【物理】2019届二轮复习力学实验学案(浙江专用)

【物理】2019届二轮复习力学实验学案(浙江专用)

第23讲　力学实验 ‎[考试要求和考情分析]‎ 实验名称 历次选考统计 ‎2016/04‎ ‎2016/10‎ ‎2017/04‎ ‎2017/11‎ ‎2018/04‎ ‎2018/11‎ ‎1.用打点计时器测速度 ‎2.探究小车速度随时间变化的规律 T17‎ ‎3.探究求合力的方法 T17‎ T17（1）‎ ‎4.探究加速度与力、质量的关系 T17‎ T17‎ T17（2）‎ ‎5.探究作用力与反作用力的关系 T17‎ ‎6.研究平抛运动 T17‎ T17(3)‎ ‎7.探究做功与物体速度变化的关系 T17‎ T17(1)‎ ‎8.验证机械能守恒定律 T17‎ T17(2)‎ ‎　测量类仪器的使用及纸带的分析 ‎[要点总结]‎ 仪器使用必备 电磁打点计时器 电火花计时器 刻度尺 ‎(1)低于6 V的交流电 ‎(2)每打两个点的时间间隔为0.02 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s ‎(3)摩擦力较电火花计时器大 ‎(1)220 V交流电(50 Hz　0.02 s)‎ ‎(2)摩擦较小 毫米刻度尺最小刻度为1 mm，要估读到下一位0.1 mm 弹簧测力计 螺旋测微器 游标卡尺 与刻度尺的读数相同 ‎(1)通过可动刻度把半毫米50等分，精度为0.01 mm ‎(2)读数规则：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm ‎(1)10、20、50分度游标尺每一小格与1 mm差0.1、0.05、0.02 mm ‎(2)读数：主尺上的读数＋精度×游标尺读数 ‎[典例分析]‎ ‎【例1】 (2018·浙江安吉学考模拟)关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是(　　)‎ A．打点计时器一般使用4～6 V的直流电源 B．安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面 C．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 D．最好在接通电源的同时，放开小车 解析　(1)打点计时器是一种使用4～6 V交流电源的计时仪器，它是靠通电线圈的磁场与永久磁铁相互作用使振动片做周期性振动而打点计时的，故必须接低压交流电源；(2)复写纸应安放在纸带的上面，要求纸带运动时，复写纸绕定位轴转动，这样才能打出清晰的点；(3)释放小车时，应使小车靠近打点计时器，这样才能在纸带上50 cm长度内清楚地取出7～8个计数点(以每打五个点作为一个计数点)；(4)应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车。综上所述选项C正确。‎ 答案　C ‎【例2】 (2018·嘉兴选考模拟)如图1所示是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图。(已知打点计时器每0.02 s打一个点)‎ 图1‎ ‎(1)三个实验装置中，摩擦力对实验结果没有影响的是________；‎ A．甲 B．乙 C．丙 ‎(2)如果操作都正确，则通过装置________(填“甲”、“乙”或“丙”)可打出图2中的纸带________(填“①”或“②”)；‎ 图2‎ ‎(3)任选一条纸带求出e、f两点间的平均速度大小为________m/s。‎ 解析　(1)甲实验不需要平衡摩擦力，而乙和丙实验均需要平衡摩擦力。‎ ‎(2)仔细观察两条纸带上点迹间距变化规律，不难发现，纸带①点迹间距逐渐增加，但不符合匀加速运动规律，纸带②后部分点迹均匀，符合“探究功和速度变化关系”实验数据变化。‎ ‎(3)两纸带上e、f两点间的距离均为2.60 cm，则 ＝＝1.30 m/s。‎ 答案　(1)A　(2)乙　②　(3)1.30‎ ‎[精典题组]‎ ‎1．(2018·嘉兴三中高一学考)如图3是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。‎ 图3‎ ‎(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。‎ ‎(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留两位有效数字)。‎ 解析　(1)打点计时器频率为50 Hz，周期T＝＝0.02 s，故打相邻两点的时间间隔为0.02 s。‎ ‎(2)两相邻计数点间的时间间隔为t＝0.02×5 s＝0.1 s，由图读出x＝7.0 mm＝0.70 cm。C点对应的速度vC＝＝ cm/s＝0.10 m/s。‎ 答案　(1)0.02 s　(2)0.70 cm　0.10 m/s ‎2．(2018·余姚选考模拟)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还需从图4中选取实验器材，其名称是____________________________(漏选或错选得零分)；并分别写出所选器材的作用________________________________。‎ 图4‎ 解析　‎ 电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。如果选电磁打点计时器，则需要学生电源，如果选电火花计时器，则不需要学生电源。钩码改变小车的质量，砝码改变小车受到的拉力。‎ 答案　学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码　学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间。钩码改变小车的质量，砝码改变小车受到的拉力。‎ ‎　“小车＋导轨”类实验 ‎[要点总结]‎ ‎1．实验知识 ‎2．实验注意要点 ‎(1)要根据实验原理来判断是否需要平衡摩擦力，知道正确平衡摩擦力的方法。‎ ‎(2)要清楚钩码与小车之间的质量关系，并且要清楚在仪器创新或实验原理的创新情形下，该条件是否需要调整。‎ ‎(3)要知道实验数据、图象的处理方法和数学变化技巧。‎ ‎[典例分析]‎ ‎【例3】 (2018·嵊州选考模拟)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使小车在钩码的牵引下运动，以此定量研究绳拉力做功与小车动能变化的关系。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图5所示。‎ 图5‎ ‎(1)若要完成该实验，必须的实验器材还有哪些________________________。‎ ‎(2)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)。‎ A．避免小车在运动过程中发生抖动 B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 ‎(3)他将钩码重力当做细绳拉力，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)。‎ A．在接通电源的同时释放了小车 B．小车释放时离打点计时器太近 C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 解析　(1)实验需要测量小车的位移，所以需要刻度尺；另外需要表示小车动能的变化，所以需要小车的质量，因此需要带有砝码的天平。‎ ‎(2)因为实验要测量拉力对小车所做功与动能的关系，所以实验前需要平衡摩擦力，D项正确。‎ ‎(3)拉力做功大于小车动能的增量，原因可能是由于小车运动过程中受到的阻力没有被完全平衡；另一个原因是钩码的重力做功，没有完全转化为小车的动能，钩码自身的动能也在增大，C、D项正确。‎ 答案　(1)刻度尺、天平(包括砝码)　(2)D　(3)CD ‎[精典题组]‎ ‎3．(2018·浙江温州模拟)为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图6所示的实验装置，小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m表示。‎ 甲 乙 丙 图6‎ ‎(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是(　　)‎ A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B．三组实验都需要平衡摩擦力 C．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件 ‎(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，a＝g，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为__________，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为__________。‎ 解析　(1)三组实验都是用绳子的拉力表示小车受到的合外力，所以都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；甲图中通过钩码的重力代替绳子的拉力作为合外力，乙图中小车受到的合外力是力传感器的示数，丙图中小车受到的合外力是测力计示数的2倍，因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确，D错误。‎ ‎(2)根据牛顿第二定律，则有F＝M乙a，2F＝M丙a，因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1∶2；由牛顿第二定律，对钩码研究，则有m乙g－F＝m乙a，m丙g－F＝m丙·2a，因a＝g，解得m乙∶m丙＝1∶‎ ‎2，即乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为1∶2。‎ 答案　(1)BC　(2)1∶2　1∶2‎ ‎4．(2018·浙江遂昌中学)某同学利用如图7所示装置研究小车的匀变速直线运动。‎ 图7‎ ‎(1)实验中，必需的措施是________。‎ 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)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图8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8‎ 解析　(1)利用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时，为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则小车受力会发生变化，选项A正确；为打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无需保证小车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不变的摩擦力，无需平衡摩擦力，选项D错误。‎ ‎(2)由s4－s1＝3aT2、s5－s2＝3aT2、s6－s3＝3aT2知加速度a＝＝0.80 m/s2，打B点时小车的速度vB＝＝0.40 m/s。‎ 答案　(1)AB　(2)0.80　0.40‎ ‎5．(2018·浙江乐清寄宿高二模拟)‎ 某实验小组采用如图9所示装置探究做功与动能变化的关系。小车经平衡摩擦力后，挂上橡皮筋，在橡皮筋的作用下小车弹出，脱离橡皮筋沿木板滑行。‎ 图9‎ ‎(1)实验时打点计时器与学生电源按图连接，正确的连接是________(填“A”或“B”)。‎ 图10‎ ‎(2)实验中，甲、乙同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功。‎ 甲同学：改变相同橡皮筋的条数，小车每次拉到同一位置释放；‎ 乙同学：保持橡皮筋的条数不变，小车每次拉到不同位置释放。‎ 你认为________(填“甲”或“乙”)同学的方法更合理。‎ ‎(3)从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程，小车的运动可能是________。‎ A．匀加速运动 B．匀减速运动 C．加速度增大的加速运动 D．加速度减小的加速运动 ‎(4)实验中测得小车质量为1.0 kg，某次实验得到的纸带及测量数据如图11所示，测得小车获得的动能为________ J(保留两位有效数字)。打点计时器工作频率为50 Hz。‎ 图11‎ 解析　(1)打点计时器应接低压交流电源，故A正确。‎ ‎(2)改变相同的橡皮筋的条数，且拉到同一位置释放，橡皮筋对小车做的功与橡皮筋条数成正比，故甲同学方法合理。‎ ‎(3)随着橡皮筋的拉力减小，小车的加速度逐渐减小，选项D正确。‎ ‎(4)小车的末速度v＝ m/s＝2 m/s，故小车获得的动能Ek＝mv2＝2.0 J。‎ 答案　(1)A　(2)甲　(3)D　(4)2.0‎ ‎　“弹簧、橡皮条”类实验 ‎[典例分析]‎ ‎【例4】 (2018·浙江诸暨中学模拟)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图12甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确。‎ 图12‎ ‎(1)乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的。实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是________(填正确选项前字母)。‎ A．两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小 B．橡皮条沿同一方向伸长 C．橡皮条伸长到同一长度 D．橡皮条沿同一方向伸长同一长度 ‎(2)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为________ N。‎ 解析　(1)F在以F1与F2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的。该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，选项A、B、C错误，D正确。(2)根据丙图读出力的值为9.0 N。‎ 答案　(1)F　D　(2)9.0(8.8～9.2均可)‎ ‎【例5】 (2018·浙江名校协作体模拟)(1)下列器材中，实验“探究小车速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“用自由落体运动验证机械能守恒定律”都需要用到的实验器材是________(填选项前的字母)。‎ ‎(2)小刘同学在做“探究求合力的方法”实验时：‎ ‎①以下实验操作正确的是________。‎ ‎②以下为该同学在作平行四边形时的某一瞬间(直尺固定)，其中正确的操作是________。‎ ‎③本实验采用的实验思想是________。‎ A．控制变量法 B．等效替代法 C．放大法 解析　(1)探究小车速度随时间的变化规律，需要的器材有：小车、打点计时器和纸带、钩码、刻度尺等；探究加速度与力、质量的关系，需要的器材有：小车、打点计时器和纸带、天平、砝码、钩码、刻度尺等；用自由落体运动验证机械能守恒定律，需要的器材有：重锤、铁架台、打点计时器和纸带、刻度尺等，可知能用于这三个实验的器材是打点计时器和刻度尺，故选项B、D正确。‎ ‎(2)①当用两个弹簧测力计进行实验时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，并且两个弹簧测力计要互成一定的角度，便于减小实验误差，选项C正确。②根据用直尺和三角板画平行线原理可知，选项C正确。③本实验采用的实验思想是等效替代，选项B正确。‎ 答案　(1)BD　(2)①C　②C　③B ‎[精典题组]‎ ‎6．(2018·浙江杭州高二期末)如图13所示，利用弹簧测力计探究作用力与反作用力关系的实验中。‎ 图13‎ ‎(1)关于实验以下说法正确的是(多选)________。‎ A．若滑块静止不动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小相等 B．若滑块做匀速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小相等 C．若滑块做匀加速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等 D．若滑块做变加速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等 ‎(2)在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是________。‎ A．为了增大指针受到的阻力 B．可以帮助我们记录下指针示数的最大值 C．防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦 D．防止测的力超过弹簧测力计的测量范围 解析　(1)弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小关系与运动状态无关，作用力与反作用力总是大小相等，故选项A、B正确。‎ ‎(2)在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带“记忆功能”的弹簧测力计，在实验中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我们记录指针示数，故选项B正确。‎ 答案　(1)AB　(2)B ‎7.如图14所示为某同学做“探究求合力的方法”的实验装置，水平放置的木板上固定有一张白纸，一橡皮筋的一端固定在白纸上的O点，另一端A拴两个细绳套。‎ 图14‎ ‎(1)下面为实验的一些操作步骤：‎ ‎①比较F′和F的大小、方向是否近似相同；‎ ‎②过P点用统一标度作出F、F1、F2的图示；‎ ‎③用一个弹簧测力计钩住细绳套，拉A至某点P，在纸上标出P点，记下拉力F的方向和大小；‎ ‎④用平行四边形定则作出F1、F2的合力F′；‎ ‎⑤用两个弹簧测力计互成角度分别拉住两个细绳套，拉A至同样的位置P，在纸上记下两个力F1、F2的方向和大小。‎ 这些实验步骤的合理顺序为__________。‎ ‎(2)对于该实验，下列说法正确的是__________。‎ A．两细绳套必须等长 B．若将细绳换成橡皮筋，对实验结果有影响 C．记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线 D．实验中，把橡皮筋的另一端拉到P点时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大 解析　(1)由“探究求合力的方法”实验的操作步骤可知，合理顺序应为③⑤②④①。‎ ‎(2)实验中，为了防止超过弹簧测力计的量程，在把橡皮筋的另一端拉到P点时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大。‎ 答案　(1)③⑤②④① 　(2)D ‎8.(2018·浙江定海模拟)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：‎ 图15‎ ‎①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。‎ ‎②如图15所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧测力计示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧测力计的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示测力计：‎ F/N ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ l/cm l0‎ ‎10.97‎ ‎12.02‎ ‎13.00‎ ‎13.98‎ ‎15.05‎ ‎③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′。‎ ‎④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图16所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。‎ 图16‎ 完成下列作图和填空：‎ ‎(1)利用表中数据在图17中坐标纸上画出F－l图线，根据图线求得l0＝________cm。‎ 图17‎ ‎(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为________N。‎ ‎(3)根据给出的标度，在图中作出FOA和FOB的合力F′的图示。‎ ‎ (4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论。‎ 解析　(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧。如图甲所示，由图线可知与横轴的交点l0＝10.0 cm。‎ ‎(2)橡皮筋的长度l＝OA＋OB＝13.60 cm，由图甲可得F＝1.80 N，所以FOA＝FOB＝F＝1.80 N。‎ ‎(3)利用给出的标度作出FOA和FOB的图示，然后做以FOA和FOB为邻边的平行四边形，其对角线即为合力F′，如图乙。‎ ‎(4)FOO′的作用效果和FOA、FOB两个力的作用效果相同，F′是FOA、FOB两个力的合力，所以只要比较F′和FOO′的大小和方向，即可得出实验结论。‎ 答案　(1)见解析、10.0(9.8、9.9、10.1均正确)‎ ‎(2)1.80(1.70～1.90均正确)　 (3)见解析　(4)FOO′‎ ‎1．(2016·4月浙江学考)(1)在下列学生实验中，需要用到打点计时器的实验有__________(填字母)。‎ A．“探究求合力的方法”‎ B．“探究加速度与力、质量的关系”‎ C．“探究做功与物体速度变化的关系”‎ D．“探究作用力与反作用力的关系”‎ ‎(2)做“验证机械能守恒定律”的实验，已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器，还必须选取的器材是图中的__________(填字母)。‎ 某同学在实验过程中，①在重锤的正下方地面铺海绵；②调整打点计时器的两个限位孔连线为竖直；③重复多次实验。以上操作可减小实验误差的是________(填序号)。‎ 答案　(1)BC　(2)BD　②③‎ ‎2．(2016·10月浙江选考)在“探究小车速度随时间变化的规律”实险中 ‎(1)下列说法中不正确或不必要的是________(填字母)。‎ A．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动 B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车 D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 ‎(2)图18是实验中打下的一段纸带，算出计数点2的速度大小为________ m/s，并在图19中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图19中已标出。‎ ‎(3)作图并求得小车的加速度大小为________m/s2。‎ 图18‎ 图19‎ 解析　(1)探究小车的速度随时间的变化规律，不能使小车做匀速运动，所以不必将长木板的一端垫高，‎ A选项不必要；在处理纸带时，由于第一点附近的点较密集，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，所以D选项也是不必要的；连接小车的细绳需要与木板平行，否则就要涉及到绳子拉力分解问题，选项B是必要的；操作时应先接通电源后释放小车，所以C选项是必要的。‎ ‎(2)根据图中x1＝3.90 cm，x3＝15.60 cm，所以v2＝＝0.59 m/s。如图所示。‎ ‎(3)小车的加速度a＝＝1.50 m/s2。‎ 答案　　(1)AD　(2)0.59(0.58～0.60)　(3)1.50(1.45～1.55)‎ ‎3．(2017·4月浙江选考)在“研究平抛运动”实验中，(1)图20是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________。‎ 图20‎ A．球心　　　　B．球的上端　　　　C．球的下端 在此实验中，下列说法正确的是________(多选)。‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据重锤线确定 ‎(2)图21是利用图20装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是(　　)‎ 图21‎ A．释放小球时初速度不为0‎ B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 ‎(3)图22是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是________。‎ 图22‎ 解析　(1)小球平抛轨迹标注小球球心，所以选A。实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，选项A错误；记录点适当多一些，能够保证描点平滑，选项B正确，C错误；y轴必须是竖直方向，即用重锤线确定，选项D正确。‎ ‎(2)由图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，选项C正确。‎ ‎(3)插入瓶中的另一根吸管使得与外界气压相等，目的就是为了保证水流流速不受瓶内水面下降的影响而减小，能保证下降到该处的一段时间内，能够得到稳定的细水柱，所以选B。‎ 答案　(1)A　BD　(2)C　(3)B ‎4.(2018·11月浙江选考)(1)(多选)在“探究求合力的方法”的实验中，下列操作正确的是(　　)‎ A.在使用弹簧秤时，使弹簧秤与木板平面平行 B.每次拉伸橡皮筋时，只要使橡皮筋伸长量相同即可 C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D.描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些 ‎(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，两个相同的小车放在光滑水平板上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放重物。小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制，如图23甲所示。实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力。‎ 图23‎ ‎①请指出图乙中错误之处：_________________________________________。‎ ‎②调整好实验装置后，在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2，则两车的加速度之比为_______________________________________________。‎ 解析　(1)做探究求合力的方法实验中拉弹簧秤的方向应与木板面平行，否则会影响力的大小和作图时拉力方向在纸上的投影偏差变大，选项A正确；每次拉伸橡皮筋时，应保证橡皮筋的伸长方向和伸长量相同，即保证结点在同一位置，选项B错误；拉橡皮筋时不一定要使橡皮筋的拉伸方向在两绳夹角的平分线上，选项C错误；描点确定拉力方向时，两点间的距离应适当大些，以减小作图时的误差。‎ ‎(2)细绳拉力方向应与桌面平行，以保证小车受到恒力的作用，从而加速度恒定，如果不平行，则随着小车的运动，小车水平方向的拉力会发生变化，同时根据题意“小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力”可知，只有当托盘和砝码的质量远小于小车质量时，才可以把小车受到的拉力认为近似等于托盘和砝码的重力。根据x＝at2可知，两车同时释放，同时静止，加速度之比等于位移之比。‎ 答案　(1)AD ‎(2)①拉小车的细绳与木板没有平行　托盘和砝码的总质量没有远小于小车的质量　②x1：x2‎ ‎5．(2018·4月浙江选考)(1)用图24所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，除了图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有________(填字母)。‎ 图24‎ A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧测力计 图25‎ ‎(2)用图25所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，释放重物前有下列操作。其中正确的是________(填字母)。‎ A．将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上 B．手提纸带任意位置 C．使重物靠近打点计时器 ‎(3)如图26是小球做平抛运动的频闪照片，其上覆盖了一张透明方格纸。已知方格纸每小格的边长均为0.80 cm。由图可知小球的初速度大小为____________ m/s(结果保留两位有效数字)。‎ 图26‎ 解析　(1)根据实验原理，只需证明速度的平方和橡皮筋数量成正比即可，故只需刻度尺，所以选项C正确。‎ ‎(2)“验证机械能守恒定律”‎ 实验，需要保持纸带竖直，需要将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上，重物尽可能靠近打点计时器，这样就可以多打点，在处理纸带时，就增大了有效部分的纸带长度，提高实验准确率，所以选项A、C正确。‎ ‎(3)根据Δh＝gt2，即2×0.8×10－2＝10t2，解得t＝0.04 s，由v0＝可知v0＝ m/s＝0.70 m/s 答案　(1)C　(2)AC　(3)0.70‎ ‎1．(2018·浙江教育绿色评价联盟适应性考试)图1甲中的器材在力学实验中经常使用，它的名称是____________，主要作用是____________________；图乙中所显示的两种不同的纸带的穿法，你认为________(选填“①”或“②”)的穿法效果更好。‎ 图1‎ 解析　图甲中的器材的名称叫电磁打点计时器，其主要作用是计时；在穿纸带时，纸带应压在复写纸的下面，纸带才能清晰的记录打点计时器打的点，故①效果更好。‎ 答案　电磁打点计时器　计时　①‎ ‎2．(2018·浙江富阳模拟)在进行“探究速度随时间变化的规律”的实验中，‎ ‎(1)如下图是四位同学用重锤代替小车，将打点计时器竖直安放进行实验时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是(　　)‎ ‎(2)关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列四种操作中你认为正确的是(　　)‎ A．接通电源和放手应同时 B．先放手后接通电源 C．先接通电源后放手 D．接通电源和放手的先后顺序对实验没影响 ‎(3)已知打点计时器所用电源频率为50 Hz。测得所用的重物的质量为0.20 kg，实验中得到一条清晰的纸带，如图2所示是截取了某一段纸带用刻度尺(单位：cm)测量纸带时的情景，其中取了A、B、C三个计数点，在相邻两计数点之间还有一个打印点，可知，重物下落过程中B点的瞬时速度为________m/s，重物下落的加速度为________ m/s2。(结果均保留2位有效数字)‎ 图2‎ 解析　(1)实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放，选项A正确，B、C、D错误。‎ ‎(2)应先给打点计时器通电打点，后释放纸带，如果先释放纸带，再接通打点计时器的电源，由于重锤运动较快，不利于数据的采集和处理，无法得到物体完整的运动情况，会对实验产生较大的误差，故选项C正确，A、B、D错误。‎ ‎(3)由于每相邻两个计数点间还有1个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝‎ ‎0.04 s，由图得xAB＝2.20 cm，xBC＝3.70 cm，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B时小车的瞬时速度大小vB＝ m/s＝0.74 m/s，根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小a＝ m/s2＝0.94 m/s2。‎ 答案　(1)A　(2)C　(3)0.74　0.94‎ ‎3．(2018·浙江诸暨牌头中学高一期中)(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，把橡皮条的一端拉到某一确定的O点，则下列说法中正确的是哪一项________。‎ A．两根细绳必须等长 B．同一次实验中，O点位置不允许变动 C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°‎ D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 ‎(2)读一读图3弹簧秤的读数________ N。‎ 图3‎ ‎(3)如图4所示，是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F是用作图法得到的合力，F′是通过实验测得的合力，则结果符合实验事实的那个实验是________(填“甲”或“乙”)。‎ 图4‎ 解析　(1)细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，选项A错误；本实验研究合力与分力的关系，合力与分力是等效的，同一次实验过程中，O点位置不能变动，以保证橡皮筯伸长的长度相同，效果相同，选项B正确；只要橡皮筋的另一端两次都接到O点，达到效果相同，拉力方向没有限制，两弹簧秤之间的夹角不需要取90°，选项C错误；本实验，弹簧秤的拉力应不超过量程，两个弹簧秤拉力的大小没有要求，只要使两次效果相同就行，选项D错误。‎ ‎(2)由图示可知，弹簧测力计分度值为0.1 N，其示数为1.65 N。‎ ‎(3)F1、F2合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值，而其实验值是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值，一定沿AO方向，由此可知F是F1、F2合力的理论值，F′是合力的实验值；由于误差的存在，作图法得到的合力与实验值有一定的差别，故甲更符合实验事实。‎ 答案　(1)B　(2)1.65　(3)甲 ‎4．(2018·浙江桐乡高三模拟)(1)在实验室做常规实验时经常用到“重物”，有时还需要用“重物” 改变小车的质量，请为下列实验从图5中选择正确的“重物”(填编号，可能多选)：‎ 图5‎ ‎①验证机械能守恒定律________；‎ ‎②探究小车加速度与力、质量的关系________。‎ ‎(2)某同学设计了一个研究平抛运动初速度的实验装置，如图6所示。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动，他把桌子搬到竖直墙附近，使做平抛运动的钢球能打在附有白纸和复写纸的墙上，记录钢球的落点，改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。‎ ‎(3)如果该同学第一次让桌子紧靠墙壁，从斜面上某一位置静止释放钢球，在白纸上得到痕迹A。以后每次将桌子向后移动距离x＝10.00 cm，重复刚才的操作，依次在白纸上留下痕迹B、C、D，测得 B、C间距离y2＝14.58 cm，C、D间距离y3＝24.38 cm，根据以上直接测量的物理量得小球平抛的初速度为v0＝________(用x、y2、y3、g表示)，小球下落BC高度所用时间t＝________ s；若痕迹D刚好位于墙脚，桌子的高度为________ m(②问的计算结果都保留两位有效数字，g取9.80 m/s2)。‎ 图6‎ 解析　(1)①验证机械能守恒时，只需要一个重物即可，所以选A。②探究小车加速度与力、质量的关系时，要改变小车上重物的质量改变小车的质量，要通过改变钩码的个数改变拉力大小，所以选B、C。‎ ‎(3)在竖直方向上，根据y3－y2＝gT2，解得T＝，在水平方向上x＝v0T，解得v0＝x。在竖直方向上，根据y3－y2＝gt2，解得t＝＝ s＝0.1 s。在水平方向上x＝v0t，解得v0＝x，代入解得v0＝1.0 m/s。由题可知Δh＝y3－y2＝(24.38－14.58) cm＝9.8 cm；则AB＝(14.58－9.8) cm＝4.78 cm；因此桌子的高度，即为AD间距，为AD＝(4.78＋14.58＋24.38) cm＝43.74 cm≈0.44 m。‎ 答案　(1)A　B、C　(3)x　0.1　0.44‎ ‎5．(2018·浙江杭州西湖高级中学高二月考)(1)在下列学生实验中，需要平衡摩擦力的实验有________(填字母)。‎ A．“探究小车速度随时间变化的规律”‎ B．“探究加速度与力、质量的关系”‎ C．“探究做功与物体速度变化的关系”‎ D．“探究作用力与反作用力的关系”‎ ‎(2)某小组做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，除了选择小车、带滑轮的长木板、细绳、钩码、刻度尺、导线(按需要备选)外，还要选择下图中的哪些仪器________(填字母)。‎ ‎(3)在上小题中，用一端固定的橡皮筋代替钩码和细线拉动小车，就可以做“探究功与速度变化的关系”实验。调节好实验装置，当用一条橡皮筋拉动小车时，打出的纸带如图7所示，请根据纸带上的数据计算小车匀速时的速度v＝________ m/s。‎ 图7‎ 解析　(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，只要小车能做匀变速直线运动即可，即使不平衡摩擦力，小车依然做匀变速直线运动，即摩擦力的存在不影响实验结果，选项A错误；“探究加速度与力、质量的关系”和“探究做功与物体速度变化的关系”实验中都需要让绳的拉力作为合外力，所以都需要平衡摩擦力，故B、C正确；探究作用力与反作用力的关系，实验中使用的是两个弹簧测力计对拉，改变用力，观察两弹簧秤的示数大小变化情况，得出两个弹簧秤示数总是大小相等，不需要平衡摩擦力，选项D错误。‎ ‎(2)在本实验中不需要测量小车或砝码的质量因此不需要天平，需要打点计时器，有两种选择方案：选择A(电火花计时器)，或者B、D(电磁打点计时器与低压交流电源)。‎ ‎(3)匀速直线运动时小车速度最大，小车速度为v＝＝ cm/s＝‎ ‎155 cm/s＝1.55 m/s。‎ 答案　(1)BC　(2)A或BD　(3)1.55‎ ‎6．(2018·浙江宁波适应性考试)某实验小组采用如图8所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50 Hz。‎ 图8‎ ‎(1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其目的是________。‎ A．防止小车不能被橡皮筋拉动 B．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 C．防止纸带上打点不清晰 图9‎ ‎(2)在正确操作的情况下，某纸带上打点计时器打下的点迹如图9所示。则橡皮筋对小车做完功后，小车获得的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。‎ ‎(3)若已知图9纸带上打下左侧第一个点时小车的速度为v1，打下第三个点时小车的速度为v3，判断打下第二个点时小车的速度v2________(填“等于”“大于”或“小于”)。‎ 解析　(1)平衡摩擦的目的是为了小车所受合外力为橡皮筋的弹力，即保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，选项B正确。‎ ‎(2)橡皮筋对小车做完功后，小车速度最大，接下做匀速直线运动，所以应取后面的点计算，小车获得的速度，即 v＝ m/s＝1.45 m/s。‎ ‎(3)由实验原理知小车做的是加速度减小的加速运动，所以打下第二个点时小车的速度v2>。‎ 答案　(1)B　(2)1.43～1.45 m/s　(3)大于 ‎7．(2018·浙江名校新高考研究联盟联考)(1)在下列学生实验中，能用图10甲装置完成的实验是________。‎ 图10‎ A．验证自由落体运动的机械能守恒 B．探究小车速度随时间变化的规律 C．探究加速度与力、质量的关系 D．探究做功与速度变化的关系 ‎(2)在下列学生实验中，需要平衡摩擦力的实验是________。‎ A．验证自由落体运动的机械能守恒 B．探究小车速度随时间变化的规律 C．探究加速度与力、质量的关系 D．探究不同力做的功与速度变化的关系 ‎(3)在某次实验中打出的纸带如图乙所示，其中A点的速度vA＝________ m/s。(计算结果保留两位有效数字)；小明判断这可能是“验证落体运动的机械能守恒”实验中获取的纸带，他的判断是否正确________(填“正确”或“错误”)。‎ 解析　(1)自由落体运动是竖直方向上的运动，并且重物在竖直方向上不能受拉力作用，故不能验证自由落体运动的机械能守恒，选项A错误；该装置可以做“探究小车速度随时间变化的规律”、“探究加速度与力、质量的关系”和“探究做功与速度变化的关系”的实验，选项B、C、D正确。‎ ‎(2)验证自由落体运动的机械能守恒，是在竖直方向上进行的，不需要平衡摩擦力，选项A错误；“探究小车速度随时间变化的规律”，只要小车能做匀变速直线运动即可，即使不平衡摩擦力，小车依然做匀变速直线运动，即摩擦力存在不影响实验结果，选项B错误；探究加速度与力、质量的关系”和“探究做功与物体速度变化的关系”的实验，小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，选项C、D正确。‎ ‎(3)根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得vA＝ m/s≈0.53 m/s；根据逐差公式Δx＝aT2可得a＝＝×10－2 m/s2＝2.5 m/s2，远小于重力加速度，故判断错误。‎ 答案　(1)BCD　(2)CD　(3)0.51～0.53　错误 ‎8．(2017·富阳选考模拟)如图11是用打点计时器打出的某条纸带(每两个计时点的时间间隔为0.02 s)。‎ 图11‎ ‎(1)该纸带可能是下列哪个实验规范操作后得到的(　　)‎ ‎(2)纸带上点A的刻度示数为________cm，对应的速度大小为________m/s。‎ 解析　(1)由纸带上的点迹分布可以看出：运动物体先加速运动，后匀速运动，根据各实验原理知，C项符合题意。‎ ‎(2)由刻度尺的读数规则可以得A点处刻度尺上的刻度示数应为15.00 cm，对应的速度大小 v＝ m/s＝1.21 m/s。‎ 答案　(1)C　(2)15.00　1.21‎ ‎9．(2018·浙江稽阳联谊学校模拟)在“验证机械能守恒定律”实验中，实验桌上已有铁架台，纸带，重锤(带夹子)，刻度尺等实验器材。‎ 图12‎ ‎(1)要能完成实验还需一个不可缺少的器材，它是____________________。‎ ‎(2)如图12所示是某次实验中得到的纸带及刻度尺的照片，请读出“1”计数点的值________ cm，“2”计数点对应的重锤瞬时速度大小为________ m/s(计算结果保留两位有效数字)。‎ ‎(3)实验中重锤的质量m＝0.5 kg，重力加速度g＝9.8 m/s2，v2、v6为“2”、“6”计数点对应的重锤瞬时速度大小，h26为“2”、“6”两计数点的间距，则能否只利用该条纸带的数据，通过等式mv＝mv－mgh26是否成立来验证机械能守恒？答：________(填“能”或“不能”)。‎ 解析　(1)要能完成实验还需一个不可缺少的器材，它是打点计时器(电磁打点计时器，电火花计时器均可)。‎ ‎(2)读出“1”计数点的值1.20 cm，“2”计数点对应的重锤瞬时速度大小为 v2＝＝ m/s＝0.88 m/s。‎ ‎(3)若机械能守恒，则应该满足mv－mv＝mgh26，故不能通过mv＝mv－mgh26来验证机械能守恒。‎ 答案　(1)打点计时器(电磁打点计时器，电火花计时器均可)　(2)1.20、1.21、1.22均可　0.87、0.88均可 ‎(3)不能