專題25力學(xué)實(shí)驗(yàn)

考點(diǎn)愿型歸納

一、探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)..............2

二、探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系....................5

三、驗(yàn)證力的平行四邊形定則的......................8

四、驗(yàn)證加速度與力成正比的實(shí)驗(yàn)...................13

五、研究物體平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn).........................17

六、探究功與物體速度變化的實(shí)驗(yàn)...................23

七、探究動能定理的實(shí)驗(yàn)...........................27

八、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn).....................31

九、驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn).......................33

十、用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn).....................38

1

專題一探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)

1.（2023?全國?高考真題）某同學(xué)利用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體做直線運(yùn)動時(shí)平

均速度與時(shí)間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連。右端用細(xì)繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下

落，帶動小車運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶。某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶小車

（1）已知打出圖（b）中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔均為0.1s.以打出/點(diǎn)時(shí)小車位置為初

始位置，將打出5、C、E、尸各點(diǎn)時(shí)小車的位移Ax填到表中，小車發(fā)生對應(yīng)位移和平

均速度分別為Ax和7，表中％°=cm,VAD=cm/so

IIIIII

麗.60T《8.009.40小10.90小12.40—

\??????（

0ABef）EF、

單位:cm

圖（b）

圖(c)

2

（3）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，小車運(yùn)動的。圖線可視為一條直線，此直線用方程;;=左4+6表

示，其中左=cm/s2,b=cm/So（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

（4）根據(jù)（3）中的直線方程可以判定小車做勻加速直線運(yùn)動，得到打出/點(diǎn)時(shí)小車速度

大小吟=，小車的加速度大小4==（結(jié)果用字母左、6表示）

58.7b2k

【詳解】（1）[1]根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)可得

\xAD=xAB+xBC+xCD=6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm

⑵平均速度為

v=—=80.0cm/s

ADn3T

（2）[3]根據(jù)第（1）小題結(jié)果補(bǔ)充表格和補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)點(diǎn)圖像得

（3）[4][5]從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，小車運(yùn)動的】一加圖線可視為一條直線，圖像為

3

此直線用方程工=上4+6表示，由圖像可知其中

22

k=2^^._^i2.cm/s=71.5cm/s,b=58.7cm/s

0.4

（4）[6][7]小球做勻變速直線運(yùn)動，由位移公式、=m2,整理得

x1

一=%H—at

即

-1

v=v+—at

A2

故根據(jù)圖像斜率和截距可得

vA=b,a=2k

2.（2023?浙江?高考真題）在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1

所示。

圖1

①需要的實(shí)驗(yàn)操作有（多選）;

A.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行

B.傾斜軌道以補(bǔ)償阻力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靜止釋放

D.先接通電源再釋放小車

②經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖2所示。選取連續(xù)打出的點(diǎn)0、1、2、3、

4為計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為

50Hz,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度大小為：m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

4

?0?12?3?4?

Illllllllplllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllplllllllllllllllllllllllllllll

23456789101112

圖2

【答案】ACD2.751.48

【詳解】①[1]A.實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行，選項(xiàng)A正確；

B.該實(shí)驗(yàn)只要使得小車加速運(yùn)動即可，不需要傾斜軌道補(bǔ)償阻力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.為了充分利用紙帶，則小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靜止釋放，選項(xiàng)C正確；

D.先接通電源再釋放小車，選項(xiàng)D正確。

故選ACDo

②[2][3]計(jì)數(shù)點(diǎn)l的讀數(shù)為2.75cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,則打點(diǎn)

周期T=0.02s,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度大小為

x13(8.65-2.75)x10-2

匕=-=----------------m/s=1.48m/s

22T0.04

專題二探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系

3.(2023?浙江?高考真題)如圖所示，某同學(xué)把A、B兩根不同的彈簧串接豎直懸掛，探究

A、B彈簧彈力與伸長量的關(guān)系。在B彈簧下端依次掛上質(zhì)量為m的鉤碼，靜止時(shí)指針?biāo)?/p>

刻度4、/的數(shù)據(jù)如表。

鉤碼個(gè)數(shù)012

xj/cm7.758.539.30

x5/cm16.4518.5220.60

5

鉤碼個(gè)數(shù)為1時(shí)，彈簧A的伸長量Ax』cm,彈簧B的伸長量?B=cm,

兩根彈簧彈性勢能的增加量歿（選填或“>”）。

【答案】0.781.29<

【詳解】［1］鉤碼個(gè)數(shù)為1時(shí)，彈簧A的伸長量

A%A=8-53cm-7.75cm=0.78cm

［2］彈簧B的伸長量

A%B=18.52cm-16.45cm?0.78cm=1.29cm

［3］在B彈簧下端掛上鉤碼到系統(tǒng)在無外力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)的過程，需要有外力迫使系

統(tǒng)最終處于靜止?fàn)顟B(tài)，外力對系統(tǒng)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能是減少的，所以兩根彈簧彈性勢能的

增加量小于鉤碼減小的重力勢能，即

第<mg（AxA+AxB）

4.（2022?湖南?高考真題）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，

設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

橡

支

皮

架

筋

^

^

3

為"

圖

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為一組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度/,記錄數(shù)據(jù)如

下表:

序號12345

硬幣數(shù)量”/枚510152025

長度1/cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；

6

17

16

15

14

13

12

11

10

圖(b)

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示,

此時(shí)橡皮筋的長度為cm；

（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為g（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【答案】見解析15.35127

【詳解】（3）[1]根據(jù)表格標(biāo)點(diǎn)連線如圖

（4）⑵由圖可知刻度尺的分度值為1mm,故讀數(shù)/=15.35cm；

（5）[3]設(shè)橡皮筋的勁度系數(shù)為左，原長為x。，則

nxmg=左（再一玉））

n2mg=kyx2-x0)

則橡皮筋的勁度系數(shù)為左

7

k=(n「%)mg

x2-x1

從作的l-n圖線讀取數(shù)據(jù)則可得

,(?2-n^!mg10n2xx-nxx2

k=---------=—mg,x0=———=9.05cm

x2~xl3n2-n}

設(shè)冰墩墩的質(zhì)量為加/,則有

mig=k(l-x0)

可得

mt=^x6.05x(15.35-9.05)g?127g

專題三驗(yàn)證力的平行四邊形定則的

5.(2024?海南?高考真題)為驗(yàn)證兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律，某組同學(xué)用兩個(gè)彈簧測力

計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、木板、刻度尺、白紙、鉛筆、細(xì)線和圖釘?shù)绕鞑?，按照如下?shí)驗(yàn)

步驟完成實(shí)驗(yàn)：

(I)用圖釘將白紙固定在水平木板上;

(II)如圖(d)(e)所示，橡皮條的一端固定在木板上的G點(diǎn)，另一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，

將兩細(xì)線系在小圓環(huán)上，細(xì)線另一端系在彈簧測力計(jì)上，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)共同拉動小圓環(huán)

到某位置，并標(biāo)記圓環(huán)的圓心位置為。點(diǎn)，拉力E和乃的方向分別過尸/和P點(diǎn)，大小分

別為B=3.60N、F2=2.90N；拉力B和仍，改用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉動小圓環(huán)，使其圓心到

。點(diǎn)，在拉力廠的方向上標(biāo)記8點(diǎn)，拉力的大小為尸=5.60N請完成下列問題：

(1)在圖(e)中按照給定的標(biāo)度畫出B、仍和尸的圖示，然后按平行四邊形定則畫出B、

入的合力尸。

(2)比較尸和尸，寫出可能產(chǎn)生誤差的兩點(diǎn)原因_____

8

（2）①沒有做到彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都與木板平行；②讀數(shù)時(shí)沒有正視彈簧測力計(jì)

【詳解】（1）按照給定的標(biāo)度畫出￡、凡和尸的圖示，然后按平行四邊形定則畫出尸/、F2

的合力尸，如下圖所示

（2）尸和尸不完全重合的誤差可能是：①沒有做到彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都與木板平行；

②讀數(shù)時(shí)沒有正視彈簧測力計(jì)。

6.（2023?全國?高考真題）在“驗(yàn)證力的平行四邊形定貝爐的實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：木板、白

紙、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彈簧測力計(jì)、橡皮條、輕質(zhì)小圓環(huán)、刻度尺、鉛筆、細(xì)線和圖釘若干。完成下

列實(shí)驗(yàn)步驟：

①用圖釘將白紙固定在水平木板上。

②將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線也系在小圓環(huán)上，它

們的另一端均掛上測力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧瓌觾蓚€(gè)測力

計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力片和用的大小，并=（多選,

填正確答案標(biāo)號）

A.用刻度尺量出橡皮條的長度

B.用刻度尺量出兩細(xì)線的長度

C.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置

D.用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線的方向

9

③撤掉一個(gè)測力計(jì)，用另一個(gè)測力計(jì)把小圓環(huán)拉到，由測力計(jì)的示數(shù)得到拉力下

的大小，沿細(xì)線標(biāo)記此時(shí)尸的方向。

④選擇合適標(biāo)度，由步驟②的結(jié)果在白紙上根據(jù)力的平行四邊形定則作片和F2的合成圖，

得出合力尸'的大小和方向；按同一標(biāo)度在白紙上畫出力廠的圖示。

⑤比較F和尸的,從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

【答案】CD/DC相同位置大小和方向

【詳解】②[1]將橡皮條的一端固定在木板上，另一端系在輕質(zhì)小圓環(huán)上。將兩細(xì)線也系在

小圓環(huán)上，它們的另一端均掛上測力計(jì)。用互成一定角度、方向平行于木板、大小適當(dāng)?shù)牧?/p>

拉動兩個(gè)測力計(jì)，小圓環(huán)停止時(shí)由兩個(gè)測力計(jì)的示數(shù)得到兩拉力片和耳的大小，還需要用

鉛筆在白紙上標(biāo)記出小圓環(huán)的位置以及用鉛筆在白紙上標(biāo)記出兩細(xì)線的方向。

故選CD-

③⑵撤掉一個(gè)測力計(jì)，用另一個(gè)測力計(jì)把小圓環(huán)拉到相同位置，由測力計(jì)的示數(shù)得到拉力廠

的大小，沿細(xì)線標(biāo)記此時(shí)廠的方向；

⑤[3]比較一和尸的大小和方向，從而判斷本次實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

7.（2022?浙江?高考真題）（1）①“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,

長木板水平放置，細(xì)繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計(jì)數(shù)點(diǎn)。為位移測量

起點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)8時(shí)小車位移大小為cm。由圖3中小車運(yùn)動的數(shù)據(jù)點(diǎn),

求得加速度為m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

1111111111111111111111111111111111111111111111111111

)cn17>Z

②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，需調(diào)整的是

A.換成質(zhì)量更小的小車B.調(diào)整長木板的傾斜程度

C.把鉤碼更換成磋碼盤和祛碼D.改變連接小車的細(xì)繩與長木板的夾角

10

Av/(m*s-1)

圖3圖4

（2）“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，在該實(shí)驗(yàn)中，

①下列說法正確的是；

A.拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)

C.測量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測量時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條

結(jié)點(diǎn)拉到。點(diǎn)。

【答案】6.15-6.251.7~2.1BC/CBD3

【詳解】（1）[1]依題意，打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車位移大小為6.20cm,考慮到偶然誤差,

6.15cm~6.25cm也可；

[2]由圖3中小車運(yùn)動的數(shù)據(jù)點(diǎn)，有

考慮到偶然誤差，1.7m/s2?2.1m/s2也可；

[3]A.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

鉤碼質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車，故A錯(cuò)誤；

B.利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要利用小車斜向下的分力以

平衡其摩擦阻力，所以需要將長木板安打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍蔅正

確；

C.以系統(tǒng)為研究對象，依題意“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)有

11

M+m

考慮到實(shí)際情況，即/?mg,有

M+m

則可知

M?4m

而利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證所懸掛質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,

即用可知目前實(shí)驗(yàn)條件不滿足，所以利用當(dāng)前裝置在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”

時(shí)，需將鉤碼更換成祛碼盤和祛碼，以滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所懸掛物體的質(zhì)量，故C正

確；

D.實(shí)驗(yàn)過程中，需將連接祛碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)跟長木板始終保持平行，與之前的相同，

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

(2)[4]A.在不超出彈簧測力計(jì)的量程和橡皮條形變限度的條件下，使拉力適當(dāng)大些，不

必使兩只測力計(jì)的示數(shù)相同，故A錯(cuò)誤；

B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)就可以

了，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)中拉彈簧秤時(shí)，只需讓彈簧與外殼間沒有摩擦，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)即為彈簧對

細(xì)繩的拉力相等，與彈簧秤外殼與木板之間是否存在摩擦無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.為了減小實(shí)驗(yàn)中摩擦對測量結(jié)果的影響，拉橡皮條時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并

平行于木板，故D正確。

故選D。

[5]若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)，用手拉住一條細(xì)繩，用彈簧稱拉住另一條細(xì)繩，

互成角度的拉橡皮條，使其結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一點(diǎn)。，記下位置O和彈簧稱示數(shù)B和兩個(gè)拉力的

方向；交換彈簧稱和手所拉細(xì)繩的位置，再次將結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn)，使兩力的方向與原來兩力

方向相同，并記下此時(shí)彈簧稱的示數(shù)尸2；只有一個(gè)彈簧稱將結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn)，并記下此時(shí)彈

簧稱的示數(shù)廠的大小及方向；所以若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要3次把橡

皮條結(jié)點(diǎn)拉到O。

12

專題四驗(yàn)證加速度與力成正比的實(shí)驗(yàn)

8.（2024?天津?高考真題）某同學(xué)用圖示裝置探究加速度與力的關(guān)系。

（1）為補(bǔ)償打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對小車的阻力及其他阻力，調(diào)節(jié)木板傾角，使小車在不掛槽碼時(shí)運(yùn)動,

并打出紙帶進(jìn)行檢驗(yàn)，下圖中能表明補(bǔ)償阻力恰當(dāng)?shù)氖?

（2）某次實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如下圖所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖

中未畫出），測得斗=6.20cm,$2=6.70cm,S3=7.21cm,S4=7.73cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流

電源頻率為50Hz,則小車的加速度。=m/s2（要求充分利用測量數(shù)據(jù)，結(jié)果保

留兩位有效數(shù)字）；

）BCDE?

—?!<--~~——------?!<------------?]

1511s21s3!S4

（3）該同學(xué)將一個(gè)可以直接測出繩子拉力的傳感器安裝在小車上，小車和傳感器總質(zhì)量為

210go按要求補(bǔ)償阻力后，該同學(xué)共進(jìn)行了四次實(shí)驗(yàn)，懸掛的槽碼質(zhì)量依次為

5g、10g、20g、40g處理數(shù)據(jù)時(shí)，用兩種方式得到小車（含傳感器）受到的合力，一種將槽碼所

受重力當(dāng)作合力、另一種將傳感器示數(shù)當(dāng)作合力，則這兩種方式得到的合力差異最大時(shí)，槽

碼質(zhì)量為go

【答案】（1）B

（2）0.51

（3）40

【詳解】（1）若補(bǔ)償摩擦力恰當(dāng)，則小車應(yīng)該勻速運(yùn)動，打出的紙帶應(yīng)該點(diǎn)跡均勻分布，故

選B。

13

（2）每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，可知7=O.ls；小車的加速度

a=…丁=<7.73^.21-6.70-6.20）x1^^力$1mzs?

4Tz4x0.12

（3）根據(jù)牛頓第二定律，對祛碼

mg-T=ma

對小車

T=Ma

可得

T=Mm^=_^mg

M+m]?m

M

則當(dāng)加較小時(shí)傳感器的示數(shù)越接近與祛碼的重力加g;加越大，則傳感器的示數(shù)與祛碼重力

的差異越大，即這兩種方式得到的合力差異最大時(shí)，槽碼質(zhì)量為40g。

9.（2024?甘肅?高考真題）用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置探究外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

（1）以下操作正確的是（單選，填正確答案標(biāo)號）。

A.使小車質(zhì)量遠(yuǎn)小于槽碼質(zhì)量B.調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力

C.補(bǔ)償阻力時(shí)移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶D.釋放小車后立即打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

（2）保持槽碼質(zhì)量不變，改變小車上祛碼的質(zhì)量，得到一系列打點(diǎn)紙帶。其中一條紙帶的計(jì)

數(shù)點(diǎn)如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的距離分別為S”邑,…,以，時(shí)間間隔均為T。下列加速度算

式中，最優(yōu)的是（單選，填正確答案標(biāo)號）。

必盧＞?s5A?Ss、?S7.?S3

圖2

1S「S]S-6S6—S51一邑S「S3邑—/冷—工

A.ci=—

7丁2丁27272727272

RS6S7—S5S6—S4S5—S384—82S3—

?6^2T22T22T22T22722T2)

14

AY?S「S&|4-邑?Sfs—q

c.

3T23T23T23T°3T2J

V5/I跖-星I、-邑Iaw

D.4T24T242”2

（3）以小車和祛碼的總質(zhì)量M為橫坐標(biāo)，加速度的倒數(shù):為縱坐標(biāo)，甲、乙兩組同學(xué)分別得

由圖可知，在所受外力一定的條件下，。與M成（填“正比”或“反比”）；甲組所用的.

（填“小車”、“祛碼”或“槽碼”）質(zhì)量比乙組的更大。

【答案】（1）B

⑵D

⑶反比槽碼

【詳解】（1）A.為了使小車所受的合外力大小近似等于槽碼的總重力，故應(yīng)使小車質(zhì)量遠(yuǎn)

大于槽碼質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；

B.為了保證小車所受細(xì)線拉力等于小車所受合力，則需要調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力，也要

保持細(xì)線和長木板平行，故B正確；

C.補(bǔ)償阻力時(shí)不能移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，需要通過紙帶上點(diǎn)跡是否均勻來判斷小車是否

做勻速運(yùn)動，故c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)操作要求，應(yīng)先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器再釋放小車，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

（2）根據(jù)逐差法可知

2

S5-Sl=4atT

2

S6-S2=4a2T

15

跖-邑=4%"

聯(lián)立可得小車加速度表達(dá)式為

」(口+。+寸

44724712472

故選D。

(3)[1]根據(jù)圖像可知：與河成正比，故在所受外力一定的條件下，。與M成反比;

[2]設(shè)槽碼的質(zhì)量為%,則由牛頓第二定律

mg=(jn+M}a

化簡可得

11〃1

amgg

故斜率越小，槽碼的質(zhì)量加越大，由圖可知甲組所用的槽碼質(zhì)量比乙組的更大。

10.(2024?廣東?高考真題)下列是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中列出的三個(gè)必做實(shí)驗(yàn)的部

分步驟，請完成實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算。

(1)圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中木板右端墊高的

目的是0圖乙是實(shí)驗(yàn)得到紙帶的一部分，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。相鄰計(jì)

數(shù)點(diǎn)的間距已在圖中給出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則小車的加速度大小為m/s2

(2)在“長度的測量及其測量工具的選用”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測量一例柱體

的長度，示數(shù)如圖丙所示，圖丁為局部放大圖，讀數(shù)為<

丙T

16

(3)在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長”實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過程中,在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏。

遮光筒不可調(diào)節(jié)。打開并調(diào)節(jié)0使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮。取下光屏，裝上

單縫、雙縫和測量頭。調(diào)節(jié)測量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到。

【答案】(1)平衡摩擦力2.86

(2)4.108

(3)光源干涉條紋

【詳解】(1)[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力；

[2]小車的加速度大小

義-22-2

a_(16.29+13.43+10.59—7.72—4.88-2.01)10mzs286m/s

”9x0.12s-?$

(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

41mm+4x0.02mm=41.08mm=4.108cm

(3)[1]⑵在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長”實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過程中，在光具座上安裝光源、遮光

筒和光屏，遮光筒不可調(diào)節(jié)，打開并調(diào)節(jié)光源，使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮，取下光

屏，裝上、雙縫和測量頭，調(diào)節(jié)測量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到干涉條紋。

專題五研究物體平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)

11.(2024?河北?高考真題)圖1為探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平,

固定坐標(biāo)紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的

擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標(biāo)紙上留下印跡.某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如

圖2所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對應(yīng)平拋起點(diǎn).

圖1

①每次由靜止釋放鋼球時(shí)，鋼球在斜槽上的高度(填“相同”或“不同”)。

②在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。

17

③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運(yùn)動的初速度大小為m/s(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為

9.8m/s2,保留2位有效數(shù)字)。

【詳解】［1］為保證鋼球每次平拋運(yùn)動的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋

放，故高度相同；

⑵描點(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡如圖所示

［3］因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，為方便計(jì)算，在圖線上找到較遠(yuǎn)的點(diǎn)，在圖線上找到坐標(biāo)為

19.6cm的點(diǎn)為研究位置，該點(diǎn)坐標(biāo)為(14.1cm,19.6cm),根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律

,1，

x=vot,y=-gt-

解得

18

v0=0.71m/s

12.（2023?北京?高考真題）用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，探究平拋運(yùn)動的

特點(diǎn)。

（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是（填選項(xiàng)前的字母）。

A.選擇體積小、質(zhì)量大的小球B.借助重垂線確定豎直方向

C.先拋出小球，再打開頻閃儀D.水平拋出小球

（2）圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球自由落下，借助頻閃儀拍攝上述

運(yùn)動過程。圖2為某次實(shí)驗(yàn)的頻閃照片，在誤差允許范圍內(nèi)，根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎

直高度相同，可判斷A球豎直方向做運(yùn)動；根據(jù),可判斷A球水

平方向做勻速直線運(yùn)動。

8OOO

0O

0O

0O

0O

0O

O

o

OO

（3）某同學(xué)使小球從高度為0.8m的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動（每秒

頻閃25次），最多可以得到小球在空中運(yùn)動的個(gè)位置。

（4）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)忘了標(biāo)記重垂線方向，為解決此問題，他在頻閃照片中，以某位置為坐

標(biāo)原點(diǎn)，沿任意兩個(gè)相互垂直的方向作為x軸和y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系xOy,并測量

出另外兩個(gè)位置的坐標(biāo)值（為，乙）、（巧，乙），如圖3所示。根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律，利用運(yùn)動的

合成與分解的方法，可得重垂線方向與y軸間夾角的正切值為

圖3

19

【答案】ABD自由落體運(yùn)動A球相鄰兩位置水平距離相等10

力-2”

【詳解】用頻閃照相記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，選擇體積小質(zhì)量大的小球

可以減小空氣阻力的影響，A正確；

B.本實(shí)驗(yàn)需要借助重垂線確定豎直方向，B正確；

CD.實(shí)驗(yàn)過程先打開頻閃儀，再水平拋出小球，C錯(cuò)誤，D正確。

故選ABDo

(2)⑵[3]根據(jù)任意時(shí)刻A、B兩球的豎直高度相同，可以判斷出A球豎直方向做自由落體

運(yùn)動；根據(jù)A球相鄰兩位置水平距離相等，可以判斷A球水平方向做勻速直線運(yùn)動。

(3)[4]小球從高度為0.8m的桌面水平拋出，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式〃=gg〃，解得

頻閃儀每秒頻閃25次，頻閃周期

T=—s=0.04s

25

故最多可以得到小球在空中運(yùn)動個(gè)數(shù)為

(4)[5]如圖/、外分別表示水平和豎直方向，設(shè)重垂線方向?yàn)榕c歹軸間的夾角為建立

坐標(biāo)系存在兩種情況，如圖所示

sy7'''K\

y2I必

當(dāng)建立的坐標(biāo)系為a、必時(shí)，則X軸方向做勻減速運(yùn)動，根據(jù)逐差法計(jì)算加速度有

2

x2-2%1=-gsin0(2T)j軸方向在

=gcos8（2T）

聯(lián)立解得

20

tan”

%-2%

當(dāng)建立的坐標(biāo)系為乙、為時(shí)，則x軸方向做勻加速運(yùn)動，根據(jù)逐差法計(jì)算加速度有

x2-2X1=gsin8（2T）［y軸方向在

%-2乃=gcos8（2T）2

聯(lián)立解得

tan8=士生

%-2%

綜上所述，重垂線方向與y軸間夾角的正切值為

x-2x

tan。=2l

了2-2%

13.（2023?浙江?高考真題）在“探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中

（1）用圖1裝置進(jìn)行探究，下列說法正確的是=

A.只能探究平拋運(yùn)動水平分運(yùn)動的特點(diǎn)

B.需改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)

C.能同時(shí)探究平拋運(yùn)動水平、豎直分運(yùn)動的特點(diǎn)

（2）用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是o

A.斜槽軌道M必須光滑且其末端水平

B.上下調(diào)節(jié)擋板N時(shí)必須每次等間距移動

C.小鋼球從斜槽M上同一位置靜止?jié)L下

（3）用圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，豎直擋板上附有復(fù)寫紙和白紙，可以記下鋼球撞擊擋板時(shí)的點(diǎn)

跡。實(shí)驗(yàn)時(shí)豎直擋板初始位置緊靠斜槽末端，鋼球從斜槽上尸點(diǎn)靜止?jié)L下，撞擊擋板留下

點(diǎn)跡0,將擋板依次水平向右移動x,重復(fù)實(shí)驗(yàn)，擋板上留下點(diǎn)跡1、2、3、4o以點(diǎn)跡0為

坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下建立坐標(biāo)軸片各點(diǎn)跡坐標(biāo)值分別為勿、”、口、以。測得鋼球直徑為力

21

則鋼球平拋初速度V0為，

/d、,a(1、

B.(x+~)D.(4%-y)

【答案】BCD

【詳解】(1)[1]AC.用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，只能探究平拋運(yùn)動豎直分運(yùn)動的特點(diǎn)，不

能研究水平分運(yùn)動的特點(diǎn)，故AC錯(cuò)誤；

B.在實(shí)驗(yàn)過程中，需要改變小錘擊打的力度，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論，故B正確。

故選B。

(2)[2]AC.為了保證小球做平拋運(yùn)動，需要斜槽末端水平，為了保證小球拋出時(shí)速度相等,

每一次小球需要靜止從同一位置釋放，斜槽不需要光滑，故A錯(cuò)誤，C正確；

B.上下調(diào)節(jié)擋板N時(shí)不必每次等間距移動，故B錯(cuò)誤。

故選C。

(3)[3]A.豎直方向，根據(jù)

12

%=]g廣

水平方向

d

尤一§=引

聯(lián)立可得

故A錯(cuò)誤；

B.豎直方向，根據(jù)

=g/

水平方向

x=vGt

聯(lián)立可得

故B錯(cuò)誤;

22

CD.豎直方向根據(jù)

12

居=融

水平方向

聯(lián)立可得

故D正確，C錯(cuò)誤。

故選D。

【點(diǎn)睛】

專題六探究功與物體速度變化的實(shí)驗(yàn)

14.（2021?浙江?高考真題）用如圖所示裝置進(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。裝有祛碼

的盤用繞過滑輪的細(xì)線牽引小車，盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力。小車運(yùn)動的位移和速度可

以由打點(diǎn)紙帶測出，以小車為研究對象，改變祛碼質(zhì)量，便可探究牽引力所做的功與小車速

度變化的關(guān)系。

盤和誄碼

①關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是；

A.需要補(bǔ)償小車受到阻力的影響

B.該實(shí)驗(yàn)裝置可以“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”

C.需要通過調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線與長木板平行

D.需要滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

②如圖2所示是兩條紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的應(yīng)是第條（填寫“I”或“n”）紙帶;

23

0lcm23456789101112131415161718192021222324

I

123456789101112131415

???????????????

01cm23456789101112131415161718192021222324

II

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上畫出的W-v2圖象是一條過原點(diǎn)的直線，據(jù)此圖象（填“能”

或“不能”）求出小車的質(zhì)量。

【答案】ACDII能

【詳解】①[1]A.題中需要將盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力，所以首先需要補(bǔ)償小車受到阻

力的影響，即抬高長木板右端，小車在不接盤和祛碼的情況下，輕推小車，使小車做勻速直

線運(yùn)動，說明小車重力沿斜面的分力與小車所受阻力等大反向，A正確；

D.然后掛上盤與祛碼加，根據(jù)牛頓第二定律

mg-T=ma

對小車根據(jù)牛頓第二定律

T=Ma

兩式相比解得繩子拉力

M1

M+m。]+a

當(dāng)滿足盤和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，^T=mg,盤和祛碼的重力可當(dāng)作牽引力，D

正確；

B.實(shí)驗(yàn)過程中摩擦阻力無法消除，本實(shí)驗(yàn)裝置無法驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”故B錯(cuò)誤。

C.細(xì)線與長木板平行需要平行，保證繩子的拉力與小車運(yùn)動方向一致，這樣盤和祛碼的重

力可完全當(dāng)作牽引力，C正確。

故選ACDo

②⑵小車做勻加速直線運(yùn)動，位移逐漸增大，所以實(shí)驗(yàn)打出的紙帶是第II條。

③[3]根據(jù)動能定理可知少=4歷2,圖像的斜率為:"，據(jù)沙能求出小車的質(zhì)量。

15.（2024?四川瀘州?二模）某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置，探究滑塊所受合外力做的功

與其動能變化量間的關(guān)系。細(xì)繩的一端連接上力傳感器后系在天花板上，另一端通過滑輪系

24

上帶有遮光條的重物，重物正下方有A、B兩個(gè)光電門。

①測量滑塊(帶滑輪)的總質(zhì)量加，遮光條的寬度力光電門A、B之間的高度肌

②墊高木板一端，使得滑塊恰能在傾斜木板上做勻速直線運(yùn)動；

③按圖正確連接器材，使兩細(xì)繩與傾斜木板平行；

④由靜止釋放重物，滑塊將在細(xì)繩拉動下運(yùn)動，記錄力傳感器的示數(shù)廠及遮光條經(jīng)過光電

門A、B的擋光時(shí)間A。、加2。

(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，下列說法正確的是0

A.該實(shí)驗(yàn)不需要重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量

B.重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)時(shí)每次需要從同一位置靜止釋放重物

C.該實(shí)驗(yàn)需要測量重物(含遮光條)的質(zhì)量

(2)通過光電門A、B時(shí)，重物(含遮光條)的速度大小v4=,vB=o

(3)重物從N點(diǎn)運(yùn)動到8點(diǎn)過程中，合外力對滑塊做功的表達(dá)式為沙=?；瑝K動

能變化量的表達(dá)式為常=，發(fā)現(xiàn)在誤差范圍內(nèi)二者相等，即可得到滑塊所受

合外力做的功與其動能變化量之間的關(guān)系。［(2)(3)問中均用題中所給已知量表示］。

【答案】⑴A

dd

⑵A"Af2

md2.11.

⑶Fh丁忘了一國7)

【詳解】(1)A.該實(shí)驗(yàn)中力傳感器測量細(xì)繩中拉力，不需要重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量。故

A正確；

B.實(shí)驗(yàn)中，滑塊的位移由兩光電門的距離決定，滑塊經(jīng)過光電門的速度可以直接計(jì)算，所

25

以重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)時(shí)每次沒有必要從同一位置靜止釋放重物。也不需要測量重物(含遮光條)

的質(zhì)量。故BC錯(cuò)誤。

故選Ao

(2)通過光電門A、B時(shí)，重物(含遮光條)的速度大小

(3)口］重物從4點(diǎn)運(yùn)動到8點(diǎn)過程中，合外力對滑塊做功的表達(dá)式為

h

W=2F—=Fh

2

⑵滑塊動能變化量的表達(dá)式為

AE.=-m——m■

2包丫(MP

16.(2024?廣西?二模)如圖甲是“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所

用交流電的頻率為50Hz。當(dāng)質(zhì)量為0.10kg的小車，在1條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對

小車做的功記為Wo

1.60A1.6231.64*1.64

DCD

(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。

(2)當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于每次實(shí)驗(yàn)中

橡皮筋的拉伸長度相同，因此第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋對小車做的功分別

,每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出

的紙帶求出。

(3)圖乙為某次用1條橡皮筋實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，測得4B、C、D、￡相鄰兩點(diǎn)間的距離分別

為4B=1.60cm,SC=1.62cm,CD=1.64cm,DE=1.64cm,則小車獲得的最大速度為—

m/so(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

26

【答案】（1）需要

（2）2W3W

(3)0.82

【詳解】（1）為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力。

（2）由于每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的拉伸長度相同，故每根橡皮筋對小車做功大小相等，因此第

2次、第3次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋對小車做的功分別為2M3Wo

（3）速度越大，相同時(shí)間內(nèi)通過的位移越大，由圖可知，紙帶的CD、間距最大，且相

等,即速度達(dá)到最大值，兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s,則最大速度為

x0.0164

=-C^D-=---------m/s=0.82m/s

t0.02

專題七探究動能定理的實(shí)驗(yàn)

17.（2021?河北?高考真題）某同學(xué)利用圖1中的實(shí)驗(yàn)裝置探究機(jī)械能變化量與力做功的關(guān)

系，所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細(xì)繩、50g的鉤碼若干、光電門2個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)

器、帶遮光條的滑塊（質(zhì)量為200g,其上可放鉤碼）、刻度尺，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2,

實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

遮光條光電門I光電門2

圖1

①安裝器材，調(diào)整兩個(gè)光電門距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個(gè)鉤碼，如圖1所示；

②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個(gè)光電門的時(shí)間，并計(jì)算出滑塊通過兩個(gè)光

電門的速度；

③保持最下端懸掛4個(gè)鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個(gè)鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,

重復(fù)上述步驟；

④完成5次測量后，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量”、系統(tǒng)（包含滑塊、滑

塊所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼）總動能的增加量陽及系統(tǒng)總機(jī)械能的減少量相，結(jié)果如

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下表所示:

M/kg0.2000.2500.3000.3500.400

A^k/J0.5820.4900.3920.2940.195

AE/J0.3930.4900.6860.785

回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為J(保留三位有效數(shù)字)；

(2)步驟④中的數(shù)據(jù)所缺數(shù)據(jù)為；

(3)若M為橫軸，△￡為縱軸，選擇合適的標(biāo)度，在圖2中