專題5 力學(xué)類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)-【實(shí)驗(yàn)攻略】備戰(zhàn)2024高考實(shí)驗(yàn)攻略之各類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)（解析版）

第第頁專題5力學(xué)類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)【本專題涉及到的常見的實(shí)驗(yàn)】各個力學(xué)實(shí)驗(yàn)【方法總結(jié)提升】1、近五年高考物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)（1）于教材但不拘泥于教材分析近五年全國卷實(shí)驗(yàn)題發(fā)現(xiàn)，全部實(shí)驗(yàn)題均“源于教材而不拘泥于教材，源于經(jīng)典實(shí)驗(yàn)而發(fā)展經(jīng)典實(shí)驗(yàn)”，高度體現(xiàn)了2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“注重體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)”的理念和“科學(xué)探究”為主體的實(shí)驗(yàn)評價方式。（2）創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)已成為高考題的亮點(diǎn)，這類試題以“某同學(xué)”“某小組”為主角創(chuàng)設(shè)一個新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，但深入研究會發(fā)現(xiàn)，提供的實(shí)驗(yàn)器材和運(yùn)用的基本原理都是學(xué)生熟悉的，只是需要學(xué)生深入理解每一個器材的作用、每一個原理的意義，才能完成設(shè)計(jì)。這類試題要求學(xué)生深入理解教材中實(shí)驗(yàn)所涉及的每一個知識、方法、原理，并能夠在新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康南逻w移、重組并應(yīng)用。總之，實(shí)驗(yàn)題的原理和方法均源于《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求的實(shí)驗(yàn)，但試題更加注重在新情境下的遷移與應(yīng)用，在考查基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上更加注重創(chuàng)新思維能力的考查。2、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)動學(xué)規(guī)律和力學(xué)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——圖像法、逐差法融入到實(shí)驗(yàn)的綜合分析之中.3、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?設(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)用原理公式或圖像法處理實(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結(jié)果進(jìn)行誤差分析.4、實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換（1）用氣墊導(dǎo)軌代替長木板:應(yīng)調(diào)整導(dǎo)軌水平,不必平衡摩擦力.（2）用光電門、頻閃相機(jī)代替打點(diǎn)計(jì)時器.（3）.用電子秤或已知質(zhì)量的鉤碼等代替彈簧測力計(jì).【例題1】利用氣墊導(dǎo)軌（全程不考慮其對滑塊的阻力）和兩個光電門驗(yàn)證動量守恒定律，滑塊和遮光條總質(zhì)量為，遮光條的寬度為d。如圖（a）所示，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平后，將滑塊靜置于光電門1左側(cè)，推動滑塊，使其獲得水平向右的速度后手放開，滑塊經(jīng)過光電門1后，有一質(zhì)量為的橡皮泥從h高處由靜止落下，剛好落至下方經(jīng)過的滑塊上，迅速粘一起后隨滑塊向右經(jīng)過光電門2，光電門1、2記錄的擋光時間分別為、，重力加速度為g。（1）用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度如圖（b）所示，其讀數(shù)為mm。（2）若碰撞過程中水平方向動量守恒，則應(yīng)滿足的關(guān)系式（用以上所給已知量表示）。（3）實(shí)驗(yàn)中遮光條寬度的測量值有誤差對驗(yàn)證碰撞過程水平方向動量守恒有無影響？請說明理由：。【答案】6.75無影響；根據(jù)（2）的分析知，實(shí)驗(yàn)中遮光條寬度的測量值有誤差對驗(yàn)證碰撞過程水平方向動量守恒無影響，理由是水平方向動量守恒，等式兩邊的d可消掉。【解析】（1）20分度游標(biāo)卡尺的精確值為0.05mm，測得遮光條的寬度如圖（b）所示，其讀數(shù)為（2）若碰撞過程中水平方向動量守恒，則解得（3）無影響，根據(jù)（2）的分析知，實(shí)驗(yàn)中遮光條寬度的測量值有誤差對驗(yàn)證碰撞過程水平方向動量守恒無影響，理由是水平方向動量守恒，等式兩邊的d可消掉?！纠}2】某小組用氣墊導(dǎo)軌研究碰撞，如圖甲所示，兩滑塊A、B的兩端均固定有彈性鋼圈和相同的擋光片，如圖乙所示。已知A、B兩滑塊的質(zhì)量（含擋光片等配件）分別為mA、mB。（1）用螺旋測微器來測量擋光片的寬度L，如圖丙，讀數(shù)L=mm；（2）連接好氣墊導(dǎo)軌及氣泵，接通電源，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)到水平。將A、B兩滑塊分別緊壓左、右彈射架并靜止。啟動彈射架，發(fā)現(xiàn)兩滑塊在兩光電門之間區(qū)域發(fā)生相互作用并各自反向彈回。光電門1記錄擋光片兩次擋光時間分別為、，光電門2記錄擋光片兩次擋光時間分別為、，如果兩滑塊在彈性鋼圈相互作用時動量守恒，則表達(dá)式（用題中的物理量符號表示）應(yīng)成立；（3）在（2）中，如果兩滑塊在彈性鋼圈相互作用時機(jī)械能也守恒，則表達(dá)式（用題中的物理量符號表示）應(yīng)成立?！敬鸢浮?.220【解析】（1）根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為2mm+0.01×22.0mm=2.220mm（2）乙水平向右為正方向，則滑塊A、B碰撞前后速度分別為若碰撞過程動量守恒，則有解得（3）如果兩滑塊在彈性鋼圈相互作用時機(jī)械能也守恒，則有結(jié)合上述，解得【例題3】某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖1所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門等組成，兩滑塊上的擋光板寬度相同。（1）實(shí)驗(yàn)前用游標(biāo)卡尺測出擋光板的寬度，示數(shù)如圖2所示，則擋光板的寬度d=mm；（2）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平：在軌道上只放滑塊1，輕推一下滑塊1，其先后通過光電門1和光電門2的時間分別為t1、t2，若t1>t2，則應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌右端調(diào)（填“高”或“低”），直到滑塊通過兩光電門的時間相等；（3）將滑塊2放在兩光電門間的氣墊導(dǎo)軌上，滑塊1放在光電門1的左側(cè)氣墊導(dǎo)軌上，在兩滑塊上裝上如圖3所示的彈性碰撞架，給滑塊1一個向右的初速度，測得滑塊1第一次通過光電門的擋光時間為t1，滑塊1與滑塊2碰撞后，滑塊1被彈回；再次通過光電門1的擋光時間為t2，滑塊2通過光電門2的擋光時間為t3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以判斷滑塊1（包括擋光板及彈性碰撞架）的質(zhì)量m1（填“大于”、“小于”或“等于”）滑塊2（包括擋光板及彈性碰撞架）的質(zhì)量m2，如果表達(dá)式成立，則兩滑塊碰撞過程動量守恒。（4）若在兩滑塊上裝上如圖4所示的撞針和橡皮泥，將滑塊2放在兩光電門間的氣墊導(dǎo)軌上，滑塊1放在光電門1的左側(cè)氣墊導(dǎo)軌上，給滑塊1一個向右的初速度，滑塊1通過光電門1的時間為t4，滑塊1與滑塊2碰撞后，滑塊通過光電門2的時間為t5，測得滑塊1（包括擋光板及撞針）的質(zhì)量為m3，滑塊2（包括擋光板及橡皮泥）的質(zhì)量m4，如果表達(dá)式成立，則表明碰撞過程動量守恒?！敬鸢浮?.5高小于【解析】（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標(biāo)尺讀數(shù)之和，所以圖中所測遮光條的寬度為（2）若t1>t2，說明滑塊做的是加速運(yùn)動，說明右端低，則應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌右端調(diào)高；（3）滑塊1、2發(fā)生彈性碰撞，滑塊1被彈回，說明m1小于m2；兩滑塊碰撞過程中，若動量守恒，則有所以（4）兩滑塊碰撞過程中，若動量守恒，則有所以【例題4】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖（a）所示裝置測量重力加速度。將小球A和手機(jī)B分別系在一條跨過定滑輪的不可伸長的軟繩兩端。打開手機(jī)B的phyphox軟件，令小球A和手機(jī)B靜止，細(xì)繩拉緊，然后釋放小球A和手機(jī)B，通過phyphox軟件測得手機(jī)的加速度隨時間變化的圖線如圖（b），實(shí)驗(yàn)室提供的物理量有：小球A的質(zhì)量，手機(jī)B的質(zhì)量，當(dāng)?shù)貙?shí)際重力加速度。（1）實(shí)驗(yàn)測得的重力加速度大小為。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）實(shí)驗(yàn)測得的重力加速度與實(shí)際重力加速度有明顯差異，除實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差外，請寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：。（3）有同學(xué)提出本實(shí)驗(yàn)還可以研究機(jī)械能是否守恒，在小球A上方h高處安裝光電門和配套的數(shù)字計(jì)時器。令小球A和手機(jī)B靜止，細(xì)繩拉緊，然后釋放小球A和手機(jī)B，數(shù)字計(jì)時器記錄小球A通過光電門的時間t，除實(shí)驗(yàn)室提供的物理量外，還需要測量的物理量有（寫出物理量的名稱和符號），需要驗(yàn)證的原理式為（用實(shí)驗(yàn)室提供的物理量符號和測量的物理量符號表示）。【答案】9.4滑輪的軸不光滑（或滑輪有質(zhì)量，軟繩有質(zhì)量，物體運(yùn)動過程中受空氣阻力，手機(jī)在下落過程中發(fā)生擺動等）小球A的直徑d【解析】（1）由圖（b）讀出加速度為，根據(jù)牛頓第二定律，代入數(shù)據(jù)得（2）測量的重力加速度小于實(shí)際值，除偶然誤差外，也可能是由于滑輪的軸不光滑，或滑輪有質(zhì)量，軟繩有質(zhì)量，物體運(yùn)動過程中受空氣阻力，手機(jī)在下落過程中發(fā)生擺動等原因。（3）由于還需要算出小球的速度，則還需要測量小球A的直徑d。根據(jù)功能關(guān)系知需要驗(yàn)證的原理式為1．某同學(xué)用如圖所示的裝置研究碰撞時的動量守恒，實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）選用兩個寬度均為d（d很?。┑幕瑝KA和B，且兩滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)相同，在滑塊A的前端粘附少許強(qiáng)力膠（不計(jì)強(qiáng)力膠的厚度和質(zhì)量），安裝實(shí)驗(yàn)器材。（2）用墊塊墊起長木板的右端，移動墊塊的位置，調(diào)節(jié)木板的傾角，放上并輕推滑塊A，使其經(jīng)過兩光電門的時間相等。這樣做的目的是。（3）將滑塊B靜置于兩光電門間的某一位置，將滑塊A靜置于光電門1上方的另一位置，稍用力推下滑塊A，使其以一定的速度沿木板向下運(yùn)動，滑塊A經(jīng)過光電門1的遮光時間為，則其運(yùn)動到光電門1時的速度（用d、表示），滑塊A和滑塊B碰撞后粘在一起沿木板向下運(yùn)動，經(jīng)過光電門2的遮光時間為。（4）已知滑塊A和B質(zhì)量分別為、，則驗(yàn)證兩滑塊碰撞時動量守恒的表達(dá)式為（用、、、表示）?！敬鸢浮科胶饽Σ亮Α窘馕觥浚?）滑塊A經(jīng)過兩光電門的時間相等，表明A經(jīng)過兩光電門的速度相等，即A做勻速直線運(yùn)動，則有故這樣做的目的是平衡摩擦力。（3）相用力推物塊A后，A做勻速直線運(yùn)動，其通過光電門1時的速度為（4）平衡摩擦力后，物塊A、B在沿斜面方向上所受合力為零，則A、B組成的系統(tǒng)在沿斜面方向上動量守恒，故有由于，解得2．如圖1所示，某課外探究小組利用氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動量守恒定律”實(shí)驗(yàn)。滑塊A和滑塊B的質(zhì)量（包括遮光條）分別為：、。實(shí)驗(yàn)中彈射裝置每次給滑塊A的初速度均相同，滑塊B初始處于靜止?fàn)顟B(tài)?；瑝KA的遮光條兩次通過光電門1的擋光時間分別為、，滑塊B的遮光條通過光電門2的擋光時間為。（1）打開氣泵，先取走滑塊B，待氣流穩(wěn)定后將滑塊A從氣墊導(dǎo)軌右側(cè)彈出，測得光電門1的時間大于光電門2的時間，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，后續(xù)的操作是()A．調(diào)高右側(cè)底座旋鈕

B．調(diào)高左側(cè)底座旋鈕C．將光電門1向左側(cè)移動

D．將光電門2向右側(cè)移動（2）如圖2所示，用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，其讀數(shù)為；（3）經(jīng)測量滑塊A、B上的遮光條寬度相同，則驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式為：（用、、、、表示）；（4）小明同學(xué)改變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)繼續(xù)驗(yàn)證動量守恒定律，他在滑塊B的右端加上橡皮泥，兩滑塊每次相碰后會粘在一起運(yùn)動。多次改變滑塊B的質(zhì)量，記錄下滑塊B的遮光條每次通過光電門的擋光時間，在方格紙上作出圖像；2002102202302409.39.69.810.110.4（5）小華同學(xué)提出，滑塊B的質(zhì)量應(yīng)包含橡皮泥的質(zhì)量，考慮到此因素影響，小華所繪制的圖像中的圖線與（4）中繪制的圖形相比較，應(yīng)()A．向上平移

B．向下平移

C．向左平移

D．向右平移【答案】B14.8B【解析】（1）測得滑塊通過光電門1的時間大于光電門2的時間，說明滑塊做加速運(yùn)動，也就是氣墊導(dǎo)軌右端高，左端低，所以接下來應(yīng)調(diào)高左側(cè)底座旋鈕，使滑塊做勻速運(yùn)動。故選B。（2）游標(biāo)卡尺的分度為，遮光條的寬度（3）滑塊1碰撞前的速度大小為滑塊1與滑塊2碰撞后的速度大小分別為，若兩滑塊碰撞過程中動量守恒，則有聯(lián)立可得（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)繪圖如下：（5）兩滑塊每次相碰后會粘在一起運(yùn)動，根據(jù)動量守恒定律可得變形得若考慮橡皮泥的質(zhì)量，則上式變?yōu)橛珊瘮?shù)關(guān)系可知，圖線將向下平移。故選B。3．某活動小組利用圖裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。直徑為D的鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，則（1）鋼球通過光電門A時的瞬時速度為，鋼球通過光電門A、B間的平均速度為。（2）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椤＃?）鋼球通過光電門A的平均速度（選填“>”或“<”）鋼球球心通過光電門A的瞬時速度。（4）由于空氣阻力的存在會使g的測量值偏小，該誤差屬于（選填：“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）【答案】<系統(tǒng)誤差【解析】(1)鋼球通過光電門A時的瞬時速度為,由于通過光電門的時間非常短，所以可以用其平均速度來表示瞬時速度則同理可得鋼球通過光電門B時的瞬時速度為所以鋼球通過光電門A、B間的平均速度由平均速度公式可得(2)設(shè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萢由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可得代入數(shù)據(jù)可得(3)由勻變速直線運(yùn)動的推論：中間時刻的瞬時速度總是小于中間位移的瞬時速的關(guān)系可得：鋼球通過光電門A的平均速度小于鋼球球心通過光電門A的瞬時速度。(4)偶然誤差一般是由人的主觀意識造成，比如讀數(shù)，作圖之類，所以由于空阻力影響的誤差屬于系統(tǒng)誤差。4．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌上滑塊間的碰撞來尋找物體相互作用過程中的“不變量”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)過程如下（“＋、－”表示速度方向）：實(shí)驗(yàn)1使m1＝m2＝0.25kg，讓運(yùn)動的m1碰靜止的m2，碰后m1、m2一起運(yùn)動。數(shù)據(jù)如表1。表2碰前碰后滑塊m1滑塊m2滑塊m1滑塊m2速度v/（m·s－1）＋0.1400＋0.069＋0.069根據(jù)這個實(shí)驗(yàn)可推知，在誤差允許范圍內(nèi)：（1）碰前物體的速度（填“等于”或“不等于”）碰后物體速度的矢量和；（2）碰前物體的動能（填“等于”或“不等于”）碰后物體動能的和；（3）碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv（填“等于”或“不等于”）碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和。實(shí)驗(yàn)2使2m1＝m2＝0.5kg，讓運(yùn)動的m1碰靜止的m2，碰后m1、m2分開。數(shù)據(jù)如表2碰前碰后滑塊m1滑塊m2滑塊m1滑塊m2速度v/（m·s－1）＋0.1200－0.024＋0.070根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推知，在誤差允許范圍內(nèi)：（1）碰前物體的速度（填“等于”或“不等于”）碰后物體速度的矢量和；（2）碰前物體的動能（填“等于”或“不等于”）碰后物體動能的和；（3）碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv（填“等于”或“不等于”）碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和。（4）還進(jìn)行了其他情景的實(shí)驗(yàn)，最終在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的“不變量”是。（5）在“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的說明，正確的是。A．只需找到一種情景的“不變量”即可，結(jié)論對其他情景也同樣適用B．只找到一種情景的“不變量”還不夠，其他情景未必適用C．實(shí)驗(yàn)中要尋找的“不變量”必須在各種碰撞情況下都不改變D．進(jìn)行有限次實(shí)驗(yàn)找到的“不變量”，具有偶然性，結(jié)論還需要檢驗(yàn)?！敬鸢浮康扔诓坏扔诘扔诓坏扔诓坏扔诘扔谙嗷プ饔玫奈矬w的質(zhì)量與速度乘積的矢量和BCD【解析】實(shí)驗(yàn)1(1)碰后物體速度的矢量和為所以碰前物體的速度不等于碰后物體速度的矢量和。(2)碰前物體的動能為碰后物體的動能為碰前物體的動能不等于碰后物體動能的和。(3)碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積為碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和為二者在誤差允許的范圍內(nèi)是相等的。實(shí)驗(yàn)2(1)碰后物體速度的矢量和為所以碰前物體的速度不等于碰后物體速度的矢量和。(2)碰前物體的動能為碰后物體的動能為碰前物體的動能不等于碰后物體動能的和。(3)碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積為碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和為二者在誤差允許的范圍內(nèi)是相等的。(4)相互作用的物體的質(zhì)量與速度乘積的矢量和。(5)實(shí)驗(yàn)中要尋找的“不變量”必須在各種碰撞情況下都不改變，進(jìn)行有限次實(shí)驗(yàn)找到的“不變量”，具有偶然性，結(jié)論還需要檢驗(yàn)。故選BCD。5．某物理興趣小組在自主學(xué)習(xí)中看到書籍中記載：兩物體間的最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，且比例系數(shù)由材料決定。于是他們設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：將長木板A水平固定，在木板上放置裝有拉環(huán)的滑塊B，用測力計(jì)的掛鉤鉤住拉環(huán)，緩緩增大拉力，直至拉動滑塊B。在時，記下測力計(jì)示數(shù)；在B上加放砝碼，同樣拉動滑塊B，記下砝碼質(zhì)量和方力計(jì)示數(shù)；重復(fù)上述過程多次，記下每次砝碼的質(zhì)量和測力計(jì)示數(shù)；在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)軸，以測力計(jì)示數(shù)為縱坐標(biāo)，以作為橫坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出圖像。發(fā)現(xiàn)是一條（選填“過原點(diǎn)”或“不過原點(diǎn)”）的直線；由于圖像是一條直線，他們得出結(jié)論：木板A與滑塊B之間的最大靜摩擦力與壓力的比例系數(shù)在誤差范圍內(nèi)是一個定值。若該直線的斜率為，則比例系數(shù)?！敬鸢浮炕瑝K剛要滑動不過原點(diǎn)【解析】實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰膀?yàn)證：兩物體間的最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，且比例系數(shù)由材料決定”，故在滑塊剛要滑動時，記下測力計(jì)示數(shù)。由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?yàn)證的是如果關(guān)系成立，則圖像應(yīng)該是一條“不過原點(diǎn)”的直線。斜率解得6．某同學(xué)用DIS實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”，如圖甲，力傳感器固定在天花板上，細(xì)線一端吊著小球。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將質(zhì)量為m的小球拉至與豎直方向夾角為處的A點(diǎn)無初速釋放；②通過軟件描繪出細(xì)線拉力大小F隨時間變化如圖乙；③改變無初速釋放小球時細(xì)線與豎直方向夾角值，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)。（1）小球由A點(diǎn)無初速釋放到第一次回到A點(diǎn)的時間為（用含有的符號表示）；（2）如圖丙，以為橫軸，以小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時細(xì)線拉力大小為縱軸，描點(diǎn)繪圖，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，當(dāng)圖像斜率；縱軸截距時，即可驗(yàn)證小球機(jī)械能守恒。（用題中所給物理量符號表示）【答案】2T0-2mg3mg【解析】（1）由乙圖可得，小球由A點(diǎn)無初速釋放到第一次回到A點(diǎn)小球經(jīng)過最低點(diǎn)兩次，則拉力出現(xiàn)最大值兩次，故小球由A點(diǎn)無初速釋放到第一次回到A點(diǎn)的時間為2T0。（2）小球重心與懸點(diǎn)距離記為r，小球經(jīng)過最低點(diǎn)時，繩子上的拉力與最低點(diǎn)速度關(guān)系為則判斷機(jī)械能守恒的表達(dá)式為聯(lián)立可得則圖像斜率縱軸截距b=3mg7．在利用打點(diǎn)計(jì)時器測定勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器接在50Hz低壓交流電源上，某同學(xué)在打出的紙帶上按打點(diǎn)的先后順序每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個計(jì)數(shù)點(diǎn)。從A點(diǎn)開始在每一個計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由長到短緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，如圖所示。（1）若把每一段紙帶的右上端連接起來，結(jié)果得到一條傾斜的直線，如圖所示，由圖可知紙帶（選填“勻加速”、“勻減速”或“勻速”）直線運(yùn)動，且直線與x軸正方向的夾角越大，說明紙帶運(yùn)動的加速度（選填“越大”或“越小”）。（2）從第一個計(jì)數(shù)點(diǎn)A開始計(jì)時，為求出0.15s時紙帶的瞬時速度，需要測出（選填“a”“b”“c”“d”或“e”）段紙帶的長度。（3）若測得a段紙帶長度為15.0cm，e段紙帶長度為3.0cm，則可求出加速度大小為m/s2（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮縿驕p速越小b3.0【解析】（1）由于每段紙帶所用時間相同，因此紙帶的長度表示速度大小，而水平方向相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔相等，因此水平軸表示時間，因此該圖像表示v—t圖像，由于圖像是一條傾斜的直線，因此可知，紙帶做勻減速度運(yùn)動。而且傾斜的直線與x軸正方向夾角越大，說明紙帶做勻減速度運(yùn)動的加速度越小。（2）0.15s恰好為b段紙帶的中間時刻，因此應(yīng)該測b段紙帶的長度，算出該段的平均速度就是0.15s時刻的瞬時速度。（3）根據(jù)x=x5－x1=4aT2可求得加速度大小為a=3.0m/s28．如圖，在直尺上鉆一個小孔，使小孔恰能穿過一根細(xì)線，線下端掛一質(zhì)量為m、直徑為d的小鋼球。將直尺固定在水平桌面上，使鋼球在水平面內(nèi)做圓心為O的勻速圓周運(yùn)動，待鋼球的運(yùn)動穩(wěn)定后，從直尺上方，保持視線垂直于直尺往下看，估測鋼球外側(cè)到點(diǎn)O的距離r。再測量轉(zhuǎn)動n圈的時間t，計(jì)算轉(zhuǎn)動的周期，再用刻度尺測出圓錐擺的高度，就可驗(yàn)證向心力公式。利用上述裝置完成探究。（1）用秒表或手表測量鋼球運(yùn)動n圈的總時間t，鋼球的運(yùn)動周期為；（2）鋼球做勻速圓周運(yùn)動的半徑為；（3）測量O點(diǎn)距選點(diǎn)的高度h，則細(xì)繩與豎直方向的夾角的正切為；（4）小球在運(yùn)動時受到的合力為；（5）利用公式計(jì)算小球需要的向心力為；（6）若滿足，則可以驗(yàn)證向心力公式?！敬鸢浮縭【解析】（1）鋼球運(yùn)動n圈的總時間t，則周期為（2）保持視線垂直于直尺往下看，估測鋼球外側(cè)到點(diǎn)O的距離r，可知鋼球做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r。（3）由幾何關(guān)系知，細(xì)繩與豎直方向的夾角的正切為（4）小球受到重力和細(xì)繩的拉力，由幾何關(guān)系可得（5）小球做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力為（6）若滿足，則可以驗(yàn)證向心力公式。即滿足9．物理小組利用頻閃照相和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的試驗(yàn)。步驟如下：①用天平測出滑塊A、B的質(zhì)量分別為300g和200g②安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；③向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；④把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上，并給他們一個初速度，同時開始閃光照相，閃光的時間間隔設(shè)定為。照片如圖：該組同學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程和圖像分析知：該圖像是閃光4次攝得的照片，在這4次閃光的瞬間，A、B兩滑塊均在0~80cm刻度范圍內(nèi)；第一次閃光時，滑塊B恰好通過x=55cm處，滑塊A恰好通過x=70cm處；碰撞后有一個物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。請問：（a）以上情況說明碰后（選填A(yù)或B）物體靜止，滑塊碰撞位置發(fā)生在cm處；（b）滑塊碰撞時間發(fā)生在第一次閃光后s；（c）設(shè)向右為正方向，試分析碰撞前兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是kg·m/s，碰撞后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是kg·m/s，以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明在碰撞過程中保持不變的物理量是。【答案】A600.1﹣0.2﹣0.2碰撞前后兩物體的質(zhì)量與速度的乘積之和【解析】（a）由圖可知，A只有兩個位置有照片，則說明A碰后保持靜止，故碰撞發(fā)生在第1、2兩次閃光時刻之間，碰撞后A靜止，故碰撞發(fā)生在x=60cm處。（b）碰撞后A向左做勻速運(yùn)動，設(shè)其速度為vA′，所以碰撞到第二次閃光時B向左運(yùn)動10cm，時間為t′，有第一次閃光到發(fā)生碰撞時間為t，有得（c）設(shè)向右為正方向，碰撞前，B的速度大小為A的速度則碰撞前兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和碰撞后，A靜止，B速度為則碰撞后兩滑塊的動量以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明在碰撞過程中保持不變的物理量是碰撞前后兩物體的質(zhì)量與速度的乘積之和。10．某物理興趣小組同學(xué)利用如圖甲所示的“氣墊導(dǎo)軌”和“光電計(jì)時器”來研究滑塊的勻變速直線運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用刻度尺測量滑塊上遮光條的寬度d和兩光電門間的距離L；②釋放左側(cè)的槽碼，滑塊向左做加速運(yùn)動，通過光電門1時的時間為Δt1，通過光電門2時的時間為Δt2；③保持光電門1的位置不變，左右移動光電門2的位置，并測量多組L值，以為縱坐標(biāo)，L為橫坐標(biāo)，繪制出-L圖像?；卮鹣铝袉栴}：（1）用刻度尺測量的遮光條的寬度如圖乙所示，則d=cm；（2）若繪制的-L圖像如圖丙所示，則Δt1=s，物塊運(yùn)動的加速度大小為a=m/s2（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）；（3）下列方法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的是。（填標(biāo)號）A．適當(dāng)?shù)卦龃笳诠鈼l的寬度B．換用更光滑的氣墊導(dǎo)軌C．多次測量遮光條的長度，取平均值【答案】1.000.0500.20C【解析】（1）毫米刻度尺要估讀最小刻度的下一位，因此遮光條的讀數(shù)為1.00cm；（2）滑塊通過光電門1時的速度為通過光電門2時的速度為由速度位移關(guān)系，即聯(lián)立上述各式整理可得通過圖像分析可得解得，（3）A．適當(dāng)?shù)販p小遮光條的寬度可以更精確地用平均速度代替瞬時速度，故A錯誤；B．該實(shí)驗(yàn)與氣墊導(dǎo)軌的粗糙程度無關(guān)，故B錯誤；C．多次測量可以有效地減小偶然誤差，故C正確。故選C。11．某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖1所示裝置測量彈簧的彈性勢能和物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將一長直薄木板上端斜靠在水平桌面右邊緣O點(diǎn)，長木板下端固定在水平地面上；②將輕彈簧一端固定在水平桌面左邊沿的墻面上，彈簧處于原長時，其右端在O點(diǎn)左側(cè)；③用帶凹槽的物塊把彈簧壓縮到P點(diǎn)，釋放物塊，測出物塊在長木板上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離