專題七實(shí)驗(yàn)第16講力學(xué)實(shí)驗(yàn)命題規(guī)律1.命題角度：(1)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律；(2)探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系；(3)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(4)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律；(5)探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系；(6)探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律；(7)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；(8)探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系；(9)用單擺測量重力加速度的大小.2.常用方法：控制變量法、等效替代法、圖像法.內(nèi)容索引考點(diǎn)一紙帶類和光電門類實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)二力學(xué)其他實(shí)驗(yàn)高考預(yù)測專題強(qiáng)化練考點(diǎn)一紙帶類和光電門類實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)處理探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

1.細(xì)繩與長木板平行2.釋放前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3.先接通電源，再釋放小車，打點(diǎn)結(jié)束先切斷電源，再取下紙帶4.鉤碼質(zhì)量適當(dāng)1.判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)2.利用平均速度求瞬時(shí)速度3.利用逐差法求平均加速度4.作速度—時(shí)間圖像，通過圖像的斜率求加速度探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系

1.補(bǔ)償阻力，墊高長木板使小車能勻速下滑2.在補(bǔ)償阻力時(shí)，不要把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上，實(shí)驗(yàn)過程中不用重復(fù)補(bǔ)償阻力3.實(shí)驗(yàn)必須保證的條件：小車質(zhì)量m?槽碼質(zhì)量m′4.釋放前小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，應(yīng)先接通電源，后釋放小車1.利用逐差法或v－t圖像法求a2.作出a－F圖像和a－圖像，確定a與F、m的關(guān)系驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1.豎直安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以減少摩擦阻力2.選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料3.選取第1、2兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，用mgh＝

mv2進(jìn)行驗(yàn)證1.應(yīng)用vn＝

計(jì)算某時(shí)刻的瞬時(shí)速度2.判斷mghAB與

mvB2－

mvA2是否在誤差允許的范圍內(nèi)相等3.作出

v2－h(huán)圖像，求g的大小驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

1.開始前調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平2.用天平測出兩滑塊的質(zhì)量3.用光電門測量碰前和碰后的速度1.滑塊速度的測量：v＝2.驗(yàn)證的表達(dá)式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′例1

(2022·山東日照市一模)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.實(shí)驗(yàn)開始前在水平放置的氣墊導(dǎo)軌左端裝一個(gè)彈射裝置，打開控制開關(guān)，滑塊可被彈射裝置向右彈出.滑塊A和滑塊B上裝有相同寬度的擋光片，在相碰的端面裝有輕質(zhì)彈性架(未畫出).實(shí)驗(yàn)開始前，滑塊A被彈射裝置鎖定，滑塊B靜置于兩個(gè)光電門之間.(1)打開控制開關(guān)，滑塊A被彈出.數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄下?lián)豕馄ㄟ^光電門1的時(shí)間Δt1，擋光片先后通過光電門2的時(shí)間Δt2和Δt3，則滑塊A(含擋光片)與滑塊B(含擋光片)的質(zhì)量大小關(guān)系是mA________mB(選填“大于”“等于”或“小于”).大于設(shè)滑塊A碰撞前瞬間的速度為vA，碰撞后瞬間A、B的速度分別為vA′、vB，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mAvA＝mAvA′＋mBvB ①根據(jù)能量守恒定律有②③④計(jì)算機(jī)顯示光電門1有一個(gè)時(shí)間記錄，光電門2有兩個(gè)時(shí)間記錄，說明A與B碰撞后A未反彈，即vA′與vA的方向相同，可知mA>mB.(2)若滑塊A和滑塊B的碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒，則應(yīng)滿足的關(guān)系式為______________(用mA、mB、Δt1、Δt2、Δt3表示).⑤⑥⑦⑧⑨(3)若滑塊A和滑塊B的碰撞是彈性碰撞，則

＝__________(用Δt2、Δt3表示).例2

(2022·廣東卷·11)某實(shí)驗(yàn)小組為測量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機(jī)械能損失，設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的裝置，實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈.調(diào)節(jié)光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門.(2)用螺旋測微器測量小球的直徑，示數(shù)如圖(b)所示，小球直徑d＝______________mm.7.883或7.884根據(jù)題圖(b)示數(shù)，小球的直徑為d＝7.5mm＋38.4×0.01mm＝7.884mm考慮到偶然誤差，7.883mm也可以.(3)測量時(shí)，應(yīng)____(選填“A”或“B”，其中A為“先釋放小球，后接通數(shù)字計(jì)時(shí)器”，B為“先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，后釋放小球”).記錄小球第一次和第二次通過光電門的遮光時(shí)間t1和t2.B在測量時(shí)，因小球下落時(shí)間很短，如果先釋放小球，有可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間記錄不完整，所以應(yīng)先接通數(shù)字計(jì)時(shí)器，再釋放小球，故選B.(4)計(jì)算小球通過光電門的速度，已知小球的質(zhì)量為m，可得小球與橡膠材料碰撞導(dǎo)致的機(jī)械能損失ΔE＝________________(用字母m、d、t1和t2表示).(5)若適當(dāng)調(diào)高光電門的高度，將會(huì)________(選填“增大”或“減小”)因空氣阻力引起的測量誤差.增大若調(diào)高光電門的高度，較調(diào)整之前小球會(huì)經(jīng)歷較大的空中距離，所以將會(huì)增大因空氣阻力引起的測量誤差.例3

(2022·安徽合肥市第一次檢測)某實(shí)驗(yàn)小組為了探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn).(1)在探究小車加速度a與其質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，采用了圖(a)所示的方案.①保持盤中砝碼不變，通過增減小車中的砝碼個(gè)數(shù)改變小車的總質(zhì)量M，利用打出的紙帶測量出小車對應(yīng)的加速度.下列實(shí)驗(yàn)操作合理的是_____.A.為了補(bǔ)償阻力，把木板的一側(cè)墊高，并將砝碼盤用細(xì)線通過定滑輪系在

小車上B.先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再釋放小車C.調(diào)節(jié)滑輪，使細(xì)線與木板平行BC為了補(bǔ)償阻力，把木板的一側(cè)墊高，小車上并不掛砝碼盤，A錯(cuò)誤；先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再釋放小車，B正確；調(diào)節(jié)滑輪，使細(xì)線與木板平行，這樣才能使細(xì)線的拉力等于小車受到的合力，C正確；②圖(b)為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出.交變電源的頻率為50Hz，小車的加速度a＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)0.48相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則T＝0.02s×5＝0.1s.③表格中為實(shí)驗(yàn)小組記錄的6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖(c)的坐標(biāo)紙上，請用×標(biāo)出余下的一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)，并作出a－

圖像，由a－

圖像可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：_______________________________________.F/NM/kga/(m·s－2)0.291.160.250.290.860.340.290.610.480.290.410.720.290.360.820.290.310.94答案見解析圖力一定時(shí)，小車的加速度a與質(zhì)量M成反比由a－

圖像可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力一定時(shí)，小車的加速度a與質(zhì)量M成反比.(2)在探究小車加速度a與所受力F的關(guān)系時(shí)，設(shè)計(jì)了圖(d)所示的方案.其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：a.掛上砝碼盤和砝碼，調(diào)節(jié)木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；b.取下砝碼盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為m，并讓小車沿木板下滑，測出加速度a；c.改變砝碼盤中砝碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟a和b，多次測量，作出a－F圖像.①該實(shí)驗(yàn)方案________(選填“需要”或“不需要”)滿足條件M?m；不需要設(shè)木板傾角為θ，則掛上砝碼盤和砝碼時(shí)有F＋Ff＝Mgsinθ，F(xiàn)＝mg取下砝碼盤和砝碼時(shí)有Mgsinθ－Ff＝Ma整理得mg＝Ma即小車加速下滑的外力恰好等于砝碼盤和砝碼的總重力；由以上分析可知，該實(shí)驗(yàn)方案不需要滿足條件M?m；②若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，通過改變砝碼個(gè)數(shù)，畫出的a－F圖像最接近圖中的_____.A考點(diǎn)二力學(xué)其他實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)處理探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

1.應(yīng)在彈簧自然下垂時(shí)，

測量彈簧原長l02.水平放置時(shí)測原長，圖線不過原點(diǎn)的原因是彈簧自身有重力1.作出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線，斜率表示彈簧的勁度系數(shù)2.超過彈簧的彈性限度，圖線會(huì)發(fā)生彎曲探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律

1.正確使用彈簧測力計(jì)2.同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同3.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角合適1.按力的圖示作平行四邊形2.求合力大小探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

1.保證斜槽末端水平2.每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放3.坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)1.用代入法或圖像法判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是不是拋物線2.由公式：x＝v0t和y＝

gt2，求初速度v0＝x探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系

1.彈力大小可以通過標(biāo)尺上刻度讀出，該讀數(shù)顯示了向心力大小2.采用了控制變量法，探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系作出Fn－ω2、Fn－r、Fn－m的圖像，分析向心力與角速度、半徑、質(zhì)量之間的關(guān)系用單擺測量重力加速度的大小

1.保證懸點(diǎn)固定2.單擺必須在同一平面內(nèi)振動(dòng)，且擺角小于5°3.擺長l＝懸線長l′＋小球的半徑r4.用T＝

計(jì)算單擺的周期1.利用公式g＝

求重力加速度2.作l－T2的圖像，可利用斜率求重力加速度例4

某同學(xué)用圖甲所示的裝置研究單擺運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，讓擺球在豎直平面內(nèi)做擺動(dòng)，用力傳感器得到細(xì)線對擺球拉力F的大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示，且從最低點(diǎn)開始為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，由圖乙中所給的數(shù)據(jù)結(jié)合力學(xué)規(guī)律可得(1)該同學(xué)先用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖丙所示，其讀數(shù)為________cm；1.570游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為d＝1.5cm＋14×0.05mm＝1.570cm(2)由圖像得該單擺的運(yùn)動(dòng)周期T＝______s；2由題圖乙結(jié)合單擺運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，該單擺的振動(dòng)周期為2s；(3)擺球的質(zhì)量m＝________kg.(g＝10m/s2)0.05例5

(2022·陜西西安市七校高三期末)如圖為“探究互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，三個(gè)細(xì)線套L1、L2、L3共系于一個(gè)結(jié)點(diǎn)，另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測力計(jì)A、B和重物M上，A掛于固定點(diǎn)P.手持B拉動(dòng)細(xì)線，使結(jié)點(diǎn)靜止于O點(diǎn).(1)某次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)A的指針位置如圖甲所示，其讀數(shù)為______N.2.00分度值為0.1N，讀數(shù)為2.00N.(2)圖乙中的F與F′兩力中，方向和細(xì)線PO方向相同的是_____(選填“F”或“F′”).F′由題圖乙發(fā)現(xiàn)F是根據(jù)平行四邊形定則作出的理論值，而實(shí)際值與理論值有一定的誤差，故方向和細(xì)線PO方向相同的是F′.(3)下列實(shí)驗(yàn)要求中，必要的是_____.(填選項(xiàng)前的字母)A.彈簧測力計(jì)B始終保持水平B.用天平測量重物M的質(zhì)量C.細(xì)線套方向應(yīng)與木板平面平行D.若只增大某一只彈簧測力計(jì)的拉力

大小而保持細(xì)線套結(jié)點(diǎn)位置不變，

只需調(diào)整另一只彈簧測力計(jì)拉力的

大小即可C彈簧測力計(jì)B的方向沒有特殊要求，不需要始終保持水平，故A錯(cuò)誤；重物M的重力可以由彈簧測力計(jì)測出，沒必要再測質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；為使力都作用在同一平面上，細(xì)線套方向應(yīng)與木板平面平行，故C正確；根據(jù)平行四邊形定則可知，若只增大某一只彈簧測力計(jì)的拉力大小而保持細(xì)線套結(jié)點(diǎn)位置不變，需調(diào)整另一只彈簧測力計(jì)拉力的大小和方向，故D錯(cuò)誤.(4)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_____.(填選項(xiàng)前的字母)A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法B本實(shí)驗(yàn)通過不同力之間作用效果的等效替代，探究互成角度的力的合成規(guī)律，故采用的是等效替代法.故選B.例6

(2022·山東日照市高三期末)物理興趣小組的同學(xué)用圖甲所示的裝置和頻閃照相儀探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，下列說法正確的是_____(選填選項(xiàng)前的字母)；A.必須將小球從斜槽上的同一位置由靜止釋放B.斜槽軌道必須光滑C.必須選擇質(zhì)量大的小球D.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不能與方格紙相觸D本實(shí)驗(yàn)用頻閃照相儀記錄小球在空中一次平拋的多個(gè)位置，所以不需要小球從斜槽上多次釋放；每次只能記錄一個(gè)位置，斜槽光滑與否、小球質(zhì)量大小都不影響位置的記錄；在空中不能與方格紙相觸.故選D.(2)某同學(xué)用頻閃照相儀拍攝到小球拋出后幾個(gè)位置的照片如圖乙所示，由照片可以判斷斜槽軌道末端向______傾斜，根據(jù)照片也可判斷小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)是______________________________；上相等的時(shí)間間隔內(nèi)水平位移相等由第二個(gè)位置高于第一個(gè)位置，說明斜槽軌道末端向上傾斜了；每個(gè)位置的水平間距都是兩個(gè)小方格，說明相等的時(shí)間間隔內(nèi)水平位移相等，水平方向是勻速運(yùn)動(dòng).(3)物理興趣小組重新調(diào)整斜槽軌道末端，規(guī)范完成實(shí)驗(yàn)，根據(jù)拍攝到的一張照片測出小球不同位置的豎直位移y和水平位移x，以x2為橫坐標(biāo)，以y為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上畫出對應(yīng)的圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線，測得直線的斜率k＝5，取g＝10m/s2，由此可得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝_____m/s.1x＝v0t代入數(shù)據(jù)解得v0＝1m/s.高考預(yù)測1.(2022·河南安陽市一模)某實(shí)驗(yàn)小組用圖中裝置探究質(zhì)量一定的情況下加速度和力的關(guān)系.他們用不可伸長的細(xì)線將滑塊(含擋光片)通過一個(gè)定滑輪和掛有重物的動(dòng)滑輪與力傳感器相連，細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行，在水平氣墊導(dǎo)軌的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，A、B兩點(diǎn)間距為x，釋放重物，擋光片通過A、B時(shí)的遮光時(shí)間分別為tA、tB，已知擋光片寬度為d.12(1)實(shí)驗(yàn)操作過程中________(選填“需要”或“不需要”)滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊及擋光片的質(zhì)量；不需要12實(shí)驗(yàn)中力傳感器直接顯示拉力大小，即為滑塊及擋光片所受合外力，故不需要滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊及擋光片的質(zhì)量；(2)滑塊通過AB段時(shí)的加速度大小為____________(用題中已知的物理量字母表示)；1212(3)多次改變重物質(zhì)量，同時(shí)記錄細(xì)線的拉力大小F，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，得到多組加速度a與拉力F，以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)作圖，若圖線是___________________，則物體質(zhì)量一定的情況下加速度與合外力成正比的結(jié)論成立.一條過原點(diǎn)的直線若在質(zhì)量一定的情況下加速度與合外力成正比，則a－F圖像是一條過原點(diǎn)的直線.122.(2022·云南第一次統(tǒng)測)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量定理，部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將一遮光條固定在滑塊上，用20分度的游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝______mm；4.00遮光條的寬度為d＝4mm＋0.05mm×0＝4.00mm12(2)用天平稱得滑塊(包含遮光條)的質(zhì)量m＝380.0g；(3)將一與輕彈簧相連的壓力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端，一光電門安裝在氣墊導(dǎo)軌上方，用滑塊將彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，壓力傳感器顯示出彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖丙所示，根據(jù)圖丙可求得彈簧對滑塊的沖量大小為________N·s；滑塊離開彈簧一段時(shí)間后通過光電門，光電門測得遮光條的擋光時(shí)間為Δt＝2.0×10－3s，可得彈簧恢復(fù)形變的過程中滑塊的動(dòng)量增量大小為________kg·m/s.(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)0.820.761212彈簧對滑塊的沖量大小等于F－t圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積，約等于0.82N·s；滑塊的動(dòng)量增量大小為Δp＝mv＝380.0×10－3×2kg·m/s＝0.76kg·m/s專題強(qiáng)化練1.(2022·廣東肇慶市二模)某同學(xué)用如圖甲所示裝置研究小車在傾斜軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度a與軌道傾角θ的正弦值(sinθ)之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，將長為l的長木板一端放在墊塊上構(gòu)成斜面，為得出長木板傾角θ的正弦值sinθ，則需要測出_____；A.長木板末端距實(shí)驗(yàn)臺(tái)的高度hB.墊塊的高度h′保分基礎(chǔ)練A1234567812345678由幾何關(guān)系可知sinθ＝

，因此需要測量長木板末端距實(shí)驗(yàn)臺(tái)的高度h，故A正確，B錯(cuò)誤.(2)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在軌道右端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在小車上；接通電源，釋放小車，打出一條如圖乙所示的紙帶，圖中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，通過測得的數(shù)據(jù)可計(jì)算出D點(diǎn)的速度大小vD＝______m/s，滑塊的加速度a＝________m/s2；(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)123456781.632.64紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s滑塊的加速度為＝2.64m/s2；12345678(3)改變墊塊高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測出多組軌道傾角θ的正弦值(sinθ)及對應(yīng)小車的加速度a，通過計(jì)算，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)a與sinθ的比值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋蚴莀___________________________.12345678小車與傾斜長木板之間有摩擦12345678小車沿傾斜軌道下滑，若沒有摩擦力，則mgsinθ＝ma，可得

＝g，現(xiàn)在a與sinθ的比值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，說明小車下滑過程中受到摩擦力的作用，即小車與傾斜長木板之間有摩擦.2.(2022·山西省稷山中學(xué)模擬)某小組利用力的傳感器探究“圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式”.如圖所示，在光滑的水平面上，固定一個(gè)光滑的軌道，A處安裝的光電門可以得到小球的速度，B處安裝力的傳感器可以測得小球到B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力.(1)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，利用_____來探究向心力大小與小球質(zhì)量、速度、軌道半徑之間的關(guān)系.A.理想實(shí)驗(yàn)法B.控制變量法C.等效替代法B1234567812345678探究向心力大小與小球質(zhì)量、速度、軌道半徑三個(gè)因素的關(guān)系，需要先控制其中兩個(gè)因素不變，改變第三個(gè)因素，從而逐步研究向心力和它們的關(guān)系，采用了控制變量法.(2)實(shí)驗(yàn)中，同一小球先后兩次以不同的速度沿著同一軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若光電門記錄的時(shí)間比為1∶2，傳感器記錄的壓力比為______，則可得到向心力與______________成正比.123456784∶1線速度的平方12345678設(shè)先后兩次的速度分別為v1和v2，光電門記錄的時(shí)間分別為t1和t2，小球擋光寬度為d，則可得到向心力與線速度的平方成正比，12345678根據(jù)牛頓第三定律，傳感器記錄的壓力大小等于軌道對小球的支持力大小，12345678(3)實(shí)驗(yàn)中，讓同一小球先后兩次沿著不同半徑的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若光電門記錄的時(shí)間相同，軌道半徑比為1∶2，則傳感器記錄的壓力比為_______，則可得到向心力與____________成正比.2∶1半徑的倒數(shù)設(shè)先后兩次的軌道半徑分別為r1和r2，由于光電門記錄的時(shí)間相同，可知兩次小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v大小相等，則可得到向心力與半徑的倒數(shù)成正比，根據(jù)牛頓第三定律，傳感器記錄的壓力大小等于軌道對小球的支持力大小，123456783.(2022·江西九江市一模)用如圖所示的裝置，來完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中使用的小球1和2半徑相等，用天平測得質(zhì)量分別為m1、m2.在水平木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O.先不放小球2，使小球1從斜槽上某一點(diǎn)S由靜止?jié)L下，落到水平木板P點(diǎn).再把小球2靜置于斜槽軌道末端，重復(fù)上述操作，小球1和小球2碰撞后分別落在水平木板上，在白紙上留下各自落點(diǎn)的痕跡.(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通過測量小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來解決這個(gè)問題.確定碰撞前后落點(diǎn)的位置P、M、N，用刻度尺測量出水平射程OP、OM、ON.12345678①本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是______.A.斜槽軌道必須是光滑的

B.斜槽軌道末端必須是水平的C.小球1每次必須從同一位置由靜止釋放12345678BC12345678因小球在斜槽末端的速度與平拋的水平位移成正比，所以斜槽是否光滑不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故A錯(cuò)誤；斜槽末端保持水平，是為了保證它們在水平碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)，故B正確；小球1每次必須從同一位置由靜止釋放，盡可能保證每次碰撞情況相同，故C正確.②實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備時(shí)，為確保小球1碰后不彈回，要求m1______m2(選填“>”“<”或“＝”).12345678>為確保小球1碰后不彈回，要求m1＞m2.③若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式為：OP＝____________(用m1、m2、OM、ON表示).小球離開斜槽末端做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向滿足y＝

gt2，下落高度一定，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同；水平方向滿足x＝vt，水平位移與平拋初速度成正比，兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，即OP＝OM＋

·ON.12345678(2)在上述實(shí)驗(yàn)中換用不同材質(zhì)的小球，其他條件不變，記錄下小球的落點(diǎn)位置.下面三幅圖中，可能正確的是_____.B12345678圖C中，比值為

＞1，但OP＋OM＜ON，不符合能量守恒定律，故C錯(cuò)誤.123456784.(2022·廣東深圳市一模)在“探究共點(diǎn)力的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，將三個(gè)細(xì)繩套系于一點(diǎn)，在水平桌面上用三只彈簧測力計(jì)互成角度地水平拉細(xì)繩套，使結(jié)點(diǎn)靜止在紙面上O點(diǎn)，如圖甲所示.(1)彈簧測力計(jì)1的指針位置如圖甲所示，其讀數(shù)為________N，彈簧測力計(jì)2和3的讀數(shù)分別為1.30N和1.25N.2.30由于彈簧測力計(jì)的最小刻度是0.1N，因此彈簧測力計(jì)1的示數(shù)為2.30N；12345678(2)取0.5cm代表1N，請?jiān)趫D乙虛線框內(nèi)作出三個(gè)力的圖示，并借助平行四邊形定則作圖，求出其中兩個(gè)力的合力.12345678答案

見解析圖由題，作出力的圖示，根據(jù)平行四邊形定則，可作出任意兩個(gè)力的合力，以下三個(gè)圖中任意一個(gè)均正確.12345678(3)改變?nèi)粡椈蓽y力計(jì)的彈力方向和大小，多次實(shí)驗(yàn).(4)在誤差允許范圍內(nèi)，可歸納出這三個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件是________.其中一個(gè)力與另兩力的合力等值反向(或“三個(gè)共點(diǎn)力的合力等于零”“合力等于零”“合外力等于零”“兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，在同一條直線上”“兩力的合力與第三力等大反向共線”等)見解析123456785.(2022·遼寧葫蘆島市普通高中高三期末)某同學(xué)用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究彈簧的彈力和伸長量的關(guān)系”.直尺和光滑的細(xì)桿(未畫出)水平固定在鐵架臺(tái)上，一根彈簧穿在細(xì)桿上，其左端固定，右端與細(xì)繩連接.細(xì)繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛鉤碼.實(shí)驗(yàn)時(shí)先測出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在繩子的下端，每次測出對應(yīng)的彈簧總長度L，并將所掛鉤碼的重力大小作為彈簧的彈力大小F.彈簧伸長均在彈性限度內(nèi).12345678(1)把以上測得的數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，如圖乙所示，則該彈簧的原長L0＝__________cm，勁度系數(shù)k＝_______N/m.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)123456785.0013.3彈簧彈力為零時(shí)，彈簧總長度即為彈簧原長，故L0＝5.00cm，≈13.3N/m.(2)若該同學(xué)先把彈簧豎直懸掛，下端不掛鉤碼測出彈簧原長為L1，再按照圖甲所示方法懸掛鉤碼，測出彈簧伸長后長度L，以L－L1作為彈簧伸長量x，以鉤碼重力大小作為彈力F大小.由于彈簧自身重力的影響，得到的圖線可能是圖中的______.12345678B由于彈簧自身重力的影響，當(dāng)x等于零時(shí)，彈簧有一定的彈力，但彈簧勁度系數(shù)不變，則k＝

不變，即F－x圖像斜率不變.故選B.123456786.(2022·山東卷·13)在天宮課堂中、我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn).受此啟發(fā).某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計(jì)了測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示.主要步驟如下：①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；②接通氣源，放上滑塊.調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；爭分提能練12345678③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊.彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn).A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm，拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)；④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙所示.12345678回答以下問題(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)：(1)彈簧的勁度系數(shù)為______N/m.1212345678由題知，彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于O點(diǎn)，A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為5.00cm.拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí).結(jié)合題圖乙的F－t圖像有Δx＝5.00cm，F(xiàn)＝0.610N可得k≈12N/m12345678(2)該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a—F圖像如圖丙中Ⅰ所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為______kg.0.2012345678根據(jù)牛頓第二定律有F＝ma則a－F圖像的斜率表示滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)題圖丙中Ⅰ，則有則滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為m＝0.20kg1234567812345678(3)該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a－F圖像Ⅱ，則待測物體的質(zhì)量為________kg.0.1312345678則滑塊、待測物體與加速度傳感器的總質(zhì)量為m′≈0.33kg則待測物體的質(zhì)量為Δm＝m′－m＝0.13kg.7.(2022·湖北武漢市武昌區(qū)檢測)用實(shí)驗(yàn)測量小滑塊與木板表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.(1)第一實(shí)驗(yàn)組采用如圖甲所示的裝置測量.將足夠長的固定木板水平放置，彈簧的一端與固定擋板相連，另一端緊靠帶有遮光條的小滑塊但不與之拴接，彈簧處于原長時(shí)整個(gè)彈簧都在光電門左側(cè).先用小滑塊壓縮彈簧至某一位置，釋放后記錄小滑塊上的遮光條通過光電門的擋光時(shí)間t，并測量小滑塊停止時(shí)的位置B與光電門中心A的距離L.1234567812345678①利用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度為d＝_____mm；2.7由題圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為2mm，游標(biāo)尺示數(shù)為7×0.1mm＝0.7mm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)d＝2mm＋7×0.1mm＝2.7mm；②多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄多組(t、L)數(shù)據(jù).選擇L為縱軸，____為橫軸，擬合得到一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線.若該直線的斜率為k，則小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ＝______(用題目中已有的符號(hào)表示).12345678滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知μmg＝ma根據(jù)速度位移公式有v2＝2μgL為測量小滑塊與木板表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，記錄多組(t、L)數(shù)據(jù)，選擇L為縱軸，

為橫軸.1234567812345678該直線的斜率為k，(2)第二實(shí)驗(yàn)組使用位移傳感器設(shè)計(jì)