2026年高考物理二轮复习 力学实验与创新

大单元六实验技能与创新

微专题19力学实验与创新

I一图通-构建知识图谱

使

用

和

读

数

方

法

探究弗力和冲贡伸长一的关系

探究互成角度的力的合成规律

濡心用力加速度有关实验

I［探究型实验）一探究加建度与物体受力、物体质ht的关系

涌情动赊擦因数行关实冷

测出年实验｝‘探究平搬运动的特点

测H做在线运动物体的瞬

时速度探究向心力大小与半径、角速度、质-的关系

题点通-突破高频考点

考点一测速度、加速度类实验

［例1］（2025•北京卷）利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律，实验装置如图1所示。

（1）按照图1安装好器材，下列实验步骤正确的操作顺序为（填各实验步骤前的字母）。

A.释放小车

B.接通打点计时器的电源

C.调整滑轮位置，使细线与木板平行

（2）实验中打出的一条纸带如图2所示，A、B、C为依次选取的三个计数点（相邻计数点间有4

个点未画出），可以判断纸带的（选填“左端”或“右端”）与小车相连。

（3）图2中相邻计数点间的时间间隔为7,则打B点时小车的速度o

（4）某同学用打点计时器来研究圆周运动。如图3所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M

点，另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动，选取部分纸带如图4所示。相邻计

数点间的时间间隔为0.10s,圆盘半径R=0.10m。则这部分纸带通过打点计时器的加速度大

小为m/s2；打点计时器打B点时圆盘上M点的向心加速度大小为m/s2o（结果均

保留两位有效数字）

［听课记录］........................................................................

［例21（2025•湖北卷）某同学利用如图（a）所示的实验装置来测量重力加速度大小g,细绳跨过

固定在铁架台上不可转动的小圆杆体，两端各悬持一个重锤。实验步骤如下：

(a)

①用游标卡尺测量遮光片的宽度小

②将遮光片固定在重锤I上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量办重锤2的质量M(M>〃z)。

③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用

刻度尺测量出遮光片中心到光电门的竖直距离

④启动光电门，释放重锤2,用数字毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间上

⑤根据上述数据求出重力加速度大小外

⑥多次改变光电门高度，重复步骤③④⑤，求出g的平均值。

回答下列问题：

(1)测量d时，游标卡尺的示数如图(b)所示，可知d=cm。

I2主尺cm

IIi1)JJ.।।J_I11i_।J.II.ItI

］1IIffi「「「「『i丁厂「厂厂117

0游标尺1020

(b)

(2)重锤1通过光电门时的速度大小为0=(用"、f表示)。若不计摩擦，g与加、M、d、

/、〃的关系式为g=。

(3)实验发现，当M和之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表

面不光滑，导致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等。理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因

数很小时，跨过圆柱体的绳两端拉力差AT=4严％,其中〉是只与圆柱体表面动摩擦因数有

M+TTI

关的常数。保持M+"?=2mo不变，其中M=(l+/0"zo,相=(1一夕)〃zo。夕足够小时，重锤运动

的而速度大小可近似表示为。=(£一7皿。调整两重锤的质量，测得不同夕时重锤的加速度大小

a,结果如表。根据表格数据，采用逐差法得到重力加速度大小g=m&(保留三位

有效数字)。

0.040.060.080.10

H(m・s'2)0.0840.2810.4770.673

［听课记录］........................................................................

［例3］(2025•湖南卷)某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如

下；

40—5.00

8Q—5.49

CQ-6.00

DO—6.51

£0-7.02

单位：cni

图2

⑴用螺旋测微器测量小球直径。如图1所示，D=mm。

⑵在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪

仪每隔0.5s闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距

离，单位是cm）。

（3）根据照片分析，小球在人、E两点间近似做匀速运动，速度大小0=m；s（保留两位

有效数字）。

（4）小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力尸kDv也为与液体有关的常量），已知小球密度为

P，液体密度为夕o,重力加速度大小为g,则Z的表达式为攵=（用题中给出的物理量

表示）。

⑸为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的

速度将（选填“增大”“减小”或“不变”）。

［听课记录I

规律方法：

1.测速度的方法（〃=给

（1）纸带数据处理法

利用平均速度求瞬时速度为=3笋。

(2)光电门数据处理法

利用遮光片的宽度和遮光时间v=^o

⑶频闪照片数据处理法

利用平均速度求瞬时速度。〃=半山。

2T

2.测加速度的方法(。=韵

(1)纸带数据处理法

利用逐差法求平均加速度

,,—g+%5+%)一(43+X+%])

°2°

(2)利用一段时间Z内的速度变化量瓜f求a

AV_V2-VI

-AtAt

(3)利用匀变速直线运动公式求a

如口2_诺=2内。

测量作用力类实验

[例4|(2025•全国卷)某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。

1cm

(a)

(1)将粘贴有坐标纸的木板照直放置.。橡皮筋的一端用图钉固定在木板上，另一端悬挂钩码。钩

码质量分别为200g、250g、…、500g,平衡时橡皮筋底端在坐标纸上对应的位置如图(a)中圆

点所示(钩码的质量在图中用数字标出)。悬挂的钩码质量分别为200g和300g时，橡皮筋底

端位置间的距离为cmo

⑵根据图(a)中各点的位置可知，在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的

(选填“质量”或“质量的增加量”)成正比，由此可求出橡皮筋的劲度系数为

N/m(保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2)o

(3)悬挂的钩码质量为机时，在橡皮筋底端施以水平向右的力立平衡时橡皮筋方向如图(b)中

虚线所示，图(b)中测力计的示数给出了力F的大小，则F=N,m=(选填

“200”“300”或“400”)go

［听课记录］........................................................................

［例5］(2025•内蒙古赤峰-三模)如图是探究两个互成角度的力的合成规律的实验的过程示

意图。

(1)图中由乙图到丙图的过程中主要应用了O

A.理想实验法

B.等效替代法

C.控制变量法

(2)丙图中弹簧测力计的读数为No

(3)实验中，乃、B表示两个互成角度的力，尸表示平行四边形作出的Q与乃的合力；尸表示

用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的力，则下列选项中符合实验事实的是________o

［听课记录1.................................................................................................................................................

规律方法：获得“作用力”的常用方法

1.用重物的重力替代，如“脸证牛顿第二定律”实验中的拉力用悬挂物的重力替代。

2.用弹簧测力计测量。

3.用力的传感器直接读出。

创新型实验

［例6］(2025•四川卷)某学习小组利用生活中常见物品开展“探究弹簧弹力与形变量的关系”

实验。已知水的密度为1.0X103kg/nP,当地重力加速度为9.8m/s?。实验过程如下:

图1图2

(1)将两根细绳分别系在弹簧两端，将其平放在较光滑的水平桌面上，让其中一个系绳点与刻度

尺零刻度线对齐，另一个系绳点对应的刻度如图1所示，可得弹簧原长为cm。

(2)将弹簧一端细绳系到墙上挂钩，另一端细绳跨过固定在桌面边缘的光滑金属杆后，系一个空

的小桶。使弹簧和桌面上方的细绳均与桌面平行，如图2所示。

⑶用带有刻度的杯子量取50mL水，缓慢加到小桶里，待弹簧稳定后，测量两系绳点之间的

弹簧长度并记录数据。按此步骤操作6次。

(4)以小桶中水的体积V为横坐标，弹簧伸长量x为纵坐标，根据实验数据拟合成如图3所示

直线，其斜率为200m-2。由此可得该弹簧的劲度系数为N/m(结果保留两位有效数字)。

(5)图3中直线的截距为0.0056m,可得所用小桶质量为kg(结果保留两位有效数

字)。

［听课记录］........................................................................

［例7］(2024・辽宁卷)图(a)为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。

某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期7与外径。之间的关系。

(1)用刻度尺测量不同颜色积木的外径。，其中对蓝色积木的某次测量如图(b)所示，从图中读

出D=cnio

⑵将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点0,将积木的右端按下

后释放，如图(c)所示。当积木左端某次与。点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止

计时，这一过程中积木摆动了个周期。

⑶换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究7与。之间的函数关系，可用它们

的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如下表所示：

颜色红橙黄绿青蓝紫

ln£>