第1講力學實驗專題六實驗題題型強化考點一測量儀器的使用及紙帶問題考點三“彈簧或橡皮條”模型實驗考點二“小車導軌”模型實驗測量儀器的使用及紙帶問題考點一真題研究1.(2017浙江4月選考17)在“研究平拋運動”實驗中(1)圖1是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應選小球在斜槽末端點時的_.A.球心B.球的上端C.球的下端解析解析因用鉛筆標注小球最高點來確定平拋運動軌跡，故坐標原點應選小球在斜槽末端點時的球的上端，所以選B.答案解析123456圖1(多選)在此實驗中，下列說法正確的是_.A.斜槽軌道必須光滑B.記錄的點應適當多一些C.用光滑曲線把所有的點連接起來D.y軸的方向根據(jù)重錘線確定解析解析實驗過程中，斜槽不一定光滑，只要能夠保證從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，摩擦力做功是相同的，離開斜槽末端的速度就是一樣的，所以A錯.記錄點適當多一些，能夠保證描點平滑，選項B正確，C錯誤.y軸必須是豎直方向，即用重錘線，選項D正確.123456答案解析(2)圖2是利用圖1裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是_.A.釋放小球時初速度不為0B.釋放小球的初始位置不同C.斜槽末端切線不水平解析解析由圖可知斜槽末端切線不水平，才會造成斜拋運動，故選C.123456答案解析圖2(3)圖3是利用穩(wěn)定的細水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是圖3解析解析插入瓶中的另一根吸管使得瓶中壓強與外界氣壓相等，目的就是為了保證水流流速不受瓶內(nèi)水面下降而減小，能保證水面下降的一段時間內(nèi)，能夠得到穩(wěn)定的細水柱，所以選B.123456答案解析2.(2016浙江4月選考17)(1)在下列學生實驗中，需要用到打點計時器的實驗有_(填字母).A.“探究求合力的方法”B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”C.“探究做功與物體速度變化的關系”D.“探究作用力與反作用力的關系”解析解析A需要彈簧秤、刻度尺；D與打點計時器無關.123456BC答案解析(2)做“驗證機械能守恒定律”的實驗，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器，還必須選取的器材是圖中的_(填字母).某同學在實驗過程中，在重物的正下方地面鋪海綿；調(diào)整打點計時器的兩個限位孔連線為豎直；重復多次實驗.以上操作可減小實驗誤差的是_(填序號).解析解析需要B重物，刻度尺D測量下落距離；為了減少摩擦帶來的影響；BD可以減少偶然誤差.123456答案解析3.(2017湖州市期末)圖4甲中的器材被稱為電火花計時器的是_(選填“A”或“B”)，其裝置使用的電源是圖5中的_(選填“A”“B” “C”或“D”).模擬訓練圖4圖5BD123456答案4.如圖6所示是三個涉及紙帶和打點計時器的實驗裝置圖.(已知打點計時器每0.02 s打一個點)(1)三個實驗裝置中，摩擦力對實驗結(jié)果沒有影響的是_；A.甲 B.乙 C.丙123456圖6解析解析甲實驗不需要平衡摩擦力，而乙和丙實驗均需要平衡摩擦力.答案解析(2)如果操作都正確，則通過裝置_(選填“甲”“乙”或“丙”)可打出圖7中的紙帶_(選填“”或“”).圖7解析解析仔細觀察兩條紙帶上點跡間距變化規(guī)律，不難發(fā)現(xiàn)，紙帶點跡間距逐漸增加，但不符合勻加速運動規(guī)律，紙帶后部分點跡均勻，符合“探究功與速度變化關系”實驗數(shù)據(jù)變化.乙123456答案解析(3)任選一條紙帶求出e、f兩點間的平均速度大小為_ m/s.1.30123456答案解析5.(2017溫州市十校高三期末)(1)在實驗室做力學實驗時會經(jīng)常用到“重物”，請為下列實驗從圖8中選擇最合適的“重物”(填字母)：圖8探究彈簧彈力大小與伸長量的關系_；驗證機械能守恒_；BA123456答案(2)某同學利用如圖9所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律.物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)，從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖10所示，打點計時器電源的頻率為50 Hz.123456圖10圖9通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊開始減速的時刻位于A.計數(shù)點5和6之間某時刻B.計數(shù)點6和7之間某時刻C.計數(shù)點7和8之間某時刻計數(shù)點6對應的速度大小為_ m/s，減速過程的加速度大小為_ m/s2. (保留三位有效數(shù)字)1234561.202.00答案6.(2017寧波市諾丁漢大學附中高三上期中)如圖11甲所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖.現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、刻度尺、天平.回答下列問題：圖11123456123456(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的一個器材是_.A.螺旋測微器B.秒表C.多用電表D.交流電源解析解析通過打點計時器計算時間，故不需要秒表，打點計時器應該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點間的距離，不需要螺旋測微器和多用電表.故選D.答案解析123456(2)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟，其中操作不當?shù)囊粋€步驟是_.A.調(diào)節(jié)打點計時器兩限位孔在同一豎直線上B.按照圖示的裝置安裝器件C.先釋放紙帶，后接通電源D.測量紙帶上某些點間的距離解析解析不當?shù)牟襟E是C，應該先接通電源，后釋放紙帶.答案解析123456(3)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如圖乙所示.使用交流電的頻率為f，則計算重錘下落的加速度的表達式為a_(用x1、x2、x3、x4及f表示).答案解析“小車導軌”模型實驗考點二真題研究1.(2017浙江11月選考17)在做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中，(1)下列儀器需要用到的是_(多選).134652答案(2)下列說法正確的是_(多選).A.先釋放紙帶再接通電源B.拉小車的細線應盡可能與長木板平行C.紙帶與小車相連端的點跡較疏D.輕推小車，拖著紙帶的小車能夠勻速下滑，說明摩擦力已被平衡134652答案(3)如圖12所示是實驗時打出的一條紙帶，A、B、C、D為每隔4個點取的計數(shù)點，據(jù)此紙帶可知小車在D點的速度大小為_ m/s(小數(shù)點后保留兩位).圖12134652答案0.210.012.(2016浙江10月選考17)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中(1)下列說法中不正確或不必要的是_(填字母).A.長木板的一端必須墊高，使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運動B.連接鉤碼和小車的細線應與長木板保持平行C.小車應靠近打點計時器，先接通電源，后釋放小車D.選擇計數(shù)點時，必須從紙帶上第一個點開始1346答案答案見解析答案解析52解析解析探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，要求長木板平放即選項A不是必要的.在處理紙帶時，由于第一點并不確定，因此常常將前面的點去掉，從清晰可辨的點取點后處理實驗數(shù)據(jù)，所以D選項也不是必要的.連接鉤碼和小車的細線需要與長木板平行，否則就要涉及到線的拉力分解問題，選項B是必要的.操作時應先接通電源再釋放小車，所以C選項是必要的.因此答案為A、D.134652(2)圖13甲是實驗中打下的一段紙帶，算出計數(shù)點2的速度大小為_m/s，并在圖乙中標出，其余計數(shù)點1、3、4、5對應的小車瞬時速度大小在圖乙中已標出.答案答案見解析甲乙答案解析134652圖13(3)作圖并求得小車的加速度大小為_m/s2.答案答案見解析答案解析1346523.(2017嘉興市高二上期末)圖14甲所示是“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗原理圖.(1)圖乙是某同學安裝的實驗器材，請指出其中錯誤或不當之處(至少指出兩條)_；_.模擬訓練答案答案復寫紙應放在紙帶上；應使用交流電源；小車應該緊靠打點計時器；打點計時器安放錯誤(選擇其中兩條即可)圖14答案134652(2)有關本實驗的安裝要求及操作細節(jié)，正確的是A.此實驗必須把沒有滑輪的一端墊高以平衡摩擦力B.在釋放小車前，小車應停在靠近打點計時器位置處C.實驗時應先釋放小車，再接通打點計時器的電源D.實驗中必須懸掛鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量答案解析134652解析解析該實驗探究的是小車速度與時間的變化關系，由于運動過程中摩擦力大小是相同的，因此不需要平衡摩擦力，故A錯誤；為了提高紙帶的利用率，盡量多打點，釋放前應將小車靠近打點計時器，故B正確；在具體操作過程中應該是先接通打點計時器的電源，然后再釋放小車，故C錯誤；實驗目的是“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，只要小車能做勻變速直線運動即可，懸掛物的質(zhì)量沒有遠小于小車的質(zhì)量，小車依然做勻變速直線運動，故D錯誤.1346524.(2016臺州市模擬)(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時跟合外力F和質(zhì)量m兩個因素有關.要研究這三個物理量之間的定量關系的思想方法是_.控制變量法解析解析要研究三個物理量之間的定量關系的思想方法是控制變量法.答案解析134652(2)某同學的實驗方案如圖15所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F， 為了減小這種做法帶來的實驗誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：a.用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是_.b.使砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于_.平衡摩擦力答案解析砂桶的重力圖15134652解析解析用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力.想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，應使砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于砂桶的重力.134652(3)該同學利用實驗中打出的紙帶求加速度時，處理方案有兩種：解析解析利用實驗中打出的紙帶求加速度時，需要根據(jù)a 利用逐差法計算，方案B比較合理.答案解析兩種方案中，你認為選擇方案_比較合理.1346525.(2017嘉興一中等五校聯(lián)考)如圖16所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況.利用該裝置可以完成“探究做功與物體速度變化的關系”的實驗.(1)打點計時器使用的電源是_(填選項前的字母).A.直流電源B.交流電源答案134652圖16B(2)實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是_(填選項前的字母).A.把長木板右端墊高B.改變小車的質(zhì)量在不掛重物且_(填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.A.打點計時器不打點B.打點計時器打點答案134652AB(3)接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O.在紙帶上依次取A、B、C若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T.測得A、B、C各點到O點的距離分別為x1、x2、x3，如圖17所示.圖17實驗中，重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，可認為小車所受的拉力大小為mg，從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W_，打B點時小車的速度v_.mgx2134652答案6.(2017金華市義烏模擬)如圖18甲所示，某實驗小組利用圖示裝置探究“外力做功與滑塊動能變化的關系”，主要步驟如下：圖18A.按圖示器材連接好裝置；134652B.托盤內(nèi)加砝碼，當托盤和砝碼的總質(zhì)量為m0時，輕推滑塊，滑塊恰好做勻速直線運動，稱出滑塊的質(zhì)量為M，若紙帶與打點計時器之間的摩擦不計，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)_；C.本實驗采用電磁打點計時器進行研究， 在撥動學生電源開關前， 圖乙中存在一個明顯的錯誤，請指出： _；D.撤去托盤和砝碼，并取下細線，先接通電源，再輕推滑塊，使滑塊獲得一定初速度后撤去外力，滑塊運動過程中打出一條紙帶，截取紙帶的最后一段，如圖丙所示，則紙帶的運動方向為_(填“ab”或“ba”)；E.用刻度尺測量AB、BC、CD、DE、EF間的距離，分別記為x1、x2、x3、x4、x5，相鄰兩點間的時間間隔為T，則B、E之間動能定理表達式可用上述物理量表示為：_. F.實驗結(jié)束，整理儀器.工作電壓過高ba答案解析134652解析解析由于小車勻速運動，所以托盤和砝碼的總重力等于滑塊的滑動摩擦力，即m0gMg所以 .打點計時器的工作電壓是46 V，而乙圖中的工作電壓過高，故應選擇46 V 的交流電.據(jù)圖可知，BE間的距離為：x2x3x4134652規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.小車導軌類實驗小車導軌類實驗(1)可以研究勻變速直線運動的規(guī)律；(2)可以探究加速度與質(zhì)量、合外力之間的關系；(3)可以探究做功與速度變化之間的關系；(4)可以驗證機械能守恒定律.2.解答小車導軌類實驗的技巧解答小車導軌類實驗的技巧(1)要根據(jù)實驗原理來判斷是否需要平衡摩擦力， 知道正確平衡摩擦力的方法.(2)要清楚鉤碼(或沙桶)與小車之間的質(zhì)量關系，并且要清楚在儀器創(chuàng)新或?qū)嶒炘韯?chuàng)新的情形下，該條件是否需要調(diào)整.(3)要知道實驗數(shù)據(jù)、圖象的處理方法和運用數(shù)學知識解題技巧.“彈簧或橡皮條”模型實驗考點三真題研究1.(2015浙江10月選考17(1)在“探究求合力的方法”的實驗中，下列器材中必須要用的是解析解析在“探究求合力的方法”的實驗中，要用彈簧測力計測拉力，用刻度尺畫線并測量表示力的大小的線段長度.故選B、D.12345答案解析甲 乙圖192.(2017浙江“七彩陽光”聯(lián)考)做“探究求合力的方法”實驗.(1)現(xiàn)有如圖19甲所示的器材，小李同學認為儀器有短缺，還需要的測量儀器是圖乙中的_(填對應字母).模擬訓練C解析解析做“探究求合力的方法”實驗需要刻度尺作力的圖示.12345答案解析(2)如圖20所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩.關于此實驗，下列操作要求正確的是_(填選項前的字母).A.兩個分力F1、F2的方向一定要垂直B.兩個分力F1、F2間夾角越大越好C.兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉至同一位置D.拉橡皮筋時，彈簧測力計、橡皮筋、細繩應貼近 木板且與木板平面平行CD解析解析兩個分力F1、F2的方向不一定要垂直；兩個分力F1、F2間夾角合適即可，但兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉至同一位置.拉橡皮筋時，彈簧測力計、橡皮筋、細繩應貼近木板且與木板平面平行.圖2012345答案解析(3)某次實驗中，拉細繩OB的彈簧測力計指針位置如圖21所示，其讀數(shù)為_ N.1.8解解析析彈簧測力計最小分度為0.2 N， 故其示數(shù)為1.8 N.12345答案解析圖21123453.(1)如圖22為“探究求合力的方法”的實驗裝置.小張同學在實驗中用a、b兩彈簧秤拉橡皮條，他在實驗操作中除了所用細繩太短外，至少還有一處錯誤，請你幫他找出錯誤之處_.(寫出一條即可)答案解析解析解析題中操作錯誤或不妥之處有：b彈簧秤拉力方向與細繩方向不一致；a彈簧秤的拉力太大，用一只彈簧秤再次做實驗時會超出量程. a彈簧秤所用拉力太大，或b彈簧秤拉力方向與細繩方向不一致圖22(2)小張同學修正錯誤后，重新進行了測量，在測量時，左、右兩只彈簧秤的示數(shù)如圖23甲所示，則左彈簧秤的示數(shù)是_N，右彈簧秤的示數(shù)是_N.若兩根細繩的夾角為90，請你幫他在所給的方格紙(圖乙)上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力.圖23答案答案作圖如圖所示2.75(0.02)3.30(0.02)12345答案解析12345解析解析左彈簧秤的示數(shù)為2.75 N，右彈簧秤的示數(shù)為3.30 N，合力如圖所示.12345(3)小張同學實驗后發(fā)現(xiàn)用一個彈簧秤也能完成這個實驗，請問他這個想法是否可行？_(填“是”或“否”).答案解析解析解析用一個彈簧秤也能完成這個實驗是可行的，兩個分力先后兩次測量，一個用手拉、一個用彈簧秤測，保持位置不變，手和彈簧秤換一下.是4.“探究彈力做功與速度變化的關系”的實驗裝置如圖24所示，當小車在兩條完全相同的橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0.當用4條、6條、8條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度均可由打點計時器所打的紙帶測出.圖2412345(1)關于該實驗，下列說法正確的是A.打點計時器可以用直流電源供電，電壓為46 VB.實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等C.每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出D.利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、 Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm的圖象，得出合力做功與物體 速度變化的關系12345答案解析12345解析解析打點計時器只能用交流電源供電，選項A錯誤；實驗中使用的若干根橡皮筋的原長必須相等，否則實驗誤差太大，甚至出現(xiàn)錯誤，選項B錯誤；每次實驗都應使小車從同一位置由靜止彈出，才能保證橡皮筋的形變量相同，選項C正確；利用圖象可以減小實驗誤差，能更直觀地反映出合力做功與物體速度變化的關系，選項D正確.(2)如圖25給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點到A、B、C、D、E各點的距離分別為OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm.已知相鄰兩點時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vm_m/s.圖25解析解析由圖及所給數(shù)據(jù)可知小車一定在BC間獲得最大速度，所以vm 0.83 m/s.0.8312345答案解析5.(2017浙江余姚中學高三上期中)圖26甲為某同學用力傳感器去探究彈簧的彈力和伸長量的關系的實驗情景， 用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺的輕質(zhì)彈簧， 讀出不同拉力下的標尺刻度x及拉力大小F(從電腦中直接讀出).所得數(shù)據(jù)記錄在下列表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69標尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00圖261234512345(1)從圖乙讀出刻度尺上的刻度值為_ cm；答案解析解析解析標尺估讀一位，故讀數(shù)為63.60 N；63.60(63.5563.65均可)12345(2)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖丙坐標紙上作出F與x的關系圖象；解析解析根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法得出對應的圖象如圖所示答案答案如圖所示答案解析(3)由圖象求出該彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m，彈簧的原長為_ cm(均保留三位有效數(shù)字).24.9(24.026.0均可)55.2(55.055.5均可)12345答案解析