高中物理力学试验专题汇总

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.根底回放根底回放,要点整合国顺实验根本要求掌握数据处理技巧和方法根本实验要求.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器卜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..实验步骤(1)根据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,下端挂适宜的钩码,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,选择一条比拟理想的纸带进行测量分析..考前须知(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)预防碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动,预防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6〜7个计数点为宜.规律方法总结.数据处理

⑴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①分析物体的运动性质一一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.②利用逐差法求解平均加速度X4—XiX4—XiX5—X2X6—X3ai+a2+a3ai=qt2,a2=2T2,a3=QT2?a="3I3I3I3③利用平均速度求瞬时速度：Vn=①养=='+12Tdn1④利用速度一时间图象求加速度a.作出速度一时间图象,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..依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)X1、X2、X3……Xn是相邻两计数点间的距离.X是两个连续相等的时间里的位移差：AX1=X2-X1,AX2=X3-X2--.(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T=0.02n(打点计时器的频率为50Hz,n为两计数点间计时点的间隔数).X=aT2,由于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Ax必然是个恒量.这说明：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.先做后听共同探究规律方法先做后听共同探究规律方法考点一对实验操作步骤的考查【例1】在“测定匀变速直线运动的加速度〞的实验中,某同学的操作步骤如下,其中错误的步骤有.A.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带,再接通电源B.将打点计时器固定在平板上,并接好电源C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适宜的钩码D.取下纸带,然后断开电源E.将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做加速运动F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔

将以上将以上步骤完善并填写在横线上〔遗漏的步骤可编上序号G、H〕;实验步骤的合理顺序为:【例2〔2021山东理综21〔1〕〕某同学利用如图1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50Hz.滑轮点间的距离如图2所示.打点计时器电50Hz.滑轮打点讦时犒物块细线—&£Zt=I南重物图1单位图1单位：cm图2①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.②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.〔保存三位有效数字〕③物块减速运动过程中加速度的大小为a=m/s2.方法重炼.运动性质的判断：看相邻计数点间的距离特点..瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬时速度.3,加速度的求解：〔1〕v—t图象法；〔2〕推论法：Ax=aT2；〔3〕逐差法.|创新实验设计【例3】某校研究性学习小组的同学用如图3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X01=1.40cm,x12=2.15cm,x23=2.91cm,x34=3.65cm,x45=4.41cm,x56=5.15cm.试问:甲滴水计时器一小车甲)01234565乙

图3(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(结果均保存两位有效数字)【创新方向盘点】以教材中的实验为背景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥教材,表达开放性、探究性等特点.盘点1实验器材的改良,替代,,,①为了保证小车真正做匀加速直线运动,用气垫导轨一一长木板②用频闪照相或光电计时器一口>打点计时器盘点2在新情景下完善实验步骤及数据分析随堂练习*水平达标检验课堂效果提升解朝靛力1.如图4所示,在“探究匀变速运动的规律〞的实验中图4⑴为消除摩擦力对实验的影响,可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力,那么在不挂钩码的情况下,下面操作正确的选项是()A.未连接纸带前,放开小车,小车能由静止开始沿木板下滑B.未连接纸带前,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑C.放开拖着纸带的小车,小车能由静止开始沿木板下滑D.放开拖着纸带的小车,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑(2)图5是实验中得到的一条纸带的一局部,在纸带上取相邻的计数点A、B、C、D、E.假设相邻的计数点间的时间间隔为T,各点间距离用图中长度表示,那么打C点时小车的速度可表布为Vc=,小车的加速度可表木为a=.上[*1-%1>匹-4-"I2.如图6所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带确操作获得两条纸带①和②,纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点.图6/■W-■一胆・叫科・用O,a.d.£.*...>・叫平E嫌fF中用』FWRMM叫脚悯明中『・聘口]2345E7K910111213141516]7]«192ft2]2223cm纸带①0]234567S4In111213141516]71S202]2223cm纸带②(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为;(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为,纸带①和②上c、e两点间的平均速度V①V②(填“大于〞、“等于〞或“小于〞)；⑶图中(填选项字母).A.两条纸带均为用装置甲实验所得B.两条纸带均为用装置乙实验所得C.纸带①为用装置甲实验所得,纸带②为用装置乙实验所得D.纸带①为用装置乙实验所得,纸带②为用装置甲实验所得3.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7甲所示,a、b3.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1.0X10-2s和4.0X10-3s.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.他光电门时器他光电门时器中乙123cm05101520丙(1)滑块的宽度d=cm.(2)滑块通过光电门1时的速度vi=m/s,滑块通过光电门2时的速度V2=m/s.(结果保存两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度vi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.4.图8是“研究匀变速直线运动〞实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.5~OABCD£)123cm图8(1)OD间的距离为cm.(2)图9是根据实验数据绘出的s-12图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示5.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图10甲所示,打点计时器固定在斜面上,滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下.图乙是打出的纸带的一段.TOC\o"1-5"\h\z5A~~BCDEFG1£•・一••・,f忆曲「5.76卞—25十6.71十52十~单拉：cm乙图10⑴打点计时器使用的交流电频率为50Hz,选A、B、C、D、E、F、G7个点为计数点,且各计数点间均有一个点没有画出.滑块下滑的加速度a=m/s2.(2)为测量动摩擦因数,以下物理量中还应测量的有.(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度L

B.木板的末端被垫起的高度hC.木板的质量miD.滑块的质量m2E.滑块运动的时间t〔3〕测量第〔2〕问中所选定的物理量需要的实验器材是.〔4〕滑块与木板间的动摩擦因数产〔用所测物理量表示,重力加速度为g〕.与真实值相比,测量的动摩擦因数〔填“偏大〞或“偏小〞〕.写出支持你看法的一个论据：.真题回忆•水平突破熟悉历年考题提升综合水平1、〔2021海南卷〕某同学利用图〔a〕所示的实验装置探究物块速度随时间的变化.物块放打点计时器固定在桌面左端,启动打点计时器,释放物块,在桌面上打点计时器固定在桌面左端,启动打点计时器,释放物块,所用交流电源频率为50Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.物块在钩码的作用下拖着纸带运物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图〔根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.答复以下问题：〔1〕在打点计时器打出B点时,物块的速度大小为m/so在打出D点时,物块的速度大小为m/s;〔保存两位有效数字〕〔2〕物块的加速度大小为m/s.〔保存两位有效数字〕2、〔2021江苏卷〕为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系〞的实验装置〔如下图〕.实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.

〔1〕往祛码盘中参加一小祛码,在释放小车▲〔选填“之前〞或“之后〞〕接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.〔2〕从纸带上选取假设干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s"00.50LOOL502.002.50速度0.120,190,230.260.280.29〔3〕通过对实验结果的分析,该同学认为：随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点请根据v-t图象简要阐述理由.3、〔2021新课标2卷〕某学生用图〔a〕琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一局部如图〔b〕所示,图中标出了5个连续点之间的距离.图打点计时图打点计时麟物块下滑是的加速度a=m/s2;打点C点时物块的速度V=.M/S;重力加速度大小为g,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是〔天正确答案标号〕A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角4、〔2021年高考•山东理综卷〕某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数〞的实验方案.如下图,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿H斜面运动的位移X.〔空气阻力对本实验的影响可以忽略〕H〔1〕滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为〔2〕滑块与斜面间的动摩擦因数为.〔3〕以下能引起实验误差的是.a.滑块的质量b.当地重力加速度的大小““」,,,」,〃c.长度测量时的读数误差d.小球落地和滑块撞击挡板不同时5、〔2021年高考•广东理综卷〕图〔a〕是“研究匀变速直线运动〞实验中获得的一条纸带,OA、BCD和E为纸带上六个计数点.加速度大小用a表示.〔1〕OD间的距离为cm〔2〕图〔b〕是根据实验数据绘出的s-t2图线〔s为各计数点至同一起点的距离〕,斜率表示,其大小为m/s2〔保存三位有效数字〕.图(a图(a)6、〔2021年高考•安徽理综卷〕为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的祛码.实验测出了祛码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出.〔g=9.8m/s2〕

⑴作出m-l的关系图线；⑵弹簧的劲度系数为—N/m.7、〔2021年高考•上海卷〕如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为do⑴当小⑴当小车匀加速经过光电门时,JsZLa=O⑵〔多项选择题〕为减小实验误差,A.增大两挡光片宽度bC.增大两挡光片间距d测得两挡光片先后经过的时间可采取的方法是〔.BDAti和At2,那么小车加速〕.减小两挡光片宽度b.减小两挡光片间距d88、〔2021年高考•全国卷新课标版〕利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行屡次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值；所得数据如下表所示.s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4[来源:Z&xx&k.Com]s/1(m/s)1.711.621.551.45［来源：学+科+网］1.341.22图2图2完成以下填空和作图:⑴假设滑⑴假设滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vi、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是m/s2〔保存2位有效数⑵根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上m/s2〔保存2位有效数⑶由所画出的s/t-t图线,得出滑块加速度的大小为a=

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、图象法等处理实验数据.2.探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系.根底回放根底回放•要点整合回忆实览根本要求掌握数据处理技巧和方法根本根本实验要求.实验原理弹簧受到拉力会伸长,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..实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸..实验步骤(1)安装实验仪器(见实验原理图).(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)根据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,写出曲线规律方法总结.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F=kx的关系..考前须知(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,

所代表的函数,首先尝试一次函数,如实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲果小行再考虑一次函数.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.先做后所挂同探究规律方法先做后所挂同探究规律方法考点一实验原理及误差分析例1如图1甲所示,用铁架台、弹簧和多个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.01012345xfcm甲乙图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：.⑶图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x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10；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,那么考虑二次函数；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：.考点二实验过程及数据处理例2〔2021广东34〔2〕〕某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.①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〞〕.②弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为Lo；弹簧下端挂上祛码盘时,长度记为Lx；在祛码盘中每次增加10g祛码,弹簧长度依次记为Li至L6,数据如下表：代表符号L0LxLiL2L3L4L5L6数彳K(cm)25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不标准,代表符号为.由表可知所用刻度尺的最小分度为③图2为该同学根据表中数据作的图,纵轴是祛码的质量,横轴是弹簧长度与的的差值〔填“L.〞或"L；'④由图可知弹簧的劲度系数为N/m;通过图和表可知祛码盘的质量为g〔结果保存两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2〕.创新实验设计例3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3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3(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图4中,请作出F-L图线.栉Ni

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2.0；+事都-i+卜H+卜卜卜HT++*1.6■rT-WTFTFTr丁丁-ji-rT~"Trt-i-rftttTT1.L1-1」_LIJJUL1J.」_」LJ.JJLLJLJ-LLJ.J-LLJ.」叶+什小+卜用+小+卜什卜川十中-F+下=!"1■V-*■<*F+•日工户F-4»-*f-IaF-*F-F¥T,卜-i4*4i*-|+b44-4-P-I-4-IT+IT■II'IIIK■rritftt-rrrT-iTrTmrrrTrrTTrrt-i10152025(2)由此(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=cm,劲度系数k=N/m.⑶试根据该同学以上的实验情况,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拟,优点在于：缺点在于：学科素养培养——物理思想方法8.用图象法处理实验数据图象法是一种重要的实验数据处理方法.图象具有既能描述物理规律,又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点.当前高测试题对数据处理、结果分析考查的频率较高.多省高考题涉及了图象的考查.作图的规那么：(1)要在坐标轴上标明轴名、单位,恰当地选取纵轴、横轴的标度,并根据数据特点适当确定坐标起点,使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸.假设弹簧原长较长,那么横坐标起点可以不从零开始.(2)作图线时,尽可能使直线通过较多所描的点,不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(假设有个别点偏离太远,那么是因偶然误差太大所致,应舍去).(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义,注意分析图象的斜率、截距的意义.要理解斜率和截距的意义可以解决什么问题.例4某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的关系〞的实验.实验时,先把弹簧平放在桌面上,用直尺测出弹簧的原长L°=4.6cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如下表所示.钩码个数12345弹力F/N1.02.03.04.05.0弹簧的长度x/cm7.09.011.013.015.0⑴根据表中数据在图5中作出F—x图线;图5〔2〕由此图线可得,该弹簧劲度系数k=N/m;〔3〕图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是.随堂练习,水平达标检验课堂效果提升解题水平1.如图6甲所示,一个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形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象,如图乙所示.那么以下判断正确的选项是〔〕甲图6A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比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.为了探究弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图7所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是由于.B弹簧的劲度系数为.假设要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧〔填A或B〕.

1.我校同学们在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧竖直悬挂于深度1为h=25.0cm,且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下局部位于筒内),如图8甲1,现要测出弹簧的原长10和弹簧的劲度系数,同学们通过改变1而测出对应的弹力F,),如图8甲1,现要测出弹簧的原长10和弹簧的劲度系数,同学们通过改变1而测出对应的弹力F,作出F-1的图线如图乙所示,那么弹簧的劲度系数为N/m,弹簧的原长10=m.302(11010203040股加.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的祛码.实验测出了祛码质量m与弹簧长度1的相应数据,其对应点已在图9上标出.(g=9.8m/s2)图9图9(1)在图9上作出m—1的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为N/m(结果保存三位有效数字)..某同学利用弹簧测力计、小车、祛码、钩码、木块和带有定滑轮的长木板等器材探究滑动摩擦力Ff与正压力Fn之间的关系,实验装置如图10所示.该同学主要的实验步骤如下:a.将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上,在细绳一端挂适量的钩码,使其能够带动小车向右运动;b.屡次改变木块上祛码的个数,并记录多组数据；c.进行数据处理,得出实验结论.请答复以下问题：(1)实验中应测量木块和木块上祛码的总重力,并记录(2)假设用图象法处理实验数据,以滑动摩擦力Ff为横轴,正压力Fn为纵轴,建立直角坐标系,通过描点,得到一条倾斜的直线,该直线的斜率所表示的物理意义(可用文字描述)(3)通过实验得出的结论是.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系〞的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,如图11所示,根据图象答复以下问题:图11⑴弹簧的原长为.(2)弹簧的劲度系数为.⑶分析图象,总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为真题回忆■水平突破熟悉历年考题提升综合水平1、(2021浙江卷)在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系〞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,他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友(每个钩友的质量均为m=0.jkg,取g=10m/s2),并记录绳下端的坐标X加(下标i表示挂在绳下端钩友个数).然后逐个拿下钩友,同样记录绳下端面的坐标X减,绳下端面坐标的值

X=〔X加+X减〕/2的数据如下表:挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标〔X/mn〕甲乙1216.5216.52246.7232.3284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0〔1〕同一橡皮绳的X加X减〔大于或小于〕；〔2〕同学的数据更符合实验要求〔甲或乙〕〔3〕选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k〔N/m〕;〔4〕为了更好的测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些2、〔2021年高考・安徽理综卷〕为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自在自由端挂上不同质量的祛码.实验测出了祛码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出.〔g=9.8m/s2〕⑴作出m-l的关系图线；⑵弹簧的劲度系数为—Nm3、〔2021广东卷〕某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.①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〞〕②弹簧自然悬挂,待弹簧时,长度记为L.,弹簧下端挂上祛码盘时,长度记为L;在祛码盘中每次增加10g祛码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表：

代表符号L0LxLiL2L3L4L5L6数值〔cm〕25.327.329.331.333.435.337.439.35550500表中有一个数值记录不标准,代表符号为.由表可知所用刻度尺的最小长度为③图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是祛码的质量,横轴是弹簧长度与的差值〔填"L0或Li〞〕.④由图可知弹簧的劲度系数为N/m；通过图和表可知祛码盘的质量为g〔结果保存两位有效数字,2.重力加速度取9.8m/s〕.出IC4、〔2021全国新课标II卷,22〕〔6分〕某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图〔a〕所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块出IC通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.⑴实验中涉及到以下操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是〔填入代表步骤的序号〕.⑵图〔b〕中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m/s.比拟两纸带可知,〔填“MT或“L〞〕纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.八位八位,:二口单位5一工~—>上57-55、〔2021四川卷,8〕上,左端固定,右端在图b用如下图的装置测量弹簧的弹性势能.将弹簧放置在水平气垫导轨O点；在O点右侧的BC位置各安装一个光电门,计时器〔图中未画出〕与两个光电门相连.先用米尺测得B、光电门滑块遮光片AOBC气垫导轨C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止

释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米光电门滑块遮光片AOBC气垫导轨〔1〕计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是.〔2〕为求出弹簧的弹性势能,还需要测量.A.弹簧原长B.当地重力加速度C.滑块〔含遮光片〕的质量〔3〕增大A、O之间的距离x,计时器显示时间t将.A.增大B.减小C.不变6、〔2021浙江卷〕某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系〞的实验中,测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m.如图1所示,用弹簧05口弹簧秤a、b做“探究求合力的方法〞实验.在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下,刻度尺刻度尺图(a)〔1〕弹簧秤a、b间夹角为90.,弹簧秤a的读数是_必〔图2中所示〕,那么弹簧秤b的读数可能为N.〔2〕假设弹簧秤a、b间夹角大于90.,保持弹簧秤a与弹簧0C勺夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧0C勺夹角,那么弹簧秤a的读数、弹簧秤b的读数〔填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕.7、〔2021年全国卷2〕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〔a〕所示；一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针R、R、P2、P3、P4、自、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,R指同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的祛码时,各指针的位置记为X.测量结果及局部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〕.实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.

PiP2P3P4P5P6X0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.81/k(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347将表中数据补充完整：①n图像.以(1)⑵图〔b〕〔3〕图〔b〕中画出的直线可以近似认为通过原点,假设从试验中所用的弹簧截取圈数图〔b〕的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系表达式为k=N/m该弹簧的劲度系数k与其自由长度10〔单位为m的关系表达式为k=N/m8、〔2021年新课标n卷〕某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图〔a〕所示.向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.答复以下问题：〔1〕本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛图6)出时的动能Ek相等.重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量以下物理量中图6)〔填正确答案标号〕.A.小球白^质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量^x

E.弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和量表示Ek,得Ek=.(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Ax图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-Ax图线的斜率会(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)；如果m不变,h增加,s-Ax图线的斜率会(填“增大〞、“减小〞或“不变〞).由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△*的次方成正比.实验三验证力的平行四边形定那么根底回放・要点整合回忆实噬基车要求掌握数据处理技巧和方法【考纲解读】1.知道什么是等效替代法.2.能用作图法根底回放・要点整合回忆实噬基车要求掌握数据处理技巧和方法根本实验要求规律方法总结.实验原理互成角度的两个力Fi、F2与另外一个力F’产生相同的效果,看Fi、F2用平行四边形定那么求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相等..实验器材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；假设不同,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.

木板木板、白纸、图钉假设干、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那么求出合力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)比拟F'与用平行四边形定那么求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相等.(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..考前须知(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)角度适宜：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60°〜100°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,并且要恰中选定标度,使力的图示稍大一些..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)减小误差的方法：①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录.②作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.课堂探究*考点突破先滑后听共同探究规律方法考点一对实验原理及实验操作的考查【例1】某同学做“验证力的平行四边形定那么〞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.(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.限制变量法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Fi和F2的图示,并用平行四边形定那么求出合力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.比拟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,①有重要遗漏的步骤的序号是和;②遗漏的内容分别是和.考点二对实验过程及数据处理的考查【例2】(2021浙江理综22)在“探究求合力的方法〞实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表：弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长里x(10m)0.741.802.803.724.605.586.42根据表中数据在图2中作出F—x图象并求得该弹簧的劲度系数k=N/m；

弹簧伸反量图2(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图3所示,其读数为N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在下面虚线框中画出这两个共点力的合力F合；图3(3)由图得到F合=N.创新实验设计【例3】某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定那么,他找到两条相同的橡皮筋(关循胡克定律)和假设干小重物,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4甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上,如图乙所示.图4⑴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的位置及过结点O的竖直方向(2)对该实验“两条相同的橡皮筋〞的要求的理解正确的为a.橡皮筋的材料和原长相同即可b.橡皮筋的材料和粗细相同即可c.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同季科♦养培养一物理M想孑正一9.等效法和作图法在验证平行四边形定那么中的应用.等效法是指两个弹簧测力计同时拉橡皮筋使橡皮筋产生的形变与一个弹簧测力计单独拉橡皮筋产生的形变相同.应使两个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧测力计拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置..作图法是用来验证两个弹簧测力计拉力的合力与单个弹簧测力计拉力的大小、方向是否相同的.【例4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所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.图5⑴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6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.

随堂随堂练习•水平达标检验课堂效果提升解题水平.在“验证力的平行四边形定那么〞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7所示.实验中用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,以下说法正确的选项是()coscosacos3甲乙A.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.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤拉力方向与木板平面平行,且弹簧秤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,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧秤的拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O点.在“验证力的平行四边形定那么〞的实验中：(1)在实验过程中某同学的局部实验步骤如下,请仔细读题并完成有关空缺局部内容：A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线；B.在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图8甲所示,记录:C.将步骤B中的钩码取下,然后分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码,用两个可移动的光滑定滑轮使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整两定滑轮的位置,使,记录;(2)如果“力的平行四边形定那么〞得到验证,那么图乙中图8.如图9所示,在“验证力的平行四边形定那么〞的实验中,某同学经历了以下实验步骤:TOC\o"1-5"\h\zA.用铅笔和直尺在白纸上从O点沿着两细绳方向画直线,按一定标度作出两个力Fi和F2的图示,根据平行四边形定那么作图求出合力F;B.只用一个测力计,通过细绳把橡皮筋与细绳的连接点拉到同样的位置O;C.用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧秤的示数；D.在水平放置的木板上,垫一张白纸并用图钉固定,把橡皮筋的一端固定在板上A点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O;E.记下测力计的读数和细绳方向,按同一标度作出这个力的图示F',比拟这个实测合力和按平行四边形定那么求出的合力F,看它们的大小和方向是否相同；F.改变两测力计拉力的大小和方向,屡次重复实验,根据实验得出结论.〔1〕将以上实验步骤按正确顺序排列,应为〔填选项前的字母〕.〔2〕在物理学中跟力一样,运算时遵守平行四边形定那么的物理量还有〔至少写出三个,要求写名称〕..在“验证力的平行四边形定那么〞的实验中,某小组利用如图10所示的装置完成实验,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点.图10⑴那么以下表达正确的选项是〔〕A.该实验中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力B.两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置C.实验中AO和BO的夹角应尽可能大D.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻度线(2)对数据处理后得到如图11所示的图线,那么F与F'两力中,方向一定沿CO方向的是熟悉历年考题提升综熟悉历年考题提升综合水平1、(2021浙江卷)题在“探究求合力的方法〞实验中,先有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到实验数据如下表：弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(10-2m)0.741.802.803.724.685.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k=N/m;(2)某次试验中,弹簧秤的指针位置所示,其读数为N,同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N,请在做题纸上画出这两个共点力的合力F合;(3)由图得到F合=N2、(2021江苏)某同学用如下图的实验装置来验证“力的平行四边形定那么〞.弹簧测力计A挂于固定点巳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记录O点的位置和拉线的方向.(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No(2)以下不必要的实验要求是.(请填写选项前对应的字母)(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,进行屡次实验,每次都要使O点静止在同一位置3、(2021年江苏卷)小明通过实验验证力的平行四边形定那么.(1)实验记录纸如题11-1图所示,O我为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力R和E的方向分别过Pi和B点,一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过R点.三个力的大小分别为：Fi=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N.请根据图中给出的标度作图求出Fi和F2的合力.

(2)仔细分析实验,小明疑心实验中的橡皮筋被屡次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如题11-2图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于然,下端时一重物.用与白纸平行白^水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N勺轨迹.L把11-2图〕〔题11-3■两次实验记录的轨迹如题11-3图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,那么实验中橡皮筋分别被拉伸到矫口b时所受拉力FL把11-2图〕〔题11-3■⑶根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定那么实验提出两点考前须知.4、(2021安徽卷)在“验证力的平行四边形定那么〞实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端.用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如下图.请将以下的实验操作和处理补充完整：①用铅笔描下结点位置,记为Q②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线；③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3,;④根据力的图示要求,作出拉力F1、F2、个；⑤根据力的平行四边形定那么作出F1和F2的合力F;⑥比拟的一致程度,假设有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改良后再次进行实验.

实验四探究加速度与力、质量的关系考纲解读1.学会用限制变量法研究物理规律.2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.3.探究加速度与力、质量的关系,并验证牛顿第二定律.根底回放*要点整合回忆实骐根本要求掌握数据处理技巧和方法小人-端有小人-端有2小车打点计时器宿7今?定格轮带套的长木板彳、■实验台根本实根本实验要求.实验原理(见实验原理图)(1)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系.(2)保持合外力不变,探究加速度与质量的关系.1一(3)作出a-F图象和a—m图象,确te其关系..实验器材小车、祛码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺..实验步骤(1)测量：用天平测量小盘和祛码的质量m'和小车的质量m.规律方法总结.考前须知(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着打点的纸带匀速运动.(2)不重复平衡摩擦力.(3)实验条件：m?m'.一先一后一按：改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车..误差分析(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验(2)(2)安装：根据如实验原理图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)⑶平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑.(4)操作：①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上,先通电源后放开小车,取下纸带编号.②保持小车的质量m不变,改变祛码和小盘的质量m',重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比拟理想的局部,测加速度a.④描点作图,作a-F的图象.⑤保持祛码和小盘的质量m'不变,改变1一「小车质量m,重复步骤①和③,作a——图象.m课堂探究,考点突破用小盘和祛码的总重力m'g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于小盘和祛码的总重力.(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.3.数据处理(1)利用Ax=aT2及逐差法求a.(2)以a为纵坐标,F为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比.1-(3)以a为纵坐标,濡为横坐标,插点、连线,如果该线过原点,就能判定a与m成反比.先做后听共同探究规律方法考点一对实验原理与考前须知的考查例1(2021天津9(2))某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系.碳码碳码桶图1①以下做法正确的选项是(填字母代号)A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有祛码的祛码桶通过定滑轮拴在木块上C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源D.通过增减木块上的祛码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度②为使祛码桶及桶内祛码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是祛码桶及桶内祛码的总质量木块和木块上祛码的总质量.(选填“远大于"、“远小于〞或“近似等于")

③甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图2所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放祛码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图9中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为甲、！1乙,由图可知,m甲m乙,！1甲忆(选填“大于"、“小于〞或“等于〞)图2图2考点二对实验步骤和数据处理的考查例2为了探究加速度与力的关系,使用如图3所示的气垫导轨装置进行实验.其中Gi、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过Gi、G2光电门时,光束被遮挡M,的时间Ati、母2都可以被测量并记录,滑行器同上面固定的一条形挡光片的总质量M,挡光片宽度为D,两光电门间距离为x,牵引祛码的质量为m.答复以下问题：LILI挡光片q\h_n一三…0mk——s4图3(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位答：.(2)假设取M=0.4kg,改变m的值,进行屡次实验,以下m的取值不适宜的一个是A.m=5gB.m=15gC.m=40gD.m=400g(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,写出该加速度的表达式：.(用Ah、At?、D、x表不)创新实验设计例3某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系〞实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图4所示.小车质量M=214.6g,祛码盘质量m0=7.8g,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz.其实验步骤是：A.按图中所示安装好实验装置；B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动；C.取下细绳和祛码盘,记下祛码盘中祛码的质量m；D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;E.重新挂上细绳和祛码盘,改变祛码盘中祛码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.答复以下问题：(1)按上述方案做实验,是否要求祛码和祛码盘的总质量远小于小车的质量(填“是〞或“否〞).(2)实验中打出的其中一条纸带如图5所示,由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2.16.00*6.87T—7.75-8.64—|5…匚…丁・：.・・1-单位:cm图5⑶某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,次数12345祛码盘中祛码的重力F/N90.390.49小车的加速度a/(ms2)0.881.441.842.382.89他根据表中的数据画出a—F图象(如图6).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是,其大小为学科素养培养一物理思想方法14.物理实验思想方法之近似法、限制变量法、平衡摩擦力法和化曲为直法.近似法：在探究加速度与力、质量的关系实验中,近似法是指绳对小车的拉力近似等于绳另一端连接的小盘和祛码的总重力,近似法要在小盘和祛码的总重力远小于小车的重力的情况下才能用..限制变量法：限制变量法是指分别研究加速度与力、加速度与质量关系时用到的方法,在实验中的具体表达是：研究加速度与力的关系时,保持小车质量不变；研究加速度与质量的关系时,保持小盘和祛码的总重力不变..平衡摩擦力法：平衡摩擦力法是指通过调整斜面倾角,让小车重力沿斜面的分力与摩擦力抵消,使小车受到的合外力等于绳对小车的拉力,表达在实验中是让小车不挂小盘时能在斜面上匀速运动.1.化曲为直法：化曲为直法是指处理数据时,不作a-m图象而作a—m图象,反映在图象中就是把原来的曲线变成倾斜的直线.例4某实验小组欲以图7所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系〞.图中A为小车,B为装有祛码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为m1,小盘〔及祛码〕的质量为m2.图7⑴以下说法正确的选项是〔〕A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力C.本实验中应满足m2远小于mi的条件D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时,应作a—mi图象(2)实验中,得到一条打点的纸带,如图8所示,相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、9、x5、%已量出,那么打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为Vf=,小车加速度的计算式a=.j工勒.为工的上网工壬[品二~)

I力月CDEFC)(3)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过屡次改变祛码重力,作出小车加速度a与祛码重力F的图象如图9所示.假设牛顿第二定律成立,重力加速度g=1g=10m/s2,那么小车的质量为kg.(4)实际上,在祛码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为m/s2.随堂随堂练习•水平达标检验课堂效果提升解题水平.用如图10所示装置探究影响加速度的因素,提供的器材有长木板、铁架台、米尺、计时仪器、小车(可视为质点)、祛码等,进行以下探究活动：(1)探究加速度与质量的关系①测量木板长度I,将木板一端放在铁架台的支架上.②让小车从静止开始由顶端滑到底端,测出下Vt时间t,那么小车运动的加速度可表示为③保持木板倾角不变,向小车内参加祛码,再使其从静止开始由顶端滑到底端,测出下滑时间t'.④在实验误差允许范围内小车两次下滑的加速度a与a'的关系为a—a'.〔填“>〞、“<〞或〕⑤据此能否得出加速度与质量的关系〔填“能〞或“不能〞〕〔2〕探究加速度与合外力的关系①假设不计摩擦,小车质量为M,木板长度为1,木板两端高度差为h,重力加速度为g,那么小车沿木板下滑受到的合外力为F=.②改变木板倾角,测出每次木板两端的高度差h和小车下滑的时间t.③为了寻求a与F的关系,可以作出与变量h、t相关的图象,当两坐标轴的物理量分别为和时,得到的图象才是直线..“探究加速度与物体质量、物体受力的关系〞的实验装置如图11所示.打点小车计时靠欲码盘图11〔1〕在平衡摩擦力后,挂上祛码盘,打出了一条纸带如图12所示.计时器打点的时间间隔为0.02s.从比拟清楚的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离〔图中已标出〕,该小车的加速度a=m/s2〔结果保存两位有效数字〕TOC\o"1-5"\h\zSrZ5EI—■——I11〕25T1.69'—10Z'单位；em图12〔2〕平衡摩擦力后,将5个相同的祛码都放在小车上.挂上祛码盘,然后每次从小车上取一个祛码添加到祛码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与祛码盘中祛码总重力F的实验数据如下表:祛码盘中祛码总重力F〔N〕00.1960.3920.5880.7840.980加速度a(ms2)0.210.691.181.662.182.70某同学根据上面表格中的实验数据在坐标纸上作出a-F的关系图象,发现图线不通过坐标原点,请说明主要原因是什么.如图13为“用DIS〔位移传感器、数据采集器、计算机〕研究加速度和力的关系〞的实验

装置.位装置.位移传械器(发射器)位移传感器(接收器)机道图13(1)在该实验中必须采用限制变量法,应保持不变,用钩码所受的重力作为,用DIS测小车的加速度.(2)改变所挂钩码的数量,屡次重复测量,在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图14所示).①分析此图线的OA段可得出的实验结论是.②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是.A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大.某同学在用如图15甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系〞实验时.(1)该同学在实验室找到了一个小正方体木块,用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长,示数如图乙所示,那么正方体木块的边长为cm;」甲u乙图15(2)接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高,通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动.设小车的质量为M,正方体木块的边长为a,并用刻度尺量出图中AB的距离l(a?l,且0很小时tan0=sin那么小车向下滑动时受到的摩擦力为.(3)然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑,不断改变重物的质量m,测出对应的加速度a,那么以下图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是

AA.(2021课标23)利用图16所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动.当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行屡次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值；所得数据如下表所示.光电门乙光电门乙滑块光电门甲图16s(m)0.5000.6000.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4,,,T、s/t(ms)1.711.621.551.451.341.22完成以下填空和作图：(1)假设滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是;(2)根据表中给出的数据,在图17给出的坐标纸上画出；―t图线；

n0.1(120.30.40u5OjfiQ典图17⑶由所画出的：一t图线,得出滑块加速度的大小为a=m/s2〔保存2位有效数.用如图18所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系.小车上固定一个盒子〔图中未画出〕,盒子内盛有砂子,小车的总质量〔包括车、盒子及盒内砂子〕记为M,砂桶的总质量〔包括桶以及桶内砂子〕记为m.小车打点计小车打点计时器仙蛹图18〔1〕验证“在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比〞.从盒子中取出一些砂子,装入砂桶中,称量并记录砂桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a那么从打点纸带中计算得到.屡次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.以合外力F为横轴、加速度a为纵轴画出a—F图象,图象是一条过原点的直线.①a—F图象斜率的物理意义是.②你认为把砂桶的总重力mg当作合外力F是否合理答：〔填“合理〞或“不合理〞〕.〔2〕验证“在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比〞.本次实验中,保持桶内的砂子质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,以为横轴,才能保证图象是一条过原点的直线.熟悉历年考题提升熟悉历年考题提升综合水平1、〔2021江苏卷〕为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系〞的实验装置〔如下图〕.实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.博枇小车」_打点谛附M〔1〕往祛码盘中参加一小祛码,在释放小车▲〔选填“之前〞或“之后〞〕接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.〔2〕从纸带上选取假设干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/与L0.0.50L00L502.002.50速度廿/〔m・；0,120.190,230.260.280.29〔3〕通过对实验结果的分析,该同学认为：随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点请根据v-t图象简要阐述理由.2、〔2021山东卷〕某同学设计了如下图的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一适宜的木板上,桌面的右边缘固定一支外表光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MNPQ并测出间距d.开始时将木板置于MNb,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间to

①木板的加速度可以用d、t表示为a=；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是〔一种即可〕.②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数Fi的关系.以下图象能表示该同学实验结果的是.»n*f③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是.a.可以改变滑动摩擦力的大小b.可以更方便地获取多组实验数据c.可以比拟精确地测出摩擦力的大小d.可以获得更大的加速度以提升实验精度3、〔2021全国理综〕图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用At表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系〞.〔1〕完成以下实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列的点.②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入祛码.③翻开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中祛码的质量④按住小车,改变小车中祛码的质量,重复步骤③.⑤在每条纸带上清楚的局部,没5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距Si,S2,….求出与不同m相对应的加速度a.

11⑥以祛码的质重m为横坐标一为纵坐标,在坐标纸上做出—-m关系图线.假设加速度与小车aa1和祛码的总质量成反比,那么1与m处应成关系〔填“线性〞或“非线性〞〕.a〔2〕完成以下填空：〔i〕本实验中,为了保证在改变小车中祛码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是.〔ii〕设纸带上三个相邻计数点的间距为si、S2、S3.a可用si、S3和At表示为a=图2为用米尺测量某一纸带上的Si、S3的情况,由图可读出si=mmS3=由此求得加速度的大小a=m/S2.〔i〔iii〕图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,假设牛顿定律成立,那么小车受到的拉力为,小车的质量为4、〔2021年全国卷1〕某同学利用图〔a〕所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码白^质量m的对应关系图.如图〔b〕所示.实验中小车〔含发射器〕的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到.答复以下问题：〔1〕根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成〔填“线性〞或“非线性〞关系.由图〔b〕可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是存在.〔3〕假设利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比〞的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,那么实脸中应采取的改良举措是,钩码的质量应满足的条件是.550Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一局部如图〔b〕所5、〔2021新课标2卷〕某学生用图〔a〕琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为

示,图中标出了5个连续点之间的距离.ffl〔»〕EO_C.日ffl〔»〕>-3.7$*5^3,65十工52T3,39**ce

图Cb>2物块下滑是的加速度a=m/s;打点C点时物块的速度V=.M/S;重力加速度大小为g,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是〔天正确答案标号〕A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角6、〔2021全国新课标III卷,23〕某物理课外小组利用图〔a〕中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.途中,置于试验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮,一段与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：用(用(a)〔1〕将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车9〔和钩码〕可以在木板上匀速下滑.〔2〕将n〔依次取n=1,2,3,4,5〕个钩码挂在轻绳右端,其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a.〔3〕对应于不同的n的a值见下表.n=2时的s-t图像如图〔b〕所示：由图〔b〕求出此时小车的加速度〔保存2位有效数字〕,将结果填入下表.n12345a/[ms^0.200.580.781.00〔4〕利用表中的数据在图〔c〕中补齐数据点,并作出a-n图像.从图像可以看出：当物体质量一定是二时,物体的加速度与其所受的合外力成正比.

图(b)LOO0.80+++,THTnVYTTTTtn兽一图(b)LOO0.80+++,THTnVYTTTTtn兽一s置w-i一i屋屉0.40■.仲・0040O.M1.20J,60200内m〔C〕::::三3LI060〔5〕利用a-n图像求得小车〔空载〕的质量为kg〔保存2位有效数字,重力加速度取g=9.8m•s2).〔6〕假设以“保持木板水平〞来代替步骤〔1〕,以下说法正确的选项是〔填入正确选项钱的标号〕a-n图线不再是直线a-n图线仍是直线,但该直线不