專題20力學(xué)實(shí)驗(yàn)（原卷版）

專題20力學(xué)實(shí)驗(yàn)TOC\o"13"\h\u01專題網(wǎng)絡(luò)·思維腦圖 102考情分析·解密高考 203高頻考點(diǎn)·以考定法 2 2一、常用測(cè)量?jī)x器的讀數(shù) 2二、紙帶、頻閃照片及光電門類實(shí)驗(yàn) 2三、“彈簧、橡皮條”類實(shí)驗(yàn) 4四、平拋類實(shí)驗(yàn) 4五、探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系 5六、力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 5 6 11考向1：力學(xué)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn) 11考向2：力學(xué)探究類實(shí)驗(yàn) 13考向:3：力學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn) 1404核心素養(yǎng)·難點(diǎn)突破 1605創(chuàng)新好題·輕松練 22新情境1：光電門類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 22新情境2：DIS類創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn) 24新情境3：頻閃照相類實(shí)驗(yàn) 25考點(diǎn)內(nèi)容要求學(xué)習(xí)目標(biāo)常用測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)II掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的測(cè)量和讀數(shù)方法；掌握利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻閃照片和光電門測(cè)量物體的瞬時(shí)速度；掌握彈簧、橡皮筋類測(cè)量彈力的大小問(wèn)題；掌握利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律驗(yàn)證碰撞、守恒類問(wèn)題；掌握探究向心力大小與半徑、加速度、質(zhì)量的關(guān)系的數(shù)據(jù)處理方法；掌握力學(xué)創(chuàng)新類題型的實(shí)驗(yàn)分析和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題；紙帶、頻閃照片集光電門實(shí)驗(yàn)II彈簧、橡皮條類實(shí)驗(yàn)II平拋類實(shí)驗(yàn)II探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系I力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)II一、常用測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)1.常用實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)（1）毫米刻度尺的讀數(shù)：精確到毫米，估讀一位。（2）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)游標(biāo)尺測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n個(gè)刻度線與主尺上的某刻度線對(duì)齊時(shí)）/mm刻度格數(shù)刻度總長(zhǎng)度/mm每小格與1毫米的差值/mm精確度/mm1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)＋0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)＋0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)＋0.02n（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)：測(cè)量值＝固定刻度整毫米數(shù)＋0.5mm（判斷半毫米刻度線是否露出）＋可動(dòng)刻度讀數(shù)（含估讀）×0.01mm。二、紙帶、頻閃照片及光電門類實(shí)驗(yàn)1．紙帶類實(shí)驗(yàn)的一般類型測(cè)量重力加速度探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律圖示說(shuō)明“紙帶”類實(shí)驗(yàn)三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：（1）區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)。要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的取點(diǎn)法是一樣的；（2）涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)均是先接通電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶；（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理可借助圖像，充分利用圖像斜率、截距等的物理意義注：（1）紙帶記錄的信息：①兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；②兩點(diǎn)之間研究對(duì)象的位移。（2）頻閃照片的數(shù)據(jù)處理方法同紙帶類似。（3）光電門中遮光板寬度除以遮光時(shí)間即為研究對(duì)象在遮光過(guò)程的平均速度，因?yàn)檎诠鈺r(shí)間一般較短，所以此速度可看作此過(guò)程某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。（4）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量速度或加速度時(shí)，往往需要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或頻閃照相或光電門。2．紙帶或頻閃照片的處理方法3．相關(guān)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)注意事項(xiàng)（1）探究物體加速度與物體受力、物體質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，補(bǔ)償阻力的方法是墊高有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，接通電源，給小車一個(gè)初速度，使小車能勻速下滑。另外，小車在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩上的拉力并不等于懸掛物的重力，只有當(dāng)M車?m掛時(shí)，繩上的拉力才近似等于懸掛物的重力。如果繩上連接著力傳感器或測(cè)力計(jì)，則可直接讀出繩上的拉力，不要求M車?m掛。（2）三、“彈簧、橡皮條”類實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律圖示注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中不能掛過(guò)多的鉤碼，防止彈簧超過(guò)彈性限度；(2)畫圖像時(shí)，不要連成“折線”，而應(yīng)讓盡量多的數(shù)據(jù)點(diǎn)坐落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)(1)每次拉伸后結(jié)點(diǎn)O的位置必須保持不變；(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)度注：（1）驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和一些創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)也可能用到彈簧或橡皮條。（2）進(jìn)行“彈簧、橡皮條”類實(shí)驗(yàn)時(shí)注意不要超過(guò)彈簧或橡皮條的彈性限度。2．“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的兩點(diǎn)注意（1）對(duì)“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)題目，不要忽視彈簧自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，若實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧豎直懸掛，形變量應(yīng)是總長(zhǎng)度減去彈簧不掛鉤碼時(shí)豎直懸掛的長(zhǎng)度，而不是減去水平放置時(shí)的長(zhǎng)度。（2）F-x和F-l圖線的特點(diǎn)（x為彈簧形變量，l為彈簧長(zhǎng)度）①F-x圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，而F-l圖線為一條傾斜直線，但不過(guò)原點(diǎn)，在l軸上的截距表示彈簧的原長(zhǎng)。②F-x圖線和F-l圖線的斜率均表示彈簧的勁度系數(shù)。③F-x圖線和F-l圖線發(fā)生彎曲的原因是彈簧超出了彈性限度。3．“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的基本思路在誤差允許的范圍內(nèi)，保證兩個(gè)力的作用效果同第三個(gè)力的作用效果相同。四、平拋類實(shí)驗(yàn)1．在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)、“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，以及一些創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的步驟中涉及平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)中，涉及平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程的處理方法是正交分解，水平方向按勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律處理，豎直方向按自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律處理。2．“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)的操作關(guān)鍵（1）應(yīng)保持斜槽末端的切線水平，釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小鋼球的運(yùn)動(dòng)靠近坐標(biāo)紙但不接觸。（2）小鋼球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下，斜槽的粗糙程度對(duì)該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，在斜槽上釋放小鋼球的高度應(yīng)適當(dāng)，使小鋼球以合適的水平初速度拋出。（3）坐標(biāo)原點(diǎn)（小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小鋼球在槽口時(shí)球心在坐標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn)。3．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的四種常用方案實(shí)驗(yàn)利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)用兩擺球碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律在光滑桌面上兩車碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律裝置測(cè)量值滑塊速度的測(cè)量v＝eq\f(Δx,Δt)擺球速度的測(cè)量v＝eq\r(2gh)小車速度的測(cè)量v＝eq\f(Δx,Δt)速度與平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移成正比五、探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系1．本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的探究方法是控制變量法（1）控制兩物體的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同，探究向心力大小與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的定量關(guān)系。（2）控制兩物體的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同，探究向心力大小與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的定量關(guān)系。（3）控制兩物體的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和角速度相同，探究向心力大小與物體質(zhì)量的定量關(guān)系。2．實(shí)驗(yàn)誤差分析（1）污漬、生銹等使小球的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑變化，帶來(lái)的誤差。（2）儀器不水平帶來(lái)的誤差。（3）標(biāo)尺讀數(shù)不準(zhǔn)帶來(lái)的誤差。（4）皮帶打滑帶來(lái)的誤差。3．用圖像法判斷一個(gè)量和另一個(gè)量是否成正比時(shí)，應(yīng)畫出這兩個(gè)物理量間的關(guān)系圖像，在誤差允許的范圍內(nèi)，若圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)明這兩個(gè)物理量成正比；圖像法判斷一個(gè)量和另一個(gè)量是否成反比時(shí)，不應(yīng)畫這兩個(gè)物理量間的關(guān)系圖像，而應(yīng)畫一個(gè)量和另一個(gè)量的倒數(shù)的圖像，在誤差允許的范圍內(nèi)，若圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)明這兩個(gè)物理量成反比。六、力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1．創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及求解的基本思路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)涉及實(shí)驗(yàn)儀器和原理的創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)方案和方法的創(chuàng)新，此類實(shí)驗(yàn)題要用“已有的知識(shí)”“學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方法”“已會(huì)用的儀器”，通過(guò)知識(shí)遷移和能力遷移，進(jìn)行解答。求解類實(shí)驗(yàn)的基本思路2．測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新思維實(shí)驗(yàn)原理將研究運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)化為研究靜止物體利用F彈＝Ff＝μFN求μ讓物塊先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重物掉到地面上之后物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)減速運(yùn)動(dòng)中，利用逐差法求加速度，利用F＝μmg＝ma進(jìn)一步求μ將動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為角度和加速度的測(cè)量利用a＝gsinθ－μgcosθ求μ（a通過(guò)逐差法求解）將動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為加速度的測(cè)量利用veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A)＝2as求加速度，再利用動(dòng)力學(xué)知識(shí)得到μ＝eq\f(mg－（m＋M）a,Mg)將動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量轉(zhuǎn)化為速度的測(cè)量，并營(yíng)造多過(guò)程切入水平滑動(dòng)情景A→B的末速度由B處的光電門測(cè)出；C→D過(guò)程中，物塊Q做平拋運(yùn)動(dòng)；B→C過(guò)程中，只有摩擦力對(duì)物塊Q做功，利用Wf＝－μmgL＝EkC－EkB，進(jìn)一步求μ【典例1】（2024·浙江·高考真題）如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是；A．放大法

B．控制變量法

C．補(bǔ)償法（2）該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作正確的是；A．補(bǔ)償阻力時(shí)小車未連接紙帶B．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車C．調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與水平桌面平行（3）在小車質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為（選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。為減小此誤差，下列可行的方案是；A．用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車B．在小車上加裝遮光條，用光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C．在小車與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車所受拉力大小（4）經(jīng)正確操作后獲得一條如圖2所示的紙帶，建立以計(jì)數(shù)點(diǎn)0為坐標(biāo)原點(diǎn)的x軸，各計(jì)數(shù)點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別為0、、、。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)小車速度的表達(dá)式；小車加速度的表達(dá)式是。A．

B．

C．【典例2（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）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(zhǎng)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)缚潭取⒌臄?shù)據(jù)如表。鉤碼個(gè)數(shù)012…xA/cm7.758.539.30…xB/cm16.4518.5220.60…鉤碼個(gè)數(shù)為1時(shí)，彈簧A的伸長(zhǎng)量cm，彈簧B的伸長(zhǎng)量cm，兩根彈簧彈性勢(shì)能的增加量（選填“=”、“<”或“>”）?！镜淅?】（2023·福建·統(tǒng)考高考真題）某小組用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究斜面傾角是否對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有：絨布木板、滑塊、擋光片、米尺、游標(biāo)卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：（1）將絨布平鋪并固定在木板上，然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測(cè)量A、B間距離L；（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片寬度d，示數(shù)如圖（b）所示。該擋光片寬度（3）調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角，讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過(guò)光電門A和B的擋光時(shí)間和，求得擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)滑塊的速度大小和。某次測(cè)得，則（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（4）推導(dǎo)滑塊與絨布間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，可得（用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出值；（5）改變進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得與對(duì)應(yīng)的，并在坐標(biāo)紙上作出關(guān)系圖像，如圖（c）所示；（6）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，在誤差允許范圍內(nèi)，可以得到的結(jié)論為。【典例4】（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）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(dòng)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(kāi)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(dòng)過(guò)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(dòng)；根據(jù)，可判斷A球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（3）某同學(xué)使小球從高度為的桌面水平飛出，用頻閃照相拍攝小球的平拋運(yùn)動(dòng)（每秒頻閃25次），最多可以得到小球在空中運(yùn)動(dòng)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(wèn)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，并測(cè)量出另外兩個(gè)位置的坐標(biāo)值、，如圖3所示。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用運(yùn)動(dòng)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?！镜淅?】（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）某同學(xué)利用圖示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．將桌面上的氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平；B．測(cè)出遮光條的寬度dC．將滑塊移至圖示位置，測(cè)出遮光條到光電門的距離lD．由靜止釋放滑塊，讀出遮光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間tE．秤出托盤和砝碼總質(zhì)量，滑塊（含遮光條）的質(zhì)量已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，回答以下問(wèn)題（用題中所給的字母表示）（1）遮光條通過(guò)光電門時(shí)的速度大小為；（2）遮光條由靜止運(yùn)動(dòng)至光電門的過(guò)程，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少了，遮光條經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，滑塊、托盤和砝碼的總動(dòng)能為；（3）通過(guò)改變滑塊的釋放位置，測(cè)出多組、數(shù)據(jù)﹐利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖像如圖。若圖中直線的斜率近似等于，可認(rèn)為該系統(tǒng)機(jī)械能守恒?！镜淅?】（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）某實(shí)驗(yàn)小組用單擺測(cè)量重力加速度。所用實(shí)驗(yàn)器材有擺球、長(zhǎng)度可調(diào)的輕質(zhì)擺線、刻度尺、50分度的游標(biāo)卡尺、攝像裝置等。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑d。當(dāng)量爪并攏時(shí)，游標(biāo)尺和主尺的零刻度線對(duì)齊。放置擺球后游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖甲所示，則擺球的直徑d為mm。（2）用擺線和擺球組成單擺，如圖乙所示。當(dāng)擺線長(zhǎng)度l＝990.1mm時(shí)，記錄并分析單擺的振動(dòng)視頻，得到單擺的振動(dòng)周期T＝2.00s，由此算得重力加速度g為m/s2（保留3位有效數(shù)字）。（3）改變擺線長(zhǎng)度l，記錄并分析單擺的振動(dòng)視頻，得到相應(yīng)的振動(dòng)周期。他們發(fā)現(xiàn)，分別用l和作為擺長(zhǎng)，這兩種計(jì)算方法得到的重力加速度數(shù)值的差異大小Δg隨擺線長(zhǎng)度l的變化曲線如圖所示。由圖可知，該實(shí)驗(yàn)中，隨著擺線長(zhǎng)度l的增加，Δg的變化特點(diǎn)是，原因是?？枷?：力學(xué)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)1．（2023·湖北·模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。已知滑塊（帶擋光條）的質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為，擋光條的寬度為d。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①給氣墊導(dǎo)軌充氣，調(diào)整導(dǎo)軌水平，且輕細(xì)繩與導(dǎo)軌平行，待穩(wěn)定后由靜止釋放滑塊；②測(cè)得擋光條通過(guò)光電門的時(shí)間為t，擋光條中心到光電門的距離為x，逐漸增大x，測(cè)量擋光條通過(guò)光電門的時(shí)間。（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮間）（1）如圖乙所示，用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度，擋光條的寬度為cm。（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表格所示：10202530350.04120.02930.02610.02380.022024343842455891165146817652066觀察表格并結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，為了準(zhǔn)確地驗(yàn)證動(dòng)能定理，當(dāng)直角坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)為x時(shí)，橫坐標(biāo)應(yīng)為（填“”或“”），請(qǐng)你結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)，先在橫、縱坐標(biāo)軸上標(biāo)記合適的標(biāo)度，再在圖丙中描點(diǎn)畫圖，擬合圖線后觀察圖線的特點(diǎn)，并寫出圖線的函數(shù)關(guān)系式（用題目中給出的符號(hào)表示）。（3）有同學(xué)提出本實(shí)驗(yàn)可以采用不同質(zhì)量的鉤碼，從同一位置釋放的方式，觀察鉤碼質(zhì)量與時(shí)間的關(guān)系來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理，請(qǐng)問(wèn)是否合適？為什么？。2．（2023·陜西·校聯(lián)考一模）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，彈簧上端連接一個(gè)力傳感器，力傳感器固定在鐵架臺(tái)橫梁上，彈簧下端連接一枚鋼球。鋼球上固定一個(gè)擋光片，鋼球和擋光片總質(zhì)量為m。調(diào)整兩個(gè)光電門的位置，使得鋼球由靜止釋放后能夠通過(guò)光電門A和光電門B。測(cè)出光電門A、B與彈簧自然狀態(tài)時(shí)最下端距離分別為、，重力加速度g。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量光電門擋光片厚度如圖所示，則光電門擋光片厚度．（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得遮光片經(jīng)過(guò)光電門A、B時(shí)力傳感器的讀數(shù)分別為、，遮光片經(jīng)過(guò)光電門A、B時(shí)的擋光時(shí)間分別為、，若則表明小球從A到B過(guò)程動(dòng)能（填“增加”或“減少”）（3）小球從光電門A運(yùn)動(dòng)到光電門B的過(guò)程中，由于彈簧彈力與伸長(zhǎng)量成正比，可用平均力計(jì)算克服彈力所做的功；然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出小球機(jī)械能減少量，比較W和，若兩者在誤差范圍內(nèi)近似相等，則小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。考向2：力學(xué)探究類實(shí)驗(yàn)3．（2023·廣西南寧·南寧三中?？寄M預(yù)測(cè)）某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系。（1）某次實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示彈力F與彈簧長(zhǎng)度l的關(guān)系圖像（彈簧質(zhì)量忽略不計(jì)），該彈簧原長(zhǎng)=cm。（2）換彈簧再次實(shí)驗(yàn)，得到圖丙所示彈力F與彈簧伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖像（彈簧質(zhì)量忽略不計(jì)），由圖丙可知?jiǎng)哦认禂?shù)較大的是彈簧（選填“A”或“B”）；還可算出B彈簧的勁度系數(shù)為N/m。（3）對(duì)比圖乙和圖丙這兩種作圖方式，求勁度系數(shù)時(shí)，P同學(xué)認(rèn)為以彈簧長(zhǎng)度作為橫坐標(biāo)更準(zhǔn)確，Q同學(xué)認(rèn)為以彈簧伸長(zhǎng)量作為橫坐標(biāo)更準(zhǔn)確，L同學(xué)認(rèn)為兩種方式一樣準(zhǔn)確。你認(rèn)同哪位同學(xué)的說(shuō)法？（選填“P同學(xué)”，“Q同學(xué)”或者“L同學(xué)”）4．（2023·山東濰坊·統(tǒng)考二模）某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究合外力做功與物體動(dòng)能改變量之間的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，測(cè)得小車（含遮光條）的質(zhì)量為M，用刻度尺測(cè)出兩光電門中心間的距離為L(zhǎng)．調(diào)節(jié)滑輪高度，讓細(xì)線與木板始終平行．已知重力加速度為g；②掛上沙桶，調(diào)節(jié)木板的傾角，使小車沿木板下滑時(shí)通過(guò)甲、乙兩光電門的遮光時(shí)間相同；③取下沙桶，測(cè)得沙和沙桶的總質(zhì)量為m．將小車從木板上端由靜止釋放，分別記錄小車通過(guò)兩光電門甲、乙時(shí)的遮光時(shí)間、；④改變沙桶總質(zhì)量和木板傾角，重復(fù)步驟②③；⑤進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．回答下列問(wèn)題：（1）游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度；（2）取下沙桶后，小車加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力大小為（用所給物理量符號(hào)表示）；（3）若小車下滑過(guò)程中滿足表達(dá)式（用所給物理量符號(hào)表示），則說(shuō)明合外力做的功等于動(dòng)能的改變量．考向:3：力學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)5．（2023·廣東佛山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）2023年8月新推出的某國(guó)產(chǎn)擁有多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，其連拍功能可實(shí)現(xiàn)每隔拍一張照.某實(shí)驗(yàn)探究小組利用該的連拍功能來(lái)探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（1）該小組用對(duì)一做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行連拍，取從拋出點(diǎn)開(kāi)始連拍的5張照片進(jìn)行電腦合成，得到圖甲.進(jìn)一步作圖后，得到圖乙所示圖像，經(jīng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)水平方向相鄰小球的間距幾乎相等，說(shuō)明小球在水平方向做運(yùn)動(dòng).（2）若小球的實(shí)際直徑為D，照片上相鄰小球間距均為x，照片上小球直徑為d，則小球平拋的初速度表達(dá)式v0=.

（用題中字母表示）（3）利用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的實(shí)際直徑如圖丙所示，則小球的直徑D=cm，用刻度尺測(cè)得照片（圖乙）中小球直徑d=0.56cm，通過(guò)計(jì)算，可得實(shí)際長(zhǎng)度與照片中的長(zhǎng)度之比為.（4）用刻度尺測(cè)得照片（圖乙）中y1=0.94cm，y2=1.21cm，y3=1.48cm，y4=1.75cm,通過(guò)計(jì)算,小球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的加速度a=m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），若該值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮∠嘟忠蛐∏蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)豎直方向初速度為零，則說(shuō)明小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng).6．（2023·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小與半徑、線速度、質(zhì)量的關(guān)系。用一根細(xì)線系住鋼球，另一端連接在固定于鐵架臺(tái)上端的力傳感器上，直徑為d的鋼球靜止于A點(diǎn)，將光電門固定在A的正下方。鋼球底部豎直地粘住一片寬度為x的遮光條。（1）用天平測(cè)出鋼球質(zhì)量，用刻度尺測(cè)出擺線長(zhǎng)度。（2）將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，讀出鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)力傳感器的讀數(shù)F及光電門的遮光時(shí)間t，算出鋼球速度的平方值，具體數(shù)據(jù)如下表所示：12345F/N0.1240.1430.1620.1810.2002.04.05.88.010.1畫出的關(guān)系圖像如圖乙所示：（3）由圖像可知，鋼球的重力為N（結(jié)果保留3位小數(shù)）。（4）若圖像的斜率為k，鋼球質(zhì)量為m，重力加速度為g，則F與的關(guān)系式為（用所給物理量的符號(hào)表示）。（5）某同學(xué)通過(guò)進(jìn)一步學(xué)習(xí)知道了向心力的公式，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中使用公式求得鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的向心力比測(cè)量得到的向心力大，你認(rèn)為產(chǎn)生誤差的主要原因是。A．鋼球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到空氣阻力的影響B(tài)．鋼球經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)C．光電門測(cè)出的是遮光條通過(guò)時(shí)的速度，大于鋼球球心通過(guò)最低點(diǎn)的速度D．鋼球釋放的初始位置細(xì)繩與豎直方向夾角大于10°1．（2023·安徽宿州·統(tǒng)考一模）某學(xué)習(xí)小組用圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，操作步驟如下：（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條寬度，如圖所示，則其寬度為；（2）滑塊上安裝遮光條，并置于氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌底部的旋鈕使導(dǎo)軌水平。請(qǐng)借助圖給器材，調(diào)整導(dǎo)軌水平的判斷方法：。（3）在滑塊左端固定細(xì)線，細(xì)線下端懸掛質(zhì)量為的鉤碼，放手讓滑塊運(yùn)動(dòng)，光電門、記錄了被遮時(shí)間分別為、，測(cè)出兩光電門間的距離，滑塊及遮光條的總質(zhì)量。則驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守表達(dá)式為（用題給字母及重力加速度表示）；（4）該實(shí)驗(yàn)（填“需要”或“不需要”）鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊及遮光條的總質(zhì)量。2．（2023·貴州六盤水·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。主要實(shí)驗(yàn)器材有：兩個(gè)質(zhì)量不同的滑塊，天平，兩個(gè)相同輕質(zhì)彈簧，兩個(gè)壓力傳感器及其配件，氣墊導(dǎo)軌及其配件。（1）用天平測(cè)出兩個(gè)滑塊的質(zhì)量，。（2）用充氣泵給氣墊導(dǎo)軌充氣，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，并將兩輕質(zhì)彈簧水平固定在壓力傳感器上，如圖甲所示。（3）水平向右推滑塊，使右側(cè)彈簧適當(dāng)壓縮并鎖定。壓力傳感器開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)刻釋放。與發(fā)生碰撞后，向左運(yùn)動(dòng)并壓縮左側(cè)彈簧，返回再次壓縮右側(cè)彈簧。該過(guò)程中，兩壓力傳感器A、B的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖像如圖乙中A、B所示。（4）若彈簧彈力大小與形變量的關(guān)系如圖丙所示；則釋放過(guò)程中，彈簧對(duì)做的功。（5）和組成的系統(tǒng)，碰撞前總動(dòng)量，碰撞后總動(dòng)量。實(shí)驗(yàn)相對(duì)誤差，如果小于，則可認(rèn)為動(dòng)量守恒。（所有空均保留三位有效數(shù)字）3．（2023·廣東佛山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌通過(guò)閃光照相“探究完全非彈性碰撞中的不變量”，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。（1）為達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，需要在滑塊上安裝輔助裝置，則本實(shí)驗(yàn)需要安裝的輔助裝置應(yīng)選擇下圖中的（填乙或丙）（乙圖兩滑塊分別裝有彈性圈，丙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥）（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)碰撞前B滑塊靜止，A滑塊勻速向B滑塊運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖所示。已知相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為0.1s，在這4次閃光的過(guò)程中，A、B兩滑塊均在0~80cm范圍內(nèi)，且第1次閃光時(shí)，滑塊A恰好位于x=10cm處。若A、B兩滑塊的碰撞時(shí)間及閃光持續(xù)的時(shí)間極短，均可忽略不計(jì)。設(shè)向右方向?yàn)檎较颍瑝KA碰前和碰后的速度大小分別為m/s、m/s，A、B兩滑塊質(zhì)量比=。4．（2023·四川成都·統(tǒng)考一模）某同學(xué)用圖（a）所示的裝置測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。長(zhǎng)木板水平固定，木塊通過(guò)水平輕繩繞過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪連接重物。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)（選填“①”或“②”），得到加速階段的部分紙帶如圖（b）所示，A、B、C、D、E為打下的相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出。①先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再由靜止釋放重物②先由靜止釋放重物，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源（2）測(cè)量得，，木塊質(zhì)量為M=0.5kg，重物質(zhì)量為m=0.2kg。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，重力加速度，忽略紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的阻力。則打下B點(diǎn)時(shí)木塊的速度m/s，木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為μ=。（所有計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）5．（2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取鈮|導(dǎo)軌固定在水平桌面上，將帶有遮光條的滑塊輕放于氣墊導(dǎo)軌上。輕繩跨過(guò)固定在氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪后一端與滑塊相連，另一端與重錘相連。最初保持滑塊靜止。調(diào)整滑輪高度使其右側(cè)的輕繩與氣墊導(dǎo)軌平行，測(cè)得重錘的質(zhì)量為m=0.2kg，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M=1kg，遮光條的寬度為d。釋放滑塊前遮光條中心與光電門中心之間的水平距離為L(zhǎng)。將滑塊由靜止釋放。測(cè)得遮光條通過(guò)光電門所用的時(shí)間為t。（1）該實(shí)驗(yàn)小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光條的寬度如圖乙所示。則d=mm；（2）多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以L為橫軸，以為縱軸，作出的關(guān)系圖像，該圖像為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。測(cè)得其斜率為，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）保證滑塊釋放的位置不變。某次測(cè)得經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間為t1，將光電門換一個(gè)離滑塊較遠(yuǎn)的位置再次測(cè)得經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間為t2，測(cè)得兩次光電門的位置相距為x，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋ㄓ妙}目中所給的字母表示，用上t1、t2）。6．（2024·湖南長(zhǎng)沙·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)采用圖甲所示裝置探究“彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺與彈簧平行放置，彈簧下端連有水平指針。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在彈簧下端逐個(gè)加掛鉤碼，靜止時(shí)，記下鉤碼個(gè)數(shù)及指針?biāo)缚潭?，填入表格如下?2345625.8527.8429.6531.7833.936.02請(qǐng)回答下列問(wèn)題∶（1）表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，這是掛個(gè)鉤碼時(shí)的讀數(shù)；（2）為減小誤差，采用逐差法計(jì)算彈簧伸長(zhǎng)量。利用計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量∶，伸長(zhǎng)量的平均值cm；（3）實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為，g取，該彈簧的勁度系數(shù)為（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（4）圖乙是同學(xué)根據(jù)另一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系圖線，圖線的段明顯偏離直線，造成這種現(xiàn)象的主要原因是。7．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)，他用兩根自由長(zhǎng)度為L(zhǎng)0的完全相同的輕彈簧（彈簧始終處于彈性限度內(nèi)）和重物進(jìn)行了如下操作：（1）如圖甲所示，把重物通過(guò)細(xì)繩連接在彈簧下端，穩(wěn)定后測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度L1。（2）如圖乙所示，用兩根彈簧掛起重物，穩(wěn)定時(shí)兩彈簧與水平方向的夾角均為53°，測(cè)出兩彈簧的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)2、L3，若力的平行四邊形定則成立，則L0、L1、L2、L3需滿足的條件為。（用題目所給字母表示，sin53°=0.8，cos53°=0.6）（3）本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的誤差來(lái)源可能是（至少寫出兩條）。8．（2024·河北·統(tǒng)考一模）小明同學(xué)用如圖1所示的裝置來(lái)完成探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。（1）用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，（選填“需要”或“不需要”）補(bǔ)償阻力；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)得到如圖2所示的一條紙帶，已知電源的頻率為50Hz，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有畫出，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為（保留2位有效數(shù)字）；（3）改變鉤碼的質(zhì)量，根據(jù)得到的多條紙帶得到小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a并記錄對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的關(guān)系可能是。9．（2024·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）物理小組的同學(xué)采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)。讓小球多次從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)始下滑，再?gòu)能壍滥┒怂斤w出。通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的部分軌跡，在紙板上分別作出沿水平方向的軸和豎直方向的軸，坐標(biāo)原點(diǎn)不是平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，如圖2所示。在圖2上找出兩點(diǎn)，并使得兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)滿足，再測(cè)出的長(zhǎng)度分別為。已知重力加速度為，則小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間（用表示），小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為（用表示）。10．（2024·吉林·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用如圖所示裝置做“探究向心力與速度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。半徑均為R的半圓軌道AB和四分之一圓弧軌道CD固定在豎直面內(nèi)，過(guò)CD部分最高點(diǎn)D的切線水平，A、C、B在同一水平面上，在D點(diǎn)固定一個(gè)力傳感器，D點(diǎn)在地面的投影為O，從A點(diǎn)正上方P點(diǎn)處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)并從D點(diǎn)水平拋出，落地點(diǎn)在Q點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求，下列說(shuō)法正確的是。A．圓弧軌道越光滑越好B．應(yīng)選用密度大、體積小的小球C．P點(diǎn)位置比D點(diǎn)高即可D．為了使力傳感器的示數(shù)大些，應(yīng)選用質(zhì)量小些的球（2）若實(shí)驗(yàn)記錄力傳感器的示數(shù)為F，小球落地點(diǎn)Q到O點(diǎn)的距離為x，改變P點(diǎn)位置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組F、x，作F—x2圖像，如果圖像是一條傾斜的直線，當(dāng)圖像與縱軸的截距為、圖像的斜率為時(shí)（用已知量m、R、g表示），則說(shuō)明向心力與速度平方成正比。11．（2024·湖南岳陽(yáng)·統(tǒng)考一模）某小組為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，物塊P、Q用跨過(guò)定滑輪的輕繩相連，P底端固定一寬度為d的輕質(zhì)遮光條，托住P，用刻度尺測(cè)出遮光條所在位置A與固定在鐵架臺(tái)上的光電門B之間的高度差h（）。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d如圖丙所示，則圖丙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)為cm。（2）下列實(shí)驗(yàn)步驟正確的是A．選擇兩個(gè)質(zhì)量相等的物塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn) B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，要確保物塊P由靜止釋放C．需要測(cè)量出兩物塊的質(zhì)量mP和mQ D．需要測(cè)量出遮光條從A到達(dá)B所用的時(shí)間T（3）改變高度h，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得各次遮光條的擋光時(shí)間t，以h為橫軸、為縱軸建立平面直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中作出圖像，如圖丙所示，該圖像的斜率為k，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若k=（用題中字母表示），則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。新情境1：光電門類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)1．（2024·廣西·校聯(lián)考一模）某小組用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究斜面傾角是否對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)產(chǎn)生影響。所用器材有：絨布木板、滑塊、擋光片、米尺、游標(biāo)卡尺、光電門、傾角調(diào)節(jié)儀等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：（1）將絨布平鋪并固定在木板上，然后將光電門A、B固定在木板上。用米尺測(cè)量A、B間距離L；（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片寬度d，示數(shù)如圖（b）所示。該擋光片寬度。（3）調(diào)節(jié)并記錄木板與水平面的夾角，讓裝有擋光片的滑塊從木板頂端下滑。記錄擋光片依次經(jīng)過(guò)光電門A和B的擋光時(shí)間和。若某次測(cè)得擋光片經(jīng)過(guò)光電門A的擋光時(shí)間，求得擋光片經(jīng)過(guò)光電門A時(shí)滑塊的速度大小為（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（4）推導(dǎo)滑塊與絨布間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，可得（用和重力加速度大小g表示），利用所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出值；（5）改變進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得與對(duì)應(yīng)的；（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在誤差允許范圍內(nèi)，可以得到結(jié)論。2．（2023·河北衡水·衡水市第二中學(xué)?？既＃┠硨?shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。主要?shí)驗(yàn)步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，示數(shù)如圖乙所示；②用手托住滑塊，使其保持靜止，測(cè)出_______（填物理量名稱及表示物理量的字母）、墊塊的厚度h、氣墊導(dǎo)軌左端到墊塊左端的距離L；③接通氣泵，將滑塊由靜止釋放；④記錄遮光片經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間t。⑤改變滑塊的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。（1）遮光片的寬度d=cm。（2）將②中劃線部分補(bǔ)充完整。（3）某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得，則遮光片通過(guò)光電門時(shí)的速度大小為m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（4）實(shí)驗(yàn)所測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=（用題中所給或所測(cè)物理量的字母表示）。（5）將測(cè)定的多組g值取平均值后發(fā)現(xiàn)比當(dāng)?shù)貙?shí)際重力加速度略小，主要原因是。3．（2023·廣西南寧·贛州市第三中學(xué)?？既＃┯萌鐖D所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定重力加速度。實(shí)驗(yàn)器材有：小鋼珠、固定底座、帶有標(biāo)尺的豎直桿、光電門和組成的光電計(jì)時(shí)器（其中光電門更靠近小鋼珠釋放點(diǎn)），小鋼珠釋放器（可使小鋼珠無(wú)初速釋放）、網(wǎng)兜。實(shí)驗(yàn)時(shí)可用兩光電門測(cè)量小鋼珠從光電門運(yùn)動(dòng)至光電門的時(shí)間，并從豎直桿上讀出兩光電門間的距離。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼珠的直徑如圖b所示，則直徑為；（2）保持光電門的位置不變，改變光電門的位置，測(cè)得多組根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出圖線，若圖線斜率的絕對(duì)值為，與縱軸的截距為，根據(jù)圖線可求出重力加速度大小為；縱截距與的大小相等。（忽略空氣阻力）新情境2：DIS類創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)4．（2024·陜西西安·統(tǒng)考一模）為探究物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度與瞬時(shí)速度之間的關(guān)系，某物理實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（帶有2cm遮光片的小車，兩個(gè)光電門，長(zhǎng)1.5m力學(xué)軌道，計(jì)算機(jī)）進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。A．調(diào)節(jié)力學(xué)軌道使小車從軌道一端自由滑下。將第一個(gè)光電門固定在距軌道頂端30cm處，第二個(gè)光電門安裝在80cm處；B．用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量小車經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門之間的平均速度；C．開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，將小車從軌道頂端無(wú)初速釋放，依次移動(dòng)第二個(gè)光電門（第一個(gè)不動(dòng)），使兩光電門之間的距離s逐漸減小，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；D．某次實(shí)驗(yàn)中得到了以下5組和s實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并回答以下問(wèn)題：（m/s）0.0500.0950.1300.1650.195s（m）0.10.20.30.40.5（1）在坐標(biāo)系中將上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，擬合圖像；（2）從描繪的圖像可得小車經(jīng)過(guò)第一個(gè)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度是；（3）另一實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)根據(jù)所學(xué)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)推導(dǎo)了之間的函數(shù)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)、s兩個(gè)物理量之間并不滿足線性關(guān)系。請(qǐng)你推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式。5．（2023·遼寧鞍山·鞍山一中?？级＃?shí)驗(yàn)小組利用光電門和數(shù)字傳感設(shè)備設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊募煽蚣?，如圖甲所示，框架上裝有兩個(gè)光電門，都可上下移動(dòng)；框架的豎直部分貼有刻度尺，零刻度線在上端，可以直接讀出兩個(gè)光電門到零刻度線的距離x1和x2；框架水平部分安裝了電磁鐵，將質(zhì)量為m的小鐵球吸住。一旦斷電，小鐵球就由靜止釋放，先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門時(shí)，與光電門連接的數(shù)字傳感器即可測(cè)算出速度大小v1和v2。多次改變兩個(gè)光電門的位置，得到多組x1和x2、v1和v2的數(shù)據(jù)建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線，得出圖線的斜率為k。（1）需要提前向數(shù)字傳感器輸入小球的直徑d，當(dāng)小鐵球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，光電門記錄下小球經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間t，測(cè)算出的速度v=。（