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2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)第2講力學(xué)實(shí)驗(yàn) 新人教版 一、本專題共涉及以下六個(gè)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)二：探究彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理 實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 二、 本專題實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)及其在高考中的地位 物理實(shí)驗(yàn)為高考必考內(nèi)容，近年的高考物理試題，越來越重視對(duì)實(shí)驗(yàn)的考查，尤其是除了對(duì)教材中原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查為，還增加了對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的考查。利用學(xué)生所學(xué)過的知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)方法加以重組完成新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)將逐步取代對(duì)教材中原有單純學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查。 歷屆高考在實(shí)驗(yàn)方面的命題重點(diǎn)為：基本儀器的使用、基本物理量的測(cè)定、物理規(guī)律的驗(yàn)證和物理現(xiàn)象的研究、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。 高考中物理實(shí)驗(yàn)題類型大體有：⑴強(qiáng)調(diào)基本技能，熟識(shí)各種器材的特性。像讀數(shù)類：游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、多用電表等；選器材類：像選取什么量程的電表和滑動(dòng)變阻器等⑵重視實(shí)驗(yàn)原理，巧妙變換拓展。像探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的變形和測(cè)量電阻的再造等。源于課本不拘泥課本一直是高考命題與課標(biāo)理念所倡導(dǎo)的，所以熟悉課本實(shí)驗(yàn)、抓住實(shí)驗(yàn)的靈魂---原理是我們復(fù)習(xí)的重中之重。⑶提倡分析討論，講究實(shí)驗(yàn)的品質(zhì)，像近年高考中的數(shù)據(jù)處理、誤差分析、改良方案，甚至開放性實(shí)驗(yàn)等于課標(biāo)的一標(biāo)多本思路是交匯的。⑷知識(shí)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。像設(shè)計(jì)型、開放型、探討型實(shí)驗(yàn)等都是不同程度的創(chuàng)新，比如利用所學(xué)可以設(shè)計(jì)出很多測(cè)量重力加速度的方案。 三、高考易錯(cuò)問題剖析及應(yīng)試策略 （一）探究型實(shí)驗(yàn) 易錯(cuò)問題 1.在紙帶處理中不知如何求解速度、加速度 因?qū)Σ呗裕? (1)“平均速度法”求速度，即vn＝ ，如圖所示. (2)“逐差法”求加速度，即a1＝，a2＝ ，a3＝，然后取平均值，即，這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準(zhǔn)確度. (3)“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個(gè)點(diǎn)的速度，畫出v－t圖，直線的斜率即加速度. 【高考真題探究】 1.（xx廣東理綜T34（1））圖13是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶。 ①已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為_________。 ②ABCD是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。從圖13中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=__________；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 【命題立意】本題主要考查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺的讀數(shù)、紙帶公式、有效數(shù)字。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率可求得打點(diǎn)間隔。 根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)求瞬時(shí)公式： 【規(guī)范解答】① ②讀A、B兩點(diǎn)數(shù)值：1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cm 【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s 2.（xx全國(guó)Ⅱ理綜T22）（5分）利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整好儀器，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，松開紙帶，使重物下落。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打出一系列的小點(diǎn)。 （1）為了測(cè)得重物下落的加速度，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有__ ___。（填入正確選項(xiàng)前的字母） A．天平 B．秒表 C．米尺 （2）若實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担鴮?shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理均無錯(cuò)誤，寫出一個(gè)你認(rèn)為可能引起此誤差的原因：_______ _____________________________________。 【命題立意】本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取、誤差分析，比較容易。 【思路點(diǎn)撥】 結(jié)合題意選擇器材，根據(jù)結(jié)果，分析誤差來源。 【規(guī)范解答】（1）為了測(cè)得重物下落的加速度，必須知道重物下落的時(shí)間與位移，時(shí)間可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定，位移可由米尺測(cè)定，物體的質(zhì)量沒有必要測(cè)定，故不需要天平。 （2）實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担鸫苏`差的原因有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在摩擦、空氣阻力等。 【答案】（1）C （2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在摩擦（其他合理答案同樣給分）。 3.（xx重慶理綜T22）（1）某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)技術(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如題22圖1所示，A、B、C、D是本次排練的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離： 、、 若無法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知： ①相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為 ； ②打 C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為 （取2位有效數(shù)字） ③物體的加速度大小為 （用、、和表示） 【命題立意】考查紙帶數(shù)據(jù)處理能力 【思路點(diǎn)撥】紙帶數(shù)據(jù)處理主要要到兩個(gè)規(guī)律：中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于全程的平均速度；加速度 【規(guī)范解答】⑴①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶每隔4個(gè)點(diǎn)選擇一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.02s。②根據(jù)，得m/s③勻加速運(yùn)動(dòng)的位移特征是相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移以aT2均勻增大，有，，，所以 【答案】⑴①0.02s ②2.5 m/s ③ 4.（xx福建理綜T19）（2）（6分）某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼（質(zhì)量均為20g），每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示。 從圖像中可以得出_______。（填選項(xiàng)前的字母） A.增掛鉤碼時(shí)與F成正比，而減掛鉤碼時(shí)與F不成正比 B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的大 C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等 D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 【命題立意】以日常生活中常見的橡皮筋拉伸問題來研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系設(shè)題，給出橡皮筋在增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的實(shí)驗(yàn)圖線，要求考生在熟練掌握考綱中的“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的基礎(chǔ)上進(jìn)行知識(shí)遷移。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)圖像中的兩條非線性曲線提取出有關(guān)信息 【規(guī)范解答】選D，由于橡皮筋下端懸掛的鉤碼太多，導(dǎo)致超出橡皮筋的彈性限度，使橡皮筋無法及時(shí)恢復(fù)原狀，兩條曲線才有差異，且是非線性的。 5. （xx浙江理綜T20） Ⅰ（10分）在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧，為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK下端面依次逐個(gè)掛上鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg，取g=10m/s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加（下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)）。然后逐個(gè)拿下鉤碼，同樣記錄繩下端面的坐標(biāo)X減，繩下端面坐標(biāo)的值Xi＝（X加+X減）/2的數(shù)據(jù)如下表： （1）同一橡皮繩的X加 X減（大于或小于）； （2） 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求（甲或乙）； （3）選擇一級(jí)數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）； （4）為了更好的測(cè)量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些？ 掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù) 橡皮繩下端的坐標(biāo)（X/mm） 甲 乙 1 216.5 216.5 2 246.7 232. 3 284.0 246.5 4 335.0 264.2 5 394.5 281.3 6 462.0 301.0 【命題立意】本題以“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),體現(xiàn)了探究性，主要考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的體驗(yàn) 【規(guī)范解答】Ⅰ（1）因橡皮條被拉伸后有可能恢復(fù)到原長(zhǎng),故X加小于X減 （2）乙.由所給的改變量如下表所示，由下表數(shù)據(jù)知乙同學(xué)的數(shù)據(jù)中的改變量與增減的鉤碼數(shù)的正比例關(guān)系更明顯。 （3）由上表根據(jù)乙同學(xué)的數(shù)據(jù)作圖得 由圖可得 或根據(jù)甲同學(xué)的數(shù)據(jù)作圖得 對(duì)于甲同學(xué)的數(shù)據(jù)，因?yàn)橹挥星皫讉€(gè)數(shù)據(jù)可認(rèn)為在彈性范圍內(nèi)，由圖中切線的斜率得 （4）盡可能使伸長(zhǎng)量在彈性范圍內(nèi)，同時(shí)有足夠大的伸長(zhǎng)量，以減小長(zhǎng)度測(cè)量的誤差. 6.（xx江蘇物理卷T11）為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力。 （1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車 ▲ （選填“之前”或“之后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。 （2）從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表： 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖像。 （3）通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)根據(jù)v-t圖象簡(jiǎn)要闡述理由。 【命題立意】本題以探究“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系” 實(shí)驗(yàn)為母板，設(shè)置“探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，題目來源于教材，但又高于教材， 靈活考查對(duì)牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)方法的理解和應(yīng)用。題目設(shè)置難度中等。 【思路點(diǎn)撥】本題關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)第（3）問題的解決，要正確地作出v-t圖象，根據(jù)圖象特點(diǎn)，分析理由，闡述觀點(diǎn)。 【規(guī)范解答】（1）本進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求釋放小車之前接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源。 （2）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給圖象中準(zhǔn)確描點(diǎn)，圖象 如圖所示。（3）由圖象可知，速度越大時(shí)，其圖象斜率越來越小，即加速度越來越小，可知小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大。 【答案】（1）之前。（2）作出的v-t圖像如圖所示。（3）同意 在v-t圖象中，速度越大時(shí)，加速度越小，小車受到的合力越小，則小車受空氣阻力越大。 【備課資源】 1.（xx山東理綜T 23）（12分）請(qǐng)完成以下兩小題。 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系。彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接。在桌面上 畫出兩條平行線MN、PQ，并測(cè)出間距。開始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小。再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間。 ①木板的加速度可以用、表示為＝　　　??；為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是（一種即可）　　　　　　。 ②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系。下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是　　　　　　。 ③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　。 a．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小 b．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) c．可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小 d．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度 【命題立意】本題屬于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，以教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)“探究加速度與力的關(guān)系”為原型，體現(xiàn)了高考源于課本，但又高于課本的理念，主要考查“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等知識(shí)點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 誤差分析 數(shù)據(jù)處理 實(shí)驗(yàn)原理 【規(guī)范解答】①木塊在繩子拉力的作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由可知：。為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是保持F1不變，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量d、t，取平均值。 ②該實(shí)驗(yàn)原理與教材實(shí)驗(yàn)原理類似，同樣需要滿足木塊的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于礦泉水瓶的質(zhì)量m，此時(shí)可認(rèn)為繩上的拉力T近似等于彈簧秤示數(shù)F1。本實(shí)驗(yàn)中沒有平衡摩擦力，但通過題意可知受到的摩擦力為F0，木塊受到的合外力為（F1- F0）。圖像反映的是a與F1的關(guān)系，而不是a與（F1- F0）的關(guān)系，所以圖像不過原點(diǎn)。當(dāng)F1增大時(shí)，即礦泉水瓶的質(zhì)量m增大時(shí)，實(shí)驗(yàn)的前提條件不再滿足，此時(shí)a越大，繩上的拉力T就越小于彈簧秤示數(shù)F1，加速度增加的就越慢，圖線向下彎曲，c正確。 ③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和比較精確地測(cè)出摩擦力的大小，b、c說法是正確的。兩種實(shí)驗(yàn)方法都可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小，a錯(cuò)誤；通過②中分析可以知道當(dāng)加速度增大時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件便不再滿足，此時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差變大，d說法錯(cuò)誤。 【答案】 2.（xx四川理綜T22）（2）有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（所用交流電頻率為50Hz）打出的紙帶A、B、C、D，其中一條是做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的。為找出該紙帶，某同學(xué)在每條紙帶上取了點(diǎn)跡清晰的、連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離依次為S1、S2、S3。請(qǐng)你根據(jù)下列S1、S2、S3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為 。（已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.791m/s2） A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B. 41.2mm 45.1mm 53.0mm C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D. 60.5mm 61.0mm 60.6mm 【命題立意】結(jié)合驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律考查紙帶類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力 【思路點(diǎn)撥】勻變速運(yùn)動(dòng)相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的距離之差 【規(guī)范解答】選C，驗(yàn)證機(jī)械能守恒采用重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，所以相鄰的0.02s內(nèi)的位移增加量為mm 3.（xx新課標(biāo)全國(guó)卷T22）（4分）圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖?，F(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平?；卮鹣铝袉栴}： （1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的器材有______ 。（填入正確選項(xiàng)前的字母） A．米尺 B. 秒表 C. 0～12V的直流電源 D. 0～12V的交流電源 （2）實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有______ 。（寫出兩個(gè)原因） 【命題立意】本題以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的學(xué)生實(shí)驗(yàn)命題，考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選擇和實(shí)驗(yàn)誤差的分析。 【思路點(diǎn)撥】在了解實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，選擇所需實(shí)驗(yàn)儀器和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差分析即可得到正確答案。 【規(guī)范解答】（1）用A項(xiàng)米尺測(cè)量長(zhǎng)度，用D項(xiàng)交流電源供打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用。（2）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦；用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差；計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)選取的始末兩點(diǎn)距離過近；交流電頻率不穩(wěn)定。 【答案】（1）AD（2）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦；用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差；計(jì)算勢(shì)能變化時(shí)，選取始末兩點(diǎn)距離過近；交流電頻率不穩(wěn)定。 4.（xx.海南理綜T14）利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示： (1)實(shí)驗(yàn)步驟： ①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，將導(dǎo)軌調(diào)至水平； ②用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度，結(jié)果如圖2所示，由此讀出________mm； ③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離__________m； ④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2； ⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖1中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間和； ⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量。 (2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式： ①滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為__________和________。 ②當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為___________和__________。 ③在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢(shì)能的減少__________(重力加速度為)。 (3)如果______________，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 【命題立意】利用氣墊導(dǎo)軌、光電門驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 【思路點(diǎn)撥】用光電門測(cè)量速度，天平測(cè)量質(zhì)量，刻度尺測(cè)量下落距離，從而驗(yàn)證動(dòng)能的增加等于重力勢(shì)能的減少。 【規(guī)范解答】由于擋光條寬度很小，因此將擋光條通過光電門時(shí)的平均速度當(dāng)作瞬時(shí)速度，擋光條的寬度l可用游標(biāo)卡尺測(cè)量，擋光時(shí)間可從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出，因此，滑塊過光電門的瞬時(shí)速度為，由于質(zhì)量事先已用天平測(cè)出，所以，滑塊的動(dòng)能就是已知數(shù)了。測(cè)出動(dòng)能的增加值，測(cè)出重力勢(shì)能的減小值，在誤差范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 【答案】 （1）②9.30 ③60.00(答案在59.96~60.04之間的，也給分) （2）①， ②， ③ (3) 4.(xx山東高考)某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如圖7-2-10實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物. (1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是__________. a.測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 b.測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng) c.測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度 d.記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是 ______________________________________________. 【解析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，無需測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度，a操作沒必要.在畫力的平行四邊形時(shí)，需要知道力的大小和方向及結(jié)點(diǎn)位置，故b、c、d是必須的. (2)利用現(xiàn)有器材，若要改變條件再次驗(yàn)證，可以更換不同的小重物，以改變合力的大小，從而改變分力的大小和方向，再做平行四邊形，即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則. 答案:(1)bcd (2)更換不同的小重物 5.(xx天津高考)如圖7-2-11所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測(cè)定重力加速度. (1)所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需_______（填字母代號(hào)）中的器材. A.直流電源、天平及砝碼 B.直流電源、毫米刻度尺 C.交流電源、天平及砝碼 D.交流電源、毫米刻度尺 (2)通過作圖的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度.為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v-t圖象外，還可作________圖象，其縱軸表示的是_________，橫軸表示的是________. 【解析】本題考查用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度，涉及器材的選取和用圖象處理數(shù)據(jù)的方法. (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源.重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，所以不需要天平和砝碼.計(jì)算速度需要測(cè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，需要刻度尺，選D. (2)由公式v2=2gh,如繪出-h圖象，其斜率也等于重力加速度. 答案:(1)D (2-h 速度平方的二分之一 重物下落的高度 6.為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖7-2-15所示實(shí)驗(yàn)裝置.請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題： (1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是___________________. A.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng) B.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng) C.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng) D.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng) (2)在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖7-2-16所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的表達(dá)式為a=________. (3)消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，可用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時(shí)鉤碼m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為______. (4)在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砝碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 為了驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D7-2-17所示的坐標(biāo)系中作出最能直觀反映a與M之間關(guān)系的圖象. 【解析】(1)要消除小車與木板間的摩擦阻力必須采用平衡摩擦力的方法.該方法是在不掛鉤碼的情況下，抬高不帶滑輪的一端使小車帶紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選C.