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1、第1講　力學實驗 [做真題·明考向]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　真題體驗　透視命題規(guī)律 授課提示：對應學生用書第71頁 [真題再做] 1.(2018·高考全國卷Ⅰ，T22)如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標尺由游標和主尺構成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針． 現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)．當托盤內沒有砝碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此時標尺讀數(shù)為1.950cm；當托盤內放有質量為0.100kg的砝碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為_______

2、_cm.當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________N/m(保留3位有效數(shù)字)． 解析：標尺的游標為20分度，精確度為0.05mm，游標的第15個刻度與主尺刻度對齊，則讀數(shù)為37mm＋15×0.05mm＝37.75mm＝3.775cm. 彈簧形變量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825cm， 砝碼平衡時，mg＝kx，所以勁度系數(shù) k＝＝N/m≈53.7 N/m. 答案：3.775　53.7 2．(2018·高考全國卷Ⅲ，T22)甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間．實驗步驟如下： (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然

3、下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺)，準備用手指夾住下落的尺． (2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子．若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應時間為________(用L、L1和g表示)． (3)已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間＝9.80m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反應時間為________s．(結果保留2位有效數(shù)字) (4)寫出一條能提高測量結果準確程度的建議：___________________________________. 解析：(2)根據(jù)自由落體運動的規(guī)律，得L－L

4、1＝gt2，解得t＝. (3)將g＝9.80m/s2，L＝30.0cm＝0.300m，L1＝10.4cm＝0.104m，代入t＝得t＝0.20s. (4)建議：多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子． 答案：(2) 　(3)0.20　(4)多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子 3．(2017·高考全國卷Ⅰ，T22)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間．實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖(a)所示．實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車．在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置．(已

5、知滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴) (1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的． (2)該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動．小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為________m/s，加速度大小為________ m/s2.(結果均保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)由于小車在水平桌面上運動時必然受到阻力作用，做勻減速直線運動，相鄰水滴(時間間隔相同)的位置間的距離逐漸減小，所以由題圖(b)可知，小車在桌面上是從右向左運動的．(2)滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴，其滴水的時間間隔為T＝＝s．根據(jù)勻變

6、速直線運動的規(guī)律，可得小車運動到題圖(b)中A點位置時的速度大小為vA＝≈0.19m/s.由逐差法可得，小車運動的加速度大小為a＝≈0.037m/s2. 答案：(1)從右向左　(2)0.19　0.037 4.(2018·高考全國卷Ⅱ，T23)某同學用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．跨過光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊間的細線保持水平，在木塊上方放置砝碼．緩慢向左拉動水平放置的木板，當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小．某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中?4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出．

7、砝碼的質量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑動摩擦力?/N 2.15 2.36 2.55 ?4 2.93 回答下列問題： (1)f4＝________N； (2)在圖(c)的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出?-m圖線； (3)f與m、木塊質量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關系式為f＝________，f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k＝________； (4)取g＝9.80m/s2，由繪出的f-m圖線求得μ＝________.(保留2位有效數(shù)字) 解析：(1)由圖(b)可讀出彈簧秤的示數(shù)f4＝2.7

8、5N. (3)摩擦力表達式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg. (4)圖線的斜率k＝＝＝3.9N/kg. 解得μ≈0.40. 答案：(1)2.75 (2)如圖所示 (3)μ(M＋m)g　μg (4)0.40 [考情分析] ■命題特點與趨勢——怎么考 1．實驗題的考查呈現(xiàn)由基礎性向綜合性的遞進趨勢．實驗命題不避熱點，注重陳題翻新，重點實驗頻繁考，其他實驗“輪換”考，題目特點設置清晰，上手得分容易，但做好做全較難，能有效區(qū)分不同水平考生的能力． 2．重在考查實驗探究能力，而非實驗本身．新任務，新情境，原理設計，方法選擇，條件控制，數(shù)據(jù)處理的公式法、列表法、圖象法、平均值法

9、和逐差法反復涉及，其中圖象法處理實驗數(shù)據(jù)與結果規(guī)律性探索是高考的熱點和亮點． 3．實驗題反映科技進步，引領教育創(chuàng)新．頻閃照相機或光電計時器替代打點計時器，氣墊導軌替代長木板，數(shù)字化傳感器直接測力或位移等，體現(xiàn)時代特征． ■解題要領——怎么做 1．熟知各種器材的特性． 2．熟悉課本上的實驗，抓住實驗的靈魂——實驗原理，掌握數(shù)據(jù)處理的方法，熟知兩類誤差的分析方法． [建體系·記要點]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　知識串聯(lián)　熟記核心要點 授課提示：對應學生用書第72頁 [網(wǎng)絡構建] [要點熟記] 1．系統(tǒng)誤差：由于儀器本身不精密、實驗方法粗略或實驗原理不完善而產(chǎn)生的

10、誤差．系統(tǒng)誤差總是同樣偏大或偏?。到y(tǒng)誤差可以通過更新儀器、完善原理和精確實驗方法來減?。? 2．偶然誤差：由各種偶然因素如測量、讀數(shù)不準確、作圖不規(guī)范造成的誤差．偶然誤差表現(xiàn)為重復做同一實驗時總是時大時?。既徽`差可用多次測量求平均值或作圖的方法來減?。? 3．有效數(shù)字：帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字．有效數(shù)字從左邊第一個不為零的數(shù)字算起，如0.0125為三位有效數(shù)字，中學階段一般取2位或3位有效數(shù)字． 4．利用紙帶求瞬時速度的方法 在勻變速直線運動中，利用物體在一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解． 測出與第n點相鄰的前、后兩段相等時間T內的距離xn和xn＋1，由公

11、式vn＝算出． 5．利用紙帶求加速度的方法 (1)利用a＝求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運動的情況下可利用Δx＝xn＋1－xn＝aT2求加速度a. (2)利用v-t圖象求解：畫出v-t圖象，圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度． (3)利用光電門求加速度 若兩個光電門之間的距離為L，則利用速度與位移的關系可求加速度，即a＝. [研考向·提能力]　　　　　　　　　　　　　　　考向研析　掌握應試技能 授課提示：對應學生用書第73頁 考向一　游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù) 游標卡尺(不估讀) (1)讀數(shù)：測量值＝主尺讀數(shù)(mm)＋精度×游標尺上對齊刻線數(shù)值(mm)．

12、 (2)常用精確度：10分度游標，精度0.1mm； 20分度游標，精度0.05mm； 50分度游標，精度0.02mm 螺旋測微器(需估讀) 測量值＝固定刻度＋可動刻度(帶估讀值)×0.01mm 1．(1)用游標卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示．測量方法正確的是________(選填“甲”或“乙”)． (2)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，圖丙所示的示數(shù)為________mm. 解析：(1)題圖甲中夾小球的兩個測量爪為外測量爪，測物體的外徑，所以甲正確． (2)由螺旋測微器的讀數(shù)方法，可知金屬絲的直徑d＝6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm. 答

13、案：(1)甲　(2)6.700(6.699～6.701均正確) 2．圖中游標卡尺的讀數(shù)為________mm，螺旋測微器的讀數(shù)為________mm. 解析：游標卡尺的讀數(shù)為l＝52mm＋7×mm＝52.35mm； 螺旋測微器的讀數(shù)為d＝1.5mm＋49.0×0.01mm＝1.990mm. 答案：52.35　1.990(1.899～1.991均正確) 游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應注意的問題 (1)10分度的游標卡尺，以mm為單位，小數(shù)點后只有1位.20分度和50分度的游標卡尺以mm為單位，小數(shù)點后有2位． (2)游標卡尺在讀數(shù)時先讀主尺數(shù)據(jù)，再讀游標尺數(shù)據(jù)，最后兩數(shù)相

14、加．游標卡尺讀數(shù)不估讀． (3)不要把游標尺的邊緣當成零刻線，從而把主尺的刻度讀錯． (4)螺旋測微器讀數(shù)時，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度線是否已經(jīng)露出；要準確到0.01mm，估讀到0.001mm，即結果若用mm為單位，則小數(shù)點后必須保留三位數(shù)字． 考向二　“紙帶類”問題的處理 1．常規(guī)計時儀器的測量方法 計時儀器 測量方法 秒表 秒表的讀數(shù)方法：測量值(t)＝短針讀數(shù)(t1)＋長針讀數(shù)(t2)，無估讀 打點計時器 (1)t＝nT(n表示打點的時間間隔的個數(shù)，T表示打點周期)； (2)打點頻率(周期)與所接交流電的頻率(周期)相同 2.兩個關鍵點 (1)區(qū)分計

15、時點和計數(shù)點：計時點是指打點計時器在紙帶上打下的點．計數(shù)點是指測量和計算時在紙帶上所選取的點．要注意“每五個點取一個計數(shù)點”與“每隔四個點取一個計數(shù)點”的取點方法是一樣的． (2)涉及打點計時器的實驗均是先接通打點計時器的電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶． 3．紙帶的三大應用 (1)判斷物體運動性質． ①若Δx＝0，則可判定物體在實驗誤差允許的范圍內做勻速直線運動． ②若Δx不為零且為定值，則可判定物體在實驗誤差允許范圍內做勻變速直線運動． (2)求解瞬時速度． 做勻變速運動的物體在一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度．如圖所示，求打某一點的瞬時速度，只需在這一點的前后各取相

16、同時間間隔T的兩段位移xn和xn＋1，則打n點時的速度vn＝. (3)用“逐差法”求加速度． 如圖所示 因為a1＝，a2＝，a3＝ 所以a＝＝. 3．在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶，如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，圖中每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，打點計時器接頻率f＝50Hz的交流電源． (1)打下E點時紙帶的速度vE＝________(用給定字母表示)； (2)若測得d6＝65.00cm，d3＝19.00cm，物體的加速度a＝________m/s2； (3)如果當時交變電流的頻率

17、f>50Hz，但當時做實驗的同學并不知道，那么測得的加速度值和真實值相比________(選填“偏大”或“偏小”)． 解析：(1)由于圖中每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為5T，利用勻變速直線運動的推論得vE＝＝. (2)根據(jù)勻變速直線運動的推論Δx＝aT2可得a＝＝＝3.00m/s2. (3)如果在某次實驗中，交流電的頻率f>50Hz，則實際打點周期變小，根據(jù)運動學公式Δx＝aT2得，測量的加速度值和真實的加速度值相比偏?。? 答案：(1)　(2)3.00　(3)偏小 4．(2017·高考江蘇卷)利用如圖甲所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的

18、關系．小車的質量為M＝200.0g，鉤碼的質量為m＝10.0g，打點計時器的電源為50Hz的交流電． (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應調節(jié)木板右側的高度，直至向左輕推小車觀察到________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (2)掛上鉤碼，按實驗要求打出的一條紙帶如圖乙所示．選擇某一點為計數(shù)點“0”，依次每隔4個計時點取一個計數(shù)點．用

19、刻度尺量出相鄰計數(shù)點間的距離Δx，記錄在紙帶上．計算打出各計數(shù)點時小車的速度v，其中打出計數(shù)點“1”時小車的速度v1＝________m/s. (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車的動能，并求出動能的變化量ΔEk.計算結果見下表. W/(10－3J) 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/(10－3J) 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在如圖丙所示的方格紙上作出ΔEk-W圖象． (4)實驗結果表明，ΔEk總是略小

20、于W.某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的，用題中小車和鉤碼質量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實際拉力F＝________N. 解析：(1)小車能夠做勻速運動，表明已平衡摩擦力． (2)每隔4個計時點取一個計數(shù)點，則相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T＝0.1s，v1＝＝0.228m/s. (3)描點畫圖，如圖所示． (4)根據(jù)牛頓第二定律，對整體有mg＝(m＋M)a，對鉤碼有mg－FT＝ma，聯(lián)立可解得小車受到的實際拉力FT＝g＝0.093N. 答案：(1)小車做勻速運動　(2)0.228　(3)如圖(解析圖)所示　(4)0.093 5．某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞過程中動量

21、的變化規(guī)律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動，他設計的具體裝置如圖甲所示，在小車A后連著紙帶，打點計時器的工作頻率為50Hz，長木板下墊著小木片以平衡摩擦力． (1)若已得到如圖乙所示的打點紙帶，測得各計數(shù)點間距離并標在圖上，點1為打下的第一個點，則應選________段來計算小車A的碰前速度，應選________段來計算小車A和小車B碰后的共同速度．(均選填“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”) (2)已測得小車A的質量mA＝0.40kg，小車B的質量mB＝0.20kg，由以上的測

22、量結果可得，碰前兩小車的總動量為________kg·m/s，碰后兩小車的總動量為________ kg·m/s，由此可得出的實驗結論是_____________________________________________________. 解析：(1)因小車做勻速運動，應取紙帶上點跡均勻的一段來計算速度，碰前2～3段點跡均勻，碰后4～5段點跡均勻，故取2～3段計算碰前小車A的速度，4～5段計算碰后小車A、B的共同速度． (2)碰前小車A的速度vA＝＝m/s＝1.05 m/s，其動量pA＝mAvA＝0.420kg·m/s；碰后兩小車的共同速度為vAB＝＝m/s＝0.695 m/s，其總

23、動量pAB＝(mA＋mB)vAB＝0.417kg·m/s，由計算結果可知，在實驗允許的誤差范圍內碰撞前后總動量不變． 答案：(1)2～3　4～5　(2)0.420　0.417　在實驗允許的誤差范圍內碰撞前后總動量不變 考向三　“橡皮條、彈簧類”實驗 1．橡皮條、彈簧的彈力大小與伸長量之間的關系滿足胡克定律，實驗的數(shù)據(jù)處理中一般選用圖象法． 2．胡克定律描述的是在彈性限度內，橡皮條(彈簧)的彈力與形變量成正比，如果超出彈性限度，正比關系不再成立． 3．圖象法處理數(shù)據(jù)的要求 (1)作圖一定要用坐標紙，坐標紙的大小要根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結果的需要來定． (2)要標明坐標軸名、單

24、位，在坐標軸上每隔一定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標明數(shù)值． (3)圖上的連線不一定通過所有的數(shù)據(jù)點，應盡量使數(shù)據(jù)點合理地分布在線的兩側． (4)作圖時常通過選取適當?shù)淖鴺溯S使圖象線性化，即“變曲為直”． (5)有些時候，為了使坐標紙有效使用范圍增大，坐標原點可以不從“0”開始． 6．在“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗中： (1)以下說法正確的是________． A．彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度 B．用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力，應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài) C．用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量 D．用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力

25、與伸長量之比相等 (2)若某同學采用的實驗裝置如圖甲所示，所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力．實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應的彈簧總長度． ①有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在圖乙中，請作出F-L圖線． ②由此圖線可得出該彈簧的原長L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m.(結果均保留兩位有效數(shù)字) (3)若某同學把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把L－L0作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身

26、重力的影響，最后畫出的圖線可能是________． 解析：(1)彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度，否則彈簧會損壞，故A正確．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要保證彈簧位于豎直位置，使鉤碼的重力等于彈簧的彈力，要待鉤碼平衡時再讀數(shù)，故B正確．彈簧的長度不等于彈簧的伸長量，故C錯誤．拉力與伸長量之比是勁度系數(shù)，由彈簧決定，同一彈簧的勁度系數(shù)是不變的，不同的彈簧的勁度系數(shù)一般不同，故D錯誤． (2)①作出F-L圖線，如圖所示． ②彈簧處于原長時，彈力為零，故彈簧的原長L0＝5cm；圖象的函數(shù)表達式為F＝k(L－L0)，故斜率表示勁度系數(shù)，勁度系數(shù)k＝＝N/m＝20 N/m. (3)

27、當豎直懸掛時，由于自身重力的影響彈簧會有一段伸長量L1，但此時所掛重物的重力為0(F＝0)，結合彈簧彈力的特點可得，F(xiàn)＝k(L－L0－L1)＝k(L－L0)－kL1＝kx－kL1，其圖象只可能是C圖． 答案：(1)AB　(2)①圖見解析　②5.0　20　(3)C 7．(2017·高考全國卷Ⅲ)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在桌面上，如圖(a)所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長． (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O.此時

28、拉力F的大小可由測力計讀出．測力計的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為________N. (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點，現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點．此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2N和F2＝5.6N. (ⅰ)用5mm長度的線段表示1N的力，以O點為作用點，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； (ⅱ)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________． 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內

29、，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則． 解析：(1)由測力計的讀數(shù)規(guī)則可知，讀數(shù)為4.0N．(2)(ⅰ)利用平行四邊形定則作圖；(ⅱ)由圖可知F合＝4.0N，從F合的頂點向x軸和y軸分別作垂線，頂點的橫坐標對應長度為1mm，頂點的縱坐標長度為20mm，則可得出F合與拉力F的夾角的正切值為0.05. 答案：(1)4.0 (2)(ⅰ)如圖所示　(ⅱ)4.0　0.05 考向四　“光電門類”實驗 1．光電門的結構 光電門是一個像門樣的裝置，一邊安裝發(fā)光裝置，一邊安裝接收裝置并與計時裝置連接． 2．光電門的原理 當物體通過光電門時光被擋住，計時器開始計時，當物體離開時停止計時，這樣

30、就可以根據(jù)物體大小與運動時間計算物體運動的速度． (1)計算速度：如果擋光片的寬度為d，擋光時間為Δt，則物體經(jīng)過光電門時的瞬時速度v＝. (2)計算加速度：利用兩光電門的距離L及a＝計算加速度． 8.如圖所示，為測量做勻加速直線運動小車的加速度，將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上，測得二者間距為d. (1)當小車勻加速經(jīng)過光電門時，測得兩擋光片A、B先后經(jīng)過光電門的時間為Δt1和Δt2，則小車加速度a＝________________. (2)為減小實驗誤差，可采取的方法是________． A．增大兩擋光片的寬度b B．減小兩擋光片的寬度b C．增大兩擋光片之間的間

31、距d D．減小兩擋光片之間的間距d 解析：(1)本題考查測量勻加速直線運動的加速度實驗及誤差分析．小車經(jīng)過A點時的瞬時速度 vA＝， 小車經(jīng)過B點時的瞬時速度 vB＝， 由公式2ad＝v－v， 解得加速度a＝＝[－]． (2)為了減小實驗誤差，可采取的措施有通過減小兩擋光片的寬度b來更加精確地獲得小車經(jīng)過A和B點時的瞬時速度，或通過增大兩擋光片之間的距離d來增加小車運動的時間來減小時間的測量誤差，故選B、C. 答案：(1)[－] (2)BC 9．某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證牛頓第二定律，實驗裝置如圖甲所示．在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P

32、上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳送給計算機．滑塊在細線的牽引下向左做加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到電壓U隨時間t變化的圖象． (1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的Δt1________Δt2(選填“>”“＝”或“<”)時，說明氣墊導軌已經(jīng)水平． (2)用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結果如圖丙所示，則d＝________mm. (3)滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機得到的圖象如圖乙所示，若Δ

33、t1、Δt2和d已知，要對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)驗證牛頓第二定律，還應測出兩光電門間距離L和________________________(寫出物理量的名稱及符號)． (4)若上述物理量間滿足關系式________________________________________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)滿足牛頓第二定律． 解析：(1)檢驗氣墊導軌水平的方法是輕推滑塊，看滑塊是否做勻速直線運動，故應使Δt1＝Δt2. (2)本題中固定刻度的讀數(shù)為8mm(半毫米刻度線未露出)，可動刻度上與固定刻度水平線所對的讀數(shù)為47.5(要估讀一位)，所以遮光條的寬度d＝8.475mm.

34、 (3)對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得mg＝(m＋M)a，結合題中Δt1、Δt2、d、L及v＝v＋2aL可以測量加速度，故還需要測量滑塊P和遮光條的總質量M. (4)對鉤碼Q，由牛頓第二定律得mg－F＝ma，對滑塊，由牛頓第二定律得F＝Ma，兩式聯(lián)立得mg＝(m＋M)a， 其中加速度為a＝[()2－()2] 即只需要證明mg＝[()2－()2]． 答案：(1)＝　(2)8.475(在8.474～8.476之間均正確)　(3)滑塊P和遮光條的總質量M　(4)mg＝[()2－()2] [限訓練·通高考]　　　　　　　　　　　　　　　　科學設題　拿下高考高分 單獨成冊　對應學生

35、用書第149頁 (45分鐘) 1．用螺旋測微器測圓柱體的直徑時，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為________mm，用20分度的游標卡尺測量某物體的厚度時，示數(shù)如圖乙所示，此示數(shù)為________mm. 解析：螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)6mm，可動刻度讀數(shù)為0.01mm×12.5＝0.125mm，所以最終讀數(shù)為6mm＋0.125mm＝6.125mm；游標卡尺的主尺讀數(shù)為6.3cm＝63mm，游標尺上第12個刻度與主尺上某一刻度對齊，因此游標讀數(shù)為0.05mm×12＝0.60mm，所以最終讀數(shù)為63mm＋0.60mm＝63.60mm. 答案：6.125(±0.002均可)　63.60 2．

36、(2017·高考全國卷Ⅱ)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系．使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器． 實驗步驟如下： ①如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑； ②當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間Δt； ③用Δs表示擋光片沿運動方向的長度[如圖(b)所示]，表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時間內的平均速度大小，求出； ④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復

37、步驟②③； ⑤多次重復步驟④； ⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出　-Δt圖，如圖(c)所示． 完成下列填空： (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小，則與vA、a和Δt的關系式為＝________. (2)由圖(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________ cm/s2.(結果保留3位有效數(shù)字) 解析：(1)由于滑塊做勻變速運動，在擋光片通過光電門的過程中，由運動學公式得Δt＝vAΔt＋a(Δt)2，則＝vA＋aΔt.(2)由＝vA＋aΔt結合題圖(c)可知，圖線與縱軸的交點的縱坐標即為vA，將圖線延長與縱軸相交，得v

38、A＝52.1cm/s，圖線的斜率等于a，即a＝cm/s2，求得a＝16.4 cm/s2. 答案：(1)vA＋Δt　(2)52.1　16.4 3．在“驗證動量守恒定律”的實驗中，氣墊導軌上放置著帶有遮光板的滑塊A、B，遮光板的寬度相同，測得滑塊的質量分別為m1和m2.如圖a所示，實驗中，用細線將兩個滑塊拉近使輕彈簧壓縮，然后燒斷細線，輕彈簧將兩個滑塊彈開，測得滑塊A、B通過光電門的時間分別為t1、t2. (1)圖b所示為甲、乙兩同學用螺旋測微器測遮光板寬度d時所得的不同情景．由該圖可知甲同學測得的示數(shù)為________mm，乙同學測得的示數(shù)為________mm. (2)用測量的物理

39、量表示動量守恒應滿足的關系式為________(用m1、m2、t1、t2、d表示)，被壓縮彈簧開始貯存的彈性勢能Ep＝________. 解析：(1)題圖b中甲測得的螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為3.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01mm×0.5＝0.005mm，所以最終讀數(shù)為3.5mm＋0.005mm＝3.505mm.同理，乙的讀數(shù)為3mm＋0.485mm＝3.485mm. (2)根據(jù)動量守恒定律可知，設向右為正方向，則應滿足的表達式為0＝－m1v1＋m2v2，即m1v1＝m2v2，根據(jù)光電門的性質可知v1＝，v2＝，代入上式可得＝，根據(jù)功能關系可知，壓縮彈簧貯存的彈性勢能等于后來滑塊A、B獲得

40、的動能，則有Ep＝m1v＋m2v＝()2＋()2. 答案：(1)3.505(3.503～3.507均可)　3.485(3.483～3.487均可)　(2)＝　()2＋()2 4．(2016·高考全國卷Ⅱ)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，實驗裝置如圖(a)所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能． (1)實驗中涉及下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直　②松手釋放物塊?、劢油ù螯c計時器電源?、芟蜃笸莆飰K使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量

41、 上述步驟正確的操作順序是________(填入代表步驟的序號)． (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果．打點計時器所用交流電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為______m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大． 解析：(1)實驗中應先向左推物塊使彈簧壓縮，測量彈簧的壓縮量，然后把紙帶向左拉直，先接通打點計時器電源，等打點穩(wěn)定后，再松手釋放物塊，使其向右滑動，因此步驟為④①③②.(2)由于物塊離開彈簧時的速度最大，因此M紙帶對應的實驗

42、中物塊脫離彈簧時的速度為v＝＝1.29m/s.由于彈簧壓縮量越大，彈性勢能越大，因此推開物塊后，彈簧彈性勢能轉化成物塊的動能越多，物塊離開彈簧后獲得的速度越大，打的點間距越大，因此M紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大． 答案：(1)④①③②　(2)1.29　M 5．利用氣墊導軌驗證動能定理，實驗裝置示意圖如圖所示． 實驗主要步驟如下： ①在水平桌面上放置氣墊導軌，將它調至水平； ②用游標卡尺測量遮光條的寬度d； ③由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離L； ④將滑塊移至光電門1左側某處，待托盤靜止不動時，釋放滑塊，從固定在滑塊上的拉力傳感器讀出細線拉力的大小F，從數(shù)字計時

43、器讀出遮光條通過光電門1的時間Δt1，通過光電門2的時間Δt2； ⑤用天平稱出滑塊、遮光條和拉力傳感器的總質量M. 回答下列問題： (1)以滑塊(包含遮光條和拉力傳感器)為研究對象，在實驗誤差允許的范圍內，若滿足關系式__________(用測量的物理量的字母表示)，則可認為驗證了動能定理； (2)關于本實驗，某同學提出如下觀點，其中正確的是________； A．理論上，遮光條的寬度越窄，遮光條通過光電門的平均速度越接近瞬時速度 B．牽引滑塊的細繩應與導軌平行 C．需要考慮托盤和砝碼受到的空氣阻力對實驗結果產(chǎn)生的影響 D．托盤和砝碼的總質量m必須遠小于滑塊、遮光條和拉力傳感器

44、的總質量M (3)不計空氣阻力，已知重力加速度g和實驗測得的物理量，根據(jù)“mg－F＝ma”，可以計算托盤和砝碼的總質量m.若不考慮遮光條寬度的影響，計算出托盤和砝碼的總質量為m1；若考慮遮光條寬度的影響，計算出托盤和砝碼的總質量為m2，則m1________m2(選填“大于”“等于”或“小于”)． 解析：(1)滑塊經(jīng)過兩光電門的速度分別為v1＝、v2＝，對滑塊運用動能定理有FL＝M()2－M()2. (2)理論上，遮光條的寬度越窄，通過光電門的時間越短，遮光條通過光電門的平均速度越接近瞬時速度，故A正確；牽引滑塊的細繩應與導軌平行，若不平行，則細繩對滑塊拉力方向就在不停變化，其做功變?yōu)樽?/p>

45、力做功，導致計算結果不準確，故B正確；本實驗的研究對象是滑塊，故不需要考慮托盤和砝碼受到的空氣阻力做功，故C錯誤；該實驗細繩拉力直接可以用傳感器測量，故托盤和砝碼的總質量m不用必須遠小于滑塊、遮光條和拉力傳感器的總質量M，故D錯誤． (3)不考慮遮光條寬度的影響，設滑塊的加速度為a1，則()2－()2＝2a1L 考慮遮光條寬度的影響，設滑塊的加速度為a2，則 ＝v1＋a2，＝v2＋a2，2a2L＝v－v 聯(lián)立以上幾式得 2a2L＝()2－()2－a[(Δt1)2－(Δt2)2] 故2a1L>2a2L，a1>a2，由m＝，得m1>m2. 答案：(1)FL＝M()2－M()2　(2)

46、AB　(3)大于 6.某實驗小組的同學制作了一個彈簧彈射裝置，輕彈簧兩端各放一個金屬小球(小球與彈簧不連接)，壓縮彈簧并鎖定，然后將鎖定的彈簧和兩個小球組成的系統(tǒng)放在內壁光滑的金屬管中(管徑略大于兩球直徑)，金屬管水平固定在離地面一定高度處，如圖所示．解除彈簧鎖定，則這兩個金屬小球可以同時沿同一直線向相反方向彈射．現(xiàn)要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能，并探究彈射過程所遵循的規(guī)律，實驗小組配有足夠的基本測量工具，并按下述步驟進行實驗： ①用天平測出兩球質量分別為m1、m2；②用刻度尺測出兩管口離地面的高度均為h；③解除彈簧鎖定彈出兩球，記錄下兩球在水平地面上的落點M、N. 根據(jù)該小組同

47、學的實驗，回答下列問題： (1)要測定彈射裝置在彈射時所具有的彈性勢能，還需要測量的物理量有________． A．彈簧的壓縮量Δx B．兩球落地點M、N到對應管口P、Q的水平距離x1、x2 C．小球直徑 D．兩球從彈出到落地的時間t1、t2 (2)根據(jù)測量結果，可得彈性勢能的表達式為_______________________________ ________________________________________________________________________. (3)用測得的物理量來表示，如果滿足關系式________________，則說明彈射

48、過程中系統(tǒng)動量守恒． 解析：(1)彈簧彈出兩球過程中，系統(tǒng)機械能守恒，要測定壓縮彈簧的彈性勢能，可轉換為測定兩球被彈出時的動能，實驗中顯然可以利用平拋運動測定平拋初速度以計算初動能，因此在測出平拋運動下落高度的情況下，只需測定兩球落地點M、N到對應管口P、Q的水平距離x1、x2，所以選B.(2)平拋運動的時間t＝，初速度v0＝，因此初動能Ek＝mv＝，由機械能守恒定律可知，壓縮彈簧的彈性勢能等于兩球平拋運動的初動能之和，即Ep＝＋.(3)若彈射過程中系統(tǒng)動量守恒，則m1v01＝m2v02，代入初速度得m1x1＝m2x2. 答案：(1)B　(2)Ep＝＋ (3)m1x1＝m2x2 7．某

49、同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則． 實驗步驟：①將彈簧測力計固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向． ②如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧測力計的掛鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧測力計示數(shù)為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置標記為O1、O2，記錄彈簧測力計的示數(shù)F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)．每次將彈簧測力計示數(shù)改變0.50N，測出所對應的l，部分數(shù)據(jù)如下表所示： F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/cm l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中F

50、＝2.50N時橡皮筋兩端的位置，重新標記為O、O′，橡皮筋的拉力記為FOO′. ④在掛鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在掛鉤上，如圖乙所示．用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使掛鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.完成下列作圖和填空： (1)利用表中數(shù)據(jù)在圖丙中畫出F-l圖線，根據(jù)圖線求得l0＝________cm. (2)測得OA＝6.00cm，OB＝7.60cm，則FOA的大小為________N. (3)根據(jù)給出的標度，在圖丁中作出FOA和FOB的合力F′的圖示． (4)通過比較F′與________的大小和方向，即可得出實驗結論． 解析：(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，作出F-l圖線，圖線的橫截距即表示橡皮筋原長，因此l0＝10.0cm. (2)橡皮筋總長l＝OA＋OB＝13.60cm，根據(jù)F-l圖線，可讀出橡皮筋長度l＝13.60cm時橡皮筋的拉力為1.80N. (3)根據(jù)平行四邊形定則作圖，對角線表示合力F′. (4)若F′與FOO′在誤差范圍內大小相等、方向相同，就表明力的平行四邊形定則是正確的． 答案：(1)如圖所示　10.0(9.8、9.9、10.1均正確) (2)1.80(1.70～1.90均正確) (3)如圖所示 (4)FOO′ 23