2024版高考物理复习教案：第一篇专题七实验

第16讲力学实验

【目标要求】1.会使用刻度尺、秒表、打点计时器、游标卡尺、螺旋测微器测量有关数据。2.

熟悉教材中的力学实验原理、实验过程，会操作有关实验，进行数据处理、误差分析，并会

借助基本实验分析创新实验。

考点一纸带类和光电门类实验

实验装置图实验操作数据处理

1.细绳与长木板平行1.判断物体是否做匀变速直

探究小2.释放前小车应靠近打线运动

车速度纸底接1电jj点计时器点计时器2利.用一段时间内的平均速

随时间lb|、3.先接通电源，再释放度求中间时刻的瞬时速度

变化的小车，打点结束先切断3.利用逐差法求平•均加速度

规律电源，再取下纸带4.作速度一时间图像，通过图

4.钩码质量适当像的斜率求加速度

1.补偿阻力，垫高长木

板一端使小车能匀速

下滑

探究加

.在补偿阻力时，不要

21.利用逐差法或。一/图像法

速度与J级带

把悬挂槽码的细绳系

中溯木求a

物体受［滋

小车打点计时器在小车上，实验过程中

《定滑轮1

实腕包2.作出。一尸图像和a—5图

力、物体到的长木板

不用重复补偿阻力

质量的

像，确定。与的关系

3.实验必须保证的条

关系

件：小车质量机》槽码

质量M

4.释放前小车要靠近打

点计时器，应先接通电

源，后释放小车

1竖.直安装打点计时1.应用力=如手」计算某

器，以减小摩擦阻力

打点时刻的瞬时速度

.选用质量大、体积小、

计时器-纸带2

2.判断mgliAH与;而即2—^rnVA2

验证机皆密度大的材料

L夹子

械能守

卜承物3.选取第1、2两点间距是否在误差允许的范围内相

恒定律

离接近2mm的纸带，等

__1用mgh=斗加之进行验

II3.作出/一。图像，求g的大

证小

1.开始前调节导轨水平

验证动2.用天平测出两滑块的1.滑块速度的测量：

学生光学

最守恒质量

2.验证的表达式:，加〃|十〃?2。2

定律3.用光电门测量碰前和

=m\V\'+机2。2’

碰后的速度

常见的测速方法：纸带打点计时器测速，光电门测速，传感器测速，动能定理计算法，平抛

运动计算法等。

例1（2023♦江苏省高邮中学期中）某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力

的关系”，己知小车的质审为祛码及祛码盘的总质量为,〃，所使用的打点计时器所接的

交流甩的频率为50Hz。实验步骤如下：

A.按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;

B.调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；

C.挂上跌码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度;

D.改变祛码盘中祛码的质量，重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答以下问题：

⑴实验中砍码和硅码盘的质量（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。

(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得"2"点的速度为m/s,小车

的加速度为m/s2c(结果均保留两位有效数字)

n23

:「-泉5之~*褊,工•户~4〈

单位：cm

乙

(3)对于上述实验，下列说法正确的是o

A.小车的加速度与硅码盘的加速度大小相等

B.实验过程中祛码盘处于超重状态

C.与小车相连的细线与长木板一定要平行

D.弹簧测力计的读数应为祛码和祛码盘总重力的一半

⑷由本实验得到的数据作出小车的加速度〃与弹簧测力计的示数F的关系图像，与本实验相

符合的是。

答案(1)不需要(2)0.360.16(3)C(4)A

解析(1)小车所受拉力可以由弹簧测力计测出，实脸不需要控制段码和底码盘的总质量远小

于小车的质量。

(2)由题图乙所示纸带可知，相邻两个计数点之间的时间间隔7=5X0.02s=0.1

在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则“2”点的速度等于

“1”到“3”的平均速度，则有

3.52+3.68

X10一2

1，9=2X0.1m/s=0.36m/s

相邻两个计数点之间的位移之差

Ax=3.84cm—3.68cm=3.68cm—3.52cm=0.16cm=().16X1()2m

由AA"4?2可知加速度

△x016X10-2

22

=丁=(0.1)2m/s=0.16m/s

(3)由题图甲可知，小车的加速度是硅码盘的加速度大小的2倍，故A错误；实险过程中，祛

码盘向下加速运动，处于失重状态，故B错误；与小车相连的细线与长木板一定要平行，保

证拉力沿着木板方向，故C正确：实验过程中，硅码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧

测力计的读数小于硅码和祛码盘总重力的一半，故D错误。

(4)由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数厂的关系应该是成正比，即为过原点的

一条倾斜直线，故A正确，B、C、D错误。

例2(2023♦江苏扬州市期末)如图甲所示，某同学通过调节手机拍摄功能中的感光度和快门

时间，拍摄出质量较高的频闪照片。图乙是该同学拍摄的小球自由下落部分运动过程中的频

闪照片，用来验证机械能守恒定律。该同学以小球释放点为原点。，并借助照片背景中的刻

度尺测量各时刻的位置坐标为即、也、4、4、*，刻度尺零刻度与原点O对齐。已知手机连

拍频率为力当地重力加速度为8,小球质量为〃?。

O

刻度尺7

卜下落中的

手孤、

:小球

,铅垂线

(D如图丙所示，从起点。下降到X2位置小球的位移大小为emo

(2)关于实验装置和操作，以下说法正确的是________0

A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.选择体积大的小球

C.小球实际下落过程中动能增量大于重力势能减少量

(3)小球在心位置时的瞬时速度。3=。

(用题中所给的物理量符号表示)

(4)取小球从O到七的过积研究，则机械能守恒定律的表达式为。(用题中所给物理

量的符号表示)

⑸该同学利用测得的数据.算出小球经过各点的速度。，并作出了如图丁所示的与一工图线。

测得图线的斜率4明显小于g，是由于存在阻力的影响，则小球受到的阻力大小尸1H=o

答案(1)6.20(2)A⑶”4；飞)

小./(X5-4)2位必心一％3)2心.

(4)g.、4—8或i〃吆44-g(5)〃?g

解析(1)由于刻度尺的最小刻度为1mm,因此估读到1mm的下一位，从起点O下降到也

位置小球的位移大小12=62.0mm=6.20cm。

(2)由于小球做自由落体运动，为了测量小球下落的距离，刻度尺应固定在竖直平面内，A正

确：为了减小空气阻力，一般选择体积较小的小球，B错误；由于空气阻力的影响，小球实

际下落过程中动能增量小于重力势能减少量，C错误。

(3)X3位于X2到X4的中间时刻，因此小球在％3位置■时的瞬时速度等于从X2到g的平均送度，

(4)机械能守恒定律的表达式为〃?gX4=3，?042,而di="","3),两边消去小球的质量加，整理

坦/(一一心)2

得gXLg

(5)根据牛顿第二定律有〃?g一?很=〃心，而在与一工图像巴斜率£表示小球下落的加速.度4

的大小，因此小球受到的阻力大小Ftn=mg—mk。

例3某同学用如图甲所示的装置做验证动量定理的实验，一细绳跨过悬挂的光滑定滑轮，

两端分别系有小球A和B,小球A右侧固定一遮光条，遮光条上方某位置固定一光电门，初

始时A、B静止，细绳拉紧，然后同时释放小球A、B,当地重力加速度为g=9.8md。

光电门

A。一遮光条051()1520

(I)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度d=mm。

⑵测得小球A(含遮光条)、B的质量分别为〃?A=100g、〃?B=150g,则小球A加速上升过程

的加速度大小为m/s%

(3)测得遮光条通过光电门的时间为4=2.2ms,遮光条从释放至到达光电门的时间为/=1.06s,

该过程两球的动量增加量大小之和为kg-m/s,B、A球重力的冲量大小之差为

N$(结果均保留两位有效数字)

(4)多次测量发现两球重力的冲量大小之差总是大于两球的动量增加量大小之和，原因可能是

_____________________o(写出一条即可)

答案(1)4.40(2)1.96(3)0.500.52

(4)见解析

解析(I)根据游标卡尺的读数规则可知遮光条的宽度为d=4mm+0.05mmX8=4.40mm。

⑵根据牛顿第二定律有

—insg=(〃?A+,

解得ci—g=1.96m/s2o

〃?A+，"B

(3)遮光条经过光电门时的速度为

两球的动量增加量大小之后为

△p=(〃?A+，〃BW=0.50kg-m/s,

B、A球重力的冲量大小之差为

△/=(z?/B，〃A)N，=0.52N・s0

(4)两球重力的冲量大小之差总是大于两球的动量增加量大小之和，原因可能是空气阻力的作

用。

考点二力学其他实验

实验装置图实验操隼数据处理

1.应在弹簧自然下垂时，测1.作出弹力/随弹簧伸

'I

探究弹簧「量弹簧原长10长量变化的图线，斜

刻X

弹力与形慢2.水平放置时测原长，根据率表示弹簧的劲度系

尺

变量的关钩实验数据画出的图线不过数

—

码

系7z\xX2一原点的原因是弹簧自身有2.超过弹簧的弹性限

重力度，图线会发生弯曲

1.正确使用弹簧测力计

A,

探究两个2.同一次实验中，橡皮条结

1.按力的图示作平行四

互成角度点的位置一定要相同

\3.细绳套应适当长一些，互边形

的力的合

2.求合力大小

成规律成角度地拉橡皮条时，夹角

o

大小应适当

1.用代入法或图像法判

,斜槽纸板1.保证斜槽末端水平断运动轨迹是不是抛

探究平抛2.每次让小球从倾斜轨道的物线

运动的特：：：：：：：：同一位置由静止释放2.由公式3=。("和y=

点：：：13.坐标原点应是小球出槽口女尸，求初速度S=

叫时球心在纸板上的投影点

71

1.弹力大小关系可以通过标

探究向心

尺上刻度读出，该读数显示作出居一口2、尸n一八

力大小与

了向心力大小关系入一的图像，分析向

半径、角速

牌飞皆维T髅2.采用了控制变量法，探究心力与角速度、半径、

度、质量的

向心力大小与半径、角速质量之间的关系

关系

度、质量的关系

1.保证悬点固定

1.利用公式g=挈求

.单摆必须在同一平面内振

用单摆测2

Jot动，且摆角小于5。

量重力加重力加速度

.摆长/=悬线长/'+小球.可作出/一升的图像，

速度的大432

的半径r

小利用斜率求重力加速

4.用7=5计算单摆的周期度

例4将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳套，每根细绳套分别套着一个量程

为5N,最小刻度为0.1N的弹簧测力计，当橡皮条的活动端拉到。点时，两根细绳互相垂

直，如图甲所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

甲

(1)本实验中应用了等效替代方法，其等效性是指.

(2)由图甲可读得两个相互垂直的拉力分别为4.00N(向右)和2.50N(向下)。在图乙中按力的合

成实验的要求画出这两个力及它们的合力。

乙

(3)在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测

力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的。点，以下操作中正确的是

A.同一次实验过程中，。点位置允许变动

B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度

C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测

力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到。点

D.实验中，把橡皮条的另一端拉到。点时，两弹簧测力计之间的夹角应取90。，以便于算

出合力大小

（4）完成实验后，有同学设计了实验测量弹簧测力计中弹簧的劲度系数，并绘制了尸r图像（如

图丙所示），请根据图像求出弹簧的劲度系数k=N/mo

)

4.工5

工0

25

Z0

L5

L0

5

().

()

答案（1）两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同（2）见解析图（3）B（4）53

解析（1）本实验中应用了等效替代方法，其等效性是指两个拉力的作用效果和一个拉力的作

用效果相同。

（2）选定一个方格表示0.5N的力，分别作出4.00N（向右）和2.50N（向下）的图示，并以两个力

为邻边作平行四边形，过力的作用点画出该平行四边形的对角线，作出合力的图示，如图所

ZFo

（N）

（3）要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸

长量相同，则。点的位置应固定，故A错误：本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差,

弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度，故B正确；本实验,

弹簧测力计的拉力应不超过量程，两个弹簧测力计拉力的大小没有要求，只要保证两次力的

效果相同，故C错误；本实验只要保证两次力的效果相同，两个弹簧测力计拉力的方向、夹

角都没有限制，故D错误。

（4）根据胡克定律bF=kbx可得女=冬=八N/m七53N/m。

ZXAOX|U

例5（2022.福建卷.”）某实验小组利用图（a）所示装置验证小球平抛运动的特点。实验时，先

将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板蟒直；把小球放在槽口

处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。，建立xOy坐标系。然后从斜槽

上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留下印迹。上下调节挡板进行多次实验。

实验结束后，测量各印迹中心点01、02、。3…的坐标，并填入表格中，计算对应的x2值。

Oi0203。405。6

y/cm2.956.529.2713.2016.6119.90

x/cm5.958.8110.7412.4914.0515.28

^/cnr35.477.6115.3156.0197.4233.5

（1）根据上表数据，在图（b）给出的坐标纸上补上。4数据点，并绘制“y一图线。

⑵由），一/图线可知，小球下落的高度），，与水平距离的平方f成（填“线性”

或“非线性”）关系，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，

（3）由），一炉图线求得斜率h小球平抛运动的初速度表达式为如=（用斜率k和

重力加速度g表示）。

（4）该实验得到的y-f图线常不经过原点，可能的原因是。

答案⑴见解析⑵线性⑶、/养（4）水平射出点未与。点重合

解析（1）在坐标纸上描出Q）数据点，并绘制“y—f”图线如图所示

v/cm

（2）由），一/图线为一条倾斜的直线可知，小球下落的高度y,与水平距离的平方/成线性关

系。

（3）根据平抛运动规律可得大=的，

联立可得厂上/=会产

可知y—x2图像的斜率为左=券

解得小球平抛运动的初速度为

（4»一«图线是一条直线，但常不经过原点，说明实验中测量的），值偏大或偏小一个定值，这

是小球的水平射出点未与。点重合，位于坐标原点。上方或下方所造成的。

例6（2023•江苏苏州市期末）某同学用图a所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定

律。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。

(1)用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b,贝ljd=mm。

⑵让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并

同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为

3则该单摆的周期7=。

⑶摆线长度大约80cm,该同学只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线.上标记•点

A,使得悬点。到4点间的细线长度为30cm,如图c。保持A点以下的细线长度不变，通过

改变间细线长度/以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期兀测量多组数据后绘

制片一/图像，求得图像斜率为舟，可得当地重力加速度g=o

(4)该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律。如图d,将小球拉到一定位置由静止释

放，释放位置距最低点高度为h,开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为

加，改变不同高度〃并测量不同挡光时间加，测量多组数据后绘制△尸一/图像，发现图像是

过原点的直线并求得图像斜率心，比较心的值与(写出含有"、质的表达式)，若二

者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的。

(5)对于本次实验，下列说法中正确的两项为。

A.安装在小球下面的挡光部件选用挡光小圆柱比挡光小薄片好

B.只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，M的测量值与理论值相比偏大

C,只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，弱的测最值与理论值相比偏小

D.验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度必须小于5。

答案⑴2.332⑵《7⑶曾(4篇冬(5)AC

解析(1)由题图b可知

d=2mm+33.2X0.01mm=2.332mm。

T2t

⑵由题意可知/=(N—/,解得7'=H=。

(3)设A点以下的长度为h根据单摆周期公式得

化简得/=空/+普/o

尸一/图像的斜率为心，则卜=4手兀2，

解得g隼

(4)小球在最低点的速度为

由机械能守恒定律得mgh=炉

联立g=誓，解得△尸二第3

则比较质的值与铮，若二者在误差范围内相等，则脸证机械能是守恒的。

(5)根据平均速度的定义可知，挡光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，所以安装在小球下

面的挡光部件选用挡光小圆柱比挡光小薄片好，故A正确；只考虑挡光位置在小球下方所引

起的系统误差，不会影响周期r的测量，则不会影响h的测量，故B错误；只考虑挡光位置

在小球下方所引起的系统误差，会使挡光时间。变小，导致后的测量使与理论值相比偏小，

故C正确：验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度不必须小于或等于5。，只有要使

小球做简谐运动才需要满足该条件，故D错误。

高考预测

1.某同学用如图甲所示装置研究“向心力与线速度的关系”。半径为R的四分之一圆弧轨

道固定在水平桌面上，轨道最低点安装一个压力传感器，传感器上表面与圆弧轨道平滑连接,

表面切线水平(压力传感器的上表面可看成圆弧轨道的最低点)，光电门固定在圆弧轨道最低

点，当地的重力加速度为g,小球的质量为〃?、半径为二

(1)将小球从圆弧轨道上的某一位置由静止释放，小球经过圆弧轨道最低点时，压力传感器的

示数为Fi,则小球经过最低点时做圆周运动的向心力大小吊=，小球挡光时间为/I,

则小球经过圆弧轨道最低点时的速度功=。

(2)让小球从圆弧凯道上的不同位置由静止释放，记录小球经过压力传感器表面时压力传感器

的示数厂及小球的挡光时间/,作尸一"图像，图像是一条倾斜的直线，如图乙中实线所示，

在误差允许的范围内，当图像与纵轴的截距等于,图像的斜率等于时，表

明小球质量一定，轨道半径一定，向心力与速度的平方成正比。

(3)若换用质量也为小但半径稍大的小球进行实验，不考虑其他影响，所得图线应是图乙中的

虚线(选填“1”“2”“3”或“4”)。

2r4加厂

答案—(2〉咫后：(3)1

解析(1)小球的半径为r,则小球通过圆孤轨道最低点的速度大小0=半，小球经过最低点

时做圆周运动的向心力大小Fn=F\-mg\

T?"4”?『1

(2)由F—mgf—),得到F=mg+R_则当图像与纵轴的截距等于〃田，图像的斜率等

于芝;时，表明小球质量一定，就道半径一定，向心力与速度的平方成正比。

(3)若换用质量也为加但半径稍大的小球做实验，由产=”供+我可知，图线与纵轴的截距

仍为，ng,「变大，图线的钎率变大，所得图线是题图乙中的虚线1。

2.(2023•江苏无锡市期末)某同学利用手机“声音图像”软件测量物块与长木板间的动摩擦因

数"。实验装置如图甲所示，长木板固定在水平桌面上，物块置于长木板上且两端分另J通过

跨过定滑轮的细线与小球A、B相连，实验前分别测量出小球A、B底部到地面的高度〃A、

加(加＞版)。打开手机软件，烧断-一侧细线，记录下小球与地面两次碰撞声的时间图像(两小球

落地后均不反弹)。

⑴由图甲可知，实验时应浇断物块(选填“左侧”或“右侧”)的细线。

(2)烧断细线前，用分度值为1cm的刻度尺测量以，刻度尺的。刻度线与地面齐平，小球A

的位置如图乙所示，则/?A=cmo

乙

(3)若某次实验中通过计算得出A下落时间为0.40s,日图丙可知，物块加速运动的时间为

s；若将手机放在靠近小球A的地面上测量物块加速运动的时间，测量结果会

(4)仅改变小球B实验前离地高度加，测量不同高度下物块加速运动时间3作出加一尸图像

如图丁所示，由图像可求得斜率为左，若小球B的质量为〃?，物块质量为"，重力加速度为

g，则物块与木板间的动摩擦因数〃=________o(用字母鼠〃?、M、g表示)

答案⑴左侧⑵78.0(3)0.90偏大

(4)Mg

解析(1)应烧断左侧细线，使B球拉动物块在桌面做匀加速直线运动。

(2)刻度尺读数为78.0cm。

(3)由题图丙可知，A、B两球落地时间差为0.50s,A球下落速度快，叶间短，则B球下落

时间为0.90s,故物块加速运动的时间为0.90So

若将手机放在靠近小球A的地面上测量物块加速运动的时间，测量时间为A、B落地时间差

和B落地后声音传过来时间之和，故测量结果偏大。

(4)物块和小球B一起做句加速直线运动，则//K=^«r2

受力分析得mg—~Mg=M)a

联,解何加一2•机+M广

故—一而一

专题强化练

1.(2023・全国甲卷・23)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与

时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动

小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示。

打点W时器纸带小车

(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1so以打出A点时小车位置为初始位

置，将打出反C、。、£、厂各点时小车的位移Ax填到表中，小车发生相应位移所用时间和

平均速度分别为。和。，表中cm,vAD=cm/So

、6.603-8.Q()~4t-9.4oW—10.90」12.40—

\••••••(

"BDbE八

单位:cm

(b)

位移区间ABACADAEAF

A.r(cm)6.6014.60^AD34.9047.30

v(cm/s)66.073.0VAD87.394.6

(2)根据表中数据得到小车平均速度。随时间△/的变化美系，如图(C)所示。在图中补全实验

点。

U/(cms_|)

105

95

85

75

Ar/s

55

(To?0.2().：0.40.5。.厂

(3)从实验结果可知，小车运动的v一△/图线可视为一条直线，此直线用方程。=kAt+b装

示，其中&=cm/s2,h=cm/so(结果均保留3位有效数字)

(4)根据⑶中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小小

=，小车的加速度大小。=O(结果用字母鼠〃表示)

答案(1)24.0080.0(2)见解析图(3)70.059.0(4)62k

解析(1)根据纸带的数据可得

AXA/)=XAB+X8C+XC/)=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm

平均速度v4D=T7=8().()cm/s

(2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得

F/(cms*')

)05

A//s

().4().50.6

(3)从实验结果可知，小车运动的。一。图线可视为一条直线，图像为

1//(cms-1)

101.0-59.0

k=—M-cm/s2=70.0cm/s2,〃=59.()cni/s

IvI

(4)小车做匀变速直线运动，由位移公式工=%/+照尸，整理得

一1

即v=。八+¥〃

故根据图像斜率和截距可得办=匕，〃=2h

2.(2022・湖南卷•”)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了

如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如F：

(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；

(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的度/,记录数据如下表:

序号12345

硬币数量W枚510152025

长度//cm10.5112.0213.5415.0516.56

⑶根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线;

//cm

(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时

橡皮筋的长度为cm；

(5)由上述数据计算得冰墩激玩具的质量为g(计算结果保留3位有效数字)。

答案(3)见解析图(4)15.35(5)128

解析(3)根据表格数据描点连线如图

(4)由题图(c)可知刻度尺的分度值为1mm,故读数/=15.35cm;

(5)设橡皮筋的劲度系数为太原长为/(),则

加mg=k(l]—/()),/mg=k(，2—Zo)

则橡皮筋的劲度系数为&=

'丁h-?l"\咯

从作出的/一〃图线读取数据则可得

(〃2一〃力咫10

k―—乒7^—=~,n8(N/cm),

/()==9.00cm

〃2一"1

设冰墩墩的质量为孙，则有mig=k(l—lo)

可得利=毕乂6.05X(15.35-9.00)g^l28go

3.(2023・新课标卷・23)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。

（1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微

螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该

示数为mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为mm,

则摆球的直径为mmo

（2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要同定在杆上的确定点。处，摆线在角

度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在。点上方，则摆线在角度盘上所指的示

数为5。时，实际摆角5。（填“大于”或“小于”）。

（3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm,则摆长为cm。实验中观测到从摆球

第I次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s,则此单摆周期为s,

该小组测得的重力加速度大小为m/s2o（结果均保留3位有效数字，/取9.870）

答案（1）0.006（0.007也可）20.035（20.034、20.036均可）20.029（20.027>20.028、20.Q30均

可）（2）大于（3）82.51.829.83

解析（1）题图（a）读数为0+0.6X0.01mm=0.006mm（0.007mm也可）；

题图（b）读数为20mm+3.5X0.01mm=20.035mm（20.034mm、20.036mm均可）；

则摆球的直径为20.035mm-0.006mm=20.029mm（20.027mm、20.028mm、20.030mm均

可）

（2）若角度盘上移则形成如图所示图样，则实标摆角大于5%

匕

O

（3）摆长=摆线长度+半径,代入数据计算可得摆长为82.5cm;

小球从第1次到61次经过最低点经过了30个周期，则7=^2s=1.82s

根据单摆周期公式7=2nJ1,可得且=竿比9.83m/s2<

4.（2023・湖北卷•”）某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计/测量木块和木板间动摩擦

因数"的实验。

如图（a）所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子

秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物

B间的轻绳竖直。在木块A上放置〃（〃=0123,4,5）个祛玛（电子秤称得每个祛码的质量〃如为

20.0g）,向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数加。

⑴实验中，拉动木板时（填“必须”或“不必”）保持匀速。

（2）用和"用分别表示木块A和重物B的质量，则，〃和加A、"坨、加0、"、〃所满足的关系

式为m=o

（3）根据测量数据在坐标纸上绘制出机一〃图像，如图（b）所示，可得木块A和木板间的动摩擦

因数〃=（保留2位有效数字）。

答案（1）不必（2）〃?B—〃（“4+〃/〃（））（3）0.40

解析（1）木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实脸拉动木板时不必保

持匀速；

（2）对木块A和硅码有"（〃八+〃〃?（））8=尸「

对重物B有

舟+〃?8=〃出名

角不得m=muA+

（3）根据〃?=/〃BA-〃〃?（》•〃

59—19

结合图像可知卬川产二亍一g=8g

则"=0.40。

5.（2023•江苏常州市前黄高级中学模拟）一小组同学用如图甲所示的力学实验装置验证机械能

守恒定律。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的钩码A和钩码B,在钩码A的下面固定穿过

打点计时器的纸带，用手固定住钩码A,在钩码B下面再挂上一较小的钩码C,之后放开钩

码A,让系统由静止开始运动，由于系统的速度增大得不是很快，便于测量物理量，因此能

较好地验证机械能守恒定律。已知钩码A、B的质量均为M,钩码C的质量为〃当地的重

力加速度大小为g。

甲

⑴该小组同学闭合打点计时器电源开关，由静止释放钩码A后，打出的纸带如图乙所示，己

知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则打点计时器打H点时纸带的速度大小vH=

m/s（结果保留三位有效数字）。

0cm234567891（）

||||||||||||||||川|||1|||川|||1||||1|||-1川||［川|||1||川||||1||川||川|||川1川||川||||1||

/泊$1节3疗

乙

（2）在打"点时，系统的动能表达式为（用M、〃?及0”表示）。

（3）〃点到起始点间的距离为s,则从释放钩码A到打H点的过程中，系统的重力势能减小量

的表达式为（用m、g及s表示）。

（4）该小组同学发现打万点时系统的重力势能减小量大干打该点时系统的动能,于是对纸带I-

的多个点分析，用打各点时系统的动能£k作为纵坐标，用各点到起始点的距离$作为横坐标,

描绘出反-s图像如图丙所示，若图像的斜率为匕则系统受到的阻力大小为（用"人

g及k表示）；产生的阻力可能是（除空气阻力外）

_____________________________________________________________________（回答一点即可）。

答案（1）1.13（2）EkH=；（2A/+，〃）0j

⑶A£p=〃?gs（4）mg—k挛擦阻力

解析（1）由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打丹点时纸带的速度大小为

△xXGJ-XI。、

VH=~^=2T=2X0.02m/s=L,3m/s

(2)在打〃点时，系统的动能表达式为

(3)〃点到起始点间的距离为s,系统的重力势能减小量的表达式为A£p=/〃gs

(4)由题意可得6gs=反+Rs

则有Ek=mgs—F(s=(mg-F()s

解得mg—Ft=k

F(=mg—k

产生的阻力可能是(除空气阻力外)摩擦阻力。

6.(2023•江苏南通市二模)如图甲为桶装水电动抽水器，某兴趣小组利用平抛运动规律测量该

抽水器的流量Q(单位时间流出水的体积)。

0cm

甲乙

⑴如图乙，为了方便测量取卜不锈钢出水管，用游标卡尺测量其外径Q,读数为mm：

(2)重新安装出水管如图甲，为了使水能够沿水平方向流出，下列哪种方法更合理；

A.用力把出水管前端掰至水平

B.转动出水管至出水口水平

C.调整水桶的倾斜角度使出水口水平

(3)接通电源，待水流稳定后，用米尺测出管口到落点的高度差/?=44.10cm和管口到落点的

水平距离L=30.00cm；已知重力加速度g=9.8m/s2,则水流速度m/s(保留两位

有效数字)；

(4)已知出水管管壁的厚度为d,该抽水器的流量Q的表达式为(用物理量D、d、v

表示)，根据测得的流量可算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，可能的原因

是(写出一个原因)；

⑸抽水时若电机的输出功率恒定，当桶内水面降低时，抽水器的流量Q(选填