案】(1)不需要(2)0.76(3)kb【详解】（1）由于实验中使用了弹簧测力计，可以直接读出拉力的大小，故不需要满足物块的质量M远大于砂桶和砂的总质量m。（2）由题意，可得剪下相邻纸带之间的时间间隔为T=5×0.02根据图乙提供数据，利用逐差法可求得纸带对应的加速度大小为a=（3）由牛顿第二定律得2F−μMg=Ma变形得a=根据题意可得k=2M解得μ=6．图（a）是某兴趣小组基于手机磁力传感器，利用Phyphox应用软件完成单摆测量重力加速度的示意图，手机中的磁力传感器能够实时测量并记录外部磁场的磁感应强度大小。在磁性小球摆动过程中，当磁性小球摆动到最右端时，记录的磁感应强度最大。实验时，通过磁力传感器记录磁感应强度发生的周期性变化，间接测得小球运动的周期。部分实验操作如下：(1)用游标卡尺测量小球直径，结果如图（b）所示，测小球的直径为__________mm。(2)保证细线与竖直方向的夹角小于5°并释放小球，打开Phyphox应用软件采集数据，图（c）为实验过程中磁感应强度随时间周期性变化的图像。则小球运动的周期为__________（用t1、t(3)某次实验当中，由于操作不当，导致小球不在同一竖直面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，测量周期后，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则重力加速度的测量值__________实际值（填“小于”、“大于”或“等于”）。(4)为避免此类不当操作的再次出现，决定采用杆线摆测量重力加速度。如图（d）所示，杆线摆可以绕着悬挂轴OO′来回摆动，直径为D的摆球其运动轨迹被约束在一个倾斜平面内，这相当于单摆在斜面上来回摆动。如图（c）所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使摆杆与立柱垂直，保持摆杆长度L不变。如图（f）所示，把铁架台底座一侧垫高，立柱倾斜，测出静止时摆杆与铅垂线的夹角为β，并测量该倾角下单摆的周期T。改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和单摆周期T，若作出的T−1cosβ图像是一条过原点的直线，其斜率为k，则可以求得重力加速度为__________（结果用k【答案】(1)22.50(2)t2(3)大于(4)2【详解】（1）球的直径为D=22（2）[1]由图c可知小球运动的周期T=[2]小球受空气阻力的原因，振幅越来越小，小球摆动到最右端时离手机越来越远，则磁力传感器记录磁感应强度变小。（3）由单摆周期公式得T=2π小球在水平面内做圆周运动，设绳与竖直方向的夹角为θ，由合力提供向心力得m解得g若把T当作单摆周期算，重力加速度的测量值偏大。（4）将重力分解为沿杆和垂直杆，可知，等效重力F=mg等效重力加速度的大小a=根据单摆周期公式有T=2π则k=2π解得g=题型解码题型解码纸带题优先逐差法求加速度，避免两端误差过大。压轴常给多组数据，要求画图像：斜率=物理量截距=系统误差或初始条件。题型03探究类实验7．一根轻质弹簧，受到拉力作用时，其长度会变长，且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值。该比值反映了弹簧的力学性质，由此定义该比值叫弹簧的劲度系数，用符号k来表示。如果将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，两端分别固定，看成一根新弹簧C，设原弹簧A劲度系数为k1，原弹簧B劲度系数为k2；弹簧C劲度系数为（1）为了获得k1、k2、（2）简要实验步骤如下，请完成相应填空。A．将弹簧A悬挂在铁架台上，固定好刻度尺，测量弹簧A的自然长度L0B．在弹簧A的下端挂上规格相同的钩码，记下钩码的个数n，并用刻度尺测量弹簧的长度L1，已知每个钩码的质量为m，实验室所在位置的重力加速度大小为gC．由此计算弹簧的劲度系数k=__________（用字母n、L0、L1、m、D．改变钩码的个数，重复实验步骤B、C，并求出弹簧A劲度系数的平均值k1E．仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，分别求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3，比较k1、k（3）图（b）是实验得到的图线，可知三个弹簧劲度系数最大的是__________（选填“A”、“B”、“C”）；进一步通过数据规律可以得到k3=__________（用字母k1（4）相类似地，定义一个系统在受到拉力作用时，拉力大小与系统长度增加量的比值叫系统的等效劲度系数，如图（c）中的装置就是我们要研究的一个系统，外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上。滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，细线为不可伸长的轻绳，两弹簧质量不计，劲度系数为分别为k1、k2。若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离，则该系统的等效劲度系数为__________（用字母k1【答案】nmgL1−L【详解】（2）[1]根据步骤AB可知nmg=k(解得k=（3）[2]根据胡克定律F=kx可知图像斜率代表劲度系数，则C的劲度系数最大；[3]由图可知k3=258×则k（4）[4]设系统在外力作用下弹簧的伸长量分别为x1、x2，弹簧受到的拉力为F因动滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，所以系统静止时所受外力F由动滑轮的特点可知，系统长度增加量x则该系统的等效劲度系数k解得k8．某同学用如图甲所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持测力计B的另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。(1)若弹簧测力计B的示数如图乙所示，则其读数为___________N；(2)该同学根据记录的两个弹簧测力计的示数及细线的方向，作出两个弹簧测力计上拉力F1、F2的图示并作平行四边形定则，得到这两个拉力合力的___________（填“理论值”或“实验值”）F，如果在误差允许的范围内。F和重物对O点的拉力___________，则力的平行四边形定则得到验证；(3)若发现弹簧测力计A的指针稍微超出量程，请写出一条可行解决该问题的办法___________；(4)若保证O点位置不动，顺时针转动弹簧测力计B至90°，则弹簧测力计B的示数___________（填“变大”“变小”或“先变小后变大”），弹簧测力计A的示数___________（填“变大”“变小”或“先变小后变大”）。【答案】(1)3.80(2)理论值等大反向(3)见解析(4)先变小后变大变小【详解】（1）由图乙可知，弹簧测力计B的示数为3.80N。（2）[1][2]根据力的平行四边形定则，得到这两个拉力合力是理论值，如果在误差允许的范围内，F和重物对O点的拉力等大反向，则力的平行四边形定则得到验证。（3）若发现弹簧测力计A的指针稍微超出量程，则：换用轻一点的重物；将A换用量程更大的弹簧测力计；将弹簧测力计B绕O点沿顺时针转动一个角度；改变O点的位置，使弹簧测力计A的拉力与竖直方向夹角变小些。（4）[1][2]对结点O受力分析，两个弹簧测力计通过绳子对节点拉力的合力竖直向上，与重物通过绳子对节点的拉力平衡，其力的矢量三角形如图由图可知FB与FA垂直时，9．某实验小组用如图甲所示实验装置验证牛顿第二定律并测定滑块与长木板间的动摩擦因数μ。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一端支在铁架台上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录固定在滑块上的遮光片通过光电门时的挡光时间。已知当地重力加速度大小为g。实验步骤如下：①用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度d；②平衡摩擦力：以长木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此时木板支放的位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平桌面的高度H和P点到铁架台支架底端的距离L；③保持P点位置和铁架台的位置不变，长木板另一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1、Q2之间的距离h，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出遮光片的挡光时间t；④保持P位置和铁架台的位置不变，重新调节长木板另一端在铁架台上支放的位置，重复步骤③数次。回答下列问题：(1)用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度d如图乙所示，则宽度的测量值d=___________mm。(2)测定的滑块与长木板间的动摩擦因数μ=___________（用题中所给的字母表示）。(3)某学生在数据处理时为了直观地验证牛顿第二定律，根据多次实验记录的h和t数据作出t2−1ℎ图像，通过描点，然后拟合成一条过坐标原点直线，则验证了牛顿第二定律，作出的【答案】(1)2.30(2)H(3)d【详解】（1）根据游标卡尺读数规则，可得d=2mm（2）当木板一端处于Q1时，设木板与水平面夹角为θ，此时滑块匀速运动，则有解得μ=由题意可得tan所以有μ=（3）由题意可知，根据牛顿第二定律可得mg解得a=g根据几何关系有sinα=ℎ+H滑块沿木板做初速度为0的匀加速直线运动，设通过光电门时滑块的速度为v，由运动学公式得v滑块的位移x=联立解得t所以作出的t2−1题型解码题型解码明显偏离直线的点：直接舍弃，并说明“测量误差过大”。图像不过原点：分析是系统误差还是前提条件不满足。斜率突变：说明物理规律范围改变（如弹簧超出弹性限度）。1．（2026·黑龙江吉林·二模）某同学利用双线摆测量重力加速度的实验装置如图a所示，两根不易形变的、长度相同的细线一端拴在小钢球上，另一端分别固定在等高的A、B两点，实验时轻轻拨动小钢球，让它绕O点摆动。(1)小钢球摆动过程中，摆角应该小于5°的是图中的______（填α或β）(2)用螺旋测微器测量小钢球直径d=______mm(3)测得A点到小钢球之间细线的长度为l1，A、B两点间距离为l2，摆球的直径d，n次全振动的时间为t，则当地重力加速度为g=______（用l1、l2、d、n、【答案】(1)α(2)20.034/20.035/20.036(3)4【详解】（1）让双线摆在垂直于纸面摆动，所以摆角应该小于5°的是图中的α；（2）用螺旋测微器测量小钢球直径d=20.0（3）双线摆的周期为T=等效摆长为L=根据单摆周期公式，有T=2π联立解得当地重力加速度为g=42．（2025·安徽合肥·一模）某高中生学完牛顿第二定律后，利用该实验创新设计了一个可同时测量当地的重力加速度和物体质量的方法，实验装置如图，滑块的质量为M（已知），待测物体的质量记为M0A、打开气源使气垫导轨正常工作，把滑块轻放在气垫导轨的任一位置，放手后滑块静止不动。（或给滑块一个初速度，使之沿导轨运动，若经过光电门的时间相等）则气垫导轨已调节水平；B、把待测物固定到滑块的凹槽内。细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮拴接一个轻质的小桶，如上左图；C、调整定滑轮的高低使细线与气垫导轨的轨道平行；D、在小桶中加入适当砝码，打开光电门，释放滑块。记录砝码的质量m1和滑块通过光电门的时间t1和t2，若遮光条的宽度为d，两光电门的距离为LE、改变小桶中的砝码的质量，重复实验5次。记录砝码的质量m2、m3、m4、m5、F、整理器材，以1a作为纵轴，1利用以上数据画出图像，如上右图所示：(1)已知纵截距为b，直线斜率为k，则当地的重力加速度为________，待测物体的质量为________。(2)据实验原理，考虑到小桶有一定的质量（不考虑偶然误差及系统的摩擦力影响），则g测________g真，M0【答案】(1)1b(2)=>【详解】（1）[1][2]对系统利用牛顿第二定律，可得mg=整理得到测量的表达式1结合图像得b=1g解得g=1b（2）[1][2]但实际上考虑到小桶的实际质量m0，真实的对系统应用牛顿第二定律有整理得到真实的表达式1纵坐标可知g从真实值表达式可以看出斜率变小，所以M3．（25-26高三上·福建漳州·月考）某学习小组利用手机安装的APPphyphox(1)用游标卡尺测量：小车的车身为L0=12.770cm，测得一个小磁粒直径d读数如图乙d=(2)在小车车身前、后端分别固定一个小磁粒。将带刻度尺的轨道一端垫高，形成斜面。小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，每次实验小车都从“0”刻度线处无初速度释放。智能手机顶部紧贴轨道，如图甲所示。第一次将智能手机的左边缘与位置L1=20cm刻度线对齐、运行智能手机中的phyphox程序，打开磁力计。释放小车，当小车从智能手机附近经过时，小车前后端的磁粒引发的空间磁场变化被智能手机中的磁力计感知并记录下来并将智能手机位置换至L2=70cm处同样对齐，再做一次。两次操作记录的数据如图丙所示。由图丙可知，智能手机磁力计测得小车经过20cm处用时约为0.69s，根据实验数据可求得小车和两磁粒经过20cm处过程的平均速度为_____________m/s（结果保留2位小数）。理论上若小车经过20cm处瞬时速度为v1，经过70cm处速度【答案】(1)0.515(2)0.19v【详解】（1）小磁粒直径d=5（2）[1]小车车身前端小磁粒中心与“0”刻度线对齐，小车和两磁粒经过20cm处，计算位移是从前端小磁粒中心与20cm刻度线对齐到后端小磁粒中心与20cm刻度线对齐为止x=平均速度v[2]根据速度-位移公式2ax=得2a解得a=4．（2026·辽宁·一模）某实验小组想测量一根橡皮绳的劲度系数k，设计了如图（a）所示的实验装置，将橡皮绳的一端固定在O点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使橡皮绳与竖直方向的夹角成37°，记录橡皮绳的长度L和钩码的重力G。sin53°=0.8，cos(1)增加钩码的个数，为了使橡皮绳与竖直方向的夹角不变，需要________（填“增大”或“减小”）手对绳套的水平拉力。当橡皮绳与竖直方向的夹角回到37°时，再次记录橡皮绳的长度L和钩码的总重力G。(2)多次重复步骤（1），利用记录的多组数据，描绘橡皮绳的长度L随钩码的总重力G变化的关系图像如图（b）所示，根据图像可知橡皮绳的原长为L0=________cm，橡皮绳的劲度系数k=________(3)由于橡皮绳的劲度系数较大，在逐个增加钩码个数时，发现橡皮绳的长度变化不明显。为了使增加钩码时，橡皮绳的长度变化更明显，可以________（填“增大”或“减小”）橡皮绳与竖直方向的夹角。【答案】(1)增大(2)10.2156(3)增大【详解】（1）绳套和橡皮绳拴接节点受力平衡，根据平行四边形定则可知F若钩码重力G增大，维持夹角37°不变，需要增大拉力F。（2）[1][2]绳套和橡皮绳拴接节点受力平衡，根据平行四边形定则可知G整理得L=可知图线的纵截距为橡皮绳的原长L图线的斜率(10.6−10.2)×10−2解得k≈156N（3）设橡皮绳与竖直方向的夹角为θ，由（2）可知Δ为使ΔL更大，则同样的ΔG，1k5．（2026·江苏·一模）小明与小华两位同学在学习了“力的合成与分解”后，用橡皮筋设计了如下实验验证力的平行四边形定则。(1)实验步骤如下：①测量橡皮筋原长如题1图所示，读数为l0=②将3根相同规格橡皮筋一端重合并用细线系在一起；③在垫有白纸的木板上钉三根钉子A、B、C，将三根橡皮筋另一端分别套在钉子上形成题2图状态；④在白纸上记录橡皮筋结点位置O，然后移去橡皮筋。(2)用刻度尺量得OA=8.30cm，OB=7.80cm，OC=7.65cm。假设橡皮筋拉力大小F与其伸长量Δl满足胡克定律，则可用橡皮筋伸长量代表其拉力大小。题3图上已画出了OA橡皮筋拉力FA，请继续画出OB、OC橡皮筋拉力F(3)通过比较FA与FBC，在误差范围内两者满足(4)关于本实验注意事项，下列说法正确的一项是______。A．拉伸橡皮筋应与木板平行B．OB、OC橡皮筋必须相互垂直以便计算合力C．用橡皮筋的长度表示其力的大小不影响实验结果(5)小明查阅资料得知橡皮筋整个拉伸过程并不完全符合胡克定律，通过绘制实验所用橡皮筋的拉力曲线，发现橡皮筋伸长量在3cm之前和5cm之后可以看作斜率不同的直线，如题4图所示。若实验中三根橡皮筋的伸长量Δl均超过5cm，小明认为应采用Δl+6cm【答案】(1)6.50(2)(3)大小相等，方向相反(4)A(5)支持小明的观点