高考物理备考 艺体生百日突围系列 专题18 力学实验（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

专题18 力学实验第一部分 名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律。考纲要求1、掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。2、了解打点计时器的构造，会使用打点计时器；会计算纸带上各点的瞬时速度；会利用纸带计算加速度；会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度。3、学会用列表法、图象法等处理实验数据。命题规律1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。在力学部分，考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺，大多数时候是填空题，注意估读和误差分析。2、力学中有多个实验都要用到打点计时器，能否正确使用打点计时器，并根据纸带进行正确的数据运算，是能否完成这些实验的关键，利用纸带直接测量的时间和位移，可以计算研究对象的瞬时速度和加速度，若结合其它物理量的测量，还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题，例如：计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等，从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。3、图象法是一种重要的实验数据处理方法图象具有既能描述物理规律，又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。第二部分 知识背一背（1）误差和有效数字误差:误差产生原因大小特点减小方法系统误差实验仪器不精确实验原理不完善实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器完善原理改进方法偶然误差测量、读数不准确可大可小画图像或取平均值有效数字定义:带有一位不可靠数字的近似数字。有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源。从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.0643为三位有效数字。（2）长度的测量毫米刻度尺的读数:精确到毫米，估读一位。游标卡尺的读数:游标尺/mm精度/mm测量结果（游标尺上第n个刻线与主尺上的某刻度线对正时）/mm刻度格数刻度总长度每小格与1毫米差1090.10.1主尺上读的毫米数+0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数+0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数+0.02n螺旋测微器的读数:测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数（含估读）×0.01mm。（3）力学实验分类应用性实验（a）游标卡尺的使用（b）螺旋测微器的使用验证性实验:（a）验证力的平行四边形定则；（b）验证牛顿运动定律；（c）验证机械能守恒定律。探究性实验:（a）研究匀变速直线运动（b）探究弹力与弹簧伸长的关系；（c）探究动能定理。（4）利用纸带判断物体的运动情况点迹密集的地方表示纸带运动的速度小，点稀疏的地方表示速度大。若点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速运动，若点与点间距越来越大，则物体做加速运动，反之做减速运动.位移x：指两个计数点之间的距离，一般可用刻度尺测量得到。（5）平均速度和瞬时速度的计算平均速度：两点间平均速，这里x可以用直尺测量出两点间的距离，t为两点间的时间隔数与两点间时间间隔的乘积。在匀变速直线运动中，某点的瞬时速度可以由此点前后两点间的平均速度表示如图所示， 或（6）如何通过纸带确定物体做匀变速运动的加速度？常用的有四种方法：粗略计算法：或利用“逐差法”求加速度。先求出第n点时纸带的瞬时速度 （一般要5点以上），然后作出 图象，用图象的斜率求物体运动的加速度。（7）实验数据的处理方法1.列表法:在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表法。2.平均值法:把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组数据相加求和，然后除以测量次数。3.作图法:用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果。由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理量之间的关系。（8）试说明用图像法处理实验数据的优点。提示:用图像法处理实验数据的优点是直观、简便，与取平均值的效果一样，可以减小实验的偶然误差。如果实验中图像为过原点的直线则说明纵坐标与横坐标表示的物理量为正比例。（9）用图像法处理实验数据的六个要求图像法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法，以下为作图的规则:作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定。要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值。图上的连线不一定通过所有的数据点，让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，且线要细，误差较大的点舍弃。作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”。注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单位。明确图像的斜率、截距的物理意义。第三部分 技能+方法一、游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题（1）10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位，20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位，且对齐格数不估读。（2）螺旋测微器以mm为单位，小数点后必须有3位，对齐格数要估读，同时还要注意半毫米刻度线是否露出。二、打点计时器及纸带问题的处理方法打点计时器的认识和正确使用:电磁打点计时器工作电压为低压交流46 V；电火花计时器工作电压为交流220V；工作时应先接通电源，后释放纸带。纸带的应用:（a）判断物体运动性质。若x=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；若x不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动。求解瞬时速度。利用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各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn+1，则打n点时的速度用“逐差法”求加速度:三、图象法处理数据的常用方法和技巧。图象是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一，用图象法处理实验数据是物理实验中最常用的方法。它的优越性表现在：能形象直观地表达物理规律，有效地减少偶然误差对结果的影响，较方便地获得未经测量或无法直接测量的物理量数值。图象法处理数据的常用方法和技巧。合理选取坐标轴合理选取坐标轴就是要选择好横坐标、纵坐标所代表的物理量，确定每个物理量的单位和标度，明确坐标原点处所对应的物理量的数值。抓住“斜率”做文章考查了学生运用图象处理实验数据的本领，考查学生对图线斜率意义的理解。因此只有在平时的实验过程中加强这一能力的培养和训练，才能收到以不变应万变之效。在“截距”上求变化作为实验图线的描绘，如果说斜率是联系各变量的中枢神经的话，那么图象与横纵轴的交点就是那“龙”的眼睛，截距就反映这些特定状态所对应的物理量的大小。【例1】某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E测量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm（1）为了探究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数      （填字母序号）A偏少 B偏多 C合适（2）若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：打C点时小车的瞬时速度vC=     m/s，小车的加速度a=      m/s2，AB的距离应为      cm，条A点时小车的瞬时速度vA=      m/s（计算结果保留三位有效数字）【答案】(1)A (2)0.986；2.58；5.99；(3)0.470（3）根据匀变速直线运动的推论公式xm-xn=（m-n）aT2，xDE-xCD=x=2.58cm，xCD-xAB=2x，所以：xAB=xCD-2x=5.99cm；根据匀变速直线运动速度时间公式得：vC=vA+2aT，解得：vA=0.986-0.2×2.58=0.470m/s；【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，会根据作差法求出加速度，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。【例2】在“验证力的平行四边形定则”实验中，情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）图乙中的F与中，_填（“F”或“”）一定与AO共线。（2）为了便于操作并能提高测量的精度，我们应注意的是A固定橡皮筋时，应用图钉尖把橡皮筋钉在木板上B用两个弹簧秤拉橡皮筋时，要尽量将两个弹簧秤拉伸到相同刻度C标记同一细绳方向时，要用笔顺着细绳仔细地画出直线D两次拉橡皮筋，要将橡皮筋和细绳的结点拉到相同位置【答案】（1）（2）D【解析】（1）因为橡皮筋有弹性，不能使用图钉直接固定，需要用一段细绳，用图钉将细绳固定，A错误；F是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力故方向一定沿AO方向的是（2）标记方向上时在细绳的方向上标两个点，两点确定一条直线，不能沿绳子画方向，故C错误；该实验使用的是等效替代法，所以两次情况下作用效果相同，即两次拉橡皮筋，要将橡皮筋和细绳的结点拉到相同位置，弹簧称不必拉到相同刻度，B错误D正确；【名师点睛】本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别【例3】)某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数，木块放在粗糙的水平桌面上，右侧拴有一细线，跨过固定在桌面边缘的滑轮与重物连接；实验时,木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右滑，在运动过程中木块始终碰不到滑轮。已知木块的质量为重物的质量为m，回答下列问题：（1）本实验还需直接测量的物理量有 。A.重物距地面的高度hB.木块在桌面上滑行的总距离sC.重物下落的时间t（2）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数= 。（3）木块运动过程中，由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响，将导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将 (填“偏大”“相等”或“偏小”).【答案】（1）AB ；（2） ；（3）偏大 (2）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦系数数：(3）在计算过程中，认为滑轮与绳子间没有摩擦力，重物重力势能的减少量全部转化为重物落地的动能和木块克服摩擦力做功，而实际滑轮与轴间存在摩擦，计算过程中没有减去克服滑轮与轴间摩擦力做功这部分，因此导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数偏大。【例4】某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球. 手动敲击弹性金属片M,M 与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M 迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球. 当第1 个小球撞击M 时,M 与触头分开,第2 个小球开始下落. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.(1)在实验中,下列做法正确的有_(A)电路中的电源只能选用交流电源(B)实验前应将M调整到电磁铁的正下方(C)用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度(D)手动敲击M的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H =1.980 m,10个小球下落的总时间T =6.5 s. 可求出重力加速度g =_m/s2. (结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下,请提出减小实验误差的两个办法:_；_。(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差,这导致实验误差.为此,他分别取高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2，用此法_（选填“能”或“不能”）消除t对本实验的影响。请利用本小题提供的物理量求得重力加速度的表达式：g=_。【答案】（1）BD; (2)9.4; (3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值。（4）能； 【解析】（1）M与触头接触期间，电磁铁应保持磁性存在，故电源用直流电源和交流电源均可，故A错误；小球沿竖直方向自由下落，因此要使小球能够撞击M，M调整到电磁铁的正下方，故B正确；球的正下方到M的竖直距离作为小球下落的高度，并不是电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度，故C错误；手动敲击M的同时小球开始下落，因此此时应该计时，故D正确故选BD【名师点睛】此题考查了测定重力加速度的实验；对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题。【例5】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根轻质弹簧如图甲连接起来进行探究。（1）用厘米刻度尺测量如图乙所示，指针示数为_cm。（2）在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表。用表数据计算弹簧I的劲度系数为_N/m（g=10m/s2）（计算结果保留小数点后两位）。由表数据_（填“能”或“不能”）计算出弹簧II的劲度系数。【答案】（1）16.00cm（2）(12.2012.80) N/m；能【解析】刻度尺读数需读到最小刻度的下一位，指针示数为16.00cm（2）由表格中的数据可知，当弹力的变化量F=0.5N时，弹簧形变量的变化量为x=4.00cm，根据胡克定律知（3）结合和示数的变化，可以得出弹簧形变量的变化量，结合弹力变化量，根据胡克定律能求出弹簧的劲度系数【名师点睛】解决本题的关键掌握胡克定律，知道，x表示形变量，以及知道其变形式，x为形变量的变化量【例6】为了探究“加速度与力、质量的关系”，在水平固定的长木板上，小明用物体A、B分别探究了加速度随着外力的变化的关系，实验装置如图甲所示（打点计时器、纸带图中未画出）实验过程中小明用不同的重物P分别挂在光滑的轻质动滑轮上，使平行于长木板的细线拉动长木板上的物体A、B，实验后进行数据处理（1）为了测量弹簧秤的劲度系数，小明做了如下实验：在弹簧秤下端挂一个50g的钩码时，指针示数为L1=3.50cm；挂两个50g钩码时，指针示数为L2=5.10cm，g取9.8m/s2，该弹簧秤的劲度系数为 _ N/m（保留三位有效数字）（2）小明根据甲图的实验方案得到了物体A、B的加速度a与轻质弹簧秤弹力F的关系图象分别如图乙中的A、B所示，小明仔细分析了图乙中两条线不重合的原因，得出结论：两个物体的质量不等，且mA _ mB（填“大于”或“小于”）；两物体与木板之间动摩擦因数A _ B（填“大于”“等于”或“小于”）（3）（多选）对于甲图所示的实验方案，下列说法正确的是 _A若将带有定滑轮的长木板左端适当垫高，可以使乙图中的图线过原点OB实验时应先接通打点计时器电源后释放物体C实验中重物P的质量必须远小于物体的质量D实验中弹簧秤的读数始终为重物P的重力的一半【答案】30.6；小于；大于；AB【解析】（1）设弹簧秤原长为l，根据平衡条件及胡克定律可知：mg=k（L1-l）2mg=k（L2-l）解得：k=30.6 N/m（2）设加速度大小为a，据牛顿第二定律有F-mg=ma，可得：根据a-F图象斜率绝对值可知，B的斜率大于A的斜率，即，所以mAmB；再根据纵轴截距大小等于g可知，由于A的截距大于B的截距，所以AB【名师点睛】应明确：若滑轮是“轻质光滑”的，则滑轮两端绳子的拉力都相等；涉及到图象问题，应根据相应的物理规律写出纵轴物理量与横轴物理量的表达式，然后再根据斜率与截距的概念即可求解。第四部分 基础练+测1、【2017·安徽省合肥市第一中学高三第三阶段考试】某实验小组利用如图所示的装置进行实验，钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，钩码质量均为M，在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C，在距地面为处由一宽度略大于A的狭缝，钩码A能通过狭缝，环形金属块C不能通过，开始时A距离狭缝的高度为，放手后，A、B、C从静止开始运动（1）利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后落地用时，则钩码A通过狭缝的速度为_（用题中字母表示）；（2）若通过此装置验证机械能守恒定律，还需要测出环形金属框C的质量m，当地重力加速度为g，若系统的机械能守恒，则需满足的等式为_（用题中字母表示）；（3）为减小测量时间的误差，有同学提出如下方案：实验时调节，测出钩码A从释放到落地的总时间t，来计算钩码A通过狭缝的速度，你认为可行吗？若可行，写出钩码A通过狭缝时的速度表达式；若不可行，请简要说明理由_、_。【答案】（1）（2）（3）可行；速度【名师点睛】由平均速度可近似表示A点的瞬时速度；根据实验装置及机械能守恒定律可得出对应的表达式；整体在中间位置上方做匀加速运动，在下方做匀速运动，由运动学公式可求得下方瞬时速度的大小2、【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】某同学为验证“动能定理”设计了如图1所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个小钢球；当将电磁铁断电后，小钢球由静止开始向下加速运动；小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间t，用游标卡尺测出小钢球的直径d，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h，当地的重力加速度为g，那么（1）测量小钢球的直径结果如图1所示，则小钢球的直径d= cm（2）忽略了空气阻力的影响，该同学验证“动能定理”的表达式为 （用题中字母表示）（3）如果用这套装置验证机械能守恒定律，下面的做法能提高实验精度的是 A在保证其他条件不变的情况下，减小小球的直径B在保证其他条件不变的情况下，增大小球的直径C在保证其他条件不变的情况下，增大小球的质量D在保证其他条件不变的情况下，减小小球的质量【答案】（1）1.326（2）（3）AC【解析】（1）由图示游标卡尺可知，其示数为13mm+13×0.02mm=11.26mm=1.326cm（2）该同学在验证“动能定理”的过程中，需要验证的表达式为：mgh=mv2，其中可知，【名师点睛】本题难点在于第三问，要明确实验的原理，综合不考虑空气阻力和考虑空气阻力两种情况，分别列动能定理来讨论。3、【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】某同学设计了一个如图1所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A为滑块，B和C是质量可调的砝码，不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦，装置水平放置。实验中该同学在砝码总质量（m+m=m0）保持不变的条件下，改变m和m的大小，测出不同m下系统的加速度a，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数。（1）该同学手中有打点计时器、纸带、质量已知且可随意组合的砝码若干、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有_。A秒表 B毫米刻度尺 C天平 D低压交流电源（2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图2所示，从清晰的O点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为A、B、C、D、E、F，各计数点到O点的距离为OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打点计时器打点频率为50Hz，则由此纸带可得到打E点时滑块的速度v=_m/s，此次实验滑块的加速度a=_m/s2。（结果均保留两位有效数字）（3）在实验数据处理中，该同学以m为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图3所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数=_。（g取10m/s2）【答案】（1）BD；（2）0.52，0.81；（3）0.3【解析】（1）打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A错误；实验需要测量两点之间的距离，故需要毫米刻度尺和，故B正确；本实验中可以不测滑块的质量，而且砝码的质量已知，故天平可以不选，故C错误；打点计时器要用到低压交流电源，故D正确。（3）对ABC系统应用牛顿第二定律可得：所以，图象中，纵轴的截距为，故，。4、.【辽宁省鞍山市第一中学2017届高三上学期第一次模拟考试】（1）螺旋测微器的读数： mm（2）游标卡尺的读数： cm。【答案】（1）13.870mm （2）5.015cm【解析】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为：0.01×37.0mm=0.370mm，所以最终读数为：13.5mm+0.370mm=13.870mm，（2） 游标卡尺的固定刻度读数为5cm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.05×3mm=0.15mm=0.015cm，所以最终读数为：5cm+0.015cm=5.015cm；【名师点睛】螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的,即螺杆在螺母中旋转一周,螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离.因此,沿轴线方向移动的微小距离,就能用圆周上的读数表示出来.螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm,可动刻度有50 个等分刻度,可动刻度旋转一周,测微螺杆可前进或后退0.5mm,因此旋转每个小分度,相当于测微螺杆前进或后退这0.5/50=0. 01mm.可见,可动刻度每一小分度表示0.01mm,所以以螺旋测微器可准确到0.01mm.由于还能再估读一位,可读到毫米的千分位,故又名千分尺. 公式：主尺（mm)+0.01mm×多少格= mm。测量原理：游标卡尺的主尺的最小刻度为1mm, 游标上共有10个等分刻度,全长为9mm,也就是每个刻度为0.9mm,比主尺上刻度小0.1mm. 当测量爪并拢时游标的零刻度线与主尺的零刻度对齐,此时示数为0. 当游标向右移动0.1mm,这时游标的1刻度与主尺的1刻度对齐. 同理当游标向右移动0.2mm,这时游标的2刻度与主尺的2刻度对齐 游标向右移动0.3mm,这时游标的3刻度与主尺的3刻度对齐 游标向右移动0.9mm,这时游标的9刻度与主尺的9刻度对齐 游标向右移动1mm,这时游标的10刻度与主尺的10刻度对齐 ，读数时不估读。5、【辽宁省沈阳市东北育才学校2017届高三上学期第二次模拟考试】用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验中 （1）若小车的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则当满足 条件时，可认为小车受到合外力大小等于砝码和砝码盘的总重力大小（2）在探究加速度与质量的关系实验中，下列做法中正确的是 A平衡摩擦力时，不应将装砝码的砝码盘用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，都需要重新平衡摩擦力C实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车D小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出（3）甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a如图乙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个打点未标出，计时器打点频率为50Hz，则小车运动的加速度为 m/s2（保留两位有效数字）（4）乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a 图线后，发现当较大时，图线发生弯曲该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象则该同学的修正方案可能是 A改画a与的关系图线 B改画a与的关系图线C改画 a与的关系图线 D改画a与的关系图线【答案】（1）M>>m；（2）AC；（3）0.45；（4）A【解析】（1）小车所受的合力等于绳子的拉力，对整体运用牛顿第二定律得：，隔离对M分析，有：，当时，可认为小车受到合外力大小等于砝码乙和砝码盘的总重力。（3）每打五个点取一个计数点，又因打点计时器每隔打一个点，所以相邻两计数点间的时间，根据，则：。（4）分别对小车与砝码列出牛顿第二定律，对小车有，对砝码有，两式联立可得，作图时应作出图象，故选项A正确。6、【陕西省宝鸡中学2017届高三月考（二）理科综合】为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置，其中M为带滑轮的小车的质量，n为砂和砂桶的质量，（滑轮质量不计）（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_（结果保留两位有效数字）（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A B Ck D【答案】（1）CD（2）（3）D（3）对小车受力分析，由牛顿第二定律可得：，可得：，即，解得D正确，7、【山东省实验中学2017届高三第二次诊断性考试】如图为“验证力的平行四边形定则”实验，三个细线套一端共系于一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点P，手持B拉动细线，使结点静止于O点。（1）某次实验中A的指针位置如图所示，其读数为_N；（2）实验时要读出A、B的示数，还要再贴与竖直木板的白纸上记录O点的位置，_、_和_。（3）下列实验要求中必要的是_A弹簧测力计需要在实验前进行校零B需要测量重物M的重力C多次实验时弹簧测力计B始终保持水平D多次实验时结点必须在同一点【答案】（1）2.00N （2）的方向（3）AB【解析】（1）弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.1N所以读数为2.00N（2）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点的位置和三条细线的方向【名师点睛】本实验要掌握弹簧测力计读数、减小实验误差的方法，对弹簧测力计读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直8、【山东省实验中学2017届高三第二次诊断性考试】如图所示为探究物体运动加速度与物体质量，物体受力关系的实验装置，砂和砂桶质量用m表示，小车和车上所加砝码总质量用M表示，小车运动加速度用a表示。（1）实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受的摩擦力，该步骤中木板被抬起的角度与小车质量_（选填“有关”或“无关”）（2）在探究加速度与小车受力关系过程中，甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作，其中你认为合理的是_（选填“甲”或“乙”）（3）在探究加速度与小车质量过程中，应保持_不变，通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出几组a、M数据，下列图线能直观合理且正确反映a-M关系的是【答案】（1）无关（2）乙（3）砂和砂筒质量、C【解析】（1）平衡摩擦力的原理是利用重力沿斜面向下的分力与摩擦力相抵消，即，质量抵消，故与质量无关，（2）在在探究加速度与小车受力关系实验的过程中，测量的数据要有明显的变化，才能使实验更有说服力从表格中的数据来看，甲的实验过程中拉力的大小变化很小，则加速度的变化也会很小，这样的实验误差可能会比较大，是不合理的相比之下，乙的数据更合理（3）当研究加速度和质量的关系时，需要保持外力恒定，本实验中砂和砂筒的重力提供小车运动的外力，故需要保持砂和砂筒质量不变，当小车的质量远远大于砂桶的总质量时，砂桶对小车的拉力近似等于沙桶的总重力，此时为直线，当当小车质量M不远大于重物质量m时，小车受到的拉力明显小于重物重力，图象向下弯曲，故C正确；9、【山东省实验中学2017届高三第一次诊断性考试】如图所示的装置可以做许多力学实验。以下说法正确的是_(选对1个得2分；选对2个得4分；选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响；B用此装置探宄“加速度与力、质量的关系”实验中，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行；C用此装置探究“加速度与力、质量的关系”实验中，每次增减小车上的砝码改变质量时，必须重新调节木板的倾斜度；D用此装置验证动能定理时，需要平衡摩擦力；E用此装置做实验时，应该先接通电源让打点计时器正常打点后再释放小车【答案】BDE10、【广东省韶关市六校2017届高三10月联考】如图甲所示实验装置，可以测量滑块经过斜面底端的瞬时速度（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，示数如图乙所示，可读得d= cm；（2）让装有挡光片的滑块从斜面上端由静止释放，测得它经过光电门时挡光片的挡光时间为0.002s，则滑块经过斜面底端时的速度v= m/s（保留二位有效数字）；挡光片平行安装于滑块运动的竖直平面，但未与斜面垂直（如图丙）， 则速度的测量值比真实值偏_（填“大”或“小”，档光片足够长）（3）若测得滑块下滑高度为h，水平位移为x，则可得出滑块与斜面间的动摩擦因数= _（用符号h、v、x和重力加速度g表示）【答案】（1）1.02；（2）5.1 小；（3）11、【山西省“晋商四校”2017届高三11月联考】（10分）测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C重力加速度为g实验步骤如下：用天平称出物块Q的质量m；测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC的高度h；将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；重复步骤，共做10次；将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用刻度尺测量圆心到C的距离s（1）用实验中的测量量表示：（）物块Q到达B点时的动能EkB= _ ；（）物块Q到达C点时的动能EkC= _ ；（）物块Q与平板P之间的动摩擦因数= _ 。（2）回答下列问题：（）实验步骤的目的是 （ii）已知实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是 （写出一个可能的原因即可）【答案】（1）（）mgR；（）；（）；（2）（）通过多次实验减小实验结果的误差；（）圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等。（2）（i）实验步骤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；（ii）实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等。12、【江西师范大学附属中学2017届高三上学期期中考试】在“验证机械能守恒定律”的实验中：某同学用图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E为连续的五个点，交流电的频率为50Hz，测出点A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Ff =某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是（填序号）A重锤下落时受到的阻力过大 B在计算中误将g取10m/s2C重锤的质量测量错误 D交流电源的频率不等于50HZ【答案】0.05N D【解析】（1）根据褪推论式x=aT2得到加速度为：根据牛顿第二定律得：mg-f=ma则f=mg-ma=1×（9.8-9.75）N=0.05N【名师点睛】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.13、【内蒙古鄂尔多斯市一中2017届高三上学期第四次月考】（5分）某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图1所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数为 N/m（2）为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数，两位同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案 更合理若A和B的重力分别为10.0N和20.0N当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，c的示数为4.0N，则A和B间的动摩擦因数为 【答案】（1）300N/m （2）甲； 0.3【解析】1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=10cm，即弹簧的原长为10cm，由图读出弹力为F0=60N，弹簧的长度为L0=5cm，弹簧压缩的长度x0=L-L0=40-20=20cm=0.2m；由胡克定律得弹簧的劲度系数为；（2）甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案