2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 -力學(xué)實(shí)驗(yàn)（有答案）與 2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 -機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波光（帶答案）2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 -力學(xué)實(shí)驗(yàn)（有答案）高中物理考試說(shuō)明中確定的力學(xué)實(shí)驗(yàn)有：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。其中有四個(gè)實(shí)驗(yàn)與紙帶的處理有關(guān)，可見(jiàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分應(yīng)以紙帶的處理，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用為核心來(lái)展開(kāi)復(fù)習(xí)。近幾年力學(xué)實(shí)驗(yàn)中與紙帶處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，以分組或演示實(shí)驗(yàn)為背景，考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的領(lǐng)悟情況、靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)題的新趨勢(shì)。要求考生掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法，能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中，深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，要求考生有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。在復(fù)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)以掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、規(guī)范操作程序、數(shù)據(jù)處理方法等為本，同時(shí)從常規(guī)實(shí)驗(yàn)中，有意識(shí)的、積極的提取、積累一些有價(jià)值的方法。逐步過(guò)渡到靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。1、互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證力的合成的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)原理此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長(zhǎng)一定的長(zhǎng)度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)器材木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩套，彈簧秤兩個(gè)，三角板，刻度尺，量角器等。實(shí)驗(yàn)步驟1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的 A 點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成一定角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置 O（如圖所示）。4用鉛筆描下結(jié)點(diǎn) O 的位置和兩個(gè)細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個(gè)彈簧秤的拉力 F1 和 F2 的圖示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四邊形定則用畫圖法求出合力 F。5只用一個(gè)彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置 O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從 O 點(diǎn)起做出這個(gè)彈簧秤的拉力 F'的圖示。6比較 F'與用平行四邊形定則求得的合力 F，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7改變兩個(gè)分力 F1 和 F2 的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的 F 與F'是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項(xiàng)1用彈簧秤測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。2同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置 O 必須保持不變。例題1在本實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置 O 點(diǎn)，以下操作中錯(cuò)誤的是A同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，O 點(diǎn)位置允許變動(dòng)B在實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度C實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 O 點(diǎn)D實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 O 點(diǎn)時(shí)，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取 90°不變，以便于算出合力的大小答案：ACD2做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，其中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟是：（1）在水平放置的木板上墊一張白張，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過(guò)細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置 O 點(diǎn)，在白紙上記下 O 點(diǎn)和兩彈簧秤的讀數(shù) F1 和 F2。（2）在紙上根據(jù) F1 和 F2 的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力 F。（3）只用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與用兩個(gè)彈簧秤拉時(shí)相同，記下此時(shí)彈簧秤的讀數(shù) F'和細(xì)繩的方向。以上三個(gè)步驟中均有錯(cuò)誤或疏漏，指出錯(cuò)在哪里？在（1）中是_。在（2）中是_。在（3）中是_。答案：本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證的是力的合成，是一個(gè)失量的運(yùn)算法則，所以即要驗(yàn)證力大小又要驗(yàn)證力的方向。彈簧秤的讀數(shù)是力的大小，細(xì)繩套的方向代表力的方向。（1）兩繩拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)拉到 O 點(diǎn)”2、測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。2學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定即時(shí)速度和加速度。實(shí)驗(yàn)原理1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔 0.02s 打一次點(diǎn)（由于電源頻率是 50Hz），紙帶上的點(diǎn)表示的是與紙帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。2由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0 、1、2為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2 、s3、為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。3由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法：（1）用 “逐差法”求加速度：即根據(jù) s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T 為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出a1= 、a2= 、a3= ，再算出 a1、a2、a3 的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）用 v-t 圖法：即先根據(jù) vn= 求出打第 n 點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t 圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺等。實(shí)驗(yàn)步驟1把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面。3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開(kāi)小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。4選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作 v-t 圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。注意事項(xiàng)1紙帶打完后及時(shí)斷開(kāi)電源。2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長(zhǎng)約 50cm 的范圍內(nèi)清楚地取78 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。3應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔 4 個(gè)軌跡點(diǎn)選1 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于 6 個(gè)。4不要分段測(cè)量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn) 0 之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。例題 1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是_。如圖所示， A 是_，B 是_，C 是_，D 是_，E 是_，F(xiàn) 是 _。答案：交流，4 至 6V，線圈，振動(dòng)片，振針，紙帶，接線柱，永磁體。2如圖是某同學(xué)測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔 4 個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測(cè)量結(jié)果。（1）為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)算，填入表內(nèi)（單位：cm）s2-s1 s3-s2 s4-s3 s5-s4 s6-s5 各位移差與平均值最多相差_cm，由此可以得出結(jié)論：小車的位移在_范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動(dòng)是_ 。（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以求得物體的加速度 a= =_m/s2。（3）根據(jù) an-3= ，可求出a1= =_m/s2，a2= =_m/s2，a3= =_m/s2， 所以， = =_m/s2。答案：（1）1.60，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里、在誤差允許的，勻加速直線運(yùn)動(dòng)；（2）1.58；（3 ）1.59，1.57，1.59，1.58。3、驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)原理1如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細(xì)線對(duì)小車的牽引力，測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與外力成正比。2保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比。實(shí)驗(yàn)器材小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長(zhǎng)木板，墊木，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測(cè)出小車和小桶的質(zhì)量 M 和 M'，把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。2按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。3平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動(dòng)墊木的位置，直至小車在斜面上可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（也可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來(lái)判斷）。4在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量 m 和 m'記錄下來(lái)。把細(xì)線系在小車上并繞過(guò)滑輪懸掛小桶，接通電源，放開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號(hào)。5保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟 4 再做 5次實(shí)驗(yàn)。6算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。7用縱坐標(biāo)表示加速度 a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力 (M'+m')g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就證明了研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)其加速度與它所受作用力成正比。8保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度 a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) ，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，并作圖線，若圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就證明了研究對(duì)象所受作用力不變時(shí)其加速度與它的質(zhì)量成反比。注意事項(xiàng)1砂和小桶的總質(zhì)量不要超過(guò)小車和砝碼的總質(zhì)量的 。2在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕輕地給小車一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。例題1在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來(lái)改變對(duì)小車的作用力 F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的加速度 a，得出若干組 F 和 a 的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的 a-F 圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過(guò)原點(diǎn)，又不是直線，原因是A沒(méi)有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大B平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大C平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大D平衡摩擦力時(shí)，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大答案：C2在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，打出如圖所示的紙帶，如果只測(cè)出圖示數(shù)據(jù)，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度是_m/s2。（所用交流電源頻率為 50Hz）答案：0.554、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。2從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。實(shí)驗(yàn)原理平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。令小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系，測(cè)出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo) x 和 y，根據(jù)重力加速度 g 的數(shù)值，利用公式 y= gt2 求出小球的飛行時(shí)間 t，再利用公式 x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。實(shí)驗(yàn)器材斜槽，豎直固定在鐵架臺(tái)上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。實(shí)驗(yàn)步驟1安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。2調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變。3確定坐標(biāo)原點(diǎn) O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn) O，O 點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。4描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過(guò)卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過(guò)孔時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開(kāi)始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來(lái)即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。5計(jì)算初速度：以 O 點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的 y 軸和水平向右的 x 軸，并在曲線上選取 A、B、C、D、E、F 六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測(cè)出它們的坐標(biāo) x 和 y，用公式 x=v0t 和 y= gt2 計(jì)算出小球的初速度 v0，最后計(jì)算出v0 的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)中必須保持通過(guò)斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖板但不接觸。2小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。3坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。4要在平拋軌道上選取距 O 點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來(lái)計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。例題1下列哪些因素會(huì)使“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的誤差增大A小球與斜槽之間有摩擦B安裝斜槽時(shí)其末端不水平C建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn) O 較遠(yuǎn)答案：這里研究的是小球的平拋運(yùn)動(dòng)，只與拋出點(diǎn)（不是斜槽末端）的速度有關(guān)，而與它在斜槽中的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。只要是每次速度的大小與方向不變（且水平）就不影響實(shí)驗(yàn)。BC5、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)物體自由下落時(shí)，只有重力做功，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為 v，下落高度為 h，則應(yīng)有：mgh= mv2，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度 h 和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度 v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測(cè)定第 n 點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第 n 點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間 T 內(nèi)下落的距離 sn 和 sn+1，由公式 vn= ，或由 vn= 算出，如圖所示。實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)（帶鐵夾），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟1按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。2把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。3接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重錘自由下落。4重復(fù)幾次，得到 35 條打好點(diǎn)的紙帶。5在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近 2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上 0，以后各依次標(biāo)上 1，2 ，3，用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度 h1、h2、h3 。6應(yīng)用公式 vn= 計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度 v1、v2、v3。7計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量 mghn 和動(dòng)能的增加量 mvn2，進(jìn)行比較。注意項(xiàng)事1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近 2mm 的紙帶。3因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不需要測(cè)量重物的質(zhì)量。例題1在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為 50Hz。查得當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣?g=9.80m/s2，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作 O，另連續(xù)的 4 個(gè)點(diǎn) A、B、C、D 作為測(cè)量的點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道 A、B、C、D 各點(diǎn)到 O 點(diǎn)的距離分別為 62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由 O 點(diǎn)到運(yùn)動(dòng) C 點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量等于_J，動(dòng)能的增加量等于_J。（取 3 位有效數(shù)字）答案：7.62，7.572在本實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為 50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測(cè)量時(shí)各計(jì)數(shù)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示。（圖中 O 是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E 分別是以每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為計(jì)時(shí)單位取的計(jì)數(shù)點(diǎn)）。根據(jù)紙帶求：（1）重錘下落的加速度。（2）若重錘質(zhì)量為 mkg，則重錘從起始下落至 B 時(shí)，減少的重力勢(shì)能為多少？（3）重錘下落到 B 時(shí)，動(dòng)能為多大？（4）從（ 2）、（ 3）的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？答案：（1）9.69m/s2；（2）|Ep|=1.95mJ；（3 ）Ek=1.89mJ ；（4 ）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘重力勢(shì)能的減少等于其動(dòng)能的增加，機(jī)械能守恒。產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過(guò)程中受到阻力（空氣阻力、紙帶與限位孔間的摩擦阻力）的作用。6、 碰撞中的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯吭趶椥耘鲎驳倪^(guò)程中，相互作用的物體系統(tǒng)動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來(lái)，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等，這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時(shí)入射小球在空中飛出的水平距離 s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離 s1'和 s2'，若 m1s1 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)與 m1s1'+m2s2'相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個(gè)半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量 m1、m2。2安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。3在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。4在白紙上記下重錘線所指的位置 O，它表示入射球 m1 碰前的位置。5先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開(kāi)始滾下，重復(fù) 10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時(shí)的落地點(diǎn)的平均位置 P。6把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時(shí)處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動(dòng)到軌道出口端時(shí)恰好與被碰球接觸而發(fā)生正碰。7再讓入射小球從同一高度處由靜止開(kāi)始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù) 10 次，仿步驟（5）求出入射小球的落點(diǎn)的平均位置 M 和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。8過(guò) O、N 作一直線，取 OO'=2r（可用游標(biāo)卡尺測(cè)出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測(cè)出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時(shí)的球心豎直投影位置。9用刻度尺量出線段 OM、OP、O'N 的長(zhǎng)度。10分別算出 m1 與 m1 +m2 的值，看 m1 與 m1 +m2 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項(xiàng)1應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。2要調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時(shí)處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。3每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著檔板，然后釋放小球。4白紙鋪好后不能移動(dòng)。例題1因?yàn)橄侣涓叨认嗤钠綊佇∏颍ú挥?jì)空氣阻力）的_相同，所以我們?cè)凇芭鲎仓械膭?dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中可以用_作為時(shí)間單位，那么，平拋小球的_在數(shù)值上等于小球平拋的初速度。答案：飛行時(shí)間，飛行時(shí)間，水平位移。2某同學(xué)用圖 1 所示裝置通過(guò)半徑相同的 A、B 兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中 PQ 是斜槽，QR 為水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使 A 球從斜槽上某一固定位置G 由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10 次，得到 10 個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓 A球仍從位置 G 由靜止開(kāi)始滾下，和 B 球碰撞后，A、B 球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作 10 次。圖 1 中 O 點(diǎn)是水平槽末端 R 在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。B 球落點(diǎn)痕跡如圖 2 所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O 所在的平面，米尺的零點(diǎn)與 O 點(diǎn)對(duì)齊。（1）碰撞后 B 球的水平射程應(yīng)取為 _cm。（2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答：_( 填選項(xiàng)號(hào))。A水平槽上未放 B 球時(shí)，測(cè)量 A 球落點(diǎn)位置到 O 點(diǎn)的距離BA 球與 B 球碰撞后，測(cè)量 A 球落點(diǎn)位置到 O 點(diǎn)的距離C測(cè)量 A 球或 B 球的直徑D測(cè)量 A 球和 B 球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）E測(cè)量 G 點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度。答案：（1）如圖所示，用一紅色的圓盡可能多的把小球落點(diǎn)圈在里面，由此可見(jiàn)圓心 O 的位置是 65.7cm，這也是小球落點(diǎn)的平均位置。（2）本實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的數(shù)據(jù)有：兩個(gè)小于的質(zhì)量 m1、m2，三個(gè)落點(diǎn)的距離s1、s2、s3 ，所以應(yīng)選 ABD。注意此題實(shí)驗(yàn)裝置與我們前面講的實(shí)驗(yàn)裝置的不同，該實(shí)驗(yàn)中被碰小球拋出點(diǎn)即為 O 點(diǎn)，所以 C 選項(xiàng)不選。不要受思維定勢(shì)的影響，要具體問(wèn)題具體分析。7、用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?shí)驗(yàn)原理單擺在擺角小于 5°時(shí)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其固有周期為 T=2 ，由此可得 g= 。據(jù)此，只要測(cè)出擺長(zhǎng) l 和周期 T，即可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)（帶鐵夾），中心有孔的金屬小球，約 1m 長(zhǎng)的細(xì)線，米尺，游標(biāo)卡尺（選用），秒表等。實(shí)驗(yàn)步驟1在細(xì)線的一端打一個(gè)比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細(xì)線穿過(guò)球上的小孔，制成一個(gè)單擺。2將鐵夾固定在鐵架臺(tái)的上端，鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。3測(cè)量單擺的擺長(zhǎng) l：用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球直徑 2r，再用米尺測(cè)出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長(zhǎng) l'，則擺長(zhǎng) l=l'+r。4把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)小角度（不大于 5°），使單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，用秒表測(cè)量單擺完成全振動(dòng) 30 至 50 次所用的時(shí)間，求出完成一次全振動(dòng)所用的平均時(shí)間，這就是單擺的周期 T。5將測(cè)出的擺長(zhǎng) l 和周期 T 代入公式 g= 求出重力加速度 g 的值。6變更擺長(zhǎng)重做兩次，并求出三次所得的 g 的平均值。注意事項(xiàng)1選擇細(xì)繩時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度一般在 1m 左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過(guò) 2cm。2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺長(zhǎng)改變、擺線下滑的現(xiàn)象。3注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò) 5°，可通過(guò)估算振幅的辦法掌握。4擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。5計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)以擺球通過(guò)最低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過(guò)最低位置時(shí)，進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。例題某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為 101.00cm，擺球直徑為 2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng) 50 次所用的時(shí)間為101.5s。則（1）他測(cè)得的重力加速度 g=_m/s2。（2）他測(cè)得的 g 值偏小，可能的原因是A測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊B擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了C開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下D實(shí)驗(yàn)中誤將 49 次全振動(dòng)數(shù)為 50 次（3）為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng) l 并測(cè)出相應(yīng)的周期 T，從而得出一組對(duì)應(yīng)的 l 與 T 的數(shù)據(jù)，再以 l 為橫坐標(biāo)、T2 為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率 K。則重力加速度 g=_。(用 K 表示)答案：（1）本次實(shí)驗(yàn)中的擺長(zhǎng) L=L+r=101.00+1.00=1.0200m，周期T=t/N=101.5/50=2.03s，由公式 g= 可以解得 g=9.76m/s2；（2）根據(jù)公式 g= 知 g 偏小的原因可能是 l 的測(cè)量值偏小或 T 的測(cè)量值偏大。A 中的測(cè)量值偏大，B 中則是振動(dòng)擺長(zhǎng)大于測(cè)量值，所以正確，而 CD 中均是測(cè)得的周期偏小，所以 CD 均會(huì)使 g 值偏大。故只有 B 正確。（3）42/K 。由公式 g= 得： 這是一條 T2 關(guān)于 l 的一元一次函數(shù)（如y=Kx），所以它的斜率是 K=42/ g，所以 g=42/K8、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系（胡克定律）實(shí)驗(yàn)儀器：彈簧(不同的多根) 、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鲝椓εc彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)原理：彈簧受到拉力會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過(guò)測(cè)定外力而得出(可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力)；彈簧的伸長(zhǎng)可用直尺測(cè)出。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系。學(xué)生操作：(1)用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng) l0.(2)將彈簧一端固定，另一端用細(xì)繩連接，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧平衡后，記錄下彈簧的長(zhǎng)度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù)。1 2 3 4 5 6 7彈簧原長(zhǎng) l0(cm) 鉤碼重量 F(N) 彈簧現(xiàn)長(zhǎng) l(cm) 彈簧伸長(zhǎng)量 x(cm) (3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出 F-x 圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力成正比。9、探究動(dòng)能定理說(shuō)在前：該實(shí)驗(yàn)方法多樣，人教版用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和 56 條等長(zhǎng)橡皮筋，教科版用砝碼拉彈簧測(cè)力計(jì)（固定在小車上）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器作記錄；在數(shù)據(jù)處理上也不同。本實(shí)驗(yàn)為考試說(shuō)明中新增實(shí)驗(yàn)請(qǐng)老師們重視。（一）目的:探究合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系（二）器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源，導(dǎo)線，一端附有定滑輪的光滑長(zhǎng)木板，小車，紙帶，細(xì)繩，彈簧測(cè)力計(jì)，砝碼盤和砝碼，刻度尺（三）原理:用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶記錄下小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的情況如圖實(shí) 6-1 所示。通過(guò)測(cè)量和計(jì)算可以得到小車從 O 點(diǎn)到 2、3、4 、5 點(diǎn)的距離，及在2、3 、 4、5 點(diǎn)的瞬時(shí)速度。從打下 0 點(diǎn)到打下 2、3、4、5 點(diǎn)的過(guò)程中，合外力 F（等于繩的拉力）對(duì)小車做的功 W 及小車增加的動(dòng)能 Ek，可由下式計(jì)算：， 其中 n=2，3 ，4，5（四）步驟1把一端附有定滑輪的光滑長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有定滑輪的一端，連接好電路（如圖實(shí) 6-2）。2在實(shí)驗(yàn)小車上先固定一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)力計(jì)的掛鉤連接細(xì)輕繩，輕繩跨過(guò)定滑輪，掛一個(gè)小盤，盤內(nèi)放砝碼。試放手后，小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車后面。3把小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開(kāi)小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡。在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù) F，即小車受到的拉力大小。取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次。4選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，記下第一個(gè)點(diǎn)的位置 0，并在紙帶上從任意點(diǎn)開(kāi)始依次選取幾個(gè)點(diǎn)，記作 1，2，3 ，4，5，6，測(cè)量各點(diǎn)到 0 的距離x1，x2，x3， x4，x5，x6。5計(jì)算出打下 2，3，4， 5 時(shí)小車的速度 v2，v3，v4，v5。6計(jì)算從打下 0 點(diǎn)到打下 2，3，4，5 的過(guò)程中合外力 F（大笑等于測(cè)力計(jì)讀數(shù) F）對(duì)小車做的功 W 及小車增加的動(dòng)能 Ek，并填入下表。7在坐標(biāo)紙上畫出 EkW 圖像。（五）數(shù)據(jù)記錄及處理0 2 03 04 05瞬時(shí)速度 v/（ m/s） Ek/J 距離 x/m W/J 以 Ek 為橫軸， W 為縱軸，做出 EkW 圖像。（六）注意事項(xiàng)1長(zhǎng)木板應(yīng)盡量光滑，如果摩擦力較大應(yīng)先平衡摩擦力?？梢栽陂L(zhǎng)木板下端墊小目墊。2使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源再釋放小車。（七）例題分析（略）（八）習(xí)題1（人教版）在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是A每次實(shí)驗(yàn)都必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋第二次的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度是第一次伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的二倍C實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)木板表面應(yīng)該盡量光滑且水平放置 D每次實(shí)驗(yàn)都必須先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出2（人教版）在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，小車受到阻力，可以使木板傾斜作為補(bǔ)償，下面操作正確的是A使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不動(dòng)即可B使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車能運(yùn)動(dòng)即可C沿木板向下推拖著紙帶的小車，放手后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)距均勻即可D以上作法都不對(duì)3（人教版）在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，小車在橡皮筋的作用下彈出，如何才能保證第二次、第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車所做功是第一次實(shí)驗(yàn)的 2 倍、3倍4（人教版）在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值？為什么？5（09 安徽卷）探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下：（1）設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為 W、2W、3W、；（2）分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度 、 、 、；（3）作出 草圖；（4）分析 圖像。如果 圖像是一條直線，表明 W ；如果不是直線，可考慮是否存在 、 、 等關(guān)系。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確，它是_。A本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為 W、2W 、3W、。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致。當(dāng)用 1 條橡皮筋進(jìn)行是實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為 W，用 2 條、3 條、橡皮筋并在一起進(jìn)行第 2 次、第 3 次、實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是 2W、3W、 。B小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜。C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小。D根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算。6（09 廣東物理卷）某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”，如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距 50.0cm 的 A、B 兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器記錄小車通過(guò) A、B 時(shí)的速度大小。小車中可以放置砝碼。（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量 M1;把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在 C 點(diǎn)，_ ，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過(guò) A、B 時(shí)的速度。在小車中增加砝碼，或_ ，重復(fù) 的操作。（2）表 1 是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中 M 是 M1 與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v2v1| 是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn) 是拉力傳感器受到的拉力， W 是 F 在 A、B 間所作的功。表格中E3=_，W3=_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）根據(jù)表 1，請(qǐng)?jiān)趫D 13 中的方格紙上作出E-W 圖線。表 1 數(shù)據(jù)記錄表次數(shù) M/kg |v2v1|/(m/s)2 E/J F/N W/J1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.2002 0.500 1.65 0.413 0.840 0.4203 0.500 2.40 E3 1.220 W34 1.000 2.40 1.20 2.420 1.215 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43參考答案：1D 2。C 3。第一，盡可能使用完全相同的橡皮筋；第二，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致。4不需要，只要第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做功記為 W，以后各次的功就是2W、3W5D 6.（ 1） 小車、砝碼 然后釋放小車 減少砝碼 （2 ）0.600 0.610 （3）在方格紙上作出E-W 圖線如圖所示1. （ 2012 年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試?yán)砭C物理山東卷)（某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每 5 個(gè)點(diǎn)取 1 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖議所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為 50Hz。通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)和之間某時(shí)刻開(kāi)始減速。計(jì)數(shù)點(diǎn) 5 對(duì)應(yīng)的速度大小為 m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn) 6 對(duì)應(yīng)的速度大小為 m/s。（保留三位有效數(shù)字）。物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為 a=m/s2，若用 a/g 來(lái)計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g 為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”）。1. （ 2016 年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理北京卷精編版)（1）熱敏電阻常用于溫度控制或過(guò)熱保護(hù)裝置中。圖 1 為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值 R 隨溫度 t 化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時(shí)導(dǎo)電能力_（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）；相對(duì)金屬熱電阻而言，熱敏電阻對(duì)溫度變化的影響更_（選填“敏感”或“不敏感”）。（2）利用圖 2 裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的。A動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B速度變化量和勢(shì)能變化量C速度變化量和高度變化量除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。A交流電源 B刻度尺 C天平（含砝碼）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖 3 所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn) A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn) O 的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為 T。設(shè)重物的質(zhì)量為 m。從打點(diǎn)到打點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量 ，動(dòng)能變化量 。大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是。A利用公式 計(jì)算重物速度B利用公式 計(jì)算重物速度C存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn) O 的距離 h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度 v，描繪 v2-h 圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。1現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上 A 點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為 m 的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上 B 點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)試遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間 t，用 d 表示 A 點(diǎn)到導(dǎo)軌低端 C 點(diǎn)的距離，h 表示 A 與 C 的高度差，b表示遮光片的寬度，s 表示 A，B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過(guò)光電門的平均速度看作滑塊通過(guò) B 點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用 g 表示重力加速度完成下列填空和作圖；（1）若將滑塊自 A 點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從 A 運(yùn)動(dòng)至 B 的過(guò)程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為動(dòng)能的增加量可表示為若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒， 與 s 的關(guān)系式為（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A 點(diǎn)）下滑，測(cè)量相應(yīng)的 s 與 t 值，結(jié)果如下表所示：1 2 3 4 5s（m） 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400t（ms） 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43（ ×104s2） 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39以 s 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，在答題卡上對(duì)應(yīng)圖 2 位置的坐標(biāo)紙中描出第 1 和第 5 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù) 5 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=×104m1s2 （保留 3 位有效數(shù)字）由測(cè)得的 h、d、b 、M 和 m 數(shù)值可以計(jì)算出 直線的斜率 ko，將 k 和 ko 進(jìn)行比較，若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律2現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面（如圖）、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺。（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟（不考慮摩擦力的影響）：小車自斜面上方一固定點(diǎn)1 從靜止開(kāi)始下滑至斜面底端2 ，記下所用的時(shí)間用米尺測(cè)量1 與2 之間的距離 s，則小車的加速度 _。用米尺1 相對(duì)于2 的高 h。設(shè)小車所受重力為 mg，則小車所受的合外力_。改變_，重復(fù)上述測(cè)量。以 h 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作用作圖。如能得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。（2）在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過(guò)程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是：調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測(cè)量此時(shí)1 點(diǎn)相對(duì)于斜面底端2 的高度 ho。進(jìn)行（1）中的各項(xiàng)淐。計(jì)算與作圖時(shí)用（hho）代替 h。對(duì)此方案有以下幾種評(píng)論意見(jiàn)：A方案正確可行B方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無(wú)法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動(dòng)。C方案的理論依據(jù)有問(wèn)題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。其中合理的意見(jiàn)是_。3某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開(kāi)桌面后落到水平地面。通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能 Ep 與小球拋出時(shí)的動(dòng)能 Ek相等。已知重力加速度大小為 g，為求得 Ek，至少需要測(cè)量下列物理量中的（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A小球的質(zhì)量 mB小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離 sC桌面到地面的高度 hD彈簧的壓縮量xE.彈簧原長(zhǎng) l0（2）用所選取的測(cè)量量和已知量表示 Ek，得 Ek=。（3）圖（ b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的 sx 圖線。從理論上可推出，如果h 不變。m 增加， sx 圖線的斜率會(huì)（填“增大”、“減小”或“不變”）；