2024年浙江省选考物理二轮复习专题讲练第12讲 力学实验含详解

第12讲力学实验

本节要点

1.（2023•浙江）（1）在“探究平抛运动的特点”实验中

①用图1装置进行探究，下列说法正确的是

A.只能探究平抛运动水平分运动的特点

B,需改变小锤击打的力度，多次重复实验

C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点

②用图2装置进行实验，下列说法正确的是

A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平

B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动

C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下

③用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时轻直挡板初始

位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验，

挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹。为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为yi、y2、y3、

y4o测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度vo为o

A.1x+g)I『B.(x+g)I.C.(3x-g)15gD.(4x-g)

242yl2212y42

(2)如图4所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B

弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度XA、XB的数据如表。

钩码个数012•••

XA/CITI7.758.539.30•••

XB/CHI16.4518.5220.60•••

钩码个数为1时，弹簧A的伸长量AXA=cm,

弹簧B的伸长量AXB=cm,两根弹簧弹性势能的增加量AEPmg(△XA+△XB)(选填“=”、

<a

&

4

B

图4

2.(2023•浙江)(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。

①需要的实验操作有。

A.调节滑轮使细线与轨道平行

B.倾斜轨道以补偿阻力

C.小车靠近打点计时器静止释放

D.先接通电源再释放小车

②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数

点1的读数为cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则打计数点2时小车的速度大

小为m/s(结果保留3位有效数字)。

(2)“探究向心力大小的表达式”实验装置如图3所示。

①采用的实验方法是。

A.控制变量法

B.等效法

C.模拟法

②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红

白相间等分标记的比值等于两小球的之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）：

在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值（选填“不变”、“变大”或“变小”）。

3.（2022•浙江）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长

木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大

小为cm。由图3中小车运动的数据点，求得加运度为m/s?（保留两位有效数字）。

OAB

啊|巾甲“叫川||川叫叫

0123456

图I图2

②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是（多选）。

A.换成质量更小的小车

B.调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成祛码盘和祛码

D.改变连接小车的细绳与长木板的夹角

■:模块一要融炼

知识点一、测量速度的工具、方法

方法仪器器材方法说明、应用举例

测出计数点间距，由打出某点前、后两

交流电源、打点计时器、

纸带法点时间内的平均速度替代打出该点时的

刻度尺

速度

由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v=

光电门、螺旋测微器或游

光电门法表示滑块上挡光片的宽度，。表示

标卡尺

挡光片的挡光时间)

竖直平面内末端水平的倾(1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的

利用平抛斜或弧形轨道、刻度尺高度与射程，由平抛运动规律计算初速

运动法度

弹簧、刻度尺、天平

(2)验证均量守恒定律、探究弹性势能等

(1)由机械能守恒定律或动能定理计算最

低点的速度

竖直平面内的圆弧轨道(或

利用圆周(2)力传感器测出物体经过轨道最低点时

细线牵引的圆周运动)、力

运动法对轨道的压力,由牛顿运动定律计算物

传感器、天平等

体经过最低点时的速度

(3)验证机械能守恒定律、探究向心力等

知识点二、测定重力加速度的几种常见方案

利用落体测重力加速度(忽略阻力)运动组合物体系统

»磁式吸球器«

h光电门1

打点11

计时器一立柱下

j一小钢球叫II

健的1＞光电门2

W球器

一嵬

学生电源〜底座

打点计时器计光电门计时,原匀速圆周运动计

滴水法计时，原昴|+〃?2)3=

时,利用逐差法理为v2—V0=理为人=与，可时，心=且好(也

测定g,也可以2gM也可以利可以测量转速)

利用图象法求g用频闪照片)以利用图象求g再创新：可以验证牛顿运动定

律、机械能守恒定律

知识点三、实验的创新与设计应注意的几点

1.加强对实验思想方法（如模拟法、转换法、放大法、替代法等）的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理

的实验方案。

2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行

迁移利用。

考点一基本仪器的使用、误差有效数字

[例题1]（2023♦浙江模拟）用螺旋测微器测量某材质电线的直径d,其中一次测量如图所示，其读数d=

[例题2]（2023•浙江模拟）用螺旋测微器测某金属丝的直径.示数如图1所示。则该金属丝的直径为

mm。用秒表测量某个运动物体的运动时间，示数如图2所示。则物体运动时间:

[例题3]（2021•温州模拟）用游标卡尺测量某一零件的内径时，应选用图1中的（选填"A"、"B”或"C”）

部位来测量。正确操作后，读取读数前，为防止游标尺滑动，应转动图1中的（选.填"D”、“E”）旋钮。

考点二通过测量“速度”进行探究、验证的实验

[例题4]（2023•乐清市校级模拟）如图所示，在已调节水平的气垫导轨上测定滑块运动的加速度。先测得遮光条宽

度Ax=2.00cm的滑块在槽码重力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电

门的时间△ti=0.200s,通过第二个光电门的时间△t2=0.05（）s,遮光条从遮住第一个光电门到遮住第二个光电

门的时间间隔t=2.50（）s,则滑块的加速度a=m/s2（保留三位有效数字）。小张认为不必测量时

间I而改为测量，也能测出滑块的加速度a。为了提高测量加速度的精度，在选择

遮光条宽度Ax时，需要考虑的因素有（写出其中的两项）：o

数字计时器

[例题5]（2023•乐清市校级模拟）小明和小张想探究滑块通过光电门时的瞬时速度大小，测出遮光条宽度Ax不同

时，滑块通过光电门I的时间间隔A3从而得到五个不同的速度v,结果如表。如果测量遮光条宽度误差很小，

他们通过作图法，即以Ax为横坐标，速度v为纵坐标，将五个测量值在如图所示的坐标系上标出，试通过作

图法求出滑块通过光电门时的瞬时速度值。（保留3位有效数字）

Ax/cm0.5001.0001.5002.0(302.500

At/s0.5601.0601.5301.9802.380

v/(cm/s)0.8930.9430.9801.0101.050

[例题6]（2023•杭州一模）某学习小组在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验后，利用数码相机的连拍功能

研究小车从斜面上滑下的运动。如图甲所示，将小车从斜轨上日静止释放，将数码相机放在较远处对小车进行

连拍，设置每0.12s拍一张照片，得到如图乙所示的照片。现测得连拍照片中，位置A〜K到位置A的距离分

别如下表所示。

小车在照片中的位置ABCDEFGHIJK

照片中各位置到A位00.731.742.854.175.677.379.2411.2613.4815.77

置距禽x/cm

（1）现测得铝制轨道在照片中的长度为Li=23.02cm,实际长度测量如图丙所示（轨道的端点在图中的箭头所

示处），其长度为L2=cm；

ii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|iiii|ini|iii

8788899091

丙

（2）根据以上信息，可求得小车运动到位置E处时的速度大小VE=in/s（保留两位有效数字）;

（3）现用相同的方法求得其它各个位置的速度大小，并以位置A处为计时起点，在坐标纸上描绘了部分数据点

（如图丁）。请在图中描出位置E的速度信息并画出小车速度随时间变化的图像，知小车的加速度大小a

m/s2（保留两位有效数字）

v/m-s",

（4i完成上述实验之后，该学习小组利用光电门与数字计时都测量了小车滑过轨道中点的瞬时速度。选用了甲、

乙、丙三种宽度分别为5.00cm、3.0（）cm、1.00cm的遮光板，则利用（选填“甲”、“乙”或“丙”）遮光

板测得的结果最接近小车的瞬时速度。

考点三通过测量“力”进行探究、验证的实验

[例题7]（2023•浙江二模）“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验装置如图所示，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，

然后在弹簧下端分别挂i=】、2、3、4、5、6和7个相同的钩码（每个钩码的质量均为50.0g,取前6个祛码的

数据，重力加速度g取10.0m/s2）,记录弹簧下端相应位置的读数xi加；然后逐个减去钩码，同样记录弹簧下端

相应位置的读数版战，并计算得到弹簧下端相应位置值xi=（xi加+xi减）/2,其数据如表。

弹簧下端挂钩码的个加钩码相应位置值xi减钩码相应位置值为xi/cm

数加/cm«/cm

14.194.214.20

25.405.435.42

36.416.436.42

47.527.587.55

58.838.878.85

610.0010.0410.02

（1）为计算弹簧的劲度系数，应选用数据；

A.加钩码时相应位置值xi加

B.减钩码相应位置值xi总

C.xi=（xijn+xiQ/2

（2）用下列坐标纸，作图法求出弹簧劲度系数k=N/m（保留3位有效数字）;

（3）为减小实验误差，在选用钩码时需考虑的因素有

[例题8]（2023•西湖区校级模拟）如图甲所示，是“探究力的平行四边形定则”的实验，其中A为固定橡皮筋的

图钉，O为橡皮筋与细绳套的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

（1）下列哪一个选项是不必要的实验要求（请填写选项前对应的字母）。

A.两个弹簧秤的夹角适当大些

B.弹簧秤应在使用前校零

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点在同一位置

（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.捽制变量法

D.建立物理模型法

（3）图乙中的F与F两力中，方向一定沿A0方向的是。

（4）如图内所示，在探究“共点刀合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用

F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至0点。现让F2大小增大，方向不变，要使结点仍位于0点，则Fi的大小及

图中p（p>90°）角的变化可能是o

丙

A.增大Fi的同时增大（3角

B.减小Fi的同时减小0角

C.增大Fi的同时减小0角

D.减小Fi的同时增大0角

［例题9］（2023•绍兴二模）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中。

①某组同学在某次实验中使用频率为50Hz的打点计时器，获得的一条纸带如图甲所示，其中相邻两个计数点之

间还有4个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下E点时小车的速度为nVSo（结果保

留2位小数）。

②将E点的瞬时速度补充到图乙中，用合适的图像将这些点拟合，作出v-t图像。根据图像，求得

小车的加速度大小为m/s2（结果保留2位小数）。

③某组同学通过控制槽码和挂钩的总质量不变，改变小车和祛码的总质量m,来探究加速度a与质量m的关

系。已知小车质量为200g,每个硅码质量为50g（共6个），通过实验作出如图丙所示的a-［图像。那么该组

同学选用的槽码和挂钩的总质量应为（选填“10g”、“25g”或“50g”）。

；3.5?[4.08)4.79：5.4016.03；6.58

AXtBx2CxsDx4ExsFx6

甲

L25

0.65

0.60L

0.55

6

0.5075

0.45

0.406o.25

0.35

00.200.300.400500^60J/s0

图乙

考点四通过“平抛运动”进行研究、验证的实验

[例题10]（2023•杭州二模）某同学设计了一个探完平抛运动的家庭实验装置.，如图所示。在水平案面上放置一个斜

面，每次都让钢球从斜面上同一位置静止开始滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。他把桌子搬到墙的附近,

使从水平桌面上滚下的钢球能打到墙上，把白纸和复写纸附在濡上，记录钢球的落点。现测得钢球直径为d,

某次实验桌子边缘到墙的水平距离为x,钢球在墙上的落点到桌面的竖直距离为H。重力加速度为g。（d相对

于H和x不可忽略）

（1）钢球此次实验平抛的水平位移为竖直位移为

（2）现保持钢球释放位置不变，改变桌子到墙的距离，结合笫（1）问使钢球平抛的实际水平位移变为原来的2

倍，钢球平抛后仍能打到墙♦上，钢球下落的竖直位移变为原来的N倍，则N=；实际由于钢球与桌面之

间存在摩擦力，其他误差和阻力不计，则本次钢球平抛的实际竖直位移原来钢球平抛竖直位移的N倍

（填“大于”、“等于”或“小于”）。

[例题11]（2022•温州三模）（1）在“研究平抛运动”的实验中，为了测量小球平抛运动的初速度，采用如图甲所示

的实验装置。实验操作的主要步骤如下：

a.将坐标纸用图钉固定在木板上，并将木板竖直固定；

b.将斜槽安装在木板左端，调节斜槽末端轨道水平，同时将重锤线挂在水平轨道边缘；

c.在斜槽上端一固定位置静止释放小球，同时记录抛出点位置0,记录重锤线方向；

d.小球从。点飞出后，撞到与木板平面垂直的竖直挡条上。小球撞击挡条时，会在挡条上留下一个痕迹点。用

铅笔将痕迹点的投影点记录在坐标纸上;

e.向右移动竖直挡条，从斜槽上相同的位置无初速度释放小球，小球撞击挡条后，再次将挡条上痕迹点的投影

点记录在坐标纸上，重复以上操作;

①实验过程中，要建立直角坐标系。在下图中，坐标原点选择正确的是

A.斜槽的末端一定要水平

B.一定要使用秒表来测量平抛运动的时间

C.竖宜挡条每次向右移动距离一定要相等

D.一定要记录抛出点的位置，才能求出小球的初速度

③某同学在实验中，只记下斜槽末端悬挂重锤线的方向，根据实验描绘出一段轨迹。如图乙所示，选取A、B、

C三点，测得三点离重锤线的距离分别为xi=21.5cm、X2=35.5cm、X3=49.5cm,并测得AB两点间的高度差hAB

=2O.()cm、BC两点间的高度差hBC=30.0cm,则小球平抛的初速度vo=m/s,小球的半径R=

(2)某同学用单摆测量重力加速度。改变摆长，并多次测量周期和摆长的大小。仅由于摆长测量的误差，得到

周期的平方与摆长的关系如图内所示。下列说法正确的是。

A.图线不过原点的原因可能是仅记录摆线的长度作为摆长

B.铝线不过原点的原因可能是将摆线的长度加上小球的直径作为摆长

C.由图象所得的重力加速度一定小于重力加速度的真实值

D.由图象所得的重力加速度一定大于重力加速度的真实值

[例题12](2023•温州=模)(I)小明同学利用图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验「

图1

A.每次改变小车质量后,都需重新补偿阻力

B.为了减小实验误差，槽码的质量应远小于小车质量

C.处理数据时.，在纸带上必须连续5个计时点选取一个计数点

D.补偿阻力时，应取下细线与槽码，而小车后面的纸带需穿过限位孔

②用该实验装置还能完成的实验是。

A.探究平抛运动的特点

B.探究小车速度随时间变化的规律

C.验证机械能守恒定律

D.探究两个互成角度的力的合成规律

（2）小王同学在“用单摆测量重刀加速度实验”时，用游标卡尺测得小铁球

的直径为cm（如图2所示）。他计算得出的重力加速度比实际测量的重力加速度要大，其原因可

能是。

A.摆球太重

B.摆角太小

C.计时开始时停表按下过迟

D.实验中全振动次数记少了

（3〕小明同学采用“油膜法”估算油酸分子直径。油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL,

用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于

酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图3所示，已知每一小方格的边长为10mm。

①根据上述数据，估算出油酸分子的直径为m（计算结果保留两位有效数字）。

②为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是（多选）。

A.油酸浓度要大一些

B.爽身粉要尽量均匀地撒在水面上

C.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图

D.轮廓范围内的完整正方形总面积即代表油膜铺开的面积

考点五力学创新实验

[例题13]（2023•浙江模拟）某同学按图甲所示，安装实验器材探究质量•定时合外力与加速度的关系。已知物块A

与遮光片的总质量为nu,遮光片中心距光电门的高度为h（h远大于遮光片宽度）。物块B质量为IBB,置于水

平桌面上，锁定物块B,使系统保持静止状态。某时刻解除锁定，物块A由静止开始向下运匆，光电门记录遮

光片的遮光时间△〔，同时记录传感器读数F。（忽略绳和滑轮的质量，不计A、B、绳、滑轮组成的系统内的摩

擦）

（1）关于该方案下列说法正确的是o

A.不要求mA«n】B

B.物块B与水平桌面间可以有摩擦

C.力传感器的读数就是物块A的合外力

D.力传感器的读数的两倍就是物块A的合外力

（2）用游标卡尺测出遮光片的宽度d,测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=mm。

（3）物块A加速度的表达式a—（用△（、d、h表示

[例题14]（2023•温州模拟）为了探究物体下落受空气阻力大小的影响因素，某同学利用手机中的加速度传感器及

相关应用程序，记录如图1中甲、乙两种情况下落手机的加速度大小随时间变化的图像。与甲对应的图像为图

2中的（填“A”或"B”），在图A中手机下落过程中加速度逐渐减少的原因

是o

|例题15J（2023•浙江模拟）在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中

①如图1仪器需要用到的有o

图1

②若甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图2甲、乙、丙所示的实验装置来做实验。已知他们使用的小车完全相

同，小车的质量为M,重物的质量为m,试回答下列问题：

打点计时器夕车细线定滑轮

纸带一一、£

长木板水平实验台

重物

甲

轻动滑轮神赛测力计

打点计时器小车I细线弹黄瞥1

纸带^；X।

।/\||安定滑轮

长木板水平实验台□

重物

乙

打点计时器）、车细线定滑轮

纸带一15,'

1~~/力传感器

Z\"

长木板水平实验台

重物

丙

图2

则甲、乙、丙实验中，必须补偿小车和长木板之间摩擦力的实验小组有O若用上面的甲装置得如图

3所示的纸带，已知打点计时器所使用的交流电频率为50Hz,则小车的加速度为ni/s2（保留两位有

效数字）。

3.32

5.46

7.93

图3

你认为该同学实验时选用的M、m的比例关系合理吗？。（填“合理”，“不合理”）

③如果实验时所用交流电的频率实际为48Hz,则实验测得的加速度比真实值（填“大”或“小”）。

[例题16]（2023•镇海区校级模拟）某智能手机中的“磁传感器”功能实时记录手机附近磁场的变亿，磁极越靠近手

机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用手机、磁化的小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图

甲所示的装置，来测量重力加速度，实验步骤如下：

①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。

②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。

③运行手机“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化。

④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期To

（1）图乙中的a、b分别记录了两次实验中磁感应强度的变化情况，a图测得连续N个磁感应强度最大值之间的

总时间为t,则单摆周期T的测量值为。b图中手机记录下的磁感应强度几乎不变，可能的操作原因

是____________________________________

图表绝对值多方向筒明值梢助图表绝对值多方向简明值帮助

精确度高

绝对值

600

400

200VA/WIMA/VKAMAA/WWV

0.0020.040.00.0020.040.0

时间(s)时间（s）

绝对值359.70绝对值106.30

微特斯拉微特斯拉

ab

乙

（2）实验中用游标卡尺测量摆球直径如图丙所示，则摆球直径为mo

（3）得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出了T2・L图线，图线的斜率为k,在纵轴上的截距为c,由此

得到当地重力加速度g=o

（4）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，通过测量头观察到如图丁所示清晰的干涉图样，出现这种现象的

原因是;

A.单缝和双缝没有调平行

B.光源、遮光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏没有共轴

c测量头过于左偏，应调节测量头上的手轮，使它适当右移

D.测量头过于右偏，应调节测量头上的手轮，使它适当左移

■模块三巩固提升

[练习1]（2022•义乌市模拟）某同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。

（1）指出图1装置中一处不合理的地方;

（2）正确操作后，该同学打出了一条纸带（如图2所示）。测得0、4两个计时点间的距离h为cm：

通过计算可得出第4点的速度v的大小为m/s；（计算保留3位有效数字）。

⑶若当地重力加速度大小为9.7911滤，该同学用公式：△Ep=mgh、△Ek=比较了重锤在（）、4时间内重

力势能的减少量和动能的增加量，得到的结论是AEpAEk（填“大于”、“等于”或“小于”），你认为产生

[练习2]（2022•浙江模拟）如图1为验证机械能守恒定律的实验中，质量m=lkg的重物自由下落，在纸带上打出

了一系列的点,如图2所示，相邻记数点间的时间间隔为0.04s,长度单位是cm,g取9.8m/s则:

A.应用天平称出重物的质量

B.应当选用点迹清晰，第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量

C.操作时应先放纸带，后接通电源

D.打点计时器应接在直流电源上

（2J验证机械能守恒定律的实验步骤有：

①把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好.

②重复上一步的过程，打三到五条纸带.

③把纸带的•端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点

计时器附近.

④用公式Vn=%+l，nT，计算出各点的瞬时速度VI、V2、V3、…并记录在表格中.

⑤接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点.

⑥计算各点的重力势能的减少量mghn和动能的增加量［mvF并进行比较，看是否相等，将数值填入表格内.

⑦选择一条点迹清晰的纸带，在起始点标上0,以后各点依次为1、2、3、…用刻度尺测量对应下落的高度hi、

h2>h3、…记入表格中.

上述步骤合理的顺序应该是.

（3）从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示（其中一段纸带图中未画出）.

图中0点为打出的起始点，且速度为零.选取在纸带上打出的点A、B、C、D作为计数点，并测出A、B、C、

D点距起始点O的距离如图所示.由此可计算出物体F落到B点时势能的变化量J（保留三

位有效数字），动能的增加量J（保留三位有效数字）.

（4）该同学利用自己在做该实验时打出的纸带，测显出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算

出了各计数点对应的速度v,以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图3的图线.若图线的斜率为匕则可知当地的

重力加速的表达式为图线不经过原点的可能原因是.

第12讲力学实验

本节要点

5.（2023•浙江）（1）在“探究平抛运动的特点”实验中

①用图1装置进行探究，下列说法正确的是

A.只能探究平抛运动水平分运动的特点

B,需改变小锤击打的力度，多次重复实验

C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点

②用图2装置进行实验，下列说法正确的是

A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平

B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动

C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下

③用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时轻直挡板初始

位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0,将挡板依次水平向右移动x,重复实验，

挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹。为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y,各点迹坐标值分别为yi、y2、y3、

y4o测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度vo为o

A.1x+g)I『B.(x+g)I.C.(3x-g)15gD.(4x—g)

212yl2212y4212y《

(2)如图4所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B

弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度XA、XB的数据如表。

钩码个数012•••

XA/CITI7.758.539.30•••

XB/CHI16.4518.5220.60•••

钩码个数为1时，弹簧A的伸长量AXA=cm,

弹簧B的伸长量AXB=cm,两根弹簧弹性势能的增加量AEPmg(△XA+AXB)(选填“=”、

“VA”或

图4

【解答】解：(1)①用图1装置进夕亍探究，只能探究平抛运动竖直方向上的运动特点，为了保证小球的水平速度

不同，需改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正确，AC错误；

故选：Bo

②用图2装置进行实验，则：

A、斜槽轨道不一定要光滑，但末端要水平，故A错误；

B、上下调节挡板N时不需要保证等间距移动，故B错误；

C、为了保证小钢球的初速度相同，则需要让小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下，故C正确：

故选：Co

③根据平抛运动的特点可知：

在竖直方向上：y4=Jgd

在水平方向上：4x-^=v0t

联立解得：vo=（4x-务展，故D正确，ABC错误；

故选：D。

（2）弹簧A的伸长量可由刻度XA的变化得到，则AxA=8.53cm-7.75cm=0.78cm。

弹簧B的伸长量等于刻度XB与刻度XA的差值，则

AXB=18.52cm-16.45cm-0.78cm=1.29cm。

因为弹簧本身有重力，所以弹簧伸长后也有重力势能的减小，根据能量守恒定律可知，两根弹簧弹性势能的增加

fiAEp>mg（AXA+AXB）O

故答案为：（1）①B；②C；③D；（2）0.78；1.29；>

6.（2023•浙江）（1）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。

①需要的实验操作有。

A.调节滑轮使细线与轨道平行

B.倾斜轨道以补偿阻力

C.小车席近打点计时器静止释放

D.先接通电源再释放小车

②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示。选取连续打出的点0、I、2、3、4为计数点，则计数

点1的读数为cm。己知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则打计数点2时小车的速度大

小为m/s（结果保留3位有效数字）。

（2）“探究向心力大小的表达式”实验装置如图3所示。

①采用的实验方法是o

A.控制变量法

B.等效法

C.模拟法

②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红

白相间等分标记的比值等于两小球的之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；

在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值（选填“不变”、“变大”或“变小”）。

图1

01234

II叩叩11|叫III响叫叫111|叫II响哪叫加I甲叩叩叩叩响

0lcm23456789101112

I短图3

【解答】解：（1）①A、为使小车能做匀加速直线运动，必须使小车受到的合力恒定，调节滑轮使细线应与轨道

平行，故A正确；

B、探究小车速度随时间变化规律，与小车是否受到阻力没有关系，所以不需倾斜轨道以补偿阻力，故B错误;

C、为提高纸带的利用率，小车应靠近打点计时器静止释放，故C正确：

D、实验中为了在纸带上打出更多H勺点，为了打点的稳定，具体操作中要求先接通电源再释放小车，故D正确。

故选：ACDe

②刻度尺为亳米刻度尺，最小分度值为0.1cm,由图得，计数点I的读数为2.74cm；

打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,打点周期T=|=^s=0.02s

打计数点2的时刻是1到3的中间时刻，中间时刻的瞬时速度等于平均速度，设则打计数点2时小车的速度大

।48.61-2.74tAHt

小为v=.逝.XA0.01m/s=L47m/s

/Xu.u/

（2）①本实验通过控制一些物理量不变，来研究其他物理量之间的关系，采用了控制变量法，故A正确，BC错

误。

故选：Ao

②左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于•两小球的向心力之比，根据向心力公式得：Fn=m32r

在小球质量和转动半径相同的情况下，向心力之比应等于角速度平方之比；

在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。

故答案为；（1）®ACD；②2.74,1.47；（2）①A；②角速度平方，不变。

7.（2022•浙江）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长

木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大

小为cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为mH（保留两位有效数字）。

A.换成质量更小的小车

B.调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成祛码盘和跌码

图3图4

（2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，

①下列说法正确的是（单选）；

A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同

B.在已记录结点位置的情况下，确定•个拉力的方向需要再选择相距较远的两点

C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦

D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧坪应贴近并平行于木板

②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O点。

【解答】解：（1）①刻度尺的分度值为0.1cm,需要估读到分度值的下一位，根据图2可知，打计数点B时小车

的位移大小为6.21cm；

根据图3的数据可知，小车的加速度为

Av1.05—0.30.21n/

=而=0.4me=\.9m/s

②A、利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的案验时,需要满足小车质量远远大于钩码质量,所以不

需要换质量更小的车，故A错误;

B、利用图I装置”探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力,

所以需要将长木板靠近打点计时器的一端空高一些，故B正确；

C、以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，有

1.9771/S2=

考虑到实际情况，即f远小于mg,有

1.9m/s2«

则可知M=4m

而利用图1装置.“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，要保证所悬挂质量远小于小车质量，可知目前实验

条件尚不满足，所以利用当前装置在进行实验时，需要将钩码更换成砧码盘和跌码，以满足小车质量远远大于所

悬挂物体的质量，故C正确；

D、实验过程中，需将连接祛码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误；

故选：BCo

（2）①A、在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数

相同，故A错误；

B、在已记录结点位置的情况下，饰定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故