專(zhuān)題2紙帶類(lèi)實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)

【本專(zhuān)題涉及到的常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)】

1、實(shí)驗(yàn)：探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

2、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

3、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)能定理(探究做功與速度變化的關(guān)系)

4、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

5、實(shí)驗(yàn)：測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)

6、實(shí)驗(yàn)：研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律

7、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

【方法總結(jié)提升】

1、利用平均速度求瞬時(shí)速度：丹=丐尹=迎?口

2、利用逐差法求解平均加速度

X4~X1X5~X2X6~%3

.〃1+。2+〃3X4+X5+X6-.X1+X2+X3

貝U=gj2

3、利用速度一時(shí)間圖像求加速度

①作出速度一時(shí)間圖像，通過(guò)圖像的斜率求解小車(chē)的加速度；

②剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度.

4、依據(jù)紙帶判斷小車(chē)是否做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

①XI、X2、X3.............即是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離.

②Ax是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移差：AXI=X2—X1，-2=尤3—X2，….

③若Ax等于恒量(aP),則說(shuō)明小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

④Ax=a/,只要小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差

就一定相等.

4.注意事項(xiàng)

①平行：紙帶、細(xì)繩要與長(zhǎng)木板平行.

②兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源，后取下紙帶.

③小車(chē)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放.

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［例題1］某小組用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50

Hz,在打好的紙帶上每5個(gè)點(diǎn)標(biāo)記一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)記結(jié)果如圖，A、B、C、。為連續(xù)選擇

的計(jì)數(shù)點(diǎn)，其位置分別為20.0mm、34.0mm、53.0mm和77.0mm。則：

）BC

|川巾1||『11|川，||||川|而『￥1川11平血11叩11|川|川1向旭（代

01cm23456789，

（1）打8點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小是m/s；

2

（2）小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小是m/so（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】0.170.50

【解析】（1）該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz,在打好的紙帶上每5個(gè)點(diǎn)標(biāo)記一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),

故計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為

T=5x0.02s=0.1s

勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小是

_^AC__^2^2x10-3m/s=0.165m/s?0.17m/s

B2T2x0.1

（2）由圖可知

xCD=77.0mm-53.0mm=24.0mm=0.0240m

=34.0mm-20.0mm=14.0mm=0.0140m

根據(jù)逐差法可得，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小是

0.0240-0.0140

無(wú)CD—X.m/s2=0.50m/s2

2722x0.12

【例題2】圖甲是某研究性學(xué)習(xí)小組探究木塊加速度與合外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，長(zhǎng)木板置于

水平桌面上。細(xì)線(xiàn)一端與木塊相連，另一端通過(guò)一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪與固定的彈簧測(cè)力

計(jì)相連，動(dòng)滑輪下懸掛一個(gè)沙桶。改變桶中沙的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。請(qǐng)完

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（1）利用該裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是O

A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將長(zhǎng)木板靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，以平衡摩擦力

B.每次在增加沙的質(zhì)量后需要重新平衡摩擦力

C.應(yīng)將木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放木塊，再接通電源

D.實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M

（2）圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn),

每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，已知交流

電頻率為50Hz?利用紙帶可得木塊的加速度大小為a=m/s2（結(jié)果保留三位有效

數(shù)字）。

01234567I

1.4011.892.402.88~~339~188437*1單位：cm

乙

（3）兩個(gè)同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖甲所示的裝置放在水平桌面上，在沒(méi)有平衡摩擦

力的情況下，研究木塊的加速度。與拉力尸的關(guān)系，分別得到圖丙中甲、乙兩條直線(xiàn)。設(shè)兩

同學(xué)所用的木塊質(zhì)量分別為機(jī)卷mz,所用木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為〃外〃z,由

圖可知，m甲m”〃甲〃（選填或“=”）

【解析】（DA.木塊在水平軌道上所受合外力為細(xì)線(xiàn)上拉力和摩擦力的合力，因動(dòng)摩擦因

數(shù)未知，摩擦力為未知量，應(yīng)通過(guò)墊高靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一側(cè)的木板讓重力在斜面上的分力與

摩擦力相等，此時(shí)木塊所受合外力為細(xì)線(xiàn)上拉力，故A正確；

B.當(dāng)重力在斜面上的分力與摩擦力相等時(shí)，有

Mgsin0=juMgcos6

由此可知，當(dāng)增加沙的質(zhì)量后，重力在斜面上的分力與摩擦力依然相等，故每次在增加沙的

質(zhì)量后不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；

C.為保證打在紙帶上的點(diǎn)足夠多，應(yīng)將木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放木塊,

故C錯(cuò)誤；

D.此實(shí)驗(yàn)中，木塊所受的合外力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，因此不需要滿(mǎn)足沙和沙桶的總質(zhì)

量機(jī)遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量故D錯(cuò)誤。

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故選Ao

（2）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s,木塊的加速度大小為

x?--\）33.39+3.88+4.37—2.40—1.89—1.40/2c/2

<2=——及=-------------------------------xlO2m/s?0.496m/s

127~0.12

（3）根據(jù)牛頓第二定律可得

F-12Mg=Ma

整理得

1〃

a———r—L19

M

由圖像的斜率和縱軸截距大小關(guān)系可得

11

——>---

〃甲g>〃乙g

可知

叫3<%

〃甲>〃乙

【例題3］利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)

打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)。的距離分別為hA、hB、he。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

為g,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為7。設(shè)重物的質(zhì)量為根。從打。點(diǎn)到打8點(diǎn)的過(guò)程中，重物

的重力勢(shì)能減少量AEp=,動(dòng)能增加量=0

（2）用縱軸分別表示重物動(dòng)能增加量及重力勢(shì)能減少量A%,用橫軸表示重物下落的

高度鼠某同學(xué)在同一坐標(biāo)系中做出了和AEp—h圖像如圖丙所示。由于重物下落

過(guò)程中受阻力作用，可知圖線(xiàn)（填“①”或"②"）表示圖像

【答案】mghB一彳一②

【解析】（1）從打O點(diǎn)到打8點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減少量

A￡p=mghB

打3點(diǎn)的速度

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X

v_AC_^C~^A

B"1T~2T

動(dòng)能增加量

1

k28T2

（2）由于重物下落過(guò)程中受阻力作用，則重物下降一定高度，減小的重力勢(shì)能大于增加的

動(dòng)能，可知②表示AE*—7?圖像。

【例題4】在“探究恒力做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的

裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把紙帶的一端固定在小車(chē)的后面，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；

②改變木板的傾角，以重力的一個(gè)分力平衡小車(chē)及紙帶受到的摩擦力；

③用細(xì)線(xiàn)將木板上的小車(chē)通過(guò)定滑輪與懸吊的砂桶相連（砂和桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)總質(zhì)量）;

④接通電源，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；

⑤在紙帶中選合適的點(diǎn)A、B、C、D...,測(cè)出它們到起點(diǎn)。的距離S/、S2、S3、s4...,并測(cè)出

與它們相鄰的兩點(diǎn)間距離力、必、力、d4...（如圖乙），查得打點(diǎn)周期為T(mén),將數(shù)據(jù)填入下表

中；

⑥保持砂和桶質(zhì)量不變，增加小車(chē)質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟④、⑤，將數(shù)據(jù)填入下表中。

試問(wèn)：

（1）判斷重力的一個(gè)分力是否與小車(chē)及紙帶受到的摩擦力平衡的直接該岸

是;

J_J_±

2

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，為什么探究功與V、V、/等的關(guān)系，而不是與1、/、丫3等的關(guān)

系？;

（3）將表格中的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整；

附表：小車(chē)第一次總質(zhì)量跖=0.25kg,第二次總質(zhì)量此=0.5kg,T=0.02s

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測(cè)量點(diǎn)前小車(chē)獲得速

測(cè)量點(diǎn)到0小車(chē)獲得小車(chē)獲得速

后兩點(diǎn)間度的三次方

點(diǎn)的距離s的速度V度的平方V2

距離dV3

(cm)(m/s)[(m/s)2]

(cm)[(m/s)3]

A20.053.580.9008.10.73

第B40.005.061.271.612.05

C60.156.201.552.403.72

次

D80.247.16

A20.152.530.630.400.25

第B40.103.580.900.810.73

次C59.904.381.101.211.33

D81.205.061.271.612.05

(4)比較表中第一次各組數(shù)據(jù)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：；

(5)比較表中一、二兩次數(shù)據(jù)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：；

(6)請(qǐng)運(yùn)用表中第二次數(shù)據(jù)在圖所示的坐標(biāo)中作出相應(yīng)的圖象，驗(yàn)證理論的正確性(拉力

用尸表示)。

)

【答案】紙帶上點(diǎn)跡間距相等速度隨做功的增加而增加1.793.20

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【解析】（1）正好平衡掉摩擦力的判定依據(jù)是：若分力與小車(chē)及紙帶受到的摩擦力平衡，小

車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶點(diǎn)跡間隔應(yīng)該相等。

（2）因?yàn)榈玫降臄?shù)據(jù)顯示速度隨做功的增加而增加，故我們只考慮正比關(guān)系，而不必考慮

反比關(guān)系。

（3）由平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得測(cè)量點(diǎn)。的速度為

7.16x10-2

vn=-------------m/s=1.79m/s

D0.04

測(cè)量點(diǎn)D的速度平方為

v；=1.792m2/s2=3.20m2/s2

（4）由數(shù)據(jù)可以看出，位移與速度平方成正比，又功W=Fs,故可知功與速度平方成正比，

即：W8v2。

（5）比較表中一、二兩次數(shù)據(jù)，可以看出功與質(zhì)量也成正比，故綜合（4）的結(jié)論可知：W

^Mv1

（6）由表格中的第二次數(shù)據(jù)，建立縱軸為功，橫軸為速度平方，描點(diǎn)作圖如圖

1.如圖1所示，用質(zhì)量為機(jī)的重物通過(guò)滑輪牽引小車(chē)，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

在紙帶上記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)。

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紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

單位:cm[4.616.59T8.61丁10.61

圖2

（1）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是；

A.把長(zhǎng)木板右端墊高B.改變小車(chē)的質(zhì)量

（2）在不掛重物且___________（選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車(chē)，若小車(chē)拖

著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響；

A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)

（3）電源頻率為50Hz,啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖2所示，圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,

該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)。回答下列問(wèn)題：

①在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為m/s。在打出。點(diǎn)時(shí)，物塊的

速度大小為m/s（都保留兩位有效數(shù)字）；

②物塊的加速度大小為m/s?。（保留兩位有效數(shù)字）

【答案】AB0.560.962.0

【解析】（1）平衡摩擦力的正確操作方法是把長(zhǎng)木板右端墊高，使得重力沿木板方向的分

力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

故選Ao

（2）判斷小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是根據(jù)紙帶上點(diǎn)跡是否均勻判定，需計(jì)時(shí)器打點(diǎn)。

故選Bo

（3）①由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz,且每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)得

T=5x0.02s=0.1s

根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度得

xAC6.59+4.61,八_2,八一，

vR=—^~---------------xlOm/s=0.56m/s

B2T2x0.1

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%￡10.61+8.612/八八乙/

vn=—=---------------xlOm/s=0.96m/s

D2T2x0.1

②由逐差法可得小車(chē)加速度

"皿*=31+&61）一（3+小%.2mzs2.2.。面小

4T24x0.12

2.某同學(xué)進(jìn)行“探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)器材按圖甲所示安裝。

已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容：

（1）該同學(xué)在進(jìn)行平衡摩擦力的操作時(shí)，將木板墊高后，在不掛小吊盤(pán)（含祛碼）的情況

下，輕推小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，得到如圖乙所示的紙帶，則該同學(xué)平衡摩擦力時(shí)木板

的傾角（選填“過(guò)大”、“過(guò)小”或“適中”）；

<------小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向

彳...............（

（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是___________；（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.連接小吊盤(pán)和小車(chē)的細(xì)線(xiàn)應(yīng)跟長(zhǎng)木板保持平行

B.每次改變小車(chē)的質(zhì)量后要重新平衡摩擦力

C.必須保證小車(chē)及車(chē)中祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小吊盤(pán)和盤(pán)中祛碼的總質(zhì)量

（3）該同學(xué)按步驟（1）操作后，保持小車(chē)質(zhì)量不變，通過(guò)改變小吊盤(pán)中祛碼的質(zhì)量來(lái)改變

小車(chē)受到的合外力，得到了多組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中得到如圖丙所示的一條紙帶，A、B、C、D、

E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，測(cè)得1.78cm,X2=2.62cm,乃

=3.40cm,x/=4.19cm,5.03cm,X6=5.82cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車(chē)的加速度大小

a=m/s2o（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

叫3d產(chǎn)》|?迎》|?玉旦

）???????（

、ABCf）EFG>

【答案】過(guò)小A0.80

【解析】（1）紙帶上的間距隨小車(chē)運(yùn)動(dòng)不斷減小，說(shuō)明小車(chē)在做減速運(yùn)動(dòng)，即平衡摩擦力不

夠，即平衡摩擦力時(shí)木板的傾角過(guò)小。

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（2）A.連接小吊盤(pán)和小車(chē)的細(xì)線(xiàn)應(yīng)跟長(zhǎng)木板保持平行，這樣能夠保證繩子的拉力方向和小

車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相同，A正確；

B.根據(jù)

mgsin0—pimgcos6

可知質(zhì)量被約掉了，則每次改變小車(chē)質(zhì)量后無(wú)需平衡摩擦力，B錯(cuò)誤；

C.小車(chē)及車(chē)中祛碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小吊盤(pán)和盤(pán)中祛碼的總質(zhì)量，C錯(cuò)誤。

故選Ao

（3）因相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則

T=0.1s

根據(jù)逐差法，有

2

(x4+x5+x6)-{xi+x2+x3)xl0~

3.如圖所示，某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，利用某物體打出了一條紙帶，A、B、C、D、E、F是

紙帶上6個(gè)依次打的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量A點(diǎn)到

其它各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中。

AB

（1）物體運(yùn)動(dòng)的加速度是m/s2（保留兩位有效數(shù)字）

（2）該同學(xué)最可能完成的是下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)？0

A.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

B.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

C.測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)

（3）根據(jù)第（2）問(wèn)的結(jié)論，若要求出物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力，還需測(cè)量的物理量是

（用字母表示并說(shuō)明含義）。用還需測(cè)得的量及加速度a表示物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力的

表達(dá)式戶(hù)（當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）。

【答案】9.5B物體質(zhì)量用

【解析】（1）利用逐差法及公式機(jī)=。〃解得物體運(yùn)動(dòng)的加速度

（2）因重物的加速度接近于重力加速度，該同學(xué)最可能完成的是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

故選Bo

（3）根據(jù)牛頓第二定律得

第10頁(yè)共22頁(yè)

mg—f=ma

解得

f=mg—ma

則為了求出物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力，還需測(cè)量的物理量是物體的質(zhì)量m；

物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力的表達(dá)式為

f=mg—ma

4.某同學(xué)利用圖（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物

的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從

紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖（乙）所示。

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hzo

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器物塊細(xì)線(xiàn)

（甲）

（1）本實(shí)驗(yàn)（填“需要”或“不需要”）滿(mǎn)足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊質(zhì)量。

（2）物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a=m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

a

（3）若用g計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)

的真實(shí)值___________（填“偏大’或"偏小，

【答案】不需要2.00偏大

【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)不需要用重物的重力代替物塊所受的拉力，故不需要滿(mǎn)足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小

于物塊質(zhì)量。

（2）由紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逐差法得

x?,,-x?（6.60+4.60）xlO-2-（10.60+8.61）xlO-2,_??,

a=——7=---------------------------------------------------m/s2?-2.00m/s2

（2T>o.22

負(fù)號(hào)表方向，則加速度大小為2.00m/s2。

（3）在減速階段產(chǎn)生加速度的力是滑動(dòng)摩擦力和紙帶受的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因

數(shù)的真實(shí)值偏大。

5.某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證規(guī)律:物體的質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受外力成正比。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

a.按圖甲把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，不掛槽碼，反復(fù)移動(dòng)墊木（圖中未畫(huà)出），直到小車(chē)做勻速直線(xiàn)

運(yùn)動(dòng)。

b.把細(xì)線(xiàn)系在小車(chē)上并繞過(guò)定滑輪懸掛槽碼，接通電源，放開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在被小車(chē)帶

動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫(xiě)上編號(hào)。

第11頁(yè)共22頁(yè)

C.保持小車(chē)質(zhì)量M不變多次增加槽碼，再重復(fù)步驟bo

d.算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度值。

e.用縱坐標(biāo)表示加速度。，橫坐標(biāo)表示槽碼的重力（視為拉力P）,做出。一/圖像。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，完成下述問(wèn)題：

（1）在步驟d中，該同學(xué)采用VT圖像求加速度。如圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部

分，紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為A、B、C、D、E,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)

點(diǎn)未畫(huà)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí)，小車(chē)的速度

為m/s;（保留3位有效數(shù)字）

\g...............f.....................g......./

）345678S1011121314cmi5$

乙

（2）B、C、八點(diǎn)的速度都標(biāo)在了VT坐標(biāo)系中，如圖丙所示做出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的V—圖像，利用

圖像求出小車(chē)此次運(yùn)動(dòng)的加速度。=m/s2：（保留2位有效數(shù)字）

（3）最終該同學(xué)所得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的“一尸圖像如圖所示，從圖中我們可以看出圖像是一條經(jīng)過(guò)

原點(diǎn)的直線(xiàn)。根據(jù)圖像可以確定下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

第12頁(yè)共22頁(yè)

?a/(m-s-2)

A.本實(shí)驗(yàn)中小車(chē)質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與小車(chē)受力成正比

B.當(dāng)槽碼足夠大時(shí)小車(chē)的加速度可能大于重力加速度

C.可以確定小車(chē)的質(zhì)量是0.5kg

（4）另一同學(xué)按照相同的步驟做了上述實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出的。一尸圖像如圖所示，你認(rèn)為造成該圖

線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的原因是

A.平衡摩擦力不足

B.平衡摩擦力過(guò)度

C.不滿(mǎn)足槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量

D.操作錯(cuò)誤

（5）認(rèn)為祛碼和盤(pán)所受的總重力等于使小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦

力后，要求祛碼和盤(pán)的總質(zhì)量加比小車(chē)質(zhì)量”小得多。請(qǐng)分析說(shuō)明這個(gè)要求的理由o

【答案】0.441.0BAB/BA見(jiàn)解析

【解析】（1）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度

x0.1330-0.0450,?...

v=BD=--------------------m/sx0.44m/s

。r2T2x0.1

（2）在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，v=v0+at,故修圖像應(yīng)為線(xiàn)性關(guān)系，畫(huà)圖時(shí)讓盡量多的點(diǎn)落在直

線(xiàn)上即可

第13頁(yè)共22頁(yè)

AZ0.5

(3)A.由圖線(xiàn)可得：/與。成正比，故A正確;

B.小車(chē)的加速度

mg

m+M

所以加速度不可能大于g,故B錯(cuò)誤；

C.圖線(xiàn)的斜率

J__02

所以

M=0.5kg

故C正確。

本題選錯(cuò)誤的，故選B。

(4)另一同學(xué)按照相同的步驟做了上述實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出的圖像，若過(guò)程中平衡摩擦力不足會(huì)造

成該圖線(xiàn)與縱坐標(biāo)有截距，若平衡摩擦力過(guò)度圖線(xiàn)與縱坐標(biāo)有截距，故AB正確，CD錯(cuò)誤。

故選AB。

(5)設(shè)繩子拉力為T(mén),小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為所小車(chē)質(zhì)量為桶和砂的總質(zhì)量為相。實(shí)驗(yàn)

中平衡了摩擦力后，小車(chē)所受的合外力為繩子拉力T,對(duì)小車(chē)應(yīng)用牛頓第二定律可得

T=Ma

對(duì)桶和砂應(yīng)用牛頓第二定律可得

mg—T=ma

聯(lián)立可得

T二Mmg二mg

M+m]?m

第14頁(yè)共22頁(yè)

可見(jiàn)，當(dāng)桶和砂的總質(zhì)量機(jī)比小車(chē)質(zhì)量M小得多時(shí)，繩子拉力近似等于沙和桶的總重力，

即桶和砂所受的重力近似等于使小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力。

6.某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽

引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶

上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器電源的頻率為50Hz。

打點(diǎn)

計(jì)前熊物塊細(xì)線(xiàn)滑輪

——~1&

i?

重物古

甲

____________________________________________________________________單位：cm

2123567891011\

）h.odf5.017.019.0011.01122810.608.616.6014.601）

J曰**~~**???A?A?A?A?A?A_J

乙

（1）打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大小的測(cè)量值為m/so

（2）通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)和之間某時(shí)刻開(kāi)始減

速。

（3）打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大小的測(cè)量值為m/s；物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度

的大小為。=m/s2o（保留三位有效數(shù)字）

【答案】1.00671.162.00

【解析】（1）頻率為50Hz,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則周期T=°」s,計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)

速度大小

X(9.00+11.01)xl0-3

V=——m/s=1.00m/s

2T02

（2）由紙帶可知，在6之前兩點(diǎn)間位移逐漸增大，7之后兩點(diǎn)間位移在減小，做減速運(yùn)動(dòng),

因此在67之間某時(shí)刻開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)。

（3）打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大小

(12.28+11.01)xl0-3

v'=—m/s=1.16m/s

2702

減速過(guò)程加速度大小為

(10.60+8.61-6.60-4.40)x10-3

m/s2=2.00m/s2

4x0.12

7.實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源

第15頁(yè)共22頁(yè)

的頻率為50Hz。

小車(chē)紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

圖2

（1）實(shí)驗(yàn)操作前，平衡摩擦力（選填“需要”或者“不需要”）。

（2）規(guī)范操作后，得到一條紙帶，以紙帶上能夠看清的某個(gè)點(diǎn)作為0點(diǎn)，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)

計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0點(diǎn)的距離，如圖2所示，則紙帶上打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的小車(chē)速度大小

馬=m/s,打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車(chē)的速度大小為=m/s。（結(jié)果均保留3位

有效數(shù)字）

（3）利用各計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)算得到的速度作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的V—圖像，得到一條傾斜的直線(xiàn)，說(shuō)明

小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小。=（結(jié)果保留3位有

效數(shù)字）

【答案】不需要0.5040.8051.50

【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)是探究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，因此不需要平衡摩擦力。

（2）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)=°」s,打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的小車(chē)速度大小

v,=__=Q504m/s

22T

打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)的小車(chē)速度大小

v4=-5-%=0.805m/s

42T

（3）加速度大小

a=——=1.50m/s2

9T2

8.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。操作如下:

第16頁(yè)共22頁(yè)

電火花計(jì)時(shí)器小車(chē)

紙帶運(yùn)動(dòng)方向

------------------>

乙

（1）平衡摩擦力時(shí)，若所有的操作均正確，打出的紙帶如圖乙所示，先（填“增

大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡間距相等為止。

（2）已知小車(chē)的質(zhì)量為M,盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量為優(yōu)，要使細(xì)線(xiàn)的拉力近似等于盤(pán)和祛碼的

總重力，應(yīng)該滿(mǎn)足的條件是Mm（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“等于

（3）實(shí)驗(yàn)中得到如圖丙所示的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz,兩計(jì)

數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，根據(jù)紙帶可求出物塊的加速度為向$2。打圖中第4個(gè)

計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為向s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（4）實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)木板水平放置且細(xì)線(xiàn)平行于長(zhǎng)木板，以繩的拉力/為橫坐標(biāo)，加速度a為縱

坐標(biāo)，畫(huà)出的。一歹圖像如圖丁所示，求得圖線(xiàn)的斜率為k,橫軸截距為外，且已知重力加

速度為g,小車(chē)與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0（結(jié)果用與、k、g表示）

kF。

【答案】增大遠(yuǎn)大于1.970.994g

【解析】（1）先增大木板的傾角，使重力的沿斜面向下的分力平衡木板與小車(chē)間的摩擦力。

（2）根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)小車(chē)和盤(pán)與祛碼整體分析

mg=+m)a

得

a=mg

m+M

對(duì)小車(chē)分析，繩子的拉力

m+M]?

M

所以當(dāng)相時(shí)，才能認(rèn)為細(xì)線(xiàn)的拉力近似等于盤(pán)和祛碼的總重力。

（3）兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為0.1s,由逐差法可得

第17頁(yè)共22頁(yè)

[(76.39-31.83)-(31.83-5.00)]xW2

a—z

9x10-2

得

a=1.97m/s2

打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車(chē)的速度為

(31.83-11.96)x102

v=---------------------------m/s

4A0.2

得

v4=0.994m/s

(4)由牛頓第二定律得

F-juMg=Ma

得

F

a=---/Jg

M

所以有

—=k

M

又當(dāng)。=0時(shí)，F(xiàn)=Fo,即

9.某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖所示的裝置，圖中長(zhǎng)木板

水平固定，調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線(xiàn)與長(zhǎng)木板平行。

紙帶電空時(shí)器

祛碼盤(pán)祛碼單位：mm

105.60-

圖2

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在_______(選填“直流”或“交流”)電源上。

(2)圖2是實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，A、B、C、D、E為五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)

計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間

的距離，計(jì)算出打O點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度%=m/s，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度”m/s2。

(3)已知重力加速度為g,測(cè)得木塊的質(zhì)量為祛碼盤(pán)和祛碼的總質(zhì)量為機(jī)，木塊的加

速度為a，則木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0

第18頁(yè)共22頁(yè)

mg-{m+M）a

【答案】交流0.391.26Mg

【解析】（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上；

（2）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔

T=5x0.02s=0.Is

打。點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度

(105.60-27.60)xl0^039m/s

VD=『

°2T2x0.1

小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度

+彳3）-（%2+占）

a=1.26m/s2

27

（3）小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到繩的拉力尸和滑動(dòng)摩擦力，則有

F-/jMg=Ma

其中

mg—F—ma

解得

mg-（jn+M）a

〃=-------------

Mg

10.用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，小車(chē)P的前端粘有橡皮泥，后端連

接通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，在長(zhǎng)木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，輕推一下小車(chē)尸，使之運(yùn)

動(dòng)，小車(chē)尸與靜止的小車(chē)Q相碰后粘在一起向前運(yùn)動(dòng)。

甲

（1）下列說(shuō)法正確的是

A.兩小車(chē)粘上橡皮泥是為了改變兩車(chē)的質(zhì)量B.兩小車(chē)粘上橡皮泥是為了碰撞后粘在一

起

C.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再推動(dòng)小車(chē)尸D.先推動(dòng)小車(chē)P,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

（2）實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分，

用刻度尺測(cè)得各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離。根據(jù)碰撞前后小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選紙帶上

（填“48”“2。“七。”或“。￡，）段來(lái)計(jì)算小車(chē)尸的碰前速度；測(cè)得小車(chē)P（含橡皮泥）的質(zhì)量

為州，小車(chē)。（含橡皮泥）的質(zhì)量為利，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足關(guān)系式,則可驗(yàn)證小車(chē)

第19頁(yè)共22頁(yè)

P、。碰撞前后動(dòng)量守恒（用啊、“、1、S]、S3、$4表示）。

ABCDEI

??????????????????????\

____<_S\—_______________________________________________________________[

??AI

<---------------------------------------------------§3----------------------------------------------------->

*---------------------------------1-----------------------------------?

乙

班卜2--）（班+加2）卜4一53）

【答案】BCBC23

【解析】（1）AB.粘上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起，不是為了改變車(chē)的質(zhì)量，故A錯(cuò)

誤；B正確；

CD.為了打點(diǎn)穩(wěn)定以及充分利用紙帶打出更多的點(diǎn)，應(yīng)先接通電源然后再讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)，故

C正確；D錯(cuò)誤；

故選BCo

（2）兩小車(chē)碰撞前小車(chē)尸做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)小車(chē)位移相等，由題圖乙所示紙

帶可知,應(yīng)選擇紙帶上的2c段求出小車(chē)P碰撞前的速度o設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén),

由題圖乙所示紙帶可知，碰撞前小車(chē)的速度

碰撞后小車(chē)的速度

如果碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則

即

叫文之黃=（叫+性”當(dāng)三

整理得

叫的一名）（叫+〃）（S4T3）

2―3

11.某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

第20頁(yè)共22頁(yè)

（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)操作的說(shuō)法正確的是。

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一條豎直線(xiàn)上

B.需要用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間

C.選用的重物的密度和質(zhì)量大些，有利于減小誤差

D.選用的重物的密度和質(zhì)量小些，有利于減小誤差

（2）若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量為1.0kg。某同學(xué)選取了一條前兩個(gè)點(diǎn)間距接近2mm的紙帶

（如圖2