高三物理二轮复习专题十 实验及拓展创新 第1课时 力学实验

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1、 第第 1 课时课时 力学实验力学实验 高考命题点 命题轨迹 情境图 长度测量及 读数 力的研究 2017 3 卷 22 17(3)22 题 18(1)22 题 2018 1 卷 22 2019 3 卷 22 “纸带类” 实验 2016 1 卷 22,3 卷 23 16(1)22 题 16(3)23 题 19(1)22 题 19(2)22 题 2019 1 卷 22,2 卷 22 验证动量守 恒定律 拓展创新 实验 2015 1 卷 22,2 卷 22 15(1)22 题 2016 2 卷 22 15(2)22 题 16(2)22 题 17(1)22 题 17(2)22 题 2017 1 卷

2、22,2 卷 22 2018 2 卷 23,3 卷 22 18(2)23 题 例 1 (2019 安徽蚌埠市第二次质检)用螺旋测微器测量一根导体棒的直径， 刻度如图 1 甲所 示，读数为_ mm；小明用游标为 20 分度的游标卡尺测量某个圆筒的深度，部分刻度 如图乙所示，读数为_ cm. 图 1 答案 4.223(4.2224.225) 2.185 解析 螺旋测微器的固定刻度为 4.0 mm，可动刻度为 22.30.01 mm0.223 mm，所以最终 读数为 4.0 mm0.223 mm4.223 mm；这种游标卡尺的游标尺刻度是把主尺刻度 19 mm 的 长度，分为 20 等份，每等份为

3、0.95 mm，游标尺上第 17 个刻度和主尺上 38 mm 刻度对齐， 读数为 38 mm170.95 mm21.85 mm2.185 cm. 拓展训练 1 (2019 广东揭阳市第一次模拟)某同学用频闪照相法“研究小球的自由落体运 动”，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究，如图 2.已知小球在释放 位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐 根据照片中刻度尺的数据， 请读出小球运动到照片中第 5 个像点时下落的高度为_ m. 图 2 答案 0.212 0 解析 由题图可知，下落的高度 h21.20 cm0.212 0 m. 拓展训练 2 (2019 山东烟台市第一学期期末)图 3

4、 中游标卡尺的读数是_ mm，螺旋 测微器的读数是_ mm. 图 3 答案 10.50 5.315(5.3125.318) 解析 游标卡尺的主尺读数为：1.0 cm10 mm，游标尺上第 10 个刻度和主尺上某一刻度对 齐，所以游标尺读数为 100.05 mm0.50 mm，所以最终读数为：10 mm0.50 mm10.50 mm. 螺旋测微器的固定刻度为 5.0 mm，可动刻度为 31.50.01 mm0.315 mm，所以最终读数为 5.0 mm0.315 mm5.315 mm(5.3125.318 mm) 例 2 (2019 安徽蚌埠市第三次质量检测)某小组利用橡皮筋(弹力满足胡克定律)

5、“验证力的 平行四边形定则”，如图 4 甲所示，把贴有白纸的木板放在水平桌面上，他们将完全相同的 三根橡皮筋的一端都固定在结点 O 处，另一端分别系上细线，仍保证橡皮筋原长相同，测得 原长 L04.40 cm.沿平行于纸面的方向分别通过细线将三根橡皮筋拉至某一长度(在弹性限度 内)，保持状态不变，如图乙所示，记录此时结点的位置和三根橡皮筋另一端的位置，量出三 个端点到结点 O 的距离分别为 L19.40 cm，L28.40 cm，L37.40 cm.若三根橡皮筋产生的 弹力分别为 F1、F2、F3，图中已作出 F1的图示 图 4 (1)请根据 F1的大小比例分别作出 F2和 F3的图示，并根据

6、平行四边形定则画出 F2和 F3的合 力 F合； (2)请在图中画出与 F2和 F3共同作用效果相同的力 F 的图示 若 F合 与 F 的大小及方向的偏 差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则 答案 见解析 解析 根据题意得出三根橡皮筋的形变量分别为x19.40 cm4.40 cm5.00 cm，x28.40 cm 4.40 cm4.00 cm，x37.40 cm4.40 cm3.00 cm，橡皮筋的弹力与形变量成正比，按 比例作出平衡时 F2和 F3的图示、两个力的合力 F合的图示，以及共同作用相同的力效果 F 的图示，如图 拓展训练 3 (2019 河南省八市重点

7、高中联盟第三次模拟)一个实验小组在“探究弹力和弹 簧伸长的关系”的实验中： 图 5 (1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图 5 甲所示的 Fx 图象，其中 F 为弹簧弹力， x 为弹簧长度请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长 x0_ cm，弹簧的劲度系数 k_ N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧 的长度 x_ cm. (2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示下列表 述正确的是_ Aa 的原长比 b 的长 Ba 的劲度系数比 b 的大 Ca 的劲度系数比 b 的小 D测得的弹力与弹簧的长度成正比 答案 (1)

8、8 25 20 (2)B 解析 (1)当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为 x08 cm，在 Fx 图象中斜率代表 弹簧的劲度系数，则 kF x 6 0.24 N/m25 N/m，在题图乙中弹簧秤的示数 F3.0 N，可 知：xF k 3.0 25 m0.12 m12 cm，故此时弹簧的长度 xxx020 cm. (2)在题图丙中， 当弹簧的弹力为零时， 弹簧处于原长， 故 b 的原长大于 a 的原长， 故 A 错误； 斜率代表劲度系数，故 a 的劲度系数大于 b 的劲度系数，故 B 正确，C 错误；弹簧的弹力与 弹簧的形变量成正比，故 D 错误 拓展训练4 (2019 福建宁德市5月质检

9、)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材 “验证力的平行四边形定则”， 设计的实验装置如图 6.固定在竖直木板上的量角器直边水平， 橡皮筋一端固定在量角器圆心 O 的正上方 A 点，另一端系绳套 1 和绳套 2. 图 6 (1)实验步骤如下： 弹簧测力计挂在绳套 1 上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达 O 点，记下弹簧测力计 的示数 F； 弹簧测力计挂在绳套 1 上，手拉着绳套 2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到 O 点，此 时绳套 1 沿 0 方向，绳套 2 沿 120 方向，弹簧测力计的示数为 F1; 根据力的平行四边形定则计算绳套 1 的拉力 F1_； 比较_，即可初步验证力

10、的平行四边形定则 (2)将绳套 1 由 0 方向缓慢转动到 60 方向，同时绳套 2 沿 120 方向不变，此过程中保持橡皮 筋的结点在 O 点不动，关于绳套 1 的拉力大小的变化，下列结论正确的是_ A逐渐增大 B先增大后减小 C逐渐减小 D先减小后增大 答案 (1) 3 3 F F1与 F1的大小 (2)D 解析 (1)根据力的平行四边形定则计算绳套 1 的拉力 F1Ftan 30 3 3 F； 比较 F1和 F1的大小，即可初步验证力的平行四边形定则 (2)保持绳套 2 方向不变，绳套 1 从图示位置向下缓慢转动 60 ，此过程中保持橡皮筋的结点 在 O 处不动，说明两个细绳拉力的合力不

11、变，作图如下： 由图可知，绳套 1 的拉力先减小后增大，故 A、B、C 错误，D 正确 例 3 (2019 吉林“五地六校”合作体联考)如图 7 甲所示装置可以进行以下实验： A“研究匀变速直线运动” B“验证牛顿第二定律” C“研究合外力做功和物体动能变化关系” 图 7 (1)在 A、B、C 这三个实验中，_需要平衡摩擦阻力 (2)已知小车的质量为 M，盘和砝码的总质量为 m，且将 mg 视为细绳对小车的拉力，为此需 要满足 mM.前述 A、B、C 三个实验中，_不需要满足此要求 (3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系”这个实验，由此可求得如图乙纸 带上(纸带上除 O 点以外

12、的其他点为连续点且相邻两点时间间隔为 T)由 O 点到 D 点所对应的 运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式 W_，该小车动能改变量的表达 式 Ek_.由于实验中存在系统误差，所以 W_Ek(选填“小于”“等于”或 “大于”) 答案 (1)BC (2)A (3)mgx4 Mx5x32 8T2 大于 解析 (1)在 A、B、C 这三个实验中，“验证牛顿第二定律”“研究合外力做功和物体动能 变化关系”都需要平衡摩擦阻力； (2)已知小车的质量为 M，盘和砝码的总质量为 m，且将 mg 视为细绳对小车的拉力，为此需 要满足 mM.前述 A、B、C 三个实验中，实验 A 只需要小车做匀加速运动

13、即可，不需要满 足此要求； (3)纸带上由 O 点到 D 点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式：W mgx4； 打 D 点时的速度：vDx5x3 2T ， 则小车动能的改变量：Ek1 2M( x5x3 2T )2Mx5x3 2 8T2 ； 由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功 W 大于小车动能的改变量 Ek. 拓展训练 5 (2019 全国卷 22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时 的运动进行探究物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图 8 所示已知打点计时器所用 交流电的频率为 50 Hz， 纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未

14、画出 在 A、 B、 C、D、E 五个点中，打点计时器最先打出的是_点在打出 C 点时物块的速度大小为 _ m/s(保留 3 位有效数字)；物块下滑的加速度大小为_ m/s2(保留 2 位有 效数字) 图 8 答案 A 0.233 0.75 解析 根据题述，物块加速下滑，在 A、B、C、D、E 五个点中，打点计时器最先打出的是 A 点根据刻度尺读数规则可读出，B 点对应的刻度为 1.20 cm，C 点对应的刻度为 3.15 cm，D 点对应的刻度为5.85 cm， E 点对应的刻度为9.30 cm， AB1.20 cm， BC1.95 cm， CD2.70 cm， DE3.45 cm.两个相邻

15、计数点之间的时间 T5 1 50 s0.10 s， 根据做匀变速直线运动的质点 在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出 C 点时物块的速度大小为 vC BCCD 2T 0.233 m/s.由逐差法可得 aCDDEABBC 4T2 ，解得 a0.75 m/s2. 拓展训练 6 (2019 四川南充市第二次适应性考试)“验证机械能守恒定律”的实验装置如 图 9 甲所示，图乙为实验所得的一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰的连续 7 个点，若只测 出了点 4 与点 0 之间的距离为 h4以及点 6 与点 0 的距离 h6，已知打点周期为 T，当地重力加 速度为 g.(以下的三个结论均由题

16、中所给符号表示) 图 9 (1)打点 5 时重物的速度 v_； (2)由已知条件从理论上计算点 5 到点 0 的距离 h5_； (3)若打点 0 时重物的速度为零，则要验证从点 0 到点 5 间重物下落过程中机械能守恒的等式 为_ 答案 (1)h6h4 2T (2)h4h6gT 2 2 (3)g(h4h6gT2)h6h4 2 4T2 解析 (1)打点 5 时重物的速度 vh6h4 2T ； (2)h6h4h45h56而 h56h45gT2， 则 h451 2(h6h4gT 2)， 则 h5h4h451 2(h4h6gT 2) (3)要验证的等式是：mgh51 2mv 2 即 g(h4h6gT2

17、)h6h4 2 4T2 . 拓展训练 7 (2019 全国卷 22)如图 10，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实 验所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率 50 Hz 的交流电源、 纸带等回答下列问题： 图 10 (1)铁块与木板间动摩擦因数 _(用木板与水平面的夹角 、重力加速度 g 和铁块下滑 的加速度 a 表示) (2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角 30 .接通电源，开启打点计时器，释放铁块， 铁块从静止开始沿木板滑下多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图 11 所示图中的点 为计数点(每两个相邻的计数点间还有 4 个点未画出)重力加速度为 9.80

18、 m/s2.可以计算出铁 块与木板间的动摩擦因数为_(结果保留 2 位小数) 图 11 答案 (1)gsin a gcos (2)0.35 解析 (1)对铁块受力分析，由牛顿第二定律有 mgsin mgcos ma，解得 gsin a gcos . (2)两个相邻计数点之间的时间间隔 T5 1 50 s0.10 s， 由逐差法和 xaT2可得 ax5x6x7x1x2x3 12T2 1.97 m/s2， 代入 gsin a gcos ，解得 0.35. 例 4 (2019 广东清远市期末质量检测)某校学生“验证 Fnmv 2 R”的实验中，设计了如下实 验：(如图 12) 图 12 第 1 步：

19、先用粉笔在地上画一个直径为 2L 的圆； 第 2 步：通过力传感器，用绳子绑住一质量为 m 的物块，人站在圆内，手拽住绳子离物块距 离为 L 的位置，用力甩绳子，使物块做匀速圆周运动，调整位置，让转动物块的手肘的延长 线刚好通过地上的圆心，量出手拽住处距离地面的高度为 h，记下力传感器的读数为 F； 第 3 步：转到一定位置时，突然放手，让物块自由抛出去； 第 4 步：另一个同学记下物块的落地点 C，将通过抛出点 A 垂直于地面的竖直线在地面上的 垂足 B 与落地点 C 连一条直线， 这条直线近似记录了物块做圆周运动时的地面上的投影圆在 B 处的运动方向，量出 BC 间的距离为 s. 第 5

20、步：保持物块做圆周运动半径不变，改变物块做圆周运动的速度，重复上述操作 试回答：(用题中的 m、L、h、s 和重力加速度 g 表示) (1)放手后，物块在空中运动的时间 t_. (2)物块做圆周运动的速度 v0_. (3)物块落地时的速度 v_. (4)在误差范围内，有 F_. 答案 (1) 2h g (2)s g 2h (3) gs2 2h2gh (4) mgs2 2hL 解析 (1)物块飞出后做平抛运动，根据 h1 2gt 2得，物块在空中运动的时间 t 2h g . (2)物块做圆周运动的速度 v0s ts g 2h； (3)落地时的竖直分速度 vy 2gh，根据平行四边形定则知，物块落

21、地时的速度 v v02vy2 s2g 2h2gh (4)绳子的拉力等于物块做圆周运动的向心力，则拉力 FFnmv0 2 L mgs 2 2hL . 拓展训练 8 (2019 山东青岛二中上学期期末)为了测定滑槽对物体的摩擦力所做功的大小， 利用刻度尺和如图 13 所示的实验装置进行实验其中，a 是质量为 m 的小球(可视为质点)， b 是固定于桌面的滑槽(滑槽末端切线沿水平方向)，实验时让小球 a 从滑槽上同一位置 C 点 多次由静止释放滑下，落在地面上的平均落地点为 p 点，当地重力加速度为 g，不计空气阻 力则实验时 图 13 (1)需要测量的物理量(用文字和字母表示)：_、_、_. (2

22、)计算滑槽 b 对小球 a 的摩擦力所做的功的关系式(用测得的物理量的字母表示)：Wf _. 答案 (1)C 点到桌面的高度 h1 桌面到地面的高度 h2 O 点到 p 点的水平距离 x (2)mgx 2 4h2 mgh1 解析 (1)实验中需要测量的物理量有：C 点到桌面的高度 h1，桌面到地面的高度 h2，O 点到 p 点的水平距离 x； (2)设小球离开滑槽时的速度是 v，在空中的运动时间为 t，小球离开滑槽后做平抛运动， 在水平方向上，做匀速直线运动：xvt 在竖直方向上做自由落体运动：h21 2gt 2 由计算得出：vx g 2h2 小球从 C 点滑到滑槽末端的过程中，由动能定理可得

23、：mgh1Wf1 2mv 20， 故可得 Wfmgx 2 4h2 mgh1. 例 5 (2019 东北三省四市教研联合体模拟)某研究性学习小组要研究弹簧的劲度系数与绕 制弹簧的金属丝直径间的关系， 为此他们选择了同种材料制成的不同直径的钢丝来绕制弹簧 (1)进行此项实验需要采用控制变量法， 除了材料相同外， 你认为还应控制哪些因素相同(写出 两项即可)：_、_. (2)用游标卡尺测量绕制弹簧的钢丝直径，某次测量示数如图 14 所示，则该钢丝的直径为 _ mm； 图 14 (3)根据下表中相关数据，分析可得：在其他条件相同的情况下，弹簧的劲度系数与其所用钢 丝直径的_次幂成正比 劲度系数 k(N

24、/m) 钢丝的直径 D(mm) D 1(mm1) D2 (mm2) D3 (mm3) D4 (mm4) 1 132 0.9 1.11 0.81 0.73 0.66 2 414 1.2 0.83 1.44 1.73 2.07 3 1 012 1.5 0.67 2.25 3.38 5.06 答案 (1)弹簧的自然长度、总匝数单位长度的匝数、弹簧圈的直径(半径)、弹簧的粗细、 弹簧的横截面积 (2)1.4 (3)4 解析 (1)由题意可知，本实验主要探究弹簧的劲度系数与材料直径的关系，根据控制变量法 可知，还要保证弹簧的自然长度、总匝数、单位长度的匝数等相同；(2)由题图可知，游标卡 尺是 10 分

25、度的， 主尺上的读数为 0.110 mm1 mm， 游标尺上读数为 0.14 mm0.4 mm， 故读数为 1 mm0.4 mm1.4 mm；(3)根据表中数据可知，132 0.66 414 2.07 1 012 5.06 200，故弹簧 的劲度系数与其所用钢丝直径的 4 次幂成正比 拓展训练 9 (2019 陕西汉中市下学期模拟)某同学将带滑轮的滑板放置在水平桌面上， 调节 滑板上表面水平，将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测 量绳对小车的拉力，在小车及传感器总质量不变的情况下，探究加速度跟它们所受拉力的关 系时，根据测得的数据在坐标系中作出了如图 15 所示的

26、aF 图象 图 15 (1)由 aF 图象可知小车和传感器的总质量为_ kg.(保留两位有效数字) (2)图象不过坐标原点的原因是 _ _. (3)为使图象过原点可垫高滑板的_(填“左”或“右”)侧，使传感器拉钩不挂绳时， 小车能做_(填“加速”“匀速”或“减速”)运动 答案 (1)0.50 (2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 (3)右 匀速 解析 (1)aF 图象中的斜率表示质量的倒数，由题图可知，ka F 5 30.5 kg 12 kg1， 所以质量 M1 2 kg0.50 kg； (2)由图象可知，当 F0 时，加速度仍然为零，说明小车与滑板之间有摩擦，未平衡摩擦力 或平衡摩擦力不足；

27、(3)为使图象过原点必须要平衡摩擦力，可垫高滑板的右侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能 做匀速运动 例6 (2019 陕西宝鸡市高考模拟检测(二)某同学利用如图16甲所示装置来“验证机械能守 恒定律”将长为 L 的轻绳一端固定在 O 点，另一端拴在一个质量为 m 的正方体小铁块 A 上，在小铁块 A 的上表面边缘放一个小铁片将铁块拉起，使绳拉直且偏离竖直方向成 角 时由静止开始释放铁块，当其到达最低点时，受到竖直挡板 P 阻挡而停止运动，之后铁片将 飞离铁块 A 做平抛运动 图 16 (1)用 20 分度的游标卡尺测量正方体铁块厚度 d 的结果如图乙所示，则 d_ cm； (2)若测得小铁片从水

28、平抛出到落到地面的水平位移 x 和竖直位移 y，就可求得小铁片做平抛 运动的初速度 v0_(已知重力加速度为 g) 若假设铁块与小铁片运动到最低点时的速 度为 v，则 v 与 v0的大小关系为 v_v0(填“”“”或“”)； (3)该同学在实验中发现，若 角改变，小铁片平抛运动的水平位移 x 随之发生改变于是他 多次实验，得到了多组(，x)值，通过计算分析得出了“铁块与小铁片一起由静止释放到运 动到最低点过程中机械能守恒”的结论，并作出了 x2随 cos 变化的 x2cos 图象，你认为 他作出的 x2cos 图象应该是图中的_(实验中近似认为 vv0) 答案 (1)2.350 (2)x 2g

29、y 2y (3)C 解析 (1)游标卡尺的主尺刻度为 23 mm，游标尺刻度为 100.05 mm0.50 mm， 所以 d23 mm0.50 mm23.50 mm2.350 cm； (2)根据铁片做平抛运动有： xv0t y1 2gt 2 联立可解得：v0x 2gy 2y ； 由于存在阻力作用，故根据平抛运动的规律计算的速度小于实际速度； (3)铁块与小铁片下落过程中机械能守恒，设小铁片质量为 m0，则(mm0)gh1 2(mm0)v 2 又 vv0，hL(1cos ) 联立得 gL(1cos )x 2g 4y 即：x24yLcos 4yL 所以 x2cos 图象应该是图中的 C. 拓展训练

30、 10 (2019 山东菏泽市下学期第一次模拟)某同学用气垫导轨做“验证动能定理” 实验装置，如图 17 甲所示，重力加速度为 g，按要求完成下列问题 图 17 (1)实验前先用游标卡尺测出遮光条的宽度，测量示数如图乙所示，则遮光条的宽度 d _ mm. (2)实验中需要的操作是_ A调节螺钉，使气垫导轨水平 B调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行 C滑块与遮光条的总质量 M 一定要远大于钩码的质量 m D使滑块释放的位置离光电门适当远一些 (3)按图示安装并调节好装置，开通气源，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出 遮光条通过光电门的时间为 t， 则滑块通过光电门时的速度为 v

31、_(用测得的物理量 字母表示) (4)若保持钩码质量不变，改变滑块开始释放的位置，测出每次释放的位置到光电门的距离 x 及每次实验时遮光条通过光电门的时间 t，通过描点作出线性图象来反映合力的功与动能改 变量的关系，则所作图象关系是_时才能符合实验要求 Axt Bx(t)2 Cx(t) 1 Dx(t) 2 答案 (1)5.45 (2)ABD (3) d t (4)D 解析 (1)游标卡尺的主尺读数为 5 mm，游标尺读数为 0.05 mm90.45 mm，所以最终读 数为 5.45 mm. (2)调节螺钉使气垫导轨水平，A 项正确；为了使细线的拉力等于滑块受到的合外力，调节定 滑轮，使连接滑块

32、的细线与气垫导轨平行，B 项正确；对于系统来说，无需滑块与遮光条的 总质量 M 远大于钩码的质量 m，C 项错误；使滑块释放的位置离光电门适当远一些，可以减 小测量滑块运动位移的相对误差，D 项正确 (3)滑块通过光电门时的速度 v d t (4)由 mgx1 2(Mm)( d t) 2得 xMmd 2 2mg (t) 2，因此 D 项正确 专题强化练专题强化练 (限时 20 分钟) 1 (2019 吉林“五地六校”合作体联考)如图 1 所示实验装置， a、 b 是两个半径相等的小球 某 同学按照以下步骤研究弹性正碰实验操作： 图 1 在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处

33、，使小球 a 从斜槽轨道 上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹 O； 将木板水平向右移动一定距离并固定， 再使小球 a 从固定点处由静止释放， 撞到木板上 重 复多次，用尽可能小的圆把小球的落点圈在里面，其圆心处于小球落点的平均位置，得到痕 迹 B； 把小球 b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球 a 仍从固定点处由静止释放，和小球 b 相碰后，重复多次，并使用与第步同样的方法分别标出碰撞后两个小球落点的平均位置， 得到两球撞在木板上的痕迹 A 和 C. (1)为了保证在碰撞过程中 a 球不反弹， a、 b 两球的质量 m1、 m2间的关系是 m1_m2(选 填“大于”“小于”

34、或“等于”) (2)完成本实验，必须测量的物理量有_ A小球 a 开始释放的高度 h B木板水平向右移动的距离 l Ca 球和 b 球的质量 m1、m2 DO 点到 A、B、C 三点的距离 y1、y2、y3 (3)若(2)所给选项的物理量均已知，若满足条件_(用测量量表示)，则表示两小球发生 的是弹性碰撞 答案 (1)大于 (2)D (3) 1 y2 1 y3 1 y1 2 (2019 山东烟台市下学期高考诊断)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时， 将橡 皮筋改为劲度系数为 400 N/m 的轻质弹簧 AA，将弹簧的一端 A固定在竖直墙面上不可 伸长的细线 OA、OB、OC，分别固定在

35、弹簧的 A 端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中 O 为 OA、 OB、OC 三段细线的结点，如图 2 所示(俯视图)在实验过程中，保持弹簧 AA伸长 0.01 m 不变 图 2 图 3 (1)若 OA、OC 间夹角为 90 ，弹簧秤乙的读数是_ N(如图 3 所示) (2)在(1)问中若保持 OA 与 OB 的夹角不变，逐渐增大 OA 与 OC 的夹角，则弹簧秤甲的读数 大小将_，弹簧秤乙的读数大小将_ 答案 (1)3.00 (2)一直变小 先变小后变大 解析 (1)根据弹簧秤的读数方法可知，乙的读数为 3.00 N； (2)若保持 OA 与 OB 的夹角不变，逐渐增大 OA 与 OC 的夹角，如

36、图中实线变到虚线： 由图可知弹簧秤甲的读数将一直变小，而弹簧秤乙的读数将先变小后变大 3 (2019 陕西榆林市第三次测试)某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩 擦因数 .实验装置如图 4 甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，P 为连接数字计时 器的光电门且固定在 B 点实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度，让它沿木板从左侧向 右运动，小滑块通过光电门 P 后最终停在木板上某点 C.已知当地重力加速度为 g. 图 4 (1)用游标卡尺测量遮光条的宽度 d 如图乙所示，其读数 d_ cm. (2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度 d 及数字计时器显示的时间 t 外，下列物理

37、量中还需 测量的有_ A木板的长度 L1 B木板的质量 m1 C小滑块的质量 m2 D木板上 BC 间的距离 L2 (3)滑块与木板间的动摩擦因数 _(用题中所涉及的物理量的符号表示) 答案 (1)0.375 (2)D (3) d2 2gL2t2 解析 (1)由题图乙所示游标卡尺可以知道，主尺示数为 0.3 cm，游标尺示数为 150.05 mm 0.75 mm，游标卡尺读数 d0.3 cm0.075 cm0.375 cm； (2)滑块通过光电门的速度为：vd t 根据动能定理可以知道：m2gL201 2m2v 2 要测量动摩擦因数，需要知道木板上 BC 间的距离 L2，所以 D 选项是正确的

38、 (3)根据动能定理可以知道：m2gL201 2m2v 2 计算得出： d2 2gL2t2. 4(2019 广东肇庆市第二次统一检测)用如图 5 甲所示装置来“探究功和动能变化的关系”， 木板上固定两个完全相同的遮光条 A、 B， 用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力 计 C 相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道 D 上，轨道放在水平桌面上， P 为小桶(内 有砂子)，滑轮质量、摩擦不计 图 5 (1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是 _ _. (2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度 d_ cm. (3)实验主要步骤如下： 测量木板(含遮光条)的总质量

39、 M，测量两遮光条间的距离 L，按图甲所示正确连接器材； 将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示 数 F 及遮光条 B、A 先后经过光电门的时间为 t1、t2，则遮光条 B、A 通过光电门的过程中木 板动能的变化量 Ek_，合外力对木板做功 W_.(以上两空用字母 M、t1、 t2、d、L、F 表示) 在小桶中增加砂子，重复的操作，比较 W、Ek的大小，可得出实验结论 答案 (1)平衡木板受到的摩擦力 (2)0.560 (3)1 2Md 2(1 t22 1 t12) FL 解析 (1) 为了使细线拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对木板做的功，应先平

40、衡 摩擦力，即实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是平衡木板受到的摩擦力； (2)游标卡尺的读数先读出主尺的读数：5 mm，游标尺的第 12 个刻度与上边的刻度对齐，所 以游标尺读数为： 0.0512 mm0.60 mm， 总读数为： 5 mm0.60 mm5.60 mm0.560 cm； (3)遮光条 A 通过光电门时的速度：vAd t2；遮光条 B 通过光电门时的速度：vB d t1；则遮光 条 B、A 通过光电门的过程中木板动能的变化量 E1 2MvA 21 2MvB 21 2M( d t2) 2(d t1) 2；合力 对木板所做的功：WFL. 5(2019 四川资阳市一诊)利用气垫导

41、轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图 6 甲所示， 水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上 A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m 的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂 直，导轨上 B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d 表示 A 点到 光电门 B 处的距离，b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 点时的瞬时速度 v，实验时滑块在 A 处由静止开始运动 图 6 (1)某次实验测得倾角 30 ，重力加速度用 g 表示，滑块从 A 处到达 B 处时 m 和 M 组成的 系统动能增加量可表

42、示为 Ek_，系统的重力势能减少量可表示为 Ep _，在误差允许的范围内，若 EkEp，则可认为系统的机械能守恒；(用题中所给 字母表示) (2)按上述实验方法，某同学改变 A、B 间的距离，得到滑块到 B 点时对应的速度，作出 v2 d 图象如图乙所示，并测得 Mm，则重力加速度 g_ m/s2. 答案 (1)Mmb 2 2t2 (mM 2)gd (2)9.6 解析 (1)滑块到达 B 处时的速度 vb t，则系统动能的增加量 Ek 1 2(Mm)v 2Mmb 2 2t2 . 系统重力势能的减小量 EpmgdMgdsin 30 (mM 2)gd. (2)根据系统机械能守恒得，1 2(Mm)v 2(mM 2 )gd，则 v22mMgd Mm ，题图乙图线的斜率 大小|k|2mM Mm g|2.4 0.5 m/s 24.8 m/s2，又 Mm， 解得 g9.6 m/s2.