2026年高考物理三轮冲刺：力学实验 题型讲义+练习题（含答案解析）

第第页2026年高考物理三轮冲刺：力学实验题型讲义+练习题题型一、纸带类和光电门类实验(1)打点计时器系列四个实验力学实验中用到打点计时器的实验主要有4个，分别是研究匀变速直线运动，验证牛顿运动定律，探究动能定理，验证机械能守恒定律。(2)纸带数据的处理方法(3)需要平衡摩擦力的两个实验及方法验证牛顿运动定律和探究动能定理两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，使小车能匀速下滑。(4)四个关键点①区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。②涉及打点计时器的实验均是先接通电源，打点稳定后，再释放纸带。③实验数据处理可借助图像，充分利用图像斜率、截距等的物理意义。④小车在长木板上做匀加速直线运动时，绳上的拉力并不等于悬挂物的重力，只有当M车≫m挂时，绳上的力才近似等于悬挂物的重力。如果绳上连接着力传感器或测力器，则可直接读出绳上的拉力，不要求M车≫m一、测量速度的工具、方法方法仪器器材方法说明、应用举例纸带法交流电源、打点计时器、刻度尺测出计数点间距，由打出某点前、后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度光电门法光电门、螺旋测微器或游标卡尺由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v＝eq\f(d,Δt)(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片的挡光时间)利用平抛运动法竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺(1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度(2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等弹簧、刻度尺、天平利用圆周运动法竖直平面内的圆弧轨道(或细线牵引的圆周运动)、力传感器、天平等(1)由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度(2)力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度(3)验证机械能守恒定律、探究向心力等二、测定重力加速度的几种常见方案利用落体测重力加速度(忽略阻力)运动组合物体系统打点计时器计时，利用逐差法测定g，也可以利用图象法求g光电门计时，原理为v2－veq\o\al(2,0)＝2gx(也可以利用频闪照片)滴水法计时，原理为h＝eq\f(gt2,2)，可以利用图象求g匀速圆周运动计时，Δx＝gT2(也可以测量转速)eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh再创新：可以验证牛顿运动定律、机械能守恒定律【知识链接】实验装置图实验操作数据处理探究小车速度随时间变化的规律1.细绳与长木板平行2.释放前小车应靠近打点计时器3.先接通电源，再释放小车，打点结束先切断电源，再取下纸带4.钩码质量适当1.判断物体是否做匀变速直线运动2.利用一段时间内的平均速度求中间时刻的瞬时速度3.利用逐差法求平均加速度4.作速度—时间图像，通过图像的斜率求加速度探究加速度与物体受力、物体质量的关系1.平衡摩擦力，垫高长木板一端使小车能匀速下滑2.在平衡摩擦力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，实验过程中不用重复平衡摩擦力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的关系验证机械能守恒定律1.竖直安装打点计时器，以减少摩擦阻力2.选用质量大、体积小、密度大的重物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)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)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′常见的测速方法：纸带打点计时器测速，光电门测速，传感器测速，动能定理计算法，平抛运动计算法等。（2025·北京·高考真题）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（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T，则打B点时小车的速度v=。(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（2025·河南信阳·三模）测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。情境1：如图，滑块上安装了宽度d=1.0cm的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间Δt=0.05s，则可估算出滑块经过光电门的速度大小情境2：某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示（图乙中标的数据t1、t2、t为已知量），已知光速为a．当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为。b．从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为。c．若考虑到t≫t1，t≫t（2025·山东·高考真题）某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，部分实验步骤如下：(1)将两光电门安装在长直轨道上，选择宽度为d的遮光片固定在小车上，调整轨道倾角，用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。(2)将小车自轨道右端由静止释放，从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、，以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间，计算小车的加速度（结果保留2位有效数字）。(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F，改变砝码质量，重复上述步骤，根据数据拟合出图像，如图乙所示。若要得到一条过原点的直线，实验中应（填“增大”或“减小”）轨道的倾角。图乙中直线斜率的单位为（填“”或“”）。（2025·安徽·高考真题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。(1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车。（选填正确答案标号）a.能在轨道上保持静止b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动(2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于（选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线。（选填“b”“c”或“d”）新考法（2026·河南省郑州市宇华实验学校·一模）某小组设计了如图所示装置来验证加速度a与物体所受合外力F的关系。重物A的质量为M，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，在B的一边放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡且保持静止。竖直标尺上固定两个标记C和D，C和D的距离为h。固定重物A在标记C处，现将重物B上面的一个槽码放在重物A上面。（1）由静止释放重物A，用时间传感器记录A由标记C运动到D的时间t，则重物A到达标记D的速度为___________；（2）再将重物B上面的槽码移个、3个、4个、5个、6个放在重物A上面。由静止释放重物A，保持每次重物下落的位置不变，重复（1）实验多次，测得多个A由标记C运动到D的时间t，已知当地重力加速度为g，以为纵轴，以_____________（填“n”“”或“”）为横轴，如果图像是斜率等于___________且过原点的直线，则可以得出当物体质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。（2025·河南·高考真题）实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz(1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：（填步骤前面的序号）①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点③用电子天平称量重锤的质量④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端⑤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⑥关闭电源，取下纸带(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为m/s（保留3位有效数字）。(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2−h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应（填“通过”或“不通过”）原点且斜率为（用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率k=定义单次测量的相对误差η=Ep−EkEp×100%，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η=×100%（用字母（2026·广东汕头市·一模）学校科创小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律，实验过程如下：（1）用游标卡尺测出挡光片的宽度为d，如图2所示，则________；（2）将挡光片固定在重物A上，用天平分别测出重物A（含挡光片）、B质量，用、表示；（3）安装实验器材后，先固定B以保持A、B静止，用刻度尺测出挡光片到光电门的竖直距离为，启动光电门，再静止释放B，测出A经过光电门的挡光时间t；（4）通过网上查询得到当地重力加速度为g，当满足关系式：________（用题目中的符号表示）时，可认为A、B组成的系统机械能守恒；（5）有小组成员担心网络信息有误，提出可以用计算当地重力加速度，再代入（4）中关系式进行验证，请你指出该方案的错误：________。题型二弹簧类和橡皮条类实验1.探究弹簧弹力与形变量的关系实验装置图操作要点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.水平放置弹簧,测量其原长,由于弹簧有自重,将其悬挂起来后会有一定的伸长量,使图像横轴截距不为零1.作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像,斜率表示弹簧的劲度系数2.超过弹簧的弹性限度,图像会发生弯曲2.探究两个互成角度的力的合成规律实验装置图操作要点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（2025·全国卷·高考真题）某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。(1)将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。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cm。(2)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Nm（保留2位有效数字，重力加速度取9.8(3)悬挂的钩码质量为m时，在橡皮筋底端施以水平向右的力F，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=g（选填“200”“300”或“400”）。（2025·安徽合肥·模拟预测）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。(1)本实验主要采用的科学方法是（

）A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法(2)图甲中OC方向的拉力大小为N；(3)图乙中的力F和力，一定沿橡皮条AO方向的是（选填“F”或“”）(4)在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为、和，关于这三个力的大小关系，正确的是__________。A． B． C． D．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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m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x−m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m0=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m(2)另一组同学利用同样方法得到的x−m图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是_________。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。（2025·吉林省长春市高三二模）某同学用图（a）所示的实验装置探究两个互成角度的力的合成规律，量角器竖直固定，0刻度线水平。三根细绳结于点，其中一根细绳悬挂重物，另外两根细绳与弹簧测力计a、b挂钩相连，互成角度同时拉两测力计，使结点与量角器的中心点始终在同一位置。（1）某次测量时测力计的示数如图（b）所示，读数为___________（结果保留1位小数）。（2）关于该实验，下列说法正确的是___________。A.连接测力计的细绳之间夹角越大越好B.实验前必须对测力计进行校准和调零C.实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行（3）初始时，与两测力计相连的细绳所成夹角如图（a）所示，保持夹角不变，顺时针缓慢转动两测力计直至测力计水平，在此过程中，测力计的示数___________。A.一直变大 B.一直变小C.先变大后变小 D.先变小后变大（2025·湖北省百校大联考）某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮固定在桌子边，滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点（不与桌面接触）静止。（1）实验中，结点_____________（填“必须”或“不必”）与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m，另一根绳挂的钩码质量为4m，则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。（2）若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m，则结点静止时，之间轻绳的夹角___________（填“一定”或“不一定”）为，实验中若桌面不水平，实验的结论___________（填“受”或“不受”）影响。题型三力学其他实验1.力学其他实验实验装置图操作要点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=12gt2,求初速度v0=x探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.横臂对小球的弹力大小关系可以通过标尺上刻度读出,该读数显示了向心力大小关系2.采用了控制变量法,探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系作出F-ω2、F-r、F-m的图像,分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系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=tn计算单摆的周期从单摆平衡位置开始计时,计时一个周期后开始计数“1”1.利用公式g=4π2.可作出l-T2的图像,利用斜率求重力加速度（2026·重庆·一模）某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，底板上的标尺可以测得水平位移x。(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．斜槽轨道必须光滑C．应选择质量较大，体积较小的小球D．每次小球应从同一高度由静止释放(2)若某次实验时，小球抛出点距底板的高度为h，水平位移为x，重力加速度为g，则小球的平抛初速度为（用h、x、g表示）。(3)如图乙所示，用一张印有小方格的纸记录轨迹，当地重力加速度g取10m/s2，小方格的边长L=10.0cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d（2026·安徽黄山·一模）如图所示，某同学在研究平抛运动时，挡板上附有复写纸和白纸，竖直挡板正对槽口放置。小球从斜槽上某处由静止释放，抛出后撞击挡板留下痕迹；现将挡板向后依次平移距离，再将小球从斜槽上同一位置由静止释放，撞击挡板时分别留下痕迹、。测得间距离为，间距离为。(1)下列说法中正确的是_____（填选项前的字母）；A．斜槽末端必须水平B．斜槽必须光滑C．选密度大、体积小的球(2)小球平抛初速度（用、、、表示）；(3)如图所示，利用上述装置也能验证动量守恒定律，使用两个等大的小球、，实验步骤如下：①竖直挡板正对斜槽末端一定距离处固定，球在斜槽末端时球心在水平方向的投影点作为坐标原点；②将球从某点处由静止释放，撞到竖直挡板上得到痕迹；③把球静止放在斜槽末端，再让小球从同一点静止释放，与球相碰后，撞到竖直挡板上得到痕迹和。在实验误差允许的范围内，若满足关系式，则验证了碰撞过程动量守恒。（用表示）（2026·河南省信阳市·一模）在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有_____；（多选，填写正确答案标号）A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球D.图中挡板每次必须等间距下移（2）如图乙所示，在描出的轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，竖直间距分别是和，若点是抛出点，，取，则钢球平抛的初速度大小为_____（结果保留2位有效数字）（3）如图乙所示，若点不是抛出点，以点为坐标原点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，在描出的轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，竖直间距和，取。则抛出点的坐标为_____（已知轴、轴坐标单位均为）。（2025·浙江宁波·模拟预测）甲乙两位同学用两种方法在研究做匀速圆周运动的物体所受向心力大小与质量、角速度和半径的关系：(1)甲同学用如图甲所示装置进行实验，本实验采用的主要实验方法为。在探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，将两个相同质量的小球，分别放在C挡板处与（选填“A”或“B”）挡板处，同时将传动皮带套在半径（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上。(2)乙同学用如图乙所示装置验证向心力大小与角速度的关系。长度为L的细线上端固定，下端悬挂质量为m的小球（视为质点），将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的平台上，其圆心在细线悬挂点的正下方。现给小球一初速度，使其恰沿纸面上半径为R的圆做匀速圆周运动，此时小球对纸面恰好无压力，用秒表记录小球转动n圈所用的总时间为t。不计空气阻力，重力加速度大小为g。假如要验证向心力公式成立，需要满足的等式为（用n、t、g、L、R等表示），该同学在最后几圈如果做了在同一个平面的小角度的来回运动，则所测得周期将（填“偏大”、“偏小”或者“不变”）。（2025·湖北·模拟预测）某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置，来探究向心力大小与角速度大小的关系。将一个质量分布均匀，边长为的磁性正方体滑块放置在转台上，长为且不可伸长的绝缘细线与转台平行，一端连接磁性滑块内侧，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，力传感器与计算机连接可以显示细线上拉力的大小。磁性滑块静止时，力传感器示数为零。转台左侧固定一智能手机，智能手机中的“磁传感器”能实时记录手机附近磁场的大小，磁体越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。当转台绕竖直轴水平匀速转动时，手机记录滑块多次经过时的磁场脉冲信号，如图乙所示。(1)由图乙可得滑块做匀速圆周运动的角速度大小（用、表示）。(2)经多次实验后，以力传感器的示数为纵轴，对应的角速度平方为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示，试分析图像不过原点的原因：。(3)该小组通过分析发现由丙图还可计算出滑块的质量，则（用、、、表示）。（2025·四川成都·一模）某同学在家中测量当地重力加速度。实验过程如下：（1）用细棉线穿过手机壳上的挂孔，把手机悬挂于固定点，制成一个单摆。悬挂时使手机摄像头位于上方，如图所示；（2）打开手机中的物理实验软件，使手机在竖直平面内小角度摆动（摆角小于5°），记录摆动周期T；（3）用卷尺测量出悬线的长度l和手机的长度d；（4）假设手机的重心位于其几何中心，则重力加速度的测量值可表示为g=（用T、l、d表示）；（5）该同学分析发现，手机的质量分布不均匀，重心实际偏向摄像头一侧，则以上重力加速度的测量值（填“大于”或“小于”）真实值；（6）不改变现有器材，为消除上述系统误差，请写出一条改进实验的措施：。（2026·四川攀枝花·一模）传统“单摆测量重力加速度”实验中，用秒表测量周期存在较大误差。某实验小组利用数字化设备改进该实验，按如图所示的实验装置进行实验。选用的器材有：摆球、不易伸长的细线、刻度尺、游标卡尺、拉力传感器、数据采集器、计算机等。实验步骤如下：（i）将拉力传感器固定在竖直木板上，并与摆球用细线相连；（ii）用刻度尺测量摆线长度l，再用游标卡尺测量摆球直径d，计算摆长；（iii）让单摆做小角度摆动，数据采集器记录拉力传感器的数据；（iv）改变摆长，重复以上步骤三次。据此回答以下问题：(1)在测量摆长时，必须使单摆处于___________状态。A．水平放置且拉直B．挂上摆球后在竖直面内自然悬垂C．竖直悬挂且用竖直外力拉紧(2)某次测量得到的拉力传感器的示数F随时间t变化的图像如图乙所示，则该次测量中摆球摆动的周期T=s（保留两位有效数字），重力加速度可表示为（用l、d、T表示）。题型四、力学创新实验（2025·四川泸州·一模）某同学用如图甲所示的实验装置研究摩擦力的特点，将木块P和木板Q叠放于水平桌面上，轻绳绕定滑轮一端与力传感器竖直相连，另一端与木块P水平相连。该同学测出木块P的质量，然后从时刻开始，用从零开始逐渐增大的外力拉木板Q，力传感器的示数随时间的变化关系如图乙所示。时轻绳恰好伸直但无拉力，重力加速度为。(1)木板Q在时间内受到的静摩擦力大小，木块P在时间内受到的静摩擦力大小（均选填“增大”“减小”或“不变”）；(2)木板Q与木块P之间的滑动摩擦因数；(3)该同学欲利用控制变量法研究滑动摩擦力大小与压力大小关系，下列两项操作中更恰当的一项是__________。A．将木块P换成体积相同但材质不同的物块B．在木块P的上方放置不同数量的砝码新考法（2026·福建福州市·二模）某同学设计实验验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。一质量为、直径为的小球连接在长为的细绳一端，细绳另一端固定在点，调整光电门的中心位置与小球通过最低点时球心对齐。将细绳拉直，由静止释放小球，记录小球从不同高度释放通过光电门的挡光时间，小球运动中不接触弧面，重力加速度为。（1）用游标卡尺测量小球直径，如图乙所示，小球直径______mm。（2）若测得光电门的中心与释放点的竖直距离为，小球通过光电门的挡光时间为，则小球从释放点下落至光电门中心的过程，满足关系式______（用字母、、、表示），即可验证机械能守恒定律。（3）经过多次重复实验，发现小球经过光电门时，动能增加量总是大于重力势能减小量，下列原因中可能的是______。A.的测量值偏大B.在最低点时光电门的中心在小球球心的下方C.小球下落过程中受到了空气阻力新情境【“一抽到底”的纸巾盒】（2026·广东汕头市潮阳实验学校·一模）有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验：科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格：实验次数12345砝码质量m/g1020304050弹簧长度l/cm4.514.033.483.272.46弹簧形变量0.991.472.022.233.04（1）依据测量数据画出图像如图所示，观察图像可发现，其中第_______次数据误差较大，应该剔除；（2）根据图像可得劲度系数________N/m（结果保留两位有效数字，g取10N/kg）；（3）在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能_______（选填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”）。新情境【古法磨豆腐】（2026·河北沧州市沧县中学·一模）古法磨豆腐有一道工艺：如图甲所示，房梁下悬吊着一个“十字摇架”，纱布悬挂于摇架下方，用来过滤豆渣。若保持摇架的其中一根杆不动，使另一根杆在竖直面内绕悬点（即悬绳的下端）转动，可将其简化为如图乙所示的模型并进行研究。如图乙所示，长为的杆在外力作用下绕中点在竖直面内转动，杆两端系有长为的不可伸长的轻绳，绳上挂着光滑的轻质滑轮，滑轮下方吊着重力为的重物，绳两端各连接一个拉力传感器。缓慢的转动杆，并记录杆的左半段（中点到拉力传感器1的端头）与过中点的水平线之间的夹角（介于到之间）及相应角度下两个拉力传感器的示数。（1）在缓慢转动杆的过程中，下列说法正确的是（）（填正确答案标号）。A.两拉力传感器的示数始终相等B.夹角在水平线上方（取正值）时，示数C.夹角在水平线下方（取负值）时，示数（2）当时，拉力传感器1的示数为________（用表示）。（3）以拉力传感器1的示数为纵轴、角度为横轴，作出的图像可能正确的是（）（填正确答案标号）。A. B.C. D.新考法（2026·江西省景德镇市·上学期第一次质量检测）物理研究小组的同学利用实验室的DIS系统对物体在斜面上的运动进行研究，如图甲所示，让物体从固定斜面的顶端O由静止释放，物体经A点到达斜面底端B，A、B两处安装的传感器可以将测出的A、B间距x和物体在A、B间运动的时间t输入计算机。实验时，多次改变A传感器的位置，重复实验，由计算机作出图像如图乙所示。（1）实验时，A传感器位置越低，图像上的坐标点的位置越偏_____（填“上”或“下”）。（2）根据实验图像，物体到达B传感器的速度大小为_______m/s，物体在斜面上运动的加速度大小为___________。新情境【智能运动手环】（2026·广东佛山市顺德区·二模）智能运动手环中有加速度传感器，且能测量轴、轴和轴加速度（如图甲）。现手环做平抛运动掉落在地面上，图乙表示手环y轴方向的加速度随时间的变化情况。已知。下列说法正确的是（）A.大约1.40s末手环第一次接触地面B.手环加速度最大值处重力的功率最大C.手环开始平抛的高度约为0.8mD.落地时手环速度大小为4m/s2026年高考物理三轮冲刺：力学实验题型讲义+练习题·教师版题型一、纸带类和光电门类实验(1)打点计时器系列四个实验力学实验中用到打点计时器的实验主要有4个，分别是研究匀变速直线运动，验证牛顿运动定律，探究动能定理，验证机械能守恒定律。(2)纸带数据的处理方法(3)需要平衡摩擦力的两个实验及方法验证牛顿运动定律和探究动能定理两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端，给小车一个初速度，使小车能匀速下滑。(4)四个关键点①区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。②涉及打点计时器的实验均是先接通电源，打点稳定后，再释放纸带。③实验数据处理可借助图像，充分利用图像斜率、截距等的物理意义。④小车在长木板上做匀加速直线运动时，绳上的拉力并不等于悬挂物的重力，只有当M车≫m挂时，绳上的力才近似等于悬挂物的重力。如果绳上连接着力传感器或测力器，则可直接读出绳上的拉力，不要求M车≫m一、测量速度的工具、方法方法仪器器材方法说明、应用举例纸带法交流电源、打点计时器、刻度尺测出计数点间距，由打出某点前、后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度光电门法光电门、螺旋测微器或游标卡尺由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v＝eq\f(d,Δt)(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片的挡光时间)利用平抛运动法竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺(1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度(2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等弹簧、刻度尺、天平利用圆周运动法竖直平面内的圆弧轨道(或细线牵引的圆周运动)、力传感器、天平等(1)由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度(2)力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度(3)验证机械能守恒定律、探究向心力等二、测定重力加速度的几种常见方案利用落体测重力加速度(忽略阻力)运动组合物体系统打点计时器计时，利用逐差法测定g，也可以利用图象法求g光电门计时，原理为v2－veq\o\al(2,0)＝2gx(也可以利用频闪照片)滴水法计时，原理为h＝eq\f(gt2,2)，可以利用图象求g匀速圆周运动计时，Δx＝gT2(也可以测量转速)eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh再创新：可以验证牛顿运动定律、机械能守恒定律【知识链接】实验装置图实验操作数据处理探究小车速度随时间变化的规律1.细绳与长木板平行2.释放前小车应靠近打点计时器3.先接通电源，再释放小车，打点结束先切断电源，再取下纸带4.钩码质量适当1.判断物体是否做匀变速直线运动2.利用一段时间内的平均速度求中间时刻的瞬时速度3.利用逐差法求平均加速度4.作速度—时间图像，通过图像的斜率求加速度探究加速度与物体受力、物体质量的关系1.平衡摩擦力，垫高长木板一端使小车能匀速下滑2.在平衡摩擦力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，实验过程中不用重复平衡摩擦力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的关系验证机械能守恒定律1.竖直安装打点计时器，以减少摩擦阻力2.选用质量大、体积小、密度大的重物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)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)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′常见的测速方法：纸带打点计时器测速，光电门测速，传感器测速，动能定理计算法，平抛运动计算法等。（2025·北京·高考真题）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（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T，则打B点时小车的速度v=。(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【答案】(1)CBA(2)左端(3)x(4)0.811.6【详解】（1）实验步骤中，首先调整滑轮位置使细线与木板平行，确保力的方向正确；接着接通打点计时器电源，让计时器先工作；最后释放小车。故顺序为CBA；（2）小车做匀加速直线运动时，速度越来越大，纸带上点间距逐渐增大。图2中纸带左端间距小，右端间距大，说明纸带左端与小车相连。（3）根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。B点为A、C的中间时刻，AC间位移为x2，时间间隔为2T；则v=（4）[1]根据逐差法可知a=[2]B点是AC的中间时刻点，则有v此时向心加速度a（2025·河南信阳·三模）测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。情境1：如图，滑块上安装了宽度d=1.0cm的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间Δt=0.05s，则可估算出滑块经过光电门的速度大小情境2：某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示（图乙中标的数据t1、t2、t为已知量），已知光速为a．当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为。b．从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为。c．若考虑到t≫t1，t≫t【答案】0.2m/s12ct1【详解】[1]由题意v[2]当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离即为脉冲电磁波单向传播距离，则d[3]由题意，从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为Δ[4]当第二个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为d则车速为v=（2025·山东·高考真题）某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，部分实验步骤如下：(1)将两光电门安装在长直轨道上，选择宽度为d的遮光片固定在小车上，调整轨道倾角，用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。(2)将小车自轨道右端由静止释放，从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、，以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间，计算小车的加速度（结果保留2位有效数字）。(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F，改变砝码质量，重复上述步骤，根据数据拟合出图像，如图乙所示。若要得到一条过原点的直线，实验中应（填“增大”或“减小”）轨道的倾角。(4)图乙中直线斜率的单位为（填“”或“”）。【答案】(1)1.00(2)(3)增大(4)【详解】（1）实验用遮光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度，遮光片宽度越小，代替时的误差越小，故为较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度，选择宽度较小的的遮光片；（2）根据加速度的定义式可得（3）根据图像可知当有一定大小的外力F时此时小车的加速度仍为零，可知平衡摩擦力不足，若要得到一条过原点的直线，需要平衡摩擦力，故实验中应增大轨道的倾角；（4）图乙中直线斜率为，根据可知直线斜率的单位为。（2025·安徽·高考真题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。(1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车。（选填正确答案标号）a.能在轨道上保持静止b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动(2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于（选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线。（选填“b”“c”或“d”）【答案】(1)c(2)失重d【详解】（1）平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动。故选c。（2）[1]根据图像可知时，加速度方向竖直向下，故处于失重状态；[2]对物体根据牛顿第二定律，整理得，可知图像的斜率为，故将物体质量增大一倍，图像斜率变小，纵轴截距不变，其图像为图丁中的图线d。新考法（2026·河南省郑州市宇华实验学校·一模）某小组设计了如图所示装置来验证加速度a与物体所受合外力F的关系。重物A的质量为M，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，在B的一边放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡且保持静止。竖直标尺上固定两个标记C和D，C和D的距离为h。固定重物A在标记C处，现将重物B上面的一个槽码放在重物A上面。（1）由静止释放重物A，用时间传感器记录A由标记C运动到D的时间t，则重物A到达标记D的速度为___________；（2）再将重物B上面的槽码移个、3个、4个、5个、6个放在重物A上面。由静止释放重物A，保持每次重物下落的位置不变，重复（1）实验多次，测得多个A由标记C运动到D的时间t，已知当地重力加速度为g，以为纵轴，以_____________（填“n”“”或“”）为横轴，如果图像是斜率等于___________且过原点的直线，则可以得出当物体质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。【答案】①.②.③.【解析】（1）[1]A由标记C运动到D过程中做初速度为0的匀加速直线运动，则有整理得（2）[2][3]物体下落的加速度为，在B的一边放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡且保持静止，则有，根据牛顿第二定律，联立整理得，故以为纵轴，以为横轴，图像是斜率等于，且过原点的直线，则可以得出当物体质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。（2025·河南·高考真题）实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率50Hz(1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：（填步骤前面的序号）①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点③用电子天平称量重锤的质量④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端⑤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⑥关闭电源，取下纸带(2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为m/s（保留3位有效数字）。(3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的v2−h关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应（填“通过”或“不通过”）原点且斜率为（用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率k=(4)定义单次测量的相对误差η=Ep−EkEp×100%，其中Ep是重锤重力势能的减小量，Ek是其动能增加量，则实验相对误差为η=×100%（用字母【答案】(1)④①⑥⑤(2)1.79(3)通过2g19.1(4)2g−k2g【详解】（1）实验步骤为：将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端，先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带，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，根据原理mgh=1（2）根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔T=1f=0.02s，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得（3）[1][2]根据mgh=12mv2，[3]由图3得直线的斜率k=（4）[1]根据题意有η=mgh−12[2]当地重力加速度大小取g=9.80m/s（2026·广东汕头市·一模）学校科创小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律，实验过程如下：（1）用游标卡尺测出挡光片的宽度为d，如图2所示，则________；（2）将挡光片固定在重物A上，用天平分别测出重物A（含挡光片）、B质量，用、表示；（3）安装实验器材后，先固定B以保持A、B静止，用刻度尺测出挡光片到光电门的竖直距离为，启动光电门，再静止释放B，测出A经过光电门的挡光时间t；（4）通过网上查询得到当地重力加速度为g，当满足关系式：________（用题目中的符号表示）时，可认为A、B组成的系统机械能守恒；（5）有小组成员担心网络信息有误，提出可以用计算当地重力加速度，再代入（4）中关系式进行验证，请你指出该方案的错误：________。【答案】①.0.515②.③.见解析【解析】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知挡光片的宽度为（4）[2]挡光片经过光电门时的速度为，系统减少的重力势能为系统增加的动能为，当满足关系式时，可认为A、B组成的系统机械能守恒。（5）[3]有小组成员担心网络信息有误，提出可以用计算当地重力加速度，再代入（4）中关系式进行验证，该方案的错误是：验证机械能守恒的对象是A、B组成的系统，该系统的加速度明显小于重力加速度。题型二弹簧类和橡皮条类实验1.探究弹簧弹力与形变量的关系实验装置图操作要点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.水平放置弹簧,测量其原长,由于弹簧有自重,将其悬挂起来后会有一定的伸长量,使图像横轴截距不为零1.作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像,斜率表示弹簧的劲度系数2.超过弹簧的弹性限度,图像会发生弯曲2.探究两个互成角度的力的合成规律实验装置图操作要点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（2025·全国卷·高考真题）某探究小组利用橡皮筋完成下面实验。(1)将粘贴有坐标纸的木板竖直放置。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cm。(2)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Nm（保留2位有效数字，重力加速度取9.8(3)悬挂的钩码质量为m时，在橡皮筋底端施以水平向右的力F，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=g（选填“200”“300”或“400”）。【答案】(1)1.90(2)质量的增加量52(3)1.00300【详解】（1）根据图（a）可知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1.90cm；（2）[1]根据图像可知钩码每增加相同的质量橡皮筋增加相同的长度，故在所测范围内橡皮筋长度的增加量与所挂钩码的质量的增加量成正比。[2]设橡皮筋原长为L0，劲度系数为k，根据胡克定律F=kx；其中F=mg，x为橡皮筋长度的增加量。设悬挂质量为m1、m2的钩码时，橡皮筋长度的增加量分别为x1、x2，则m1g=kx1，m2g=kx2，两式相减得根据m2−（3）[1][2]根据图（b）可知F=1.00N；设橡皮筋与竖直方向夹角为θ，对橡皮筋下端点进行受力分析有tanθ=Fmg；从图中可知tanθ≈1237，结合（2025·安徽合肥·模拟预测）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。(1)本实验主要采用的科学方法是（

）A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．建立物理模型法(2)图甲中OC方向的拉力大小为N；(3)图乙中的力F和力，一定沿橡皮条AO方向的是（选填“F”或“”）(4)在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为、和，关于这三个力的大小关系，正确的是__________。A． B． C． D．【错因分析】此题（3）中一定沿橡皮条AO方向，错选的较多，错都认为通过平行四边行作出来一定是验证的合力方向，所以错选，这实际上是不尊重实验事实，用理论代理实验。【答案】(1)B(2)1.88N/1.89N/1.90N/1.91N/1.92N/1.93N(3)F(4)A【详解】（1）本实验的原理是用一个力产生的作用效果与两个力产生的作用相同来进行等效替代。故选B。（2）图甲中OC方向的拉力大小为1.90N（1.88~1.93均可）。（3）用一个弹簧秤拉橡皮筋时，力一定沿橡皮条AO方向，图中可以看出，F表示一个力，表示的是用平行四边形定则作出的两个力的合力，所以一定沿橡皮条AO方向的是F。（4）对O点进行受力分析，与的合力与等大反向，如图根据几何关系可知，故选A。（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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m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x−m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m0=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m(2)另一组同学利用同样方法得到的x−m图像在后半部分弯曲，下列原因可能的是_________。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。【答案】(1)106偏大(2)C(3)减小细线与竖直方向的夹角【详解】（1）[1]操作测得x=11．[2]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，根据共点力平衡可知橡皮条的拉力变大，导致橡皮筋的长度偏大，若仍然根据图像读出芒果的质量与m0（2）另一组同学利用同样方法得到的x−m图像在后半部分弯曲，可能是所测物体的质量过大，导致橡皮筋所受的弹力过大超过了弹簧的弹性限度，从而使橡皮筋弹力与其伸长量不成正比。故选C。（3）根据共点力平衡条件可知，当减小绳子与竖直方向的夹角时，相同的物体质量对应橡皮筋的拉力较小，故相同的橡皮筋，可减小细线与竖直方向的夹角可增大质量测量范围。（2025·吉林省长春市高三二模）某同学用图（a）所示的实验装置探究两个互成角度的力的合成规律，量角器竖直固定，0刻度线水平。三根细绳结于点，其中一根细绳悬挂重物，另外两根细绳与弹簧测力计a、b挂钩相连，互成角度同时拉两测力计，使结点与量角器的中心点始终在同一位置。（1）某次测量时测力计的示数如图（b）所示，读数为___________（结果保留1位小数）。（2）关于该实验，下列说法正确的是___________。A.连接测力计的细绳之间夹角越大越好B.实验前必须对测力计进行校准和调零C.实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行（3）初始时，与两测力计相连的细绳所成夹角如图（a）所示，保持夹角不变，顺时针缓慢转动两测力计直至测力计水平，在此过程中，测力计的示数___________。A.一直变大 B.一直变小C.先变大后变小 D.先变小后变大【答案】（1）2.6（2）BC（3）B【解析】（1）如图所示，弹簧测力计读数（2）连接测力计的细绳之间夹角不宜过大，也不宜过小。故A错误；为了保证实验的准确性，实验前必须对测力计进行校准和调零。故B正确；为了减小误差，实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行。不然得到的只是该方向上的分力，误差较大。故C正确。故选BC。（3）如图所示，OA和OB之间的夹角不变，由几何关系可知测力计a的示数变大，测力计的示数变小。，故选B。（2025·湖北省百校大联考）某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮固定在桌子边，滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点（不与桌面接触）静止。（1）实验中，结点_____________（填“必须”或“不必”）与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m，另一根绳挂的钩码质量为4m，则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。（2）若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m，则结点静止时，之间轻绳的夹角___________（填“一定”或“不一定”）为，实验中若桌面不水平，实验的结论___________（填“受”或“不受”）影响。【答案】（1）①不必②.7m（2）①.一定②.不受【解析】（1)实验只要保证三力平衡即可，结点不必与桌面的圆心重合；若一根绳挂的质量为3m，另一根绳挂的质量为4m，则两绳子的拉力分别为：3mg、4mg，两绳子拉力的合力F的范围是：|4mg−3mg|⩽F⩽4mg+3mg三力的合力为零，则第三根绳挂的质量一定不大于7m；(2)三力合力为零，则三力必然为首位相连的矢量三角形，根据勾股定理，三根绳的拉力刚好构成首位相连的直角三角形，则OP2和OP3之间轻绳的夹角一定为90°；桌面不水平只要保证能使结点平衡即可，所以桌面不水平也不会影响实验的结论。题型三力学其他实验1.力学其他实验实验装置图操作要点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=12gt2,求初速度v0=x探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系1.横臂对小球的弹力大小关系可以通过标尺上刻度读出,该读数显示了向心力大小关系2.采用了控制变量法,探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系作出F-ω2、F-r、F-m的图像,分析向心力与角速度、半径、质量之间的关系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=tn计算单摆的周期从单摆平衡位置开始计时,计时一个周期后开始计数“1”1.利用公式g=4π2.可作出l-T2的图像,利用斜率求重力加速度（2026·重庆·一模）某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，底板上的标尺可以测得水平位移x。(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．斜槽轨道必须光滑C．应选择质量较大，体积较小的小球D．每次小球应从同一高度由静止释放(2)若某次实验时，小球抛出点距底板的高度为h，水平位移为x，重力加速度为g，则小球的平抛初速度为（用h、x、g表示）。(3)如图乙所示，用一张印有小方格的纸记录轨迹，当地重力加速度g取10m/s2，小方格的边长L=10.0cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d【答案】(1)ACD(2)xg2h【详解】（1）A．保证斜槽轨道末端应水平，以便于小球初速度沿水平方向，故A正确；B．小球在轨道上运动时摩擦力不会影响其速度方向，不必光滑，故B错误；C．应选择质量较大，体积较小的小球，减少空气阻力影响，故C正确；D．小球应从同一高度释放，释放位置不能太高或太低，故D正确故选ACD。（2）竖直方向，有h=12gt2，（3）由逐差法，有L=gT2，解得T=0.1s，又v0=2LT=2m/s，b点竖直方向的速度为vby=3L（2026·安徽黄山·一模）如图所示，某同学在研究平抛运动时，挡板上附有复写纸和白纸，竖直挡板正对槽口放置。小球从斜槽上某处由静止释放，抛出后撞击挡板留下痕迹；现将挡板向后依次平移距离，再将小球从斜槽上同一位置由静止释放，撞击挡板时分别留下痕迹、。测得间距离为，间距离为。(1)下列说法中正确的是_____（填选项前的字母）；A．斜槽末端必须水平B．斜槽必须光滑C．选密度大、体积小的球(2)小球平抛初速度（用、、、表示）；(3)如图所示，利用上述装置也能验证动量守恒定律，使用两个等大的小球、，实验步骤如下：①竖直挡板正对斜槽末端一定距离处固定，球在斜槽末端时球心在水平方向的投影点作为坐标原点；②将球从某点处由静止释放，撞到竖直挡板上得到痕迹；③把球静止放在斜槽末端，再让小球从同一点静止释放，与球相碰后，撞到竖直挡板上得到痕迹和。在实验误差允许的范围内，若满足关系式，则验证了碰撞过程动量守恒。（用表示）【答案】(1)AC(2)(3)【详解】（1）A．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽末端切线必须水平，故A正确；B．小球每次必须从斜槽上同一高度由静止释放，但斜槽不需要光滑，故B错误；C．选密度大、体积小的球，有利于减小阻力的影响，故C正确。故选AC。（2）小球从斜槽上某处由静止释放，抛出后撞击挡板留下痕迹，将挡板向后依次平移距离，撞击挡板时分别留下痕迹、，可知间的运动时间和、间的运动时间相同，根据逐差公式可得，水平方向做匀速直线运动，有，联立可得（3）根据平抛运动规律有，，可得，B为碰前入射小球落点的位置，C为碰后入射小球的位置，A为碰后被碰小球的位置，设木板向右移的距离为，则碰撞前入射小球的速度为，碰撞后入射小球的速度为，碰撞后被碰小球的速度为，根据动量守恒可得，联立可得（2026·河南省信阳市·一模）在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有_____；（多选，填写正确答案标号）A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球D.图中挡板每次必须等间距下移（2）如图乙所示，在描出的轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，竖直间距分别是和，若点是抛出点，，取，则钢球平抛的初速度大小为_____（结果保留2位有效数字）（3）如图乙所示，若点不是抛出点，以点为坐标原点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，在描出的轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，竖直间距和，取。则抛出点的坐标为_____（已知轴、轴坐标单位均为）。【答案】（1）BC（2）2.0（3）【解析】【小问1详解】AC.为了保证每次钢球抛出的速度相同，每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球但斜槽轨道不需要光滑，A错误，C正确；B.为了保证钢球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末段需要调节水平，B正确；D.挡板只要能记录下钢球在不同高度时的不同位置，故图中挡板每次不需要等间距下移，D错误。故选BC。【小问2详解】钢球做平抛运动，在竖直方向有，代入数据解得，在水平方向有，代入数据解得【小问3详解】钢球做平抛运动，在竖直方向有，代入数据解得，水平方向有代入数据解得，根据匀变速直线运动一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点在竖直方向的分速度为，所以钢球从抛出点到点的运动时间为，钢球从抛出点到点的水平距离为，钢球从抛出点到点的竖直距离为，所以抛出点的坐标为，，抛出点的坐标为。（2025·浙江宁波·模拟预测）甲乙两位同学用两种方法在研究做匀速圆周运动的物体所受向心力大小与质量、角速度和半径的关系：(1)甲同学用如图甲所示装置进行实验，本实验采用的主要实验方法为。在探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，将两个相同质量的小球，分别放在C挡板处与（选填“A”或“B”）挡板处，同时将传动皮带套在半径（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上。(2)乙同学用如图乙所示装置验证向心力大小与角速度的关系。长度为L的细线上端固定，下端悬挂质量为m的小球（视为质点），将画有几个同心圆的白纸置于悬点下方的平台上，其圆心在细线悬挂点的正下方。现给小球一初速度，使其恰沿纸面上半径为R的圆做匀速圆周运动，此时小球对纸面恰好无压力，用秒表记录小球转动n圈所用的总时间为t。不计空气阻力，重力加速度大小为g。假如要验证向心力公式成立，需要满足的等式为（用n、t、g、L、R等表示），该同学在最后几圈如果做了在同一个平面的小角度的来回运动，则所测得周期将（填“偏大”、“偏小”或者“不变”）。【答案】(1)控制变量法B相同(2)偏大【详解】（1）[1]本实验采用的主要实验方法为控制变量法。[2][3]在探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，要保持质量和角速度相同，半径不同，则应将两个相同质量的小球，分别放在C挡板处与B挡板处，同时将传动皮带套在半径相同的两个塔轮上。（2）[1]小球做圆周运动的周期为小球受重力和细线拉力的合力提供向心力，设细线与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律有，根据几何关系可得，整理可得[2]该同学在最后几圈如果做了在同一个平面的小角度的来回运动，即小球做的是单摆运动，根据单摆周期公式可知，单摆的周期大于小球做圆周运动的周期，所以所测得周期将偏大。（2025·湖北·模拟预测）某兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置，来探究向心力大小与角速度大小的关系。将一个质量分布均匀，边长为的磁性正方体滑块放置在转台上，长为且不可伸长的绝缘细线与转台平行，一端连接磁性滑块内侧，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，力传感器与计算机连接可以显示细线上拉力的大小。磁性滑块静止时，力传感器示数为零。转台左侧固定一智能手机，智能手机中的“磁传感器”能实时记录手机附近磁场的大小，磁体越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。当转台绕竖直轴水平匀速转动时，手机记录滑块多次经过时的磁场脉冲信号，如图乙所示。(1)由图乙可得滑块做匀速圆周运动的角速度大小（用、表示）。(2)经多次实验后，以力传感器的示数为纵轴，对应的角速度平方为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示，试分析图像不过原点的原因：。(3)该小组通过分析发现由丙图还可计算出滑块的质量，则（用、、、表示）。【答案】(1)(2)滑块与转台间存在摩擦力(3)【详解】（1）由图乙可知，滑块做匀速圆周运动的周期为，根据匀速圆周运动角速度与周期的关系，解得滑块做匀速圆周运动的角速度大小（2）若滑块和转台之间存在摩擦力，则有，解得，不考虑摩擦力时，图像应恰好过原点，不过原点，可能是由于滑块与转台间存在摩擦力。（3）由上述分析以及图丙可知，图像的斜率为，因为滑块做圆周运动的半径为滑块中心到力传感器的距离，代入上式解得滑块的质量（2025·四川成都·一模）某同学在家中测量当地重力加速度。实验过程如下：（1）用细棉线穿过手机壳上的挂孔，把手机悬挂于固定点，制成一个单摆。悬挂时使手机摄像头位于上方，如图所示；（2）打开手机中的物理实验软件，使手机在竖直平面内小角度摆动（摆角小于5°），记录摆动周期T；（3）用卷尺测量出悬线的长度l和手机的长度d；（4）假设手机的重心位于其几何中心，则重力加速度的测量值可表示为g=（用T、l、d表示）；（5）该同学分析发现，手机的质量分布不均匀，重心实际偏向摄像头一侧，则以上重力加速度的测量值（填“大于”或“小于”）真实值；（6）不改变现有器材，为消除上述系统误差，请写出一条改进实验的措施：。【答案】4π2T【详解】[1]单摆的摆长是悬点到摆球重心的距离，所以摆长L=l+d2，由单摆周期公式T=2π[2]因手机质量分布不均匀，重心偏向摄像头一侧，实际重心位置比假设的几何中心更靠近悬点，故实际摆长小于测量摆长L=l+d2，而周期[3]设手机实际重心与手机壳挂孔距离为x，T2−l图像的函数为T2（2026·四川攀枝花·一模）传统“单摆测量重力加速度”实验中，用秒表测量周期存在较大误差。某实验小组利用数字化设备改进该实验，按如图所示的实验装置进行实验。选用的器材有：摆球、不易伸长的细线、刻度尺、游标卡尺、拉力传感器、数据采集器、计算机等。实验步骤如下：（i）将拉力传感器固定在竖直