力学实验-高考物理二轮复习（含答案）

第15讲力学实验-高考物理二轮复习

精研•高频考点聚焦重难热新

考点一纸带类实验

实验装置图注意事项考查执占

（1）考读算：读计数点

（1）平行：细绳与长木板平行

探究小间的时间、位移：计算

寸丁点

他源计/器（2）靠近：小车应靠近打点计

车速度瞬时速度、加速度

时器

a\

随时间（2）考操作：不需要平

--------------------------------1（3）两先：打点前先接通电

变化的衡摩擦力、不需要必须

源；打点后先断开电源

规律满足悬挂钩码的质量远

（4）适当：钩码质量适当

小于小车的质量

（1）考操作：器材安装

（1）平衡：开始应平衡摩擦力正误，平衡摩擦力、质

探究加（2）质量：重物质量需远小于量控制要求

纸带（2）考计算：计算加速

速度与细绳———./小车质量

s_______&1fc□

物体受（3）平行：细绳与长木板平行度

T描有小车打1点

槽2考结论：描点作图

力、物定?财仑实?佥台计时器（4）靠近：小车应靠近打点计（3）

码（1勺氏木板

体质量时器像得结论

的关系（5）两先：打点前先接通电（4）考误差：给定异常

源；打点后先断开电源a-F、图像，分析误

差的可能原因

（1）考操作：重物靠近

（1）安装：竖直安装，纸带竖

打点计时器处释放、先

Ail・时器

打R直

一纸带通电后释放

验证机（2）重物：选密度大、质量大

卜（2）考运算：计算下落

的

械能守r

夹子速度、减少的重力势能

恒定律LT里以（3）计算：运用％=

\\与增加的动能

L□%+1-L计算打点瞬时速

（3）考图像：卜等图

n2T

度

像

【典例1】

第1页

1.某班同学分成三个实验小组，分别采用不同的方法测量物体的速度或加速度的大小。

（I）笫一组同学利用打点计时器测量小车的速度和加速度大小。如图甲所示，利用钩码牵引小车，用频

率为50Hz的电火花计时器打点，得到如图乙所示的清晰纸带，取其中的。、A、B、C……七个点（每两个

①电火花计时器使用220V的（选填“交流”或“直流”）电源，小车向运动（相对图甲

中方位选填“左”或“右”）。

②该小组同学根据图乙中的数据判断出小车做匀变速运动，由纸带可求得打下E点时小车的瞬时速度大

小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2。（结果保留2位小数）

（2）第二组同学利用光电门测量滑块的加速度。如图丙所示，滑块上安装了宽度为2.0cm的遮光条，滑

块在牵引力作用下先后通过两个光目门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间△力=0.20

s,通过第二个光电门的时间加2=005s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t

=2.5s,试估算滑块的加速度例=m/s2（保留2位有效数字）。

内

（3）第三组同学利用频闪照相法测定当地的重力加速度。如图丁所示，该实验要在暗室中进行，实验器

材包括：频闪仪（带照相功能）、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、带荧光刻度的米尺、支架、漏斗、橡

皮管等。

单位：cm

5.547.9610.4012.8315.2717.71

I----e------•--------♦，

戊

实验步骤如下:

第2页

①在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴落下。

②用该频闪仪发出的闪光将水滴照亮，山大到小逐渐调节频闪仪的闪光频率，直到频闪仪的闪光频率为

10Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴，此时水滴滴落的频率为Hzo

③调节螺丝夹子，加快水滴滴落的频率，再用该频闪仪发出的闪光将水滴照亮，直到第二次看到一•串仿

佛固定不动的水滴。

④利用频闪仪拍照。

⑤用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度。采集数据并处理，若读出其中几个连续的水滴的距离关

系如图戊所示（用圆点代表水滴），则当地的重力加速度大小g=m/s2o（结果保留2位有效数字）

⑥该实验中测得的重力加速度总是偏小的原因可能是。（写出一条即可）

规律总结

纸带的•，三大”应用

1.判断物体的运动性质

（1）若&=0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动.

（2）若Ar不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀变速直线运动。

2.求解瞬时速度

做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。如图所示，求打某一点的瞬时速度，只

需在这一点的前、后取相同时间间隔丁的两段位移,0和二+i,则打〃点时的速度+=包24吐1。

2T

（XA+xr+x&）—（x-i+x2+x&）

（1）如图所示，有连续的偶数段数据，则。=_-_5一_b-----0

（3T）

7-X5)—(x2V-x3)

（2）如图所示，连续的奇数段数据，去掉最短的内，则。=2

(2T)

【典例2】

第3页

2.在月如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中:

加速度传感器

X定滑轮

力

传

。

感

器

乙

（1）探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种

实验方法是。

（2）实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持0

（3）由该装置分别探究M、N两车加速度。和所受拉力厂的关系，获得图像如图乙，通过图乙分析

实验是否需要补偿阻力（即平衡阻力）。如果需要，说明如何操作；如果不需要，说明理

（4）悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为〃，两车均未到达轨道末端，则两车加

速度之比dM•ClN=o

【典例3】

3.某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装

在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴接点（4,B）在同一水平线上，且弹簧处于原

长。滑轮质量和一切摩擦均不计，到线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为机，弹簧的劲度系数为七弹

性势能耳=劣质2G•为弹簧形变量），重力加速度为g,遮光条的宽度为小物块释放点与光电门之间的距离

为/（d远小于/）。现将物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间

（1）改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从A点静止释放，记录多组/和对应的时间作出场-/

图像如图2所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒，则在误差允许的范围内，需要验证正确的

关系式是—o

（2）在（1）中的条件下，/=人和/=/3时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为%］和昌3,则

第4页

Epi-E»=（用/l,"7,，3,g表示）。

（3）在（1）中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为

（，〃，g,攵表示）。

考点二弹簧、橡皮条类实验

实验装置图注意事项考查热点

（1）弹簧：选自重小的轻质弹

（1）考作图：建立适当的凡

簧

工坐标系，描点作平滑图线

探究弹.簧刻（2）钩码：总重力不能超过弹

（2）考探究：能根据图像找

弹力与形/度簧弹性限度

-J尺出产与x间关系，并解释常数

出xr

变量的关f（3）竖直：弹簧、刻度尺保持

码c卡含义

c

系c竖直放置

（3）考误差：测量误差、作

77rzzzz.<ZZZ/

（4）静止：钩码不上下振动时

图误差等

读数、测量弹簧长度

（1）考读数：弹簧测力计示

（1）不变：同一次实验中橡皮数

探究两个0*条结点。位置应保持不变（2）考操作：如何拉？怎么

互成角度共（2）平行：橡皮条、弹簧测力拉？拉到哪里？

♦;■

的力的合计和细绳套与纸面平行（3）考运算：作图法或公式

C

成规律（3）作图：严格按力的图示要法求合力

求作平行四边形求合力（4）考结果：会比较合力的

理论值与实验值的差别

【典例4】

4.弹簧是熄火保护装置中的一个元件，其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置

测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置，弹簧竖直放在传感器上，螺旋测微器竖直安装，测微螺杆

正对弹簧。

此时读数为.mnio

（2）对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力尸与弹簧长度/的关系如图3所示，由图可得弹簧的劲度系

第5页

数为N/m,弹簧原长为mm（均保留3位有效数字）。

F/N

3JM)

MJ

2.00

1・・K，

7

1.I1MM/l

K・KJ

A、一.........................二....—・

4.()6.()«.()10.()12.()14.()16.()

图3

【典例5】

5.某小组用三根规格相同的橡皮筋（遵循胡克定律）、细线、重物、刻度尺、三角板、白纸、图钉、木板等

器材探究两个互成角度的力的合成规律，实验操作如下:

①用细绳拴住橡皮筋两端，确保三根橡皮筋两结点间原长相同，用刻度尺量出橡皮筋的原长；

②木板竖直固定，用图钉将白纸固定在木板上；

③将一根橡皮筋上端的细绳固定在。点，下端细绳拴接重物，如图甲所示，待重物静止后记录接点位

置，并标记为。，用刻度尺量出橡皮筋1两结点间的长度；

④将另外两根橡皮筋上端的细绳分别固定在从c两点，下端的细绳拴接（接点为并悬挂同一重物，

如图乙所示，待重物静止后用刻度尺分别量出橡皮筋2和3两结点间的长度；

⑤用橡皮筋伸长量表示其受力的大小，作出橡皮筋1对。拉力的图示凡，橡皮筋2和3对。拉力的图示

Fi和B；

⑥以B和B为邻边作平行四边形，比较K与平行四边形对角线的大小方向，寻找规律。

请回答下列问题：

（1）关于本实验下列说法正确的是一；

A.图乙中从c两点可以不在同一高度处

B.图乙中橡皮筋2和3需调整至互相垂直

C.若橡皮筋规格不相同，对实验无影响

D.重物质量适量大些，可以减小实验误差

（2）步骤④中有遗漏，请补充：；

（3）该实验中合力R和两个分力尸2、色可以等效替代，其作用效果是什

么？______________________________

考点三小球类实验

第6页

注意事项考查热点

（1）考轨迹：判断平抛

（1）安装：斜槽末端伸出桌面外

运动的轨迹是否从抛出点

并调整至切线水平，定原点

开始

（2）操作:从同一点释放，由重

（2）考分析:分析水

垂线得到竖直线

平、竖直方向的运动

（3）描点：描出轨迹上多个点的

（3）考计算：计算初速

位置

度

（1）考装置：探究什么

关系

（2）考结果：得到什么

探究向心力结论

（I）方法：控制变量法

大小与半（3）考操作：达到预定

<2）操作；小球放对位置，皮带

径、角速格数时，即保持转速均匀

绕对塔轮、匀速转动

度、质量的恒定

（3）观察：标尺刻度

关系（4）考作图：描点连

线、画图线

（5）考创新：传感器探

究

（1）考装置：器材安

（1）安装：斜槽末端切线应沿水装、小球选取、0点确定

平方向（2）考测量:小球质量

验证动量守（2）起点：斜槽末端上方某处的测量和小球平抛运动的

恒定律（3）落点：用小圆圈中心表示水平位移的测量

（4）速度：应用小球平抛的水平（3）考结论：根据实验

位移替代数据判断两球碰撞过程中

动量是否守恒

第7页

（1）考读数：会秒表、

（1）悬着：测量摆长，标平衡位

游标卡尺、刻度尺读数

置

（2）考操作：悬点要固

用单摆测量铁架台（2）测量：摆长=摆线长+小球

摆线定、准确计数振动次数、

重力加速度半径

振幅小

的（3）操作：偏角W5。，不做圆锥

（3）考处理：能根据公

大小摆，在平衡位置处开始计时

式理解图像斜率，求g并

（4）周期：测量30〜50次全振

分析

动时间，再计算周期

误差

【典例6】

6.某兴趣小组进行节能减排的社会实践活动时，偶然发现学校某处水管存在泄漏现象，并及时报告老师。

之后有同学提出利用所学知识进行模拟实验，实验仪器有：卷尺、50分度游标卡尺、注射器、内径均匀的金

属喷管。实验原理如图甲所示，把喷管安装在注射器上，施加压力使水流以恒定速率水平射出，测量喷管离

地高度”、水流喷射的水平距离L,用游标卡尺测量喷管的内径。（如图乙所示）。完成下列填空：

（I）水流可视为大量连续的小水珠，不考虑空气阻力的影响：每个小水珠射出后做运动；

（2）图乙中游标卡尺读数为mm；

（3）实验中下列操作正确的是一；

A.使用游标卡尺测量喷管内径时，将内侧量爪伸进喷管后，卡紧喷管进行读数

B.使用游标卡尺测量喷管内径时，将内侧量爪伸进喷管后，使卡尺与喷管轴线垂直，卡住喷管口，拧紧

游标尺紧固螺钉后进行读数

C.游标卡尺使用完毕后，使游标尺与主尺保持2〜3mm空隙，拧紧游标尺紧固螺钉后放向盒子

（4）测得〃=].20m,L=2.00m（根据实验实际情况选取的有效数位），水流射出喷管时的流速v=—

m/s、流量。=m-'/s（计算结果保留两位有效数字，重力加速度大小取g=9.8m/s2,取花二

3.14）。实际管道泄漏与模拟情况近收，同学们估算出一周内将会浪费约25吨自来水：

（5）某次实验过程中，喷管调整不够水平，稍微倾斜向下，则计算出来的流量比喷管水平时

（填“偏大”“偏小”或“不变

【典例7】

7.某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：

第8页

（1）方案一：如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、8、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1,

变速塔轮自上而下按如图乙所示二种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回

答以下问题：

①本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的o

A.探究平抛运动的特点

B.探究影响导体电阻的因素

C.探究两个互成角度的力的合成规律

D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系

②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在从C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传

动皮带调至第层塔轮（选填“一”“二”或"三

（2）方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动矶的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定

在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P,用细线将滑块户与固定在竖直转轴上

的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力

传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为乙光电门可以

测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块尸与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：

力传竖直转轴

CMP感器

块条

宜杆

丙T

①若某次实验中测得挡光条的拦光时间为2,则滑块P的角速度表达式为o）=。

②实验小组保持滑块P的质量和运动半径厂不变，探究向心力〃与角速度①的关系，作出F-3?图线如图

丁所示，若滑块尸运动半径r=0.3m,细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由A。）?图线可得滑块p的质

量m=kg（结果保留2位有效数字）。

【典例8】

8.某同学用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，初始弹簧处于压缩且锁定状态，解锁后，滑块

第9页

4离开弹簧向右滑动，通过光电门传感器1后与滑块8碰撞，已知两挡光片相同，测得滑块人第一次通过光

电门传感器1的时间为八，第二次通过光电门传感器1的时间为3滑块。通过光电门传感器2的时间为

门。

挡听光电门1挡什光电门2

甲水平气垫导轨

（1）为测量弹簧压缩时具有的弹性势能，除A的质量外，还须测量的物理量是:

（2）若A、8碰撞过程中动量守恒，则两滑块的质量比需=（用测得物理量的符

号表示）；

（3）用如图乙所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图乙中。

点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为孙的小球A多次从斜轨上位置G点由静止

释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程0P。然后把质量为加2的小球B静置于轨道末端的水平部

分，再将小球4从斜轨.上位置G由静止释放，与小球8碰撞，如此重复多次，M、N为两球碰后的平均落

点，重力加速度为g,回答下列问题:

①为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足如m2（填“V”或“>”）。

②若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为（用两、0P.而来表示）。

③若实验中得出的落点情况如图丙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A的质量箱与被碰小球

B的质量"72之比为

【典例9】

9.小外用如图所示单摆测量当地重力加速度

（1）用游标卡尺测得小球直径d=20mm,刻度尺测得摆线长/=79cm,则单摆摆长L=cm

第10页

（保留四位有效数字）:

（2）拉动小球，使搜线伸直且与竖直方向的夹角为0（0V5。），无初速度的释放小球，小球经过

点（选填“最高”或“最低”）时，开始计时，记录小球做了30次全振动用时f=54.00s,则单摆周期丁=

s,由此可得当地重力加速度g=m/s2（TI2=10）O

考点四创新型力学实验

【典例10】

10.某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图a,细绳1、2和橡皮筋相连于一点，绳1上端固定在

A点，绳2下端与水杯相连，橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量，〃与橡皮筋长度x的关系，

该小组逐次加入等质量的水，拉动绳套，使绳1每次与竖直方向夹角均为30。且橡皮筋与绳1垂直，待装置

稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出»，〃关系图线，如图b所示。

回答下列问题：

（1）将一芒果放入此空杯，按上述操作测得x=11.60cm,由图b可知，该芒果的质量〃如=g

（结果保留到个位）。若杯中放入芒果后，绳1与竖直方向夹角为30。但与橡皮筋不垂直，由图像读出的芒果

质量与相比（填“偏大”或‘偏小”）。

（2）另一组同学利用同样方法得到的心图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是—o

A.水杯质量过小

B.绳套长度过大

C.橡皮筋伸长量过大，弹力与其伸长量不成正比

（3）写出一条可以使上述装置测量质量范围增大的措

施：_____________________________________________________________________________________________

创新分析

（1）原理的创新:利用验证力的平行四边形定则的实验装置测量质量。

（2）器材的创新:在杯中逐次加入等质量的水代替质量相等的硅码。

（3）数据处理的创新:利用x-m图像求解物体的质量及误差分析。

【典例11】

第11页

11.某同学用图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台用齿轮传动，绕竖直的轴匀速

转动，不可伸长的细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，计算机通过传感器能显示

①数出主动齿轮和从动齿轮的齿的个数分别为小和

②用天平称量小滑块的质量为

③将滑块放置在转台上，使细线刚好伸直；

④控制主动齿轮以某一角速度3支匀速转动，记录力传感器的示数R改变主动齿轮的角速度，并保证主

动齿轮每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数，滑块与水平介面始终保持相对静止。

回答下面的问题：

（1）滑块随平台一起匀速转动的角速度大小可由3=计算得出（用题中给定的符号表

示）。

（2）处理数据时，该同学以力传感器的示数产为纵轴，对应的主动齿轮角速度大小的平方3±2为横轴，

建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示（图中小人为已知量），设最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度为g，测得滑块和水平台面间的动摩擦因数^1=（用题中给定的符号表示）。

（3）该同学仅换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出广3家的图像，与图乙中直线斜率

比较，发现其斜率（选填“增大""减小''或"不变”）。

创新分析（1）原理的创新：利用圆周运动的动力学条件测量动摩擦因数。

（2）器材的创新：利用力传感器的示数与Ring之和获得滑块的向心力。

⑶数据处理的创新:：利用广3/2图线的纵截距的绝对值为pmg,求解动摩擦因数4

第12页

答案解析部分

1.【答案】(1)交流；左；0.55：0.50

(2)0.12

(3)10；9.7；存在空气阻力

【解析】【解答】(1)①电火花计时器使用220V的交流电源，小车向左运动。

②每两个点中间还有9个点未画出可知7=0.2s

由纸带可求得打下七点时小车的瞬时速度大小为性=攀=<41.84-19.88)x10-2皿=0.55m/s

z/2x^2

小车运动的加速度大小为dCF丁"="4184—0.119：—0.1192'm/s2=050m/s2o

9T‘9x0.2z

故答案为：①交流；左②0.55；().5()

(2)遮光条宽度d=2.0cm

遮光条通过第一个光电门的速度也=4

通过第二个光电门的速度片卷

滑块的加速度42=空二4=0.12m/s2o

t

故答案为：0.12

(3)②当频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率时，可看到一串仿佛固定不动的水滴，可知水滴滴落的频率

为lOHzo

⑤设滴水的时间间隔为先，频闪仪的拍照周期为7=0.1s,To=[?i=2,3,4,…)

由运动学规律可知

x

_(q+和+%6)~(l+x?V-X3)

g一丽?

代入数据联立,当〃=2时，解得声9.7nVs2。

⑥存在空气阻力，水滴没有做自由落体运动

故答案为：(2)10；⑤9.7；⑥存在空气阻力

【分析】(1)电火花计时器使用22OV交流电源；由纸带点间距变化判断运动方向；用中间时刻速度等于平

均速度求E点瞬时速度；用逐差法计算加速度。

(2)用遮光条通过光电门的平均速度近似瞬时速度，得到滑块通过两光电门的速度；再由加速度定义式计算

加速度。

(3)水滴与频闪仪频率相同时会看似静止，第一次静止时水滴频率等于频闪频率；用逐差法处理水滴间距数

据求重力加速度；分析测量偏小的原因c

2.【答案】(1)控制变量法

第13页

（2）平行

（3）需要，撤去细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下滑

（4）1：n2

【解析】【解答】（1）在研究两个物理量间的关系时，保持其他量不变，所使用的方法为控制变量法；

故答案为：控制变量法

（2）为了使细绳拉力为小车所受的合外力，需要让连接小车的细绳与轨道平面保持平行；

故答案为：平行

（3）力传感器上显示的示数为细绳的拉力，要以该拉力作为小车所受的合外力，需要补偿小车所受的阻

力，具体操作为撤去细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下

滑；

故答案为：需要，撤去细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速

下滑

（4）根据初速度为零的匀加速直线运动的位移与时间公式x=%产可知，。戊，=0\。2,又加：加=〃，解得

aw:4N=1:〃2。

故答案为：1:序

【分析】（I）实验探究加速度与力、质量的关系，需分别控制变量，该方法为控制变量法。

（2）调节定滑轮使细绳与轨道平面平行，确保小车所受拉力沿轨道方向，合力等于拉力与摩擦力的差值。

（3）从a-F图像截距分析，图像与F轴有交点，说明F需克服阻力才产生加速度，因此需要补偿阻力，通过

垫高木板平衡摩擦力。

（4）小车做初速度为0的匀加速直线运动，由位移公式x=iat2,结合位移相同、时间比求解加速度比。

3.【答案】（1）B

（2）mgl।—mgh

⑶事

【解析】【解答】⑴物块经过光电门的速度V=4若系统机械能守恒，则有|吧=拜+排\，2

整理得少=一刍］2+当|

tmdd

故答案为：B

（2）当l=h和1=h时，物块通过光电门的时间相等，即物块经过光电门的速度相等，故动能也相等，

根据机械能守恒定律分别有mgh=Epi+&,mgb=Ep3+Ek

整理可得EPi—Ep3=mgli-mgho

故答案为：mgli

（3）物块经过光电门的速度越大，则物块经过光电门所用时间越短，故由（1）可知，当1=L时，物块通过

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光电门时的速度最大，且此时小物块的加速度为零。对其进行受力分析有kL=mg

代入(1)中关系式可得最大速度为Vm=gJ^

故答案为：g器

【分析】(1)系统机械能守恒，重力势能减少量等于动能增加量与弹簧弹性势能增加量之和，结合瞬时速度

17T推导表与！的关系式。

(2)利用机械能守恒表达式，分别写出，=匕和，="时的方程，两式相减消去动能项，得到弹性势能

差。

(3)速度最大时系统合力为()，弹簧弹力等于物块重力，结合机械能守恒或导数求极值得到最大速度。

4.【答案】(1)7.413

(2)184；17.6

5.【答案】(1)A；D

(2)记录0位置

(3)将重物提起旦保持静止

【解析】【解答】(1)A：实验中，b、c两点的高度并不影响力的合成，只要保证结点在同一位置即可，A正

确；

B：橡皮筋2和3不需要互相垂直，它们可以以任意角度互成角度，实验的目的是探究任意角度的力的合成

规律，B错误；

C橡皮筋规格不同会导致伸长量与力的关系不一致，影响实验结果，C错误；

D：重物质量较大时，橡皮筋的伸长量更明显，测量误差相对较小，D正确。

故答案为：AD

(2)将两根橡皮筋分别固定在b、c两点，并悬挂同一重物，但未明确记录接点O的位置。为了后续作图和

分析，需要记录0'点的位置或者记录两橡皮筋的方向。

故答案为：记录O'位置

(3)合力R和两个分力F2、F3的等效替代作用效果是提起重物并使重物保持静止，即达到力的平衡状态。

故答案为：将重物提起且保持静止

【分析】(1)该实验核心为验证互成角度的力的合成规律，需保证各力作用效果等效，分析各选项操作的必

要性与合理性。

(2)实验需保证多次拉力的作用效果相同，步骤③需记录结点位置以确保作用效果等效。

(3)合力与分力等效替代的本质是使重物提起并保持静止，即产生相同的静止效果.

6.【答案】(1)平抛

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(2)3.60

(3)B

(4)4.0；4.1x105

(5)偏小

【解析】【解答】(1)水流可视为大量连续的小水珠，不考虑空气阻力的影响，每个小水珠射出后做平抛运

动。

故答案为：平抛

(2)游标卡尺读数为3mm+0.02mmx30=3.60mm。

故答案为：3.60

(3)AB：使用游标卡尺测量喷管内径时，将内侧量爪伸进喷管后使卡尺与喷管轴线垂直，卡住喷管口，拧

紧游标尺紧固螺钉后进行读数，A错误，B正确;

C：游标卡尺使用完毕后，使两测量爪合并，拧紧游标尺紧固螺钉后放回盒子，C错误。

故答案为：B

(4)根据平抛运动的规律可知L=vt,H=lgt2

乙

解得V==2x/9.8m/s-4.0m/s

72x1.2

流量Q=ind2v=lx3.14x(3.6xIO-3)?x4m-VsM.1x105m-Vso

故答案为:4.0；4.1x105

(5)某次实验过程中，喷管调整不够水平，稍微倾斜向下，则水流的水平射程偏小，则水流平抛运动的速

度偏小，则计算出来的流量比喷管水平时偏小。

故答案为：偏小

【分析】(1)水流水平射出，只受重力，做平抛运动。

⑵50分度游标卡尺精度为0.02mm,主尺读数+游标尺对齐格数x精度。

(3)分析游标卡尺测量内径的规范操作，排除错误操作。

(4)平抛运动分解为水平匀速和竖直自由落体，求初速度；流量为流速x横截面积。

(5)喷管倾斜向下时，下落时间缩短，水平位移偏大，计算出的初速度偏大，流量偏大。

7.【答案】(1)BD；一

(2)品0.30

【解析】【解答】(1)@A：在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另

外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球

在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故A错误:

B：在探究影响导体电阻的因素实验中使用了控制变量法，故B正确;