【物理】2019届二轮复习　力学实验学案（全国通用）

【物理】2019届二轮复习　力学实验学案（全国通用）

‎2019届二轮复习 　力学实验 学案（全国通用）‎ 考点一　力学物理量的测量和计算 知识梳理 物理量 测量工具、使用方法或测量方法 力 ‎①弹簧测力计(不超量程;调零;会读数);‎ ‎②力传感器(调零)‎ 质量 天平(水平放置、调零;被测物体放左盘、砝码放右盘;会读数)‎ 长度 ‎①毫米刻度尺(精度1 mm,要估读到0.1 mm);‎ ‎②螺旋测微器(精度0.01 mm,要估读到0.001 mm);‎ ‎③游标卡尺(精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种,不估读)‎ 时间 ‎①打点计时器用交变电流(电磁打点计时器接4 6 V交流电源,电火花计时器接220 V交流电源),打点时间间隔均为0.02 s;‎ ‎②光电计时器(记录挡光时间Δt);‎ ‎③秒表(精度0.1 s,不估读)‎ ‎(续表)‎ 物理量 测量工具、使用方法或测量方法 速度 ‎①打点纸带:==;‎ ‎②频闪照相:==;‎ ‎③光电门:瞬时速度v=(d为遮光片宽度);‎ ‎④速度传感器 加速度 ‎①打点纸带:a=;‎ ‎②频闪照相:a=;‎ ‎③光电门:a=或a=;‎ ‎④v-t图像:a= (斜率)‎ 题组演练 ‎1.以下是刻度尺和三种分度的游标卡尺,示数如图11-1甲、乙、丙、丁所示,则读数分别为　　　　cm、　　　　mm、　　　　cm、　　　　mm. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 图11-1‎ ‎2.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度.该螺旋测微器校零时的示数如图11-2甲所示,测量金属板厚度时的示数如图乙所示.图甲所示读数为　　　　mm,图乙所示读数为　　　　mm,所测金属板的厚度为　　　　mm. ‎ ‎ ‎ 图11-2‎ ‎3.在“测定小车速度”的实验中,使用打点计时器测小车的速度,实验得到的一条纸带如图11-3所示,0、1、2、3、4是选用的计数点,每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出.图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况,图中所给的测量点0、1、3、4的读数分别是　　　　、　　　　、　　　　和　　　　.1、3两点间的平均速度是　　　　m/s,1、4两点间的平均速度是　　　　m/s,2点的速度更接近于　　　　m/s.(打点计时器所接电源频率为50 H ) ‎ 图11-3‎ 考点二　纸带类实验综合 知识梳理 ‎1.打点计时器涉及的五个实验 ‎(1)研究匀变速直线运动;‎ ‎(2)验证牛顿第二定律;‎ ‎(3)探究动能定理;‎ ‎(4)验证机械能守恒定律;‎ ‎(5)验证动量守恒定律.‎ ‎2.纸带的三大应用 ‎(1)由纸带确定时间:要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系,若每五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔Δt=0.02×5 s=0.10 s.‎ ‎(2)求解瞬时速度:利用做匀变速直线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求打某一点的瞬时速度.如图11-4甲所示,打点n时的速度vn=.‎ ‎ ‎ 图11-4‎ ‎(3)用“逐差法”求加速度:如图乙所示,因为a1=,a2=,a3=,所以a==.‎ ‎3.图像法求加速度 ‎(1)由vn=求出相应点的速度.‎ ‎(2)确定各计数点的坐标值(v1,T),(v2,2T),…,(vn,nT).‎ ‎(3)画出v-t图像,图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度.‎ 题组演练 ‎1.某同学利用如图11-5所示装置研究小车的匀变速直线运动.‎ 图11-5‎ ‎(1)实验中,必须采取的措施是　　　　. ‎ A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源,再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ‎(2)实验时他将打点计时器接到频率为50 H 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图11-6所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm,则小车的加速度a=　　　　m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB=　　　　m/s.(结果均保留两位有效数字) ‎ 图11-6‎ ‎2.某实验小组探究加速度与质量的关系时,用了如图11-7甲所示的装置.设小车及砝码的质量为m,沙和沙桶的质量为m0,则:‎ ‎ ‎ 图11-7‎ ‎(1)下列说法正确的是　　　　　. ‎ A.平衡摩擦力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 C.实验时,先释放小车,后接通电源 D.不满足m0≪m这一条件时,对探究结果会产生影响 ‎(2)实验得到如图乙所示的一条纸带,相邻两计数点的时间间隔为T,B、C间距为s2,D、E间距为s4,则小车加速度的表达式为a=　　　　　(用T、s2、s4表示). ‎ ‎(3)实验小组根据实验数据画出如图丙所示的图线.从该图线可得沙和沙桶的总重力为　　　　　N(结果保留两位有效数字). ‎ ‎3.为了验证动能定理,某学习小组在实验室组装了如图11-8甲所示的装置,现备有下列器材:滑块、打点计时器及所需电源、纸带、导线、复写纸、细线、带滑轮的长木板、刻度尺、细沙和小桶.学习小组成员称量出滑块的质量为M、细沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带,让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时,滑块处于静止状态.请回答下列问题:‎ ‎ ‎ 图11-8‎ ‎(1)要完成本实验,还缺少的实验器材是　　　　. ‎ ‎(2)实验时为保证滑块受到的合力与沙和小桶的总重力大小基本相等,沙和小桶的总质量应满足的实验条件是　　　　.实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的步骤是　　　　. ‎ ‎(3)在满足(1)(2)的条件下,让小桶带动滑块加速运动.如图乙所示为打点计时器所打的纸带的一部分,图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点,相邻计数点间的时间间隔为 T,相邻计数点间的距离标注在图上,当地重力加速度为g,则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理的表达式为　　　　　　　　(用题中所给的表示数据的字母表示). ‎ ‎4.用如图11-9甲所示的实验装置验证物块1、2组成的系统机械能守恒.物块2从高处由静止开始下落,物块1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),部分计数点间的距离如图乙所示.已知物块1的质量m1=50 g,物块2的质量m2=150 g.(计算结果均保留两位有效数字,实验所用交流电周期为0.02 s) ‎ ‎ ‎ 图11-9‎ ‎(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=　　　　m/s. ‎ ‎(2)在打下计数点0 5过程中,系统动能的增量ΔE =　　　　J,为了简化计算,g取10 m/s2,则系统重力势能的减少量ΔEp=　　　　J. ‎ ‎(3)在本实验中,若某同学作出了v2-h图像如图丙所示,h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g=　　　　m/s2. ‎ ‎5.某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘成一体,继续做匀速直线运动.他设计的装置如图11-10甲所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 H ,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力.‎ ‎ ‎ 图11-10‎ ‎(1)若已得到打点的纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上),A为运动的起点,则应选　　　　段来计算A碰前的速度,应选　　　　段来计算A和B碰后的共同速度.(以上两空均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”) ‎ ‎(2)已测得小车A的质量为mA=0.4 g,小车B的质量为mB=0.2 g,求碰前两小车的总动量大小、碰后两小车的总动量大小.‎ 归纳 ‎ ‎1.凡是应用打点计时器的实验都必须先接通电源,等打点稳定后,再释放纸带.‎ ‎2.平衡摩擦力的目的与方法 ‎(1)目的:在探究做功与动能变化的关系时,为了使橡皮筋对小车所做的功为总功,应平衡小车受到的摩擦力;在“探究a与F、m的定量关系”的实验中,平衡摩擦力是为了使细线的拉力等于小车受到的合外力.‎ ‎(2)方法:不挂橡皮筋或小沙桶的情况下,给小车一初速度,小车下滑时纸带上所打的点间距相等,小车做匀速运动.‎ ‎3.a-F图像发生弯曲的原因分析 由a==F可知,随着m的增大,当不满足M≫m时,a-F图线的斜率逐渐减小.‎ 考点三　弹簧、橡皮条类实验 知识梳理 ‎1.探究弹力和弹簧伸长量的关系实验的操作关键 ‎(1)实验中不能挂过多的钩码,防止弹簧超过弹性限度.‎ ‎(2)画图像时,不要连成折线,而应尽量让数据点落在直线上或均匀分布在直线两侧.‎ ‎2.F-x和F-l图线的特点 ‎(1)F-x图线为一条过原点的直线,而F-l图线为一条倾斜直线但不过原点.‎ ‎(2)F-x图线和F-l图线的斜率均表示弹簧(或橡皮筋)的劲度系数.‎ ‎(3)F-l图线在l轴上的截距表示弹簧(或橡皮筋)的原长.‎ ‎(4)F-x图线和F-l图线发生弯曲的原因是弹簧(或橡皮筋)超出了弹性限度.‎ ‎3.验证力的平行四边形定则实验的操作关键 ‎(1)每次结点稳定时的位置O必须保持不变.‎ ‎(2)记下每次各力的大小和方向.‎ ‎(3)画力的图示时应选择适当的标度.‎ 题组演练 ‎1.如图11-11甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景.用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台上的轻质弹簧,读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出),所得数据记录在下表中.‎ ‎ ‎ 图11-11‎ 拉力大小F/N ‎0.45‎ ‎0.69‎ ‎0.93‎ ‎1.14‎ ‎1.44‎ ‎1.69‎ 标尺刻度x/cm ‎57.02‎ ‎58.01‎ ‎59.00‎ ‎60.00‎ ‎61.03‎ ‎62.00‎ ‎(1)从图乙读出刻度尺上的读数为　　　　 cm; ‎ ‎(2)根据所测数据,在图丙的坐标纸上作出F与x的关系图像;‎ ‎(3)由图像求出该弹簧的劲度系数为　　　　N/m,弹簧的原长为　　　　cm.(均保留三位有效数字) ‎ ‎2.现要用图11-12甲完成“验证力的平行四边形定则”实验:把白纸固定在竖直放置的木板上,白纸上画有一些同心圆,相邻两圆之间的距离为r,圆心O距第一个圆的距离为r,A、B为光滑的滑轮,可沿虚线圆环滑动,也可固定.CO为竖直方向的一条基准线.‎ ‎ ‎ 图11-12‎ ‎(1)补充完整下列主要实验步骤:‎ ‎①用一细线系住橡皮筋的一端,细线的另一端固定在C点,橡皮筋的另一端连接两条轻绳,跨过定滑轮后各拴一细绳套,分别挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重1 N),如图乙所示,适当调整A、B滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳的结点稳定于O点处,记下　　　　和两条细绳的方向,取下钩码. ‎ ‎②再用一把弹簧测力计沿竖直方向把两细绳与橡皮筋的结点也拉至O处,如图丙所示,记下弹簧测力计的读数F'=　　　　N. ‎ 图11-13‎ ‎(2)若相邻两圆环之间的距离表示1 N,该同学已经在图中作出两条轻绳的拉力F1和F2.请按力的图示在图11-13中作出F1和F2的合力F及拉力F'的图示.‎ ‎(3)对比F和F'的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　.(填一个原因) ‎ ‎(4)步骤①中“适当调整A、B滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳的结点稳定于O点处”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. ‎ ‎3.某同学做“探究合力做的功和物体速度变化的关系”的实验装置如图11-14甲所示,小车在橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行.用1条橡皮筋时弹力对小车做的功记为W,当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.‎ ‎ ‎ 图11-14‎ ‎(1)木板水平放置,小车在橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是　　　　. ‎ A.橡皮筋仍处于伸长状态 B.橡皮筋恰好恢复原长 C.小车恰好运动到两个铁钉的连线处 D.小车已超过两个铁钉的连线处 ‎(2)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其根本的目的是　　　　. ‎ A.防止出现小车不能被橡皮筋拉动的情况 B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 C.便于小车获得较大的弹射速度 D.防止纸带上点迹不清晰 ‎(3)关于该实验,下列说法正确的是　　　　. ‎ A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4 6 V B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次作出W-vm、W-、W-、W2-vm、W3-vm……的图像,得出合力做功与物体速度变化的关系 ‎(4)如图乙所示是某次在正确操作的情况下用50 H 交流电作电源的打点计时器打下的一条纸带,为了得到小车获得的速度,应选用纸带的　　　　(选填“AF”或“FI”)部分进行测量,速度大小为　　　　m/s. ‎ 归纳 ‎ ‎1. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中,利用平行四边形定则求得的合力与测得的合力一般不完全重合.‎ ‎2.注意橡皮条、弹簧本身的特点,力的特点是不能突变,能的特点是弹簧拉伸量和压缩量相同时的弹性势能相等,在实验中也会用到.‎ ‎3.弹簧弹性势能表达式不需推导和应用,但还是要知道,在验证性实验中常常用到.‎ 考点四　力学实验创新 知识归纳 ‎1.力学创新型实验的特点 ‎(1)以基本的力学模型为载体,依托运动学规律和力学定律设计实验.‎ ‎(2)将实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法融入到实验的综合分析之中.‎ ‎2.创新实验题的解法 ‎(1)根据题目情境,提取相应的力学模型,明确实验的理论依据和实验目的,设计实验方案.‎ ‎(2)进行实验,记录数据,应用原理公式或图像法处理实验数据,结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析.‎ 考向1　实验器材的等效与替换 ‎1.用气垫导轨代替长木板:应调整导轨水平,不必平衡摩擦力.‎ ‎2.用光电门、频闪相机代替打点计时器.‎ ‎3.用电子秤或已知质量的钩码等代替弹簧测力计.‎ ‎1 某学习小组利用如图11-15所示的装置验证动能定理.‎ 图11-15‎ ‎(1)将气垫导轨调至水平,安装好实验器材,从图中读出两光电门中心之间的距离s=　　　　cm. ‎ ‎(2)测量挡光条的宽度d,记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2,并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F,为了完成实验,还需要直接测量的一个物理量是　　　　. ‎ ‎(3)该实验　　　　(选填“需要”或“不需要”)满足砝码盘和砝码总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量. ‎ ‎ 2 图11-16为用拉力传感器和速度传感器探究加速度与物体受力的关系的实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距为L=48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.‎ 图11-16‎ ‎(1)有关本实验的说法正确的是　　　　. ‎ A.两速度传感器之间的距离应适当远些 B.要调整长木板的倾斜度,以平衡小车受到的摩擦力 C.应先释放小车,再接通速度传感器的电源 D.改变所挂钩码的数量时,要使所挂钩码的质量远小于小车质量 E.不必用天平测出小车和车左侧的拉力传感器的总质量 ‎(2)某同学在表中记录了实验测得的几组数据,-是两个速度传感器记录的速率的平方差,则加速度的表达式为a=　　　　,表中第3次实验缺失的数据是　　　　　　　m/s2(结果保留三位有效数字) . ‎ 次数 F/N -/(m2·s-2)‎ a/(m·s-2)‎ ‎1‎ ‎0.60‎ ‎0.77‎ ‎0.80‎ ‎2‎ ‎1.04‎ ‎1.61‎ ‎1.68‎ ‎3‎ ‎1.42‎ ‎2.34‎ ‎4‎ ‎2.00‎ ‎3.48‎ ‎3.63‎ ‎5‎ ‎2.62‎ ‎4.65‎ ‎4.84‎ ‎6‎ ‎3.00‎ ‎5.49‎ ‎5.72‎ ‎(3)表中a与F并不成正比,这是由于　　　　(选填“平衡摩擦力不足”或“平衡摩擦力过度”)造成的. ‎ 考向2　实验结论的拓展与延伸 ‎1.由测定加速度延伸为测定动摩擦因数.‎ 通过研究纸带、频闪照片或光电装置得出物体的加速度,再利用牛顿第二定律求出物体所受的阻力或小车与木板间的动摩擦因数.‎ ‎2.由测定加速度延伸为测定交流电的频率.‎ ‎3 物理小组的同学在实验室测量小滑块与木板间的动摩擦因数,装置如图11-17甲所示,将木板固定在水平实验台上,光电门A、光电门B固定在木板上,实验步骤如下:‎ ‎ ‎ 图11-17‎ ‎(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d,其示数如图乙所示,d=　　　　cm; ‎ ‎(2)两个光电门同时连接计时器,让滑块从左侧弧形轨道上滑下,通过调整滑块下滑的初始高度,使滑块能依次通过两光电门,用计时器记录遮光片通过光电门A的时间Δt1和通过光电门B的时间Δt2;‎ ‎(3)保持光电门A的位置不动,逐步改变光电门B的位置,重复步骤(2);‎ ‎(4)已知重力加速度为g,要测量出动摩擦因数μ,还需要测量　　　　; ‎ A.滑块由弧形轨道下滑的高度h B.滑块(含遮光片)的质量m C.两光电门间的距离s ‎(5)滑块与木板间的动摩擦因数μ可表示为μ=　　　　(用已知量和测量量的字母表示). ‎ ‎4 某同学用如图11-18甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有20 H 、30 H 和40 H .打出纸带的一部分如图乙所示.‎ ‎ ‎ 图11-18‎ 该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算.‎ ‎(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图乙中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为　　　　,打出C点时重物下落的速度大小为　　　　,重物下落的加速度大小为　　　　. ‎ ‎(2)已测得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm,当地重力加速度大小为9.80 m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1 ,由此推算出f为　　　　H . ‎ 考向3　试题情境的设计与创新 对于创新型实验的处理,最根本的方法是要把其从新情境中分离出来,找出与常规实验的相通之处,然后运用熟悉的实验原理和数据处理方法进行解答.‎ ‎1.利用平抛运动探究功与速度变化的关系.‎ ‎2.利用钢球摆动验证机械能守恒定律.‎ ‎3.研究物体所受空气阻力与运动速度的关系.‎ ‎5 在“探究动能定理”实验中,采用如图11-19甲所示装置,水平正方形桌面距离地面高度为h,橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点,将小球置于橡皮筋的中点,向左移动距离s,使橡皮筋产生形变,由静止释放后,小球飞离桌面,测得其平抛的水平射程为L.改变橡皮筋的条数,重复实验.‎ ‎ ‎ 图11-19‎ ‎(1)实验中,小球每次释放的位置应　　　　(选填“不同”“相同”或“随意”). ‎ ‎(2)以橡皮筋对小球做的功W为纵坐标,为了在坐标系中描点得到一条直线,如图乙所示,应选　　　　(选填“L”或“L2”)为横坐标.若直线在纵轴的截距为b,斜率为 ,则小球与桌面间的动摩擦因数为　　　　(用题中所给符号表示). ‎ ‎ 6 某同学用如图11-20所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住质量为m的钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方,在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取v=作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔE ,就能验证机械能是否守恒.(重力加速度为g)‎ 图11-20‎ ‎(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应为释放时的钢球球心到　　　　之间的竖直距离. ‎ A.钢球在A点时的顶端 B.钢球在A点时的球心 C.钢球在A点时的底端 ‎(2)用ΔE =mv2计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图11-21所示,其读数为　　　　cm.某次测量中,计时器的示数为0.010 0 s,则钢球的速度为v=　　　m/s. ‎ 图11-21‎ ‎(3)下表为该同学记录的实验数据:‎ ΔEp/(10-2 J)‎ ‎4.892‎ ‎9.786‎ ‎14.69‎ ‎19.59‎ ‎29.38‎ ΔE /(10-2 J)‎ ‎5.04‎ ‎10.1‎ ‎15.1‎ ‎20.0‎ ‎29.8‎ 他发现表中的ΔEp与ΔE 之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由.‎ ‎(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议.‎ 专题五　物理实验 第11讲　力学实验 ‎ 高频考点探究 考点一 ‎1.60.25　2.08　1.220　18.4‎ ‎[解析 图甲中,用毫米刻度尺测量时,读数应读到mm的下一位,即长度测量值为60.25 cm.‎ 图乙中,50分度的游标卡尺的精确度为0.02 mm,主尺读数为2 mm,游标尺第4条刻度线与主尺某条刻度线对齐,故游标尺读数为4×0.02 mm=0.08 mm,所以读数为2.08 mm.‎ 图丙中,20分度的游标卡尺的精确度为0.05 mm,主尺读数为12 mm,游标尺读数为4×0.05 mm=0.20 mm,游标卡尺的读数为12.20 mm=1.220 cm.‎ 图丁中,该游标卡尺为10分度的游标卡尺,根据读数规则可知其读数为18.4 mm.‎ ‎2.0.010　6.870　6.860‎ ‎[解析 图甲所示读数为0 mm+1.0×0.01 mm=0.010 mm,图乙所示读数为6.5 mm+37.0×0.01 mm=6.870 mm,故金属板的厚度d=6.870 mm-0.010 mm=6.860 mm.‎ ‎3.10.00 cm　12.60 cm　22.60 cm　30.00 cm　0.625　0.725　0.625‎ ‎[解析 由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm、12.60 cm、22.60 cm、30.00 cm.‎ 由题意知各计数点间的时间间隔Δt=4×0.02 s=0.08 s,由读数可得1、3两点和1、4两点间的距离分别是 Δx1=22.60 cm-12.60 cm=10.00 cm,‎ Δx2=30.00 cm-12.60 cm=17.40 cm,‎ 则1、3两点间和1、4两点间的平均速度分别是 == m/s=0.625 m/s,‎ == m/s=0.725 m/s,‎ ‎1、3两点更接近于2点,故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度.‎ 考点二 ‎1.(1)AB　(2)0.80　0.40‎ ‎[解析 (1)本题中只要保证小车做匀变速运动即可,不需要保证小车的质量远大于钩码的质量,选项C错误;同理,小车与长木板间可以有摩擦力,不需要平衡摩擦力,选项D错误.‎ ‎(2)由s4-s1=3a1T2,s5-s2=3a2T2,s6-s3=3a3T2,可知加速度a===0.80 m/s2;打B点时小车的速度vB==0.40 m/s.‎ ‎2.(1)BD　(2)　(3)0.20(0.18 0.22均可)‎ ‎[解析 (1)平衡摩擦力时,小车上不能系细绳,选项A错误;平衡摩擦力,假设木板倾角为θ,则有f=mgsin θ=μmgcos θ,m被约掉了,故不需要重新平衡摩擦力,选项B正确;实验时,应先接通电源,后释放小车,选项C错误;由牛顿第二定律得,系统加速度a=,绳子的拉力F=ma==,只有当m0≪m时,小车受到的拉力才近似等于m0g,a-图像为线性图像,即实验中应满足沙和沙桶的质量远小于小车及砝码的质量,选项D正确.‎ ‎(2)根据匀变速直线运动的推论Δx=aT2可得s4-s2=2aT2,解得a=.‎ ‎(3)对a-图像来说,图像的斜率表示拉力F大小,即沙和沙桶的总重力,由图像可知m0g= = N=0.20 N.‎ ‎3.(1)天平 ‎(2)沙和小桶的总质量远小于滑块的质量　平衡摩擦力 ‎(3)mg(x2+x3)=[(x3+x4)2-(x1+x2)2 ‎ ‎[解析 (1)根据题意,本实验需要测量滑块与小桶(包括沙)质量,所以还缺少的器材是天平.‎ ‎(2)根据牛顿第二定律可知,当沙和小桶的总质量远小于滑块的质量时,细线拉力才近似等于沙和小桶的总重力,所以应满足的实验条件是沙和小桶的总质量远小于滑块的质量,由受力分析可知,为保证细线拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的是平衡摩擦力.‎ ‎(3)在B、D两点间,根据动能定理知,实验要验证的表达式为mg(x2+x3)=M-M,根据匀变速直线运动的推论得vB=,vD=,故应验证的表达式为mg(x2+x3)=[(x3+x4)2-(x1+x2)2 ‎ ‎4.(1)2.4　(2)0.58　0.60　(3)9.7‎ ‎[解析 (1)利用匀变速直线运动的推论,有v5== m/s=2.4 m/s.‎ ‎(2)系统动能的增量为ΔE =E 5-0=(m1+m2)=×(0.05+0.15)×2.42 J=0.58 J,系统重力势能减少量为ΔEp=(m2-m1)gh=0.1×10×(0.384+0.216) J=0.60 J,在误差允许的范围内,物块1、2组成的系统机械能守恒.‎ ‎(3)由于ΔE =E -0=(m1+m2)v2=ΔEp=(m2-m1)gh,又知(m1+m2)=2(m2-m1),可得v2=h,所以v2-h图像的斜率 =,解得g=9.7 m/s2.‎ ‎5.(1)BC　DE　(2)0.420 g· m/s　0.417 g· m/s ‎[解析 (1)从纸带上打点的情况看,BC段既表示小车做匀速运动,又表示小车有较大速度,因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况,应选用BC段计算小车A碰前的速度.从CD段打点的情况看,小车的运动还没稳定,而在DE段内小车运动稳定,故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度.‎ ‎(2)小车A在碰撞前速度v0== m/s=1.050 m/s,小车A在碰撞前动量p0=mAv0=0.4×1.050 g· m/s=0.420 g· m/s,此即为碰前两小车的总动量.碰撞后A、B的共同速度v== m/s=0.695 m/s,碰撞后A、B的总动量p=(mA+mB)v=(0.2+0.4)×0.695 g· m/s=0.417 g· m/s.‎ 考点三 ‎1.(1)63.60(63.55 63.65均可)　(2)如图所示 ‎(3)24.9(24.8 25.0均可)　55.2(55.0 55.5均可)‎ ‎[解析 (1)由图可知,刻度尺的最小分度为0.1 cm,故读数为63.60 cm.‎ ‎(2)根据表中数据利用描点法得出对应的图像如图所示.‎ ‎(3)由胡克定律可知,图像的斜率表示劲度系数,则 = N/m≈24.9 N/m;图像的横截距为弹簧的原长,则原长为55.2 cm.‎ ‎2.(1)①两条细绳上的钩码的个数　②5.0　(2)如图所示 ‎(3)测量存在误差、作图没有画准、弹簧测力计自身重力的影响、滑轮与绳之间的摩擦的影响等 ‎(4)使F1和F2的合力沿竖直方向 ‎[解析 (1)①本实验中用钩码的重力替代拉力,故在实验完成后要记录下两条细绳上的钩码的个数,这样就相当于记录下了每根细绳所受到的拉力大小.‎ ‎②弹簧测力计的读数F'=5.0 N.‎ ‎(2)作出F1和F2的合力F及拉力F'的图示如图所示.‎ ‎(3)F和F'不完全一致的原因可能是测量存在误差、作图没有画准、弹簧测力计自身重力的影响、滑轮与绳之间的摩擦力的影响等.‎ ‎(4)由于CO是在竖直方向,适当调整A、B滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳的结点稳定于O点处,目的是使F1和F2的合力沿竖直方向.‎ ‎3.(1)A　(2)B　(3)CD　(4)FI　0.76‎ ‎[解析 (1)当小车速度最大时,加速度应等于零,即弹力与摩擦力平衡,所以橡皮筋仍处于伸长状态,选项A正确.‎ ‎(2)平衡摩擦力的根本目的是保证橡皮筋对小车做的功等于小车动能的变化量,即等于合外力做的功,选项B正确.‎ ‎(3)打点计时器只能使用交流电源供电;要保证每根橡皮筋做功相同,实验中使用的若干根橡皮筋的原长必须相等,每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出.‎ ‎(4)为了得到小车获得的速度,应选小车匀速运动时对应的一段纸带即FI部分进行测量.速度的大小v = m/s=0.76 m/s.‎ 考点四 例1　(1)50.00　(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M ‎(3)不需要 ‎[解析 (1)光电门1处刻度尺读数为20.00 cm,光电门2处刻度尺读数为70.00 cm,故两光电门中心之间的距离s=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm.‎ ‎(2)由于挡光条的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度.滑块通过光电门1的速度为v1=,滑块通过光电门2的速度为v2=,根据功能关系,需要验证的关系式为Fs=M-M=M-M,故还需要测量出M,即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量.‎ ‎(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码和砝码盘的总重力作为滑块受到的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量.‎ 例2　(1)ABE　(2)　2.44　(3)平衡摩擦力不足 ‎[解析 (1)两速度传感器之间的距离应适当远些,增大L,可以减小误差,故A正确;要调整长木板的倾斜度,以平衡小车受到的摩擦力,使得拉力传感器记录的小车受到的拉力是小车所受的合力,故B正确;应该先接通电源,后释放小车,故C错误;改变所挂钩码的数量时,不需要使所挂钩码的质量远小于小车质量,因为实验中拉力传感器记录小车受到的拉力,故D错误;不必用天平测出小车和车左侧的拉力传感器的总质量,故E正确.‎ ‎(2)根据匀变速直线运动的位移与速度关系式v2-=2ax,可得a=,代入数据得a=2.44 m/s2.‎ ‎(3)根据表中数据作出a-F图像,该图像未过坐标原点,而是和横轴有交点,可知这是由于平衡摩擦力不足造成的.‎ 例3　(1)0.865　(4)C　(5)‎ ‎[解析 游标卡尺的读数为8 mm+0.05 mm×13=8.65 mm=0.865 cm;滑块通过光电门A的速度为vA=,通过光电门B的速度为vB=,滑块由A到B,由动能定理知-μmgs=m-m,整理得μ=-.‎ 例4　(1)f(s1+s2)　f(s2+s3)　f2(s3-s1)　(2)40‎ ‎[解析 (1)重物匀加速下落时,根据匀变速直线运动的规律得vB==f(s1+s2),vC==f(s2+s3),由s3-s1=2aT2得a=.‎ ‎(2)根据牛顿第二定律,有mg- mg=ma,根据以上各式,化简得f=,代入数据可得f≈40 H .‎ 例5　(1)相同　 (2)L2　 ‎[解析 (1)改变橡皮筋的条数重复实验,为的是使每条橡皮筋对小球做功相同,小球每次释放的位置应相同.‎ ‎(2)设小球飞离桌子边缘时的速度为v0,由动能定理得W-μmgs=m,小球飞离桌面后做平抛运动,有h=gt2,L=v0t,解得W=L2+μmgs,若以橡皮筋对小球做的功W为纵坐标,为了在坐标系中描点得到一条直线,应选L2为横坐标;由题意可知b=μmgs, =,解得μ=.‎ 例6　(1)B ‎(2)1.50(1.49 1.51均可)　1.50(1.49 1.51均可)　(3)不同意,因为空气阻力会造成ΔE 小于ΔEp,但表中ΔE 大于ΔEp ‎(4)分别测出遮光条中心和球心到悬点的距离L和l,计算ΔE 时,将v折算成钢球的速度v'=v ‎[解析 (2)读数时要注意分度值是1 mm,要估读到分度值的下一位,速度v===1.50 m/s.‎ ‎(3)因为空气阻力会使动能的增加量ΔE 小于重力势能的减少量ΔEp,但表中ΔE 大于ΔEp,所以他的观点不正确.‎ ‎(4)据图可看出,计时器测量的是遮光条经过光电门的挡光时间,而此时遮光条经过光电门时的速度比小球的速度大,因为它们做的是以悬点为圆心的圆周运动,运动半径不相等,所以速度不相等,而这位同学误以为相同,从而给实验带来了系统误差.改进方法:根据它们运动的角速度相等,分别测出遮光条中心和球心到悬点的距离L和l,计算ΔE 时,将v折算成钢球的速度v'=v.‎