人教版高中物理一轮复习实验试题汇编-全套.docx

精品文档实验一研究匀变速直线运动考纲解读1.练习正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度基本实验要求1实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片2实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；(3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析3注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜规律方法总结1数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等(2)处理的方法分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质利用逐差法求解平均加速度a1，a2，a3a利用平均速度求瞬时速度：vn利用速度时间图象求加速度a作出速度时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度2依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3xn是相邻两计数点间的距离(2)x是两个连续相等的时间里的位移差：x1x2x1，x2x3x2.(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T0.02n(打点计时器的频率为50Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)(4)xaT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以x必然是个恒量这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等考点一实验原理与实验操作例1在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：_.A把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路C再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车D把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次F从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位在选好的起始点下面记作0，往后第六个点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离G根据公式a1、a2、a3及a求出a解析在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小系统误差又要减小偶然误差其中E项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源答案ABCDFG变式题组1实验操作与实验原理(2013广东34(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图1甲所示，其中斜面倾角可调打点计时器的工作频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出图1部分实验步骤如下：A测量完毕，关闭电源，取出纸带B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_(用字母填写)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T_s.计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5_.为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a_.答案DCBA0.12实验器材和实验原理某同学用如图2甲所示的实验装置研究匀变速直线运动图2实验步骤如下：A安装好实验器材；B让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；C测出x1、x2、x3、.结合上述实验步骤，请你继续完成下列问题：(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有_(填选项代号)A电压合适的50Hz交流电源B电压可调的直流电源C秒表D刻度尺E天平F重锤G弹簧测力计H滑动变阻器(2)如果小车做匀加速直线运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是_，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是_答案(1)AD(2)x3x2x2x1(或2x2x1x3)解析(2)因小车做匀加速直线运动，所以x3x2x2x1，即2x2x1x3.c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度，vc.考点二数据处理与误差分析例2(2012山东理综21(1)某同学利用如图3所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图4所示打点计时器电源的频率为50Hz.图3图4通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速计数点5对应的速度大小为_m/s，计数点6对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)物块减速运动过程中加速度的大小为a_m/s2.解析从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差x2.00cm，在6、7计数点间的位移比5、6计数点间的位移增加了(12.2811.01) cm1.27cma，可知斜面是粗糙的.4数据处理实验中，如图6所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T0.1s.图6(1)根据纸带可判定小车做_运动(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD_m/s，vC_ m/s，vB_m/s.在如图7所示坐标中作出小车的vt图线，并根据图线求出a_.图7(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是_.答案(1)匀加速直线(2)3.902.641.38见解析图12.60m/s2(3)零时刻小车经过A点的速度解析(1)根据纸带提供的数据可知xBCxABxCDxBCxDExCD12.60cm，故小车做匀加速直线运动(2)根据v可知vDm/s3.90m/svCm/s2.64 m/svBm/s1.38 m/s描点连线得如图所示vt图线，根据图线斜率知a12.60m/s2.(3)图线与纵轴交点的速度的物理意义是零时刻小车经过A点的速度考点三实验拓展与创新例3某校研究性学习小组的同学用如图8甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x011.40cm，x122.15cm，x232.91cm，x343.65cm，x454.41cm，x565.15cm.试问：图8(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4_m/s，小车的加速度a_m/s2.(结果均保留两位有效数字)解析(1)由题知滴水计时器的原理与打点计时器原理类似(2)可把小车的运动看做是匀变速直线运动，则v4m/s0.20 m/s；求加速度利用逐差法：(x56x45x34)(x23x12x01)9aT2，即(5.154.413.65)102m(2.912.151.40)102m9a(0.2s)2，解得a0.19m/s2.答案(1)打点计时器(2)0.200.19拓展题组5实验拓展光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图9甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0102s和4.0103s用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示图9(1)滑块的宽度d_cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1_m/s，滑块通过光电门2时的速度v2_ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的_，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将_的宽度减小一些答案(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块解析(1)d10mm0.05mm210.10mm1.010cm.(2)v1m/s1.0 m/sv2m/s2.5 m/s(3)v1、v2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些6数据处理某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，图10所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出)，相邻计数点间有4个点迹未画出(打点计时器每隔0.02s打出一个点)图10(1)为研究小车的运动，该同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图11所示简要说明怎样判断此小车是否做匀加速直线运动图11(2)在图10中x17.05cm、x27.68cm、x38.31cm、x48.94cm、x59.57cm、x610.20cm，则打下点迹A时，小车运动的速度大小是_m/s，小车运动的加速度大小是_ m/s2(计算结果均保留两位有效数字)答案(1)见解析(2)0.740.63解析(1)若各段纸带上方的左上角、中点或各段纸带的中点连接后为一条直线，或每条纸带比前一条纸带长度增加量相同，则说明小车做匀加速直线运动(2)vAm/s0.74m/s用逐差法计算小车运动的加速度am/s20.63m/s2.实验二探究弹力和弹簧伸长的关系考纲解读1.学会用列表法、图象法等方法处理实验数据.2.探究弹力和弹簧伸长的关系基本实验要求1实验原理弹簧受到拉力作用会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大2实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸3实验步骤(1)安装实验仪器(如实验原理图所示)(2)测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量)，列表作出记录，要尽可能多测几组数据(3)根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标(4)按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同(5)以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数规律方法总结1实验数据处理方法(1)列表法将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的(2)图象法以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线，是一条过坐标原点的直线(3)函数法弹力F与弹簧伸长量x满足Fkx的关系2注意事项(1)不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度(2)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据(3)观察所描点的走向：本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点(4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位3误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差考点一实验原理与实验操作例1如图1甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系图1(1)为完成实验，还需要的实验器材有：_.(2)实验中需要测量的物理量有：_.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m.图线不过原点的原因是由于_(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F解释函数表达式中常数的物理意义；G整理仪器请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：_.解析(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量；(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)；(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入Fkx可得k200N/m，由于弹簧自身存在重力，使得弹簧不加外力时就有形变量；(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.答案(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)(3)200弹簧自身存在重力(4)CBDAEFG递进题组1对实验原理的考查一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力F与弹簧长度l的图象如图2所示下列表述正确的是()图2Aa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B解析图象的横轴截距表示弹簧的原长，A错误；图象的斜率表示弹簧的劲度系数，B正确，C错误；图象不过原点，D错误2对实验原理与实验操作的考查(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把LL0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下列选项中的()答案(1)AB(2)C解析(1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探究弹力和弹簧伸长量的关系，并且拉力和重力平衡，所以选A、B.(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选C.考点二数据处理及误差分析例2(2012广东34(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为_图3为该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0”或“Lx”)图3由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)解析悬挂法测量弹簧的弹力时，弹簧轴线和刻度尺应在竖直方向上当弹簧静止时，读出弹簧的原长，此时误差较小；表中数据L3与其他数据有效位数不同，所以数据L3不规范，由表格中的数据可知刻度尺的最小刻度为1mm.图象经过坐标原点，纵轴是砝码的质量，则横轴为与所挂砝码质量相对应的弹簧的伸长量，所以横轴是弹簧长度与Lx的差值由图象知，弹簧的劲度系数为kN/m4.9 N/m，砝码盘的质量m0.01kg10g.答案竖直静止L31mmLx4.910变式题组3对误差分析的考查为了探究弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图4所示图象图4(1)从图象上看，该同学没能完全按照实验要求做，从而使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为_(2)甲、乙弹簧的劲度系数分别为_N/m和_N/m(结果保留三位有效数字)；若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_(填“甲”或“乙”)(3)从上述数据和图线中分析，请对这个研究课题提出一个有价值的建议答案(1)弹簧的形变量超过其弹性限度(2)66.7200甲(3)见解析解析(1)在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，超过弹簧的弹性限度，则此规律不成立，所以所给的图象上端为曲线，是因为弹簧的形变量超过其弹性限度(2)甲、乙两根弹簧的劲度系数分别为k甲N/m66.7 N/mk乙N/m200 N/m要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选用在一定的外力作用时，弹簧的形变量大的弹簧，故选弹簧甲(3)建议：实验中钩码不能挂太多，以保证弹簧的形变量在弹性限度内4对数据处理的考查(2014浙江21)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，某同学把两根弹簧如图5连接起来进行探究图5图6(1)某次测量如图6所示，指针示数为_cm.(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表所示用表中数据计算弹簧的劲度系数为_N/m(重力加速度g10 m/s2)由表中数据_(填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数.钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36答案(1)16.00(15.9516.05均可，有效数字位数正确)(2)12.50(12.2012.80均可)能解析(1)刻度尺最小分度为1mm，读数时需估读到毫米下一位，故指针的示数为16.00cm.(2)表中对LA的测量有四组数据，应采用逐差法计算增加一个钩码时弹簧增加的长度L00.04m故k12.50N/m通过计算LBLA可得出A、B两指针间的长度，进而计算出增加一个钩码时弹簧增加的长度，从而计算出其劲度系数5对数据处理及误差分析的考查在“探究弹力和弹簧伸长量的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图7甲所示所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度图7(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在如图乙所示的图象中描点，请作出FL图线(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较优点是：_；缺点是：_.答案(1)见解析(2)520(3)见解析(4)避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在摩擦造成实验误差解析(1)用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示(2)弹簧的原长L0，即为弹簧的弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L05102m5cm.弹簧的劲度系数为图象直线部分的斜率，k20N/m.(3)记录数据的表格如表所示次数123456弹力F/N弹簧的长度L/(102m)弹簧的伸长量x/(102m)(4)优点是避免弹簧自身所受重力对实验的影响缺点是弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在摩擦造成实验误差考点三实验拓展与创新例3(2014新课标23)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系实验装置如图8所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度，设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0，挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2)，已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.图8P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整：_，_.(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图9给出的坐标轴上画出n图像(3)图9中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达方式为k_N/m.该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_N/m.图9解析(1)k81.7N/m；m/N0.012 2 m/N.(2)描点法，画一条直线，让大部分的点都落在直线上，或均匀分布在直线两侧(3)设直线的斜率为a，则有an，即k，通过计算斜率即可求得；弹簧共60圈，则有n，把其代入k中可求得答案(1)81.70.0122(2)n图像如图所示(3)()()拓展题组6实验拓展如图10甲所示，一根弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示则下列判断不正确的是()图10A弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B弹力的增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比C该弹簧的劲度系数是200N/mD该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变答案A解析由题图乙知，Fx是一个过原点的直线，弹簧的劲度系数kN/m200 N/m，可知选项A错误，选项B、C、D正确.7实验创新在“探究弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m0.1kg，取g10m/s2)，并记录绳下端的坐标x加i(下标i表示挂在绳下端钩码个数)然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标x减i，绳下端坐标的平均值xi的数据如表：挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一标号橡皮绳的x加i_x减i(选填“大于”或“小于”)；(2)_同学的数据更符合实验要求(选填“甲”或“乙”)；(3)为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？答案(1)小于(2)乙(3)尽可能使伸长量在弹性限度范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差解析(1)因橡皮绳被拉伸后不是完全弹性形变，不可能恢复到原长，故x加i小于x减i.(2)乙同学的数据更符合实验要求橡皮绳长度的改变量如表所示，由表中数据知乙同学数据中橡皮绳长度的改变量与增减的钩码数的正比例关系更明显.挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳长度的改变量(xix1)/mm甲乙1230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86245.584.5(3)尽可能使伸长量在弹性限度范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差实验三验证力的平行四边形定则考纲解读1.知道什么是等效替代法.2.能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则基本实验要求1实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F在实验误差允许范围内是否相等2实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺3实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.如实验原理图所示(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向(5)比较F与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等规律方法总结1正确使用弹簧测力计(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止(2)使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围(3)被测力的方向应与轴线方向一致(4)读数时应正对、平视刻度2注意事项(1)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同(2)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60100之间为宜(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些细绳套应适当长一些，便于确定力的方向(4)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些3误差分析(1)误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等(2)减小误差的办法：实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行考点一实验原理及实验操作例1某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1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为细绳图乙是在白纸上根据实验结果画出的图图1(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_(2)本实验采用的科学方法是_A理想实验法B等效替代法C控制变量法D建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示；F比较F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是_和_；遗漏的内容分别是_和_解析(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F.(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确(3)根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.答案(1)F(2)B(3)CEC中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”变式题组1对实验操作的考查在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端打好绳套，如图2所示实验中用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下说法正确的是()图2A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计拉力方向与木板平面平行，且弹簧测力计中的弹簧不能与其外壳接触D同一次实验中，O点位置允许变动E实验中，先用其中一个弹簧测力计沿某一方向拉橡皮条至弹簧测力计的最大量程，然后调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点答案C2对实验原理及操作的考查某同学用如图3所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向图3(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N.(2)下列不必要的实验要求是_A应测量重物M所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法答案(1)3.6(2)D(3)见解析解析(1)弹簧测力计的最小刻度为0.2N，所以A的读数为3.6N.(2)本实验利用三力平衡的特点来验证力的平行四边形定则，即弹簧测力计A、B的拉力的合力与重物M的重力等大反向，故A项是必要的弹簧测力计的零点误差影响各拉力的测量值，所以应在使用前校零，B项是必要的只有拉线方向与木板平面平行，才能保证所研究的各力在同一平面内，C项也是必要的实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，故没必要使O点静止在同一位置，答案为D.(3)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，由平行四边形定则知以下几种方法可行：减小弹簧测力计B的拉力；减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)考点二数据处理及误差分析例2李明同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小，如图4甲所示图4(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力(2)有关此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可(3)图乙是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力F是用一个弹簧测力计拉时的图示)答：_.解析(1)用平行四边形定则作图，即以F1、F2为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力F.(标上箭头表明方向)(2)两分力可以同时大于合力，故A正确；结点受三个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力橡皮筋的拉力等大反向，是一对平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B错；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，故C对；若两个分力的大小变化而方向都不变，则合力必定变化，故D错(3)作图法得到的F必为平行四边形的对角线，单个弹簧测力计的拉力F一定与橡皮筋共线，故张华的实验比较符合实验事实答案(1)如图所示(2)AC(3)张华做实验时得到的结果符合实验事实拓展题组3对数据处理的考查将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图5甲所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出图5(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N.(2)在如图乙所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力答案(1)2.50(4.00)4.00(2.50)(2)见解析解析(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1N，读数时应估读一位，所以读数分别为2.50N(4.00)和4.00N(2.50)(2)取一个小方格的边长表示0.50N，作出两个力及它们的合力如图所示4对数据处理的考查某同学在做验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则实验时，把橡皮条的一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧测力计将橡皮条的另一端拉到位置O，这时两弹簧测力计的示数分别为FA3.5N、FB4.0N，其位置记录如图6所示倘若橡皮条的活动端仅用一个弹簧测力计拉着，也把它拉到O点位置，弹簧测力计的示数为FC6.0N，其位置如图所示图6(1)用5mm表示1N，在图7中作出力FA、FB和FC的图示(2)根据平行四边形定则在图7中作出FA和FB的合力F，F的大小为_N.图7(3)实验的结果是否能验证平行四边形定则：_(填“能”或“不能”)答案(1)见解析图(2)见解析图58(5.76.1均可)(3)能解析(1)FA、FB和FC的图示如图甲所示(2)根据平行四边形定则作出FA和FB的合力F，如图乙所示，量出其长度，对应5mm表示1N可得F5.8N.(3)利用平行四边形定则得出的合力与弹簧测力计的示数FC6.0N，在实验误差允许的范围内相等，故实验的结果能验证平行四边形定则.考点三实验拓展与创新例3某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图8甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B上，如图乙所示图8(1)为完成实验，下述操作中必需的是_a两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同b要测量橡皮筋的原长c要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度d要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向e要记录图乙中结点O的位