統(tǒng)考版2023高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題七物理實(shí)驗(yàn)第13講力學(xué)實(shí)驗(yàn)教師用書

第13講力學(xué)實(shí)驗(yàn)高頻考點(diǎn)·能力突破考點(diǎn)一力學(xué)基本儀器的使用與讀數(shù)物理量測(cè)量工具或測(cè)量方法力①彈簧測(cè)力計(jì)(不超量程；調(diào)零；會(huì)讀數(shù))；②力傳感器(調(diào)零)質(zhì)量天平(水平放置、調(diào)零；被測(cè)物體放左盤、砝碼放右盤；會(huì)讀數(shù))長(zhǎng)度①毫米刻度尺(精度1mm，要估讀到0.1mm)；②螺旋測(cè)微器(精度0.01mm，要估讀到0.001mm)；③游標(biāo)卡尺(精度有0.1mm、0.05mm、0.02mm三種，不估讀)時(shí)間①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用交變電流(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接4～6V交流電源，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接220V交流電源)，電源頻率為50Hz時(shí)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s；②光電計(jì)時(shí)器(記錄擋光時(shí)間Δt)；③秒表(精度0.1s，不估讀)速度①打點(diǎn)紙帶：vt2＝v＝②頻閃照相：vt2＝v＝③光電門：瞬時(shí)速度v＝dΔt(d為遮光片寬度)④速度傳感器加速度①打點(diǎn)紙帶：a＝ΔxT②頻閃照相：a＝ΔxT③光電門：a＝v22-v1④v-t圖象：a＝k(斜率)注意事項(xiàng)：1．游標(biāo)卡尺在讀數(shù)時(shí)先確定各尺的分度，把數(shù)據(jù)讀成以毫米為單位的，先讀主尺數(shù)據(jù)，再讀游標(biāo)尺數(shù)據(jù)，最后兩數(shù)相加．2．游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)不需要估讀．3．螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)，要準(zhǔn)確到0.01mm，估讀到0.001mm，結(jié)果若用mm作單位，則小數(shù)點(diǎn)后必須保留三位數(shù)字．4．游標(biāo)卡尺在讀數(shù)時(shí)注意區(qū)分游標(biāo)卡尺的精度．5．螺旋測(cè)微器在讀數(shù)時(shí)，注意區(qū)別整毫米刻度線與半毫米刻度線，注意判斷半毫米刻度線是否露出．例1某同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一圓柱體工件的長(zhǎng)度，如圖1所示，則工件的長(zhǎng)度為________mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量工件的直徑如圖2所示，則工件的直徑為________mm.預(yù)測(cè)1用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為________cm.預(yù)測(cè)2如圖甲所示，某同學(xué)用彈簧OC和彈簧測(cè)力計(jì)a、b做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)．在保持彈簧伸長(zhǎng)量及方向不變的條件下：(1)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角為90°，彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)是________N；(如圖乙所示)(2)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角小于90°，保持彈簧測(cè)力計(jì)a與彈簧OC的夾角不變，增大彈簧測(cè)力計(jì)b與彈簧OC的夾角，則彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)________、彈簧測(cè)力計(jì)b的讀數(shù)________．(選填“變大”“變小”或“不變”)預(yù)測(cè)3(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺的________(選填“內(nèi)測(cè)量爪”“外測(cè)量爪”或“深度尺”)測(cè)得一玻璃杯的內(nèi)高，如圖甲所示，則其內(nèi)高為________cm.(2)該同學(xué)隨后又用螺旋測(cè)微器測(cè)得玻璃杯的玻璃厚度如圖乙所示，則厚度為________mm.(3)該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)得一小球直徑如圖丙所示，正確讀數(shù)后得小球直徑為1.731mm，則a＝________，b＝________．(4)該同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)分別如圖丁、戊所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為________cm和________mm.考點(diǎn)二紙帶類實(shí)驗(yàn)綜合1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器涉及的五個(gè)實(shí)驗(yàn)(1)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)；(2)探究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；(3)探究功與速度變化的關(guān)系；(4)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；(5)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．2．紙帶的三大應(yīng)用(1)由紙帶確定時(shí)間：要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，若每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔Δt＝0.02×5s＝0.10s.(2)求解瞬時(shí)速度：利用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求打某一點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，如圖甲所示，打點(diǎn)n時(shí)的速度vn＝xn(3)用“逐差法”求加速度：如圖乙所示，因?yàn)閍1＝x4-x13T2，a2＝x5-x23T例2[2022·福建押題卷]某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置，探究加速度與小車所受合外力和質(zhì)量的關(guān)系．(1)下列做法正確的是________；A．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先將木板左端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)滿足砝碼桶與砝碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量C．釋放小車前應(yīng)將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并使紙帶盡量伸直D．實(shí)驗(yàn)時(shí)為了安全應(yīng)先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源E．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力不變，即只需要保持砝碼桶和砝碼總質(zhì)量不變(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條如圖乙所示的紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，由圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算小車的加速度為________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)在保持小車和車中砝碼質(zhì)量一定，探究小車的加速度與受到的合外力的關(guān)系時(shí)，甲、乙兩位同學(xué)分別得到了如圖丙所示的a-F圖象，則甲同學(xué)的a-F圖線不過原點(diǎn)的原因是____________________________________．預(yù)測(cè)4某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系．小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.(1)為了消除小車運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力的影響，調(diào)整時(shí)應(yīng)將木板________(選填“左”或“右”)端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力．(2)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)打出的一段紙帶如圖乙所示，相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)間距離依次為AB＝3.50cm、BC＝3.80cm、CD＝DE＝EF＝FG＝GH＝4.00cm，則勻速運(yùn)動(dòng)的速度v＝________m/s.(3)根據(jù)多次測(cè)量的數(shù)據(jù)，畫出橡皮筋對(duì)小車做功W與小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v的關(guān)系如圖丙所示，根據(jù)圖線形狀猜想，W與v的關(guān)系可能為________．A．W∝vB．W∝v－1C．W∝v2D．W∝v3(4)改變橡皮筋的根數(shù)，若實(shí)驗(yàn)中的所有操作和數(shù)據(jù)處理均無錯(cuò)誤，則描繪出的圖線(圖中Δv2＝v2－0，將一根橡皮筋對(duì)小車做的功記為1)應(yīng)為過原點(diǎn)的一條直線，但根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的圖線如圖丁所示，造成這一偏差的原因是________________________________________________________________________預(yù)測(cè)5[2022·河北卷]某實(shí)驗(yàn)小組利用鐵架臺(tái)、彈簧、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺等器材驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．彈簧的勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，鉤碼的質(zhì)量為m.已知彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為E＝12kx2，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間(1)在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測(cè)得此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng).接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源．從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶．鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為T(在誤差允許范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn))．從打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能減少量為____________________，鉤碼的動(dòng)能增加量為________________，鉤碼的重力勢(shì)能增加量為________．(2)利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到彈簧彈性勢(shì)能減少量、鉤碼的機(jī)械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關(guān)系，如圖3所示．由圖3可知，隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.考點(diǎn)三“彈簧”“橡皮條”“碰撞”類實(shí)驗(yàn)1．“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的操作關(guān)鍵(1)實(shí)驗(yàn)中不能掛過多的鉤碼，防止彈簧超過彈性限度；(2)畫圖象時(shí)，不要連成折線，而應(yīng)盡量讓數(shù)據(jù)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)．2．“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的操作關(guān)鍵(1)每次結(jié)點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)的位置O必須保持不變；(2)記下每次各力的大小和方向；(3)畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度．例3[2022·浙江6月](1)①“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，長(zhǎng)木板水平放置，細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行．圖2是打出紙帶的一部分，以計(jì)數(shù)點(diǎn)O為位移測(cè)量起點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車位移大小為________cm.由圖3中小車運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，求得加速度為________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．②利用圖1裝置進(jìn)行“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________(多選)．A．換成質(zhì)量更小的車B．調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼D．改變連接小車的細(xì)繩與長(zhǎng)木板的夾角(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________(單選)．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(cè)量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦D．測(cè)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O.例4[2022·全國(guó)甲卷]利用圖示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)碰撞過程進(jìn)行研究．讓質(zhì)量為m1的滑塊A與質(zhì)量為m2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌上發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，比較碰撞后A和B的速度大小v1和v2，進(jìn)而分析碰撞過程是否為彈性碰撞．完成下列填空：(1)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平．(2)測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.510kg和0.304kg.要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反，應(yīng)選取質(zhì)量為________kg的滑塊作為A.(3)調(diào)節(jié)B的位置．使得A與B接觸時(shí)，A的左端到左邊擋板的距離s1與B的右端到右邊擋板的距離s2相等．(4)使A以一定的初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開始到各自撞到擋板所用的時(shí)間t1和t2.(5)將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復(fù)步驟(4)．多次測(cè)量的結(jié)果如下表所示．12345t1/s0.490.671.011.221.39t2/s0.150.210.330.400.46k＝v0.31k20.330.330.33(6)表中的k2＝________(保留2位有效數(shù)字)．(7)v1v2的平均值為________(保留2(8)理論研究表明，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的碰撞過程，是否為彈性碰撞可由v1v2判斷．若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則v1v2的理論表達(dá)式為________(用m1和m2表示)，本實(shí)驗(yàn)中其值為________(保留2位有效數(shù)字)；若該值與預(yù)測(cè)6某興趣小組同學(xué)想探究橡皮圈中的張力與橡皮圈的形變量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，則進(jìn)一步測(cè)量其勁度系數(shù)(圈中張力與整圈形變量之比)．他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)：橡皮圈上端固定在細(xì)繩套上，結(jié)點(diǎn)為O，刻度尺豎直固定在一邊，0刻度與結(jié)點(diǎn)O水平對(duì)齊，橡皮圈下端懸掛鉤碼，依次增加鉤碼的個(gè)數(shù)，分別記錄下所掛鉤碼的總質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：鉤碼質(zhì)量m/g20406080100120P點(diǎn)刻度值x/cm5.535.926.306.677.027.40(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中，根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，充分利用坐標(biāo)紙，作出m-x圖象；(2)作出m-x圖象后，同學(xué)們展開了討論：甲同學(xué)認(rèn)為：這條橡皮圈中的張力和橡皮圈的形變量基本符合胡克定律；乙同學(xué)認(rèn)為：圖象的斜率k即為橡皮圈的勁度系數(shù)；丙同學(xué)認(rèn)為：橡皮圈中的張力并不等于所掛鉤碼的重力；……請(qǐng)參與同學(xué)們的討論，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)確定：橡皮圈不拉伸時(shí)的總周長(zhǎng)約為________cm，橡皮圈的勁度系數(shù)約為________N/m(重力加速度g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮筋上端結(jié)點(diǎn)O，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將________(選填“偏小”“偏大”或“不受影響”)；若實(shí)驗(yàn)中刻度尺沒有完全豎直，而讀數(shù)時(shí)視線保持水平，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將________(選填“偏小”“偏大”或“不受影響”)．素養(yǎng)培優(yōu)·創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1.力學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)(1)以基本的力學(xué)模型為載體，依托運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．(2)將實(shí)驗(yàn)的基本方法——控制變量法、處理數(shù)據(jù)的基本方法——圖象法、逐差法融入到實(shí)驗(yàn)的綜合分析之中．2．創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題的解法(1)根據(jù)題目情境，提取相應(yīng)的力學(xué)模型，明確實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，應(yīng)用原理公式或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物體實(shí)際受力情況和理論受力情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤差分析．情境1[2022·山東卷]在天宮課堂中、我國(guó)航天員演示了利用牛頓第二定律測(cè)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(cè)物體等器材設(shè)計(jì)了測(cè)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；③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊．彈簧處于原長(zhǎng)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變化的圖象，部分圖象如圖乙所示．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.(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圖象如圖丙中Ⅰ所示，由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為________kg.(3)該同學(xué)在滑塊上增加待測(cè)物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a-F圖象Ⅱ，則待測(cè)物體的質(zhì)量為________kg.情境2[2022·全國(guó)沖刺卷]為準(zhǔn)確測(cè)量某彈簧的勁度系數(shù)，某探究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其原理圖如圖乙所示．角度傳感器與可轉(zhuǎn)動(dòng)的“T”形螺桿相連，“T”形螺桿上套有螺母，螺母上固定有一個(gè)力傳感器，彈簧的上端掛在力傳感器下端掛鉤上，另一端與鐵架臺(tái)底座的固定點(diǎn)相連．當(dāng)“T”形螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角度傳感器可測(cè)出螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，力傳感器會(huì)隨著“T”形螺桿旋轉(zhuǎn)而上下平移，彈簧長(zhǎng)度也隨之發(fā)生變化．實(shí)驗(yàn)過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)．(1)已知“T”形螺桿向某一方向旋轉(zhuǎn)10周(10×360°)時(shí)，力傳感器上移40.0mm，則在角度傳感器由0增大到270°的過程中，力傳感器向上移動(dòng)的距離為________mm.(保留一位小數(shù))(2)該探究小組操作步驟如下：①旋轉(zhuǎn)螺桿使初狀態(tài)彈簧長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)；②記錄初狀態(tài)力傳感器示數(shù)F0、以及角度傳感器示數(shù)θ0；③旋轉(zhuǎn)“T”形螺桿使彈簧長(zhǎng)度增加，待穩(wěn)定后，記錄力傳感器的示數(shù)Fn，角度傳感器的示數(shù)θn；④多次旋轉(zhuǎn)“T”形螺桿，重復(fù)步驟③的操作；⑤以力傳感器的示數(shù)F為縱坐標(biāo)、角度傳感器的示數(shù)θ為橫坐標(biāo)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出F-θ圖象，則該圖象可能為________．(3)若圖象的斜率為2.5×10－4N/°，則該彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)情境3[2022·湖南押題卷]某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理和測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．將木板固定在水平桌面上，木板左端固定一個(gè)擋板，擋板與滑塊之間有一個(gè)輕質(zhì)彈簧，輕質(zhì)彈簧與擋板固定連接，滑塊靠近彈簧．長(zhǎng)木板上安裝有兩個(gè)光電門．(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光片的寬度，如圖所示，其讀數(shù)為d＝________mm；(2)給滑塊裝上遮光片，向左推動(dòng)滑塊，壓縮彈簧到適當(dāng)位置，由靜止松手，滑塊離開彈簧后先后通過光電門1、2，與光電門相連的計(jì)時(shí)器記錄下遮光片通過光電門1、2的時(shí)間分別為Δt1和Δt2，用刻度尺測(cè)出PQ間的距離為l，設(shè)滑塊質(zhì)量為m，滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則滑塊從P位置運(yùn)動(dòng)到Q位置的過程中驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為________(用第1、2小問中所給的字母表示)；(3)改變彈簧的壓縮程度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并計(jì)算得出多組滑塊通過P點(diǎn)和Q點(diǎn)的速度v1和v2，根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線，作出v1v2(m123456v2.803.614.414.806.457.58v0.601.412.253.654.235.40(4)若重力加速度g取9.8m/s2，用刻度尺測(cè)出PQ間的距離l＝33.0cm，由v12-v2第13講力學(xué)實(shí)驗(yàn)高頻考點(diǎn)·能力突破考點(diǎn)一例1解析：根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知工件的長(zhǎng)度為21mm＋0.02mm×36＝21.72mm；根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則可知工件的直徑為4mm＋0.01mm×30.0＝4.300mm.答案：21.724.300預(yù)測(cè)1解析：讀數(shù)時(shí)要注意分度值是1mm，要估讀到分度值的下一位．答案：1.50(1.49～1.51均可)預(yù)測(cè)2解析：(1)由圖乙所示彈簧測(cè)力計(jì)可知，其分度值為0.1N，彈簧測(cè)力計(jì)a的讀數(shù)是3.50N；(2)若彈簧測(cè)力計(jì)a、b間夾角小于90°，保持彈簧測(cè)力計(jì)a與彈簧OC的夾角不變，增大彈簧測(cè)力計(jì)b與彈簧OC的夾角，如圖所示，則可知彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)變小，b的示數(shù)變大．答案：(1)3.50(3.48～3.52)(2)變小變大預(yù)測(cè)3解析：(1)因需測(cè)量的是玻璃杯的內(nèi)高即深度，所以要用游標(biāo)卡尺的深度尺測(cè)量，根據(jù)圖甲可知，游標(biāo)卡尺主尺上的整毫米數(shù)為100mm，游標(biāo)尺的精確度為0.1mm，且第3條刻度線(不計(jì)0刻度線)與主尺上的刻度線對(duì)齊，則玻璃杯的內(nèi)高為100mm＋0.1mm×3＝100.3mm＝10.03cm.(2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則：測(cè)量值＝固定刻度讀數(shù)(注意半毫米刻度線是否露出)＋精確度(0.01mm)×可動(dòng)刻度讀數(shù)(一定要估讀)，由圖乙可知玻璃厚度為2.5mm＋0.01mm×26.0＝2.760mm.(3)因1.731mm＝1.5mm＋0.01mm×23.1，由螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則知a＝20，b＝0.(4)由圖丁所示可得金屬桿的長(zhǎng)度L＝60.10cm.由圖戊知，此游標(biāo)尺為50分度，游標(biāo)尺上第10條刻度線(不計(jì)0刻度線)與主尺上的刻度線對(duì)齊，則該金屬桿直徑d＝4mm＋0.02×10mm＝4.20mm.答案：(1)深度尺10.03(2)2.760(3)200(4)60.104.20考點(diǎn)二例2解析：(1)為了使小車所受的合外力等于拉力，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該平衡摩擦力，故A正確；因?yàn)橛欣鞲衅鳎≤囀艿降睦Φ拇笮】梢灾苯幼x出，故無需讓砝碼桶和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車內(nèi)砝碼的質(zhì)量，B錯(cuò)誤；為了使紙帶上能盡可能多打點(diǎn)，使其得到充分的利用，故釋放小車前應(yīng)將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶伸直是為了盡量減小紙帶與限位孔間的摩擦，故C正確；凡是使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)，都應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定運(yùn)行后再釋放紙帶(小車)，故D錯(cuò)誤；在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力不變，即需要保持拉力傳感器的示數(shù)不變，故E錯(cuò)誤．(2)由題意知T＝0.1s，采用逐差法求加速度，可得a＝BD-OB2T2＝2.4m/s2；(3)由甲同學(xué)的a-F圖象可知，拉力傳感器的示數(shù)F＝答案：(1)AC(2)2.4(3)平衡摩擦力過度，木板的傾角過大預(yù)測(cè)4解析：(1)小車是向右邊彈出，平衡摩擦力時(shí)應(yīng)該將左端墊高使重力沿斜面向下的分力與沿斜面向上的摩擦力平衡；(2)由題目給的數(shù)據(jù)可知小車從C點(diǎn)到H點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng)，則v＝CH5T＝2m/s；(3)圖丙中圖線的形狀與函數(shù)y＝xn(n＝2，3，4...)的圖象吻合，故選項(xiàng)C、D正確．(4)從圖象截距可看出合外力不做功時(shí)，小車仍然會(huì)有速度，這表明平衡摩答案：(1)左(2)2(3)CD(4)平衡摩擦力過度預(yù)測(cè)5解析：(1)從打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能減少量為ΔEp彈＝12k(L－L0)2－12k(L－L0－h(huán)5整理有ΔEp彈＝k打出F點(diǎn)時(shí)速度v＝h5-h32T，打出F點(diǎn)時(shí)鉤碼動(dòng)能Ek＝12mv2＝12m(h5-h3(2)鉤碼機(jī)械能的增加量，即鉤碼動(dòng)能和重力勢(shì)能增加量的總和，若無阻力做功則彈簧彈性勢(shì)能的減少量等于鉤碼機(jī)械能的增加量．現(xiàn)在隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功，則產(chǎn)生這個(gè)問題的主要原因是鉤碼和紙帶運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大，導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也逐漸增大．答案：1kL-L(2)鉤碼和紙帶運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大，導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也逐漸增大考點(diǎn)三例3解析：(1)①由刻度尺的讀數(shù)規(guī)則可知，打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車的位移大小為x2＝6.20cm；連接圖3中的點(diǎn)，由斜率可知加速度a＝1.9m/s2；②利用圖1裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使連接小車的細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行，D錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將鉤碼更換成砝碼盤和砝碼，應(yīng)保證小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼以及砝碼盤的總質(zhì)量，因此不能換成質(zhì)量更小的小車，A錯(cuò)誤，C正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將長(zhǎng)木板的右端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力，B正確．(2)①“探究求合力的方法”時(shí)不用保證兩彈簧秤的讀數(shù)相同，A錯(cuò)誤；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與結(jié)點(diǎn)相距較遠(yuǎn)的一點(diǎn)，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧秤外殼與木板之間的摩擦不影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，C錯(cuò)誤；為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保證橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤貼近并平行于木板，D正確．②如果只有一個(gè)彈簧秤，應(yīng)先后兩次將彈簧秤掛在不同的細(xì)繩套上，然后將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，并保證兩次兩分力的方向不變；再將彈簧秤掛在一個(gè)細(xì)繩套上，將結(jié)點(diǎn)拉到位置O，因此為了完成實(shí)驗(yàn)至少需要3次把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O.答案：(1)①6.20±0.051.9±0.2②BC(2)①D②3例4解析：(2)在一動(dòng)一靜的彈性碰撞中，質(zhì)量小的滑塊碰撞質(zhì)量大的滑塊才能反彈，故應(yīng)選質(zhì)量為0.304kg的滑塊作為A.(6)滑塊A、B碰后的速度v1＝s1t1、v2＝s2t2，因s1＝s2，故有v1v