第1講力學實驗

專題復習目標學科核心素養局考命題方向

科學探究：基于觀察和高考主要考查：對力的研究；

1.復習力學實驗的基本原實驗提出物理問題、形驗證機械能守恒和動量守恒

理和方法，并借助基本實成猜想和假設、設計實定律；電表改裝、多用電表

驗分析拓展創新實驗。驗與制定方案。原理；“電阻測量類”實驗；

2.復習電學實驗的基本科學推理：通過實驗獲測量電源的電動勢和內阻；

原理和方法，并借助基本取和處理信息、基于證利用傳感器設計并制作簡單

實驗分析拓展創新實驗。據得出結論并做出解的自動控制裝置；電學拓展

釋。創新實驗等。

實驗一研究勻變速直線運動

例11（2020?葫蘆島市上學期質監）在研究勻變速直線運動的實驗中，某同學

通過實驗得到一條如圖所示的紙帶，并在紙帶上取了A、B、C、D、E、F、G等

7個計數點，每相鄰兩個計數點間還有4個實際點沒畫出，打點計時器打點周期

為兀則:

ABCDEFG

_J

-------------dt-------?：

-----------4-7--------

⑴計算F點速度大小的公式為0F=（用給定的字母表示）。

（2）若測得4=61.50cm,dy=24.00cm則紙帶運動的加速度為a=

m/s2（交流電頻率為50Hz,保留3位有效數字）；如果當時電網中

交流電的頻率六50Hz,而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測得值比實際

值________（選填“偏大”或“偏小”）。

［解析］（1）每相鄰兩個計數點間還有4個實際點沒畫出，則計數點的時間間

隔為t=5T

根據勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，有：

_—XEGde~d4d(,—dA

VF=VEG=^-=2,(57)=-^:

(2)由勾變速直線運動的推論：\x=ar,t=5T

結合紙帶上共六段位移，采用逐差法可得平均加速度:

(d(,-d)-d

-=XDG-XAD=33=(61.50—24.00—24.00)X10-2

a=9(5斤——9(57)2—=9X0.12m/s=1.50

m/s2;

紙帶上所測位移沒有系統誤差，若實際頻率350Hz,則周期偏小，則導致

加速度的測量值偏大。

dt

［答案］(1)10T⑵1.50偏大

【拓展訓練1】研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示，其中斜

面傾角。可調.打點計時器的工作頻率為50Hz.紙帶上計數點的間距如圖乙所示,

其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出.

⑴部分實驗步驟如下：

A.測量完畢，關閉電源，取出紙帶.

B.接通電源，待打點計時器工作穩定后放開小車.

C.將小車停靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連.

D.把打點計時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔.

上述實驗步驟的正確順序是：(用字母填寫).

(2)圖乙中標出的相鄰兩計數點的時間間隔T=s.

(3)計數點5對應的瞬時速度大小的計算式為內=.

(4)為了充分利用記錄數據，減小誤差，小車加速度大小的計算式應為

解析：(1)按常規實驗步驟，先安裝再操作后整理，再根據打點計時器的使

用方法可知正確步驟為D、C、B、A.

⑵T打=表s=0.02s,因為相鄰兩計數點間有4個記錄點未畫出，故計數點

的時間間隔T=5T打=0.1s.

/々、山———工產—必+-丫5

(3)由肛一v一/寸，—2T,

2

(4)為了充分利用數據，應采用逐差法:

X4―/I4北~^2：玉一/3

3T23矛（如+小+沏）—（汨+尤2+.3）

39T

小心八九4十工5（%4+%5+%6）—（內+》2+尤3）

答案：(l)DCBA(2)0.1(3廠行2(4>

頹熱考實驗

實驗二探究彈力和彈簧伸長之間的關系

例2(2020?百師聯盟山東模擬)一同學利用壓力傳感器探究彈力與彈簧伸長

量關系的裝置示意圖如圖所示，水平放置的壓力傳感器上疊放著連接輕彈簧的重

物，左側固定有豎直直尺。靜止時彈簧上端的指針指示如圖所示，表格中記錄此

時壓力傳感器的示數為6.00N；緩慢豎直向上拉動彈簧，分別記錄指針示數和對

應的傳感器示數如表中所示。

r直尺

重物

壓力傳感器

傳感器示數MN)6.004.003.001.000

指針示數A-(cm)14.6015.8118.1919.40

(1)補充完整表格中直尺的讀數

⑵在以傳感器示數N為縱軸、指針示數x為橫軸的坐標系中，描點畫出N

-%圖象，并根據圖象求得彈簧的勁度系數為N/mo(結果保留3位有效數

字)

［解析］(1)直尺的最小刻度為1mm,根據直尺的讀數規則可知，估讀到最

小刻度的下一位，故讀數為12.20cm;

(2)根據表格數據做出圖象，如圖所示，

由題意可知N+F=mg

則N=mg-k^x

即N=mg—k(x—%o)

得圖象的斜率絕對值為彈簧的勁度系數，由圖象可知仁*

tAAU.IXU.l/Z

N/m'83.3N/m0

［答案］(1)12.20(2)見解析圖83.3(82.0?83.8都算正確)

【拓展訓練2】(2020?廣州市下學期一模)某同學用圖(a)所示裝置“探究

彈力與彈簧伸長量的關系:彈簧的上端固定在鐵架臺支架上，彈簧的下端固定

一水平紙片(彈簧和紙片重力均忽略不計)，激光測距儀可測量地面至水平紙片的

豎直距離

120.0

118.0

116.0

114.0

112.0

110.0,

圖(b)

(1)該同學在彈簧下端逐一增掛鉤碼，每增掛一個鉤碼，待彈簧時,

記錄所掛鉤碼的重力和對應的〃；

(2)根據實驗記錄數據作出h隨彈簧彈力F變化的圖線如圖(b)所示，可得未

掛鉤碼時水平紙片到地面的豎直距離%=cm,彈簧的勁度系數k=

N/mo(結果都保留到小數點后1位)

解析：(1)該同學在彈簧下端逐一增掛鉤碼，每增掛一個鉤碼，待彈簧靜止

時，此時彈力與重力大小相等，記錄所掛鉤碼的重力和對應的〃。

(2)由圖可知，當b=0時，%=120.0cm,即未掛鉤碼時水平紙片到地面的

豎直距離為120.0cm,由胡克定律可得△尸=私人即圖象斜率絕對值的倒數表示

340

彈簧勁度系數則有k=,i”八2N/m=34.0N/m。

(1ZU.U11U.U)1U

答案：⑴靜止⑵120.034.0

熱考實驗

實驗三驗證力的平行四邊形定則

例3(2020?廣東佛山一模)在“探究求合力的方法”的實驗中：

(1)已有實驗器材：木板、白紙、圖釘、細繩套、橡皮筋、鉛筆，如圖所示

的器材中還需要選取;

,二金4'

ABCD

(2)某實驗室老師提供的橡皮筋和細繩套如圖所示，在實驗過程中需要記錄

的“結點”應該選擇(選填“O點”或“。點”)；

(3)關于此實驗的操作，說法正確的是。

A.b、c兩細繩套應適當長一些

B.實驗過程中，彈簧測力計外殼可以與木板有接觸

C.重復實驗再次探究時，“結點”的位置可以與前一次不同

D.只有一把彈簧測力計也可以完成此實驗

［解析］(1)在“探究求合力的方法”的實驗中需要刻度尺測量長度，彈簧測

力計測量橡皮筋拉力，故選A、C;

(2)實驗通過。點的位置體現合力的作用點；

(3)氏c兩細繩套應適當長一些可以減小實驗的誤差，故A正確；測量力的

實驗要求盡量準確，故彈簧測力計外殼不能與木板有接觸，故B錯誤；合力與

分力的關系為等效替代的關系，效果是相同的，所以在同一次實驗時，需要讓兩

者相同，則必定結點的位置要相同，而在重復實驗再次進行驗證時，結點的位置

可以與前一次不同，故C正確：如果只有一個彈簧測力計，可以先將結點拉到

某個位置，記下兩個拉力的方向，讀出一個數，然后拆開儀器重做，再將結點拉

到相同位置得到另一個方向的讀數，然后拆開儀器重做，再單獨用1個力將結點

拉到相同位置得到一個讀數，故D正確。

［答案］(1)AC⑵O點(3)ACD

6熱考實驗

實驗四驗證牛頓第二定律

例4(2020?江南十校聯考)某實驗小組做“探究加速度與力、質量的關系”

的實驗，實驗裝置如圖甲所示，在下面實驗中均滿足木塊質量遠大于砂和砂桶的

總質量，可認為細繩對木塊的拉力大小等于砂和砂桶的重力，以下三位同學均進

行了平衡摩擦力操作。

帶滑輪的長木板

紙帶接電源\滑色細繩

——A->r

打點#Ht器▽\爆

帶凹槽的木塊”

甲

^01234-S

1.622.222.803.41

乙

丙丁

(1)小組中A同學在實驗中獲取的一段紙帶如圖乙所示，圖中標出了各計數

點間的距離，每相鄰兩個計數點間還有4個點(圖中未標出)，已知打點計時器所

接交流電源的頻率為50Hz,由紙帶可求出木塊的加速度的大小a=

m/s2o(計算結果保留2位有效數字)

(2)小組中B同學根據自己得到的實驗數據作出了加速度。與合力廠的關系

圖線如圖丙所示，該圖線不通過坐標原點，原因可能是o

(3)小組中。同學做實驗時，保持砂和砂桶的總質量不變，木塊自身的質量

M保持不變，改變木塊中祛碼的質量加，并測出所對應的加速度。，以機為橫坐

標，以《為縱坐標，在坐標紙上作出如圖丁所示的關系圖線，實驗結果驗證了牛

頓第二定律。如果圖中縱軸上的截距為江則砂和砂桶受到的重力為0

［解析］(1)根據勻變速直線運動的推論公式可以求出力口速度的大

川+4—x^~x\(3.41+2.80—2.22—1.62)義IO、

L2222

小，即―-=-----------4X0戶----------------m/s^0.59m/so

(2)由題圖丙可知，a-F圖象在a軸上有截距，說明沒有外力時，木塊已經

產生了加速度，這是由平衡摩擦力過度造成的。

(3)根據題意，由牛頓第二定律得機og=(M+m)a,整理得則

1MM

-—m圖象的截距〃=癡9砂和砂桶受到的重力機og=不。

［答案］(1)0.59(2)平衡摩擦力過度(或木板左端墊得過高)(3)j

【拓展訓練3］某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置進行“探究加速度

與物體受力的關系”的實驗。紙帶連接在小車左端，并穿過電火花打點計時器，

細繩連接在小車的右端，并通過動滑輪與彈簧測力計相連，不計細繩與滑輪的摩

擦，鉤碼懸掛在動滑輪上。

紙帶I十血

打點計￥曹\甘電彈簧測力計

于F鉤碼

甲

)L-*2+,如?卜切)

—0123A「

乙

(1)關于該實驗，下列說法正確的是；

A.實驗前應對小車進行平衡摩擦力

B.需要滿足小車的質量遠大于鉤碼的質量

C.實驗時應先接通打點計時器再釋放小車

D.彈簧測力計的讀數始終等于鉤碼重力的一半

（2）某次實驗得到的紙帶如圖乙所示，用刻度尺測量出相鄰計數點間的距離

分別為XI、尬、冷、“4,且相鄰計數點間還有四個計時點未畫出，已知電源的頻

率為人可得小車的加速度表達式為（用修、皿、》3、X4、/來

表示）；

（3）實驗完畢后，某同學發現實驗時的電壓小于220V,那么加速度的測量值

與實際值相比（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

解析：（1）實驗前應對小車進行平衡摩擦力，使繩的拉力為小車受到的合外

力，故A正確：繩中拉力根據彈簧測力計讀出，不需滿足小車的質量遠大于鉤

碼的質量，故B錯誤；實驗時應先接通打點計時器再釋放小車，故C正確；彈

簧測力計的讀數為繩中的拉力，而鉤碼向下做加速運動，故繩中拉力小于鉤碼重

力的一半，故D錯誤。

（2）根據逐差法可知，小車的加速度為：

汽+工4—%2-Xl（X4+X3-X2-汨）0

a=-4X（57）2-=ioO

（3）根據（2）中所得到的加速度的表達式可知，加速度與電源電壓無關，所以

加速度的測量值與實際值相比是不變的.

答“4案4：⑴AC⑵（」X4+~無肅3-X2~—⑶尤|）々不變v

熱考實驗

實驗五探究動能定理

例5（2020?華師一附三模）現利用如圖甲所示的裝置做“探究動能定理”的

實驗，實驗操作如下（當地重力加速度為g）：

①先測出小車的質量M并按圖示安裝好實驗裝置，再測量兩光電門之間的

距離L,掛上砂桶，可適當倒入少量砂子；

②調節長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個

光電門的時間相等;

③取下細繩和砂桶保持長木板的傾角不變，將小車置于靠近滑輪的位置，由

靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門1和2時顯示的時間小攵，并測量此

時砂子和砂桶的總質量m；

④重新掛上細繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質量，重復步驟②③。

(1)如圖乙所示，用50分度游標卡尺測得小車上遮光片的寬度d=—mm。

(2)本實驗中若表達式成立，則驗證了動能

定理。

［解析］(1)50分度游標卡尺游標尺每一小格0.98mm,游標尺上第10格與

主尺的15mm刻度對齊，所以游標尺上的零刻度與主尺15mm刻度的距離為0.98

mmX10=9.80mm,則遮光片的寬度應為15mm—9.80mm=5.20mmo

(2)掛上砂桶后小車勻速運動，小車受力平衡，設木板與水平面的夾角為仇

則有T=Mgsin。一八T=mg,所以將砂桶取下后，小車所受的合力為mg,由動

能定理可得：皿巧⑶一蟹J。

［答案］(1)5.20⑵機碌f一如()

頹熱考實驗

實驗六驗證機械能守恒定律

例61(2020?山西太原模擬)某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能

守恒定律。將一鋼球用細線系住懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點。在鋼球底

部豎直地粘住一片寬度為△的遮光條。在A的正下方固定一光電門。將鋼球拉

至不同位置由靜止釋放，遮光條經過光電門的擋光時間/可由計時器測出，取。

=鄉乍為鋼球經過A點時的瞬時速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數

t,計算并比較鋼球在釋放點和A點之間重力勢能的變化大小與動能的變化

大小AEk，就能驗證機械能是否守恒。

(1)用△￡><=5/計算鋼球動能變化量的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，

示數如圖乙所示，其讀數為cm。某次測量中，計時器的示數為0.0100

s,則鋼球經過A時的速度v=m/s(保留3位有效數字)。

(2)下表為該實驗小組的實驗結果：

2

A￡p(X10^J)4.8929.78614.6919.5929.38

AfikCXIO-2J)5.0410.115.120.029.8

從表中發現嶼與公七之間存在差異，可能造成該差異的原因是o

A.用△￡「=〃織/?計算鋼球重力勢能的變化大小時，鋼球下落高度〃為測量

釋放時鋼球球心到球在A點時底端之間的豎直距離

B.鋼球下落過程中存在空氣阻力

C.實驗中所求速度是遮光條的速度，比鋼球速度略大

［解析］(1)刻度尺的最小分度值為1mm,需估讀一位，所以讀數為1.50cm;

鋼球經過A的速度為?=￡=m/s=1.50m/So

(2)表中的△&,與△氏之間存在差異，且有AEkAAEp：鋼球下落高度h為測

量釋放時鋼球球心到球在A點時底端之間的豎直距離，測量的高度"偏大則公百

偏大，故A錯誤；若鋼球下落過程中存在空氣阻力，則有重力勢能減少量大于

鋼球的動能增加量，即AEpAAEk，故B錯誤；實驗中所求速度是遮光條的速度,

比鋼球速度略大，導致AEk>AEp，故C正確。

［答案］(1)1.501.50(2)C

【拓展訓練4］(2020?廣東佛山調研)某同學用如圖所示的實驗裝置驗證機

械能守恒定律，將氣墊導軌固定在水平桌面上，調節旋鈕P使其水平，在氣墊

導軌的左端固定一光滑的定滑輪，在B處固定一光電門，測出滑塊及遮光條的

總質量為M、將質量為〃，的鉤碼通過細線與滑塊連接，打開氣源，滑塊從A處

由靜止釋放，寬度為d的遮光條經過光電門遮光時間為3取遮光時間，內的平

均速度作為滑塊經過8處的速度，A、8之間的距離為x,鉤碼離地面足夠高，

重力加速度為g。

定滑鼠墊個一米滑塊、警

'、/

刻度

尺

節

調

調

節

?氣源

鈕

旋

旋

鈕

鉤Q

碼

(1)關于實驗操作和注意事項，下列說法正確的是O

A.必須滿足m遠小于M

B.調整定滑輪高度，使細線水平

C.用手向上托穩鉤碼，由靜止開始釋放鉤碼

D.不開氣源，平衡滑塊與導軌之間的摩擦力后，也能驗證系統機械能守恒

(2)滑塊由A運動到B的過程中，系統重力勢能的減小量△與為,

系統動能的增加量△4為-(以上結果均用題中所給字母表示)

(3)改變x重復實驗得到多組數據，用圖象法處理數據，為了形象直觀，應

該畫O

A.t-x圖象

B.*一》圖象

C.x圖象

解析：(1)實驗中栗驗證鉤碼和滑塊系統機械能守恒，則沒必要滿足機遠小

于M,A錯誤；調整定滑輪高度，使細線水平，B正確；用手先固定住滑塊，由

靜止開始釋放滑塊，C錯誤；不開氣源，則滑塊與導軌之間有較大的摩擦力，用

此裝置不能驗證系統機械能守恒，D錯誤。

(2)滑塊由A運動到B的過程中，系統重力勢能的減小量AEp=〃zg九

滑塊經過光電門時的速度為v=~

則系統動能的增加量

(3)要驗證的關系式為

則改變x重復實驗得到多組數據，用圖象法處理數據，為了形象直觀，應該

畫點一x圖象。

答案：(1)B(2)mgxJ(M+加)%(3)C

?熱考實驗

實驗七驗證動量守恒定律

例⑦(2020?河北唐山模擬)用如圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律。

(1)為了減小實驗誤差，下列做法正確的是；

A.兩球的質量和半徑都一樣大

B.多次將A球從不同的高度釋放

C.保證斜槽末端的切線水平

D.減小斜槽對小球A的摩擦

(2)圖乙是3球的落點痕跡，刻度尺的“0”刻線與。點重合，可以測出碰撞后

8球的水平射程為cm；

(3)本次實驗必須進行測量的是o

A.水平槽上未放8球時，A球的落點位置到。點的水平距離

B.A球與8球碰撞后，A球和8球的落點位置到。點的水平距離

C.A球與8球下落的時間

D.A球和8球的質量(或兩球質量之比)

［解析］(1)為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，

故A錯誤；為使球到達軌道末端時的速度相等，應多次將A球從同一高度釋放,

故B錯誤；為使小球離開軌道后做平拋運動，保證斜槽末端的切線水平，故C

正確；斜槽對小球的摩擦對實驗沒有影響，不需栗減小斜槽對小球A的摩擦，

故D錯誤。

(2)碰撞后8球的水平射程落點如圖乙所示，取所有落點中靠近中間的點讀

數，即可取一個最小的圓的圓心，約為64.45cm;

(3)根據實驗原理可得〃2a0="?第|+"2m2

又因下落時間相同，即可求得mAOP=mAOM+mBON

可知需要測量的物理量是水平槽上未放B球時，A球的落地點到O點的距

離OP,A球與8球碰撞后，A、B兩球落點到O點的距離OM和ON,需要測量

A球和B球的質量，不需要測量水平槽面離地面的高度或小球在空中飛行時間，

故選A、B、Do

［答案］(1)C⑵64.45(3)ABD

【拓展訓練5］(2020?湖南三湘大聯考)氣墊導軌是常用的一種實驗儀器。

它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在

導軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和。的氣墊導軌以及

滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)。

CD

~----

\J\J

采用的實驗步驟如下：

①用天平分別測出滑塊A、8的質量〃以、加B。

②調整氣墊導軌，使導軌處于水平。

③在A和8間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣

墊導軌上。

④用刻度尺測出A的左端至。板的距離Li。

⑤按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工

作。當A、8滑塊分別碰撞C、。擋板時停止計時，記下A、3分別到達C、D

的運動時間〃和攵。

(1)實驗中還應測量的物理量是O

(2)利用上述測量的實驗數據，驗證動量守恒定律的表達式是，

上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產生誤差的原因是

(3)利用上述實驗數據能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？若能，請寫

出表達式：0

解析：(1)驗證動量守恒，需要知道滑塊的運動速度，在已經知道運動時間

的前提下，需要測量滑塊的位移，即需要測量的量是B的右端至D板的距離L2O

(2)由于運動前兩滑塊是靜止的，故總動量為零，運動后兩滑塊是向相反方

向運動的，設向左運動為正，則有機42一機8。8=0，即〃〃加盧=0.造成誤差

1\12

的原因：一是測量本身就存在誤差，如測量質量、時間、距離等存在誤差：二是

空氣阻力或者導軌不是水平的。

(3)根據能量守恒定律知，兩滑塊獲得的動能之和就是彈簧的彈性勢能，故

有

答案：(1)8的右端至。板的距離心

i2

(2)m/i7—m/?7=0原因見解析⑶見解析

<1<2

C專題強化■知能11升

(建議用時：40分鐘)

1.(2020-十堰市上學期期末)某同學利用圖甲所示的實驗裝置探究物塊速度

隨時間的變化。把物塊放在桌面上，細繩的一端與物塊相連，另一端跨過定滑輪

掛上鉤碼。打點計時器固定在桌面左端，紙帶穿過打點計時器連接在物塊上。啟

動打點計時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出

的紙帶如圖乙所示(圖中相鄰兩計數點間有3個計時點未畫出)。在打點計時器打

出8點時，物塊的速度大小為0.70m/so

甲

)AQcQF、

單位:cm**4.61**-6.59——8.61―***—10.61―

乙

根據實驗數據分析，該同學認為物塊的運動為勻加速運動。回答下列問題:

(1)所用交流電源頻率為Hzo(結果保留2位有效數字)

2

(2)物塊的加速度大小為m/so(結果保留2位有效數字)

4

解析：(1)設打點頻率為/,則相鄰兩個計數點間的時間為7=7

壬品&c(4.61+6.59)義10-2m

B點的速度：I>B=A=0.70m/s

2X；

解得了=50Hzo

(2)根據Ar=a必可得

XCE—XAC_(0.1061+0.0861—0.0659—0.0461)2

a=4下=4X0.0821nzs

2

-3.1m/so

答案：（1）50（2）3.1

2.（2020?密云區下學期第一次測試）某實驗小組的同學用鐵架臺、彈簧和多

個質量均為〃?=50g的鉤碼，探究在彈性限度內彈簧彈力與彈簧伸長量的關系，

實驗裝置圖如圖甲所示。

（1）該組同學在做該實驗時，依次在彈簧下端掛上鉤碼，并在表格內分別記

下鉤碼靜止時彈簧下端指針所對應的刻度，記錄數據如下：

鉤碼個數12345

彈力F/N0.51.01.52.02.5

指針對應刻度L/cm12.5115.3916.1117.30

當掛2個鉤碼時，指針對應刻度如圖甲所示，將指針示數填入表格；如圖乙

所示在以彈簧彈力為縱軸、指針對應刻度L為橫軸的坐標系中，描點畫出第2

組對應的數據點，并連線得到F-L圖象。請根據圖象分析并得出以下結論：

①彈簧原長為cmo

②彈簧的勁度系數k=N/cm（結果保留兩位有效數字）。

（2）彈簧與繩有一點相似之處，都可以認為是一個傳遞力的媒介。某位同學

根據這個觀點推廣認為：將兩個同樣的彈簧串接在一起后，彈簧的勁度系數左與

原來一樣。你認為他的想法正確嗎o并解釋一下你的理

由

解析：（1）刻度尺的讀數為13.70cmo

描點并作圖:

①彈力為。時，彈簧原長為11.40cm。

②根據胡克定律F=kx可知，圖象斜率的物理意義為彈簧的勁度系數k=

2.80

N/cm'0.42N/cnio

18.00-11.4

(2)不正確。兩個勁度系數相同的彈簧串聯后，施加外力后，與單獨一個彈

簧相比彈簧的等效伸長量變為原來的2倍，所以勁度系數發生改變。

答案：(1)13.70見解析圖11.40(11.20?11.50)

0.42(0.40~0.45)

(2)不正確兩個勁度系數相同的彈簧串聯后，施加外力后，與單獨一個彈

簧相比彈簧的等效伸長量變為原來的2倍，所以勁度系數發生改變

3.(2020?河南省實驗中學礪鋒培卓)在“探究求合力的方法”實驗中，歐陽

同學用兩把彈簧測力計將橡皮筋的端點拉到點。后，作出了這兩個拉力西、F2

的圖示，如圖甲所示。改用一把彈簧測力計將橡皮筋的端點拉到同一點。，此時

彈簧測力計的示數尸如圖乙所示。

(1)圖乙中，彈簧測力計的示數/大小為No

(2)在圖甲中作出彈簧測力計拉力產的圖示。

(3)用虛線把力廠的箭頭端分別與丹、F2的箭頭端連接，觀察圖形，可以發

現的規律是。

解析：(1)由圖可知，彈簧測力計的最小分度為0.1N：則彈簧測力計的示

數尸大小為2.05N;

(2)運用圖示法作出彈簧測力計拉力尸的圖示，如圖所示；

(3)用虛線把力尸的箭頭端分別與吊、F2的箭頭端連接，觀察圖形，可以發

現的規律是：在實驗誤差允許范圍內以分力分、F2為鄰邊作平行四邊形其對角

線等于合力幾

答案：(1)2.05(2)見解析圖

(3)在實驗誤差允許范圍內以分力R、F2為鄰邊作平行四邊形其對角線等于

合力F

4.(2020?廣州模擬)某同學設計的“探究加速度與物體所受合力廠及質量加

的關系”實驗裝置簡圖如圖所示。

(1)本實驗采用的實驗方法是O

A.控制變量法B.假設法

C.理想實驗法D.等效替代法

(2)在保持小車受力相同時，探究加速度與質量關系的實驗中，以下做法正

確的是O

A.平衡摩擦力時，應將裝有祛碼的小桶用細繩通過定滑輪系在小車上

B.每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力

C.實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源

D.為得出加速度。與質量〃z的關系而作出a—《圖象

(3)實驗中獲取的一條紙帶的一部分如圖甲所示，其中。、A、8、C、。是計

數點，每相鄰兩計數點間還有4個點(圖中未標出)，計數點間的距離如圖，打-“8”

計數點時小車的速度大小為m/so由紙帶求出小車的加速度的大小為

m/s2o(計算結果均保留2位有效數字)

(4)某同學在探究加速度與力的關系時，根據測量數據作出的。一/圖線如圖

乙所示。其中圖線不過原點的原因是，圖線在末端彎曲的原因是

解析：(1)本實驗采用的實驗方法是控制變量法。

(2)平衡摩擦力時，不應掛小桶，讓小車拖著紙帶在木板上做勻速運動，A

錯誤；每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力，B正確；實驗時要先接

通電源后放小車，C錯誤；因為。一,為正比關系，故為得出加速度a與質量相

m

的關系而作出a-L圖象，D正確。

m

(3)計數點間的時間間隔T=0.02sX5=0.1s,打8計數點時小車的速度大小

2

為^0.54m/s;根據逐差法得a=竽,小車的加速度4=迎右聲^右1.5m/s0

(4)由圖線可知，當力/到達一定的值時才有加速度，故圖線不過原點的原

因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；圖線在末端彎曲的原因是未滿足小車的

質量遠遠大于小桶和石去碼的總質量。

答案：(1)A(2)BD(3)0.541.5

(4)未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力未滿足小車的質量遠遠大于小桶和

祛碼的總質量

5.(2020?南陽市上學期期末)如圖甲所示，為了測量滑塊與木板間的動摩擦

因數，某同學將帶有滑輪的長木板放置在水平桌面上，在靠近滑輪的B處固定

一個光電門，用質量為m的重物通過細線(與長木板平行)與質量為M的滑塊(帶

遮光條)連接，細線的長度小于重物離地面的高度。將滑塊從A點由靜止釋放，

測出A、B之間的距離s和遮光條經過光電門時的遮光時間to保持滑塊和懸掛

的重物的質量不變，改變釋放點A與B間的距離s,多次測量最終完成實驗。建

立點一s坐標系，描出圖線如圖乙所示，求得圖線的斜率為鼠則滑塊與木板間的

動摩擦因數〃=(用斜率上、重力加速度g、遮光條的寬度小滑

塊質量M和重物質量m表示)。

解析：據擋光時間可知，滑塊經過光電門的瞬時速度為半滑塊從A運動到

8的過程中，根據系統動能定理得：（mg—〃A?s=g（M+

12{mg—/.tMg)

變式為:

則k=(M+〃M

_m_/(M+m)

解得:〃=而一—2Mg-

〃

答案瑞(M+m)

2Mg

6.（2020?山西運城一輪檢測）如圖所示，利用氣墊導軌進行“驗證機械能守

恒定律”實驗的裝置。主要實驗步驟如下：

光電門

,4/滑塊

IP▽

祛再和托盤

A.將氣墊導軌放在水平桌面上，并調至水平

B.測出遮光條的寬度d

C.將帶有遮光條的滑塊移至圖示的位置，測出遮光條到光電門的距離/

D.釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時間f

E.用天平稱出托盤和祛碼的總質量〃?

F.?????????

已知重力加速度為g。請回答下列問題：

（1）為驗證機械能守恒定律，還需要測量的物理量是（寫出要

測的物理量名稱及對應該量的符號）；

（2）滑塊從靜止釋放，運動到光電門的過程中，所要驗證的機械能守恒的表

達式為（用上述物理量符號表示）。

解析：（1）根據瞬時速度的定義式可知，遮光條通過光電門的速率為

令滑塊和遮光條的總質量為M,托盤和硅碼下落過程中，系統增加的動能為

1.2（m+M）/

AEk=2（A/+m）v^=--斤---

根據題意可知，系統減少的重力勢能即為托盤和硅碼減小的重力勢能，即為

△Ep=〃2g/

為了驗證機械能守恒，需滿足的關系是mgl=2P

實驗中還要測量的物理量為滑塊和遮光條的總質量M。

（2）滑塊從靜止釋放，運動到光電門的過程中，所要驗證的機械能守恒的表

達式為〃儂=吟就

答案：（1）滑塊和遮光條的總質量M

7.（2020?綿陽市第三次診斷）用如圖甲所示的裝置驗證滑塊（含遮光片）和重

物組成的系統機械能守恒。光電門固定在氣墊導軌上B點，實驗步驟如下：

,遮光片光電門

20

A\i<10

氣墊導軌

①用天平測滑塊（含遮光片）質量M和重物質量m,用螺旋測微器測遮光片寬

度d。測得3.0kg,加=1.0kg。

②正確安裝裝置，并調整氣墊導軌使其水平，調整滑輪，使細線與導軌平行。

③在氣墊導軌上確定點A,讓滑塊由靜止從A點釋放，記錄滑塊通過光電門

遮光片的擋光時間加；并用刻度尺測A、B兩點間距離s。

④改變A點位置，重復第③步，得到如下表數據:

實驗序號123456

s/cm20.030.040.050.060.070.0

4/(XKT?s)2.191.781.551.381.261.17

回答下列問題：

（1）測遮光片的寬度△時的情況如圖乙所示，則