第36講-物理實(shí)驗(yàn)(一)(原卷版)

第36講物理實(shí)驗(yàn)（一）目錄實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 1實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則 7實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 13實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)【實(shí)驗(yàn)原理】1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的儀器，它的工作電壓為4～6V。當(dāng)通過的電流頻率為f＝50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。(2)電火花計(jì)時(shí)器：電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。當(dāng)電火花計(jì)時(shí)器接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、接負(fù)極的紙盤軸(墨粉紙盤)，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上打出一列點(diǎn)跡，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它的脈沖放電周期也是0.02s，即每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。2．由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法(方法一)逐差法：取偶數(shù)段位移因?yàn)?x4－x3)＋(x3－x2)＋(x2－x1)＝x4－x1＝3aT2同理有x5－x2＝x6－x3＝…＝3aT2所以，我們可以由測(cè)得的各段位移x1，x2……求出a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)……再由a1，a2…算出平均值a＝eq\f(1,3)(a1＋a2＋a3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)就是所要測(cè)得的加速度。(方法二)圖象法：如圖所示，以打某點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，由vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)求出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作v－t圖象，圖象的斜率即為物體的加速度。3．求物體在打下某計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)速度的方法v1＝eq\f(x1＋x2,2T)(時(shí)間2T內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)T時(shí)刻的瞬時(shí)速度)。實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，電源，小車，細(xì)繩，一端附有滑輪的長木板，刻度尺，鉤碼，導(dǎo)線?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1．如圖所示，把一端附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并把滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。2．把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。3．把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處。先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。【數(shù)據(jù)處理】1．從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)。為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T＝0.1s。2．正確使用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入表內(nèi)，用逐差法求出加速度，最后求其平均值(請(qǐng)讀者自己設(shè)計(jì)表格)。3．也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，作出v－t圖象，求直線的斜率，即物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2022?江蘇）小明利用手機(jī)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢?shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖1所示，他將一根木條平放在樓梯臺(tái)階邊緣，小球放置在木條上，打開手機(jī)的“聲學(xué)秒表”軟件，用鋼尺水平擊打木條使其轉(zhuǎn)開后，小球下落撞擊地面，手機(jī)接收到鋼尺的擊打聲開始計(jì)時(shí)，接收到小球落地的撞擊聲停止計(jì)時(shí)，記錄下?lián)舸蚵暸c撞擊聲的時(shí)間間隔t．多次測(cè)量不同臺(tái)階距離地面的高度h及對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔t．（1）現(xiàn)有以下材質(zhì)的小球，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)選用．A．鋼球B．乒乓球C．橡膠球（2）用分度值為1mm的刻度尺測(cè)量某級(jí)臺(tái)階高度h的示數(shù)如圖2所示，則h＝cm．（3）作出2h﹣t2圖線，如圖3所示，則可得到重力加速度g＝m/s2．（4）在圖1中，將手機(jī)放在木條與地面間的中點(diǎn)附近進(jìn)行測(cè)量．若將手機(jī)放在地面A點(diǎn)，設(shè)聲速為v，考慮擊打聲的傳播時(shí)間，則小球下落時(shí)間可表示為t'＝（用h、t和v表示）．（5）有同學(xué)認(rèn)為，小明在實(shí)驗(yàn)中未考慮木條厚度，用圖像法計(jì)算的重力加速度g必然有偏差．請(qǐng)判斷該觀點(diǎn)是否正確，簡要說明理由．（2022?浙江）（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)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（多選）。A．換成質(zhì)量更小的小車B．調(diào)整長木板的傾斜程度C．把鉤碼更換成砝碼盤和砝碼D．改變連接小車的細(xì)繩與長木板的夾角（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點(diǎn)。（2023?廣州二模）某同學(xué)采用如圖a所示的裝置測(cè)量瞬時(shí)速度：將氣墊導(dǎo)軌一端墊高，在低端裝上光電門，帶遮光條的滑塊從高端由靜止釋放，寬度為d的遮光條通過光電門光線的遮光時(shí)間為t，當(dāng)d足夠小時(shí)，可用平均速度v=請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）某次實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖b，則d＝cm；（2）改變并測(cè)量遮光條的寬度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，每次釋放滑塊時(shí)，保證遮光條的前端對(duì)應(yīng)同一位置，記錄遮光時(shí)間t，求出對(duì)應(yīng)的平均速度v，根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（v，t），在圖c的坐標(biāo)系中描點(diǎn)；（3）根據(jù)所描的點(diǎn)，在圖c中作出v隨t變化的圖線；（4）結(jié)合v-t圖線，可求得遮光條寬度d趨于0時(shí)，經(jīng)過光電門光線的瞬時(shí)速度v＝m/s（2023?定遠(yuǎn)縣校級(jí)二模）2020年12月8日，中尼兩國聯(lián)合宣布珠穆朗瑪峰的最新高程為8848.86米。在此次珠峰高程測(cè)量中，采用的一種方法是通過航空重力儀測(cè)量重力加速度，從而間接測(cè)量海拔高度。我校“誠勤立達(dá)”興趣小組受此啟發(fā)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來測(cè)量渝北校區(qū)所在地的重力加速度大小。已知sin53°＝0.8、cos53°＝0.6、sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．如圖1所示，選擇合適高度的墊塊，使長木板的傾角為53°；b．在長木板上某處自由釋放小物塊，測(cè)量小物塊距長木板底端的距離x和小物塊在長木板上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；c．改變釋放位置，得到多組x、t數(shù)據(jù)，作出xt-t圖像，據(jù)此求得小物塊下滑的加速度為4.90m/sd．調(diào)節(jié)墊塊，改變長木板的傾角，重復(fù)上述步驟?；卮鹣铝袉栴}：（1）當(dāng)長木板的傾角為37°時(shí)，作出的圖像如圖2所示，則此時(shí)小物塊下滑的加速度a＝m/s2；（保留3位小數(shù)）（2）小物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝；（3）依據(jù)上述數(shù)據(jù)，可知我校渝北校區(qū)所在地的重力加速度g＝m/s2；（保留3位有效數(shù)字）（4）某同學(xué)認(rèn)為：xt-t圖像中圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示小物塊在時(shí)間t內(nèi)的位移大小。該觀點(diǎn)是否正確？A．正確B．錯(cuò)誤C．無法判斷（2022?青島二模）某同學(xué)利用智能手機(jī)和無人機(jī)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)在地面附近高度變化較小時(shí)，可以近似將大氣作為等密度、等溫氣體，實(shí)驗(yàn)地空氣密度約為1.2kg/m3。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將手機(jī)固定在無人機(jī)上，打開其內(nèi)置壓力傳感器和高度傳感器的記錄功能；（2）操控?zé)o人機(jī)從地面上升，手機(jī)傳感器將記錄壓強(qiáng)、上升高度隨時(shí)間變化的情況，完成實(shí)驗(yàn)后降落無人機(jī)；無人機(jī)上升過程中起步階段可以看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，上升高度與其對(duì)應(yīng)時(shí)刻如表所示：上升高度/10﹣2m013.6453.82121.91217.44時(shí)刻/s00.300.600.901.20根據(jù)上表信息，無人機(jī)在t＝0.3s時(shí)的速度大小為m/s，在加速過程中的加速度大小為m/s2；（結(jié)果均保留2位小數(shù)）（3）導(dǎo)出手機(jī)傳感器記錄的數(shù)據(jù)，得到不同高度的大氣壓值，選取傳感器的部分?jǐn)?shù)據(jù)，作出p﹣h圖像如圖所示。根據(jù)圖像可得到當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎禐閙/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)原理】1．彈簧受力會(huì)發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān)．沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定時(shí)，彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的．2．用懸掛法測(cè)量彈簧的彈力，運(yùn)用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等．3．彈簧的長度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算．這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系．即尋求F＝kx的關(guān)系.【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺(tái)、鉤碼若干、坐標(biāo)紙．【實(shí)驗(yàn)步驟】1．將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度l0，即原長．2．如圖所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測(cè)量彈簧的總長度并測(cè)出鉤碼的重力，填寫在記錄表格里．1234567F/NL/cmx/cm3.改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過程多次．【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理】1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖．連接各點(diǎn)，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．2．以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)．首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)．3．得出彈力和彈簧伸長之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義．【實(shí)驗(yàn)誤差的來源】1．彈簧長度的測(cè)量誤差．2．描點(diǎn)畫線的作圖誤差．（2022?湖南）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(cè)量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（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(cè)量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度l，記錄數(shù)據(jù)如下表：序號(hào)12345硬幣數(shù)量n/枚510152025長度l/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；（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）。（2023?包頭一模）某同學(xué)探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系，在豎直木板上固定一張坐標(biāo)紙，建立如圖所示坐標(biāo)系，橫軸代表所掛鉤碼個(gè)數(shù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將彈簧掛一個(gè)鉤碼置于橫軸為1的位置，待彈簧穩(wěn)定后用筆在坐標(biāo)紙上描出彈簧末端的位置；再將彈簧掛兩個(gè)相同的鉤碼置于橫軸坐標(biāo)為2的位置，再次用筆在坐標(biāo)紙上描出彈簧末端的位置；繼續(xù)增加鉤碼，依次將彈簧置于3、4位置，再次描出兩個(gè)點(diǎn)，如圖中黑點(diǎn)所示。已知所掛鉤碼均相同，質(zhì)量m＝20g，重力加速度g取9.8m/s2，彈簧勁度系數(shù)為k。回答以下問題（1）彈簧勁度系數(shù)為N/m；（2）彈簧原長為cm；（3）圖中黑點(diǎn)連線的斜率K＝（用k、m、g表示）。（2023?浙江二模）“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，然后在彈簧下端分別掛i＝1、2、3、4、5、6和7個(gè)相同的鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50.0g，取前6個(gè)砝碼的數(shù)據(jù)，重力加速度g取10.0m/s2），記錄彈簧下端相應(yīng)位置的讀數(shù)xi加；然后逐個(gè)減去鉤碼，同樣記錄彈簧下端相應(yīng)位置的讀數(shù)xi減，并計(jì)算得到彈簧下端相應(yīng)位置值xi＝（xi加+xi減）/2，其數(shù)據(jù)如表。彈簧下端掛鉤碼的個(gè)數(shù)加鉤碼相應(yīng)位置值xi加/cm減鉤碼相應(yīng)位置值xi減/cmxi/cm14.194.214.2025.405.435.4236.416.436.4247.527.587.5558.838.878.85610.0010.0410.02（1）為計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)，應(yīng)選用數(shù)據(jù)；A.加鉤碼時(shí)相應(yīng)位置值xi加B.減鉤碼相應(yīng)位置值xi減C.xi＝（xi加+xi減）/2（2）用下列坐標(biāo)紙，作圖法求出彈簧勁度系數(shù)k＝N/m（保留3位有效數(shù)字）；?（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有。（2023?武漢模擬）某同學(xué)從廢舊的彈簧測(cè)力計(jì)上拆下彈簧，用它來做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。（1）在家中貼有瓷磚的墻面，用鉛垂線測(cè)量，發(fā)現(xiàn)瓷磚之間的豎縫是豎直的，將刻度尺平行于豎縫固定在墻面上，將彈簧掛在墻面的掛鉤上，并使刻度尺的零刻度與彈簧上端平齊，如圖甲所示；（2）在彈簧下端依次懸掛n個(gè)槽碼（（n＝1，2，3），當(dāng)槽碼靜止時(shí)，測(cè)出彈簧拉力Fn與指針?biāo)傅目潭瘸呤緮?shù)Ln，在F﹣L坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如圖乙所示：i.初始時(shí)彈簧下端未掛槽碼，豎直彈簧的自然長度為L0＝cm（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；ii.實(shí)驗(yàn)中，若在測(cè)得圖乙中P點(diǎn)的數(shù)據(jù)（27.0cm，10.78N）后，取下彈簧下端懸掛的所有槽碼，則彈簧靜止時(shí)（選填“能”或“不能”）恢復(fù)到自然長度L0；iii.在彈簧彈力從0增大至17.64N的過程中，彈簧勁度系數(shù)變化情況是；（3）本次實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：槽碼個(gè)數(shù)n1234Fn（N）0.981.962.943.92Ln（cm）2.53.74.96.1彈簧伸長量x0＝Ln+2﹣Ln（cm）2.42.4用逐差法計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k＝N/m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（2023?金鳳區(qū)校級(jí)一模）在“研究彈簧的物理特性”研究性學(xué)習(xí)中，某學(xué)習(xí)小組嘗試用不同的方法測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)。該學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep=12kx2，k（1）首先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平。接通電源后輕推滑塊，如果滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，表示導(dǎo)軌水平。（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊。上擋光片的寬度d，示數(shù)如圖（b），其讀數(shù)為m。（3）接通電源，用手向左側(cè)推動(dòng)滑塊，使彈簧壓縮到某一長度（彈簧處于彈性限度內(nèi)），測(cè)出彈簧壓縮量x。（4）將滑塊由靜止釋放，讀出滑塊經(jīng)過光電門時(shí)擋光片的擋光時(shí)間t。（5）重復(fù)步驟（3）（4）測(cè)出多組x及對(duì)應(yīng)的t。（6）畫出1t2-x2圖像如圖（c）所示，由圖像求得其斜率為a。若想測(cè)出勁度系數(shù)，還需要測(cè)量的物理量為（寫出物理量的名稱及符號(hào)），可求得彈簧的勁度系數(shù)為實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則【實(shí)驗(yàn)原理】一個(gè)力F′的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮條拉伸到某點(diǎn)，所以F′為F1和F2的合力．作出F′的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F′和F是否大小相等，方向相同．如果在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)′和F相同，那么力的平行四邊形定則就正確．【實(shí)驗(yàn)步驟】1．用圖釘把白紙釘在水平桌面的方木板上．2．用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套．3．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，如圖2－5－1，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩條細(xì)繩套的方向．4．用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角線，即為合力F的圖示．5．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，用刻度尺從O點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′的圖示．6．比較一下．力F′與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向．7．改變兩個(gè)力F1、F2的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次．【彈簧秤的選用】1．彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止．2．彈簧測(cè)力計(jì)不能在超出它的測(cè)量范圍的情況下使用．3.使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位(無法校正的要記錄下零誤差)．4．被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦．5．讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度．【注意事項(xiàng)】1．不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置．2．在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同．(保證作用效果相同)3．不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)有無變化．4．細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連直線確定力的方向．5．在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些．6．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)勾住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°到100°之間為宜．（2023?青羊區(qū)校級(jí)模擬）某興趣小組的同學(xué)為了驗(yàn)證“兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，在圓形桌子桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個(gè)光滑的滑輪（滑輪上側(cè)所在平面與桌面平行），滑輪P1固定，滑輪P2、P3可沿桌邊移動(dòng)，如圖所示?？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)器材有：刻度尺、三角板、鉛筆、白紙、一根橡皮筋、三根細(xì)線、質(zhì)量相同的鉤碼若干。部分實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①將橡皮筋中央處和兩端點(diǎn)分別與三根細(xì)線相連；②將連在橡皮筋中央的細(xì)線跨過固定滑輪P1，連接橡皮筋兩端點(diǎn)的細(xì)線跨過可動(dòng)滑輪P2、P3；②在三根細(xì)線的下端分別掛上一定數(shù)量的鉤碼，使連在橡皮筋中央的細(xì)線與橡皮筋的結(jié)點(diǎn)O靜止。（1）為完成本實(shí)驗(yàn)，下列物理量必須測(cè)量或記錄的是。（填選項(xiàng)前字母）A．橡皮筋的原長B．兩端橡皮筋伸長后的長度C．鉤碼的質(zhì)量D．三根細(xì)線所掛鉤碼的個(gè)數(shù)（2）在完成本實(shí)驗(yàn)的過程中，下列操作或描述正確的是。（填選項(xiàng)前字母）A．連接橡皮筋兩端點(diǎn)的細(xì)線長度必須相同B．細(xì)線OP1必須在OP2與OP3夾角的角平分線上C．記錄圖中O點(diǎn)的蒞置和OP1、OP2、OP3的方向D．不改變OP1所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和OP1的方向，改變OP2與OP3的夾角重復(fù)實(shí)驗(yàn)，O點(diǎn)不用在桌面上同一位置（3）實(shí)驗(yàn)中，若桌面不水平（填“會(huì)”或“不會(huì)”）影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。（2023?湖南模擬）（1）甲小組利用彈簧測(cè)力計(jì)探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律，裝置如圖甲所示。①甲小組先用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)施加一個(gè)力把結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，記下這個(gè)力。再用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套仍將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，記錄下這兩個(gè)力。這里采用的實(shí)驗(yàn)方法是。A．微元法B．理想實(shí)驗(yàn)法C．等效替代法D．控制變量法②甲小組實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是。A．應(yīng)保證角α與角β始終相等B．應(yīng)保證細(xì)繩與紙面平行C．兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力越接近相等誤差越小D．掛彈簧測(cè)力計(jì)的細(xì)繩應(yīng)適當(dāng)長一些（2）乙小組用鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧和多個(gè)質(zhì)量已知且質(zhì)量相等的鉤碼，探究“彈簧彈力與彈簧形變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示。①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制m﹣x圖像，縱軸是鉤碼質(zhì)量m，橫軸是彈簧的形變量x。如圖丙所示，由圖像可得彈簧的勁度系數(shù)k＝N/m（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取10m/s2）；②將上面彈簧分成長度不等的兩段，其彈力F與彈簧長度L的關(guān)系如圖丁所示，下列說法正確的是。A．長的一段圖像為c，短的一段圖像為aB．長的一段圖像為c，短的一段圖像為dC．長的一段圖像為b，短的一段圖像為aD．長的一段圖像為b，短的一段圖像為d（2023?湖南模擬）某研究小組做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，所用器材有：方木板一塊、白紙、量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)、橡皮條（帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套）、鉛筆、圖釘（若干個(gè)）以及直尺一把。用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)A，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O，并用鉛筆在白紙上描下O點(diǎn)。記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1如圖2所示，則彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F1＝N。（2）如圖3所示，虛線OA′是直線AO的延長線，過O點(diǎn)作OA的垂線OB，并把一條細(xì)繩套另一端固定在B點(diǎn)，然后用彈簧測(cè)力計(jì)拉住另一個(gè)細(xì)繩套，緩慢把橡皮條再次拉到O點(diǎn)，在紙上記錄下AO、BO、OA′，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向OC如圖4所示，并在圖4中OA′線上適當(dāng)位置找一點(diǎn)D，過D作OA′的垂線，與OC交于E點(diǎn)，則要較方便地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?yīng)該記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2、OE的長度及。（3）如果兩次測(cè)量中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1、F2以及（2）中測(cè)量值之間滿足關(guān)系式，則可以說明此次實(shí)驗(yàn)中力的合成遵循平行四邊形定則。[用（1）（2）中所測(cè)得物理量字母符號(hào)表示]（2023?重慶模擬）某同學(xué)做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①輕質(zhì)光滑小圓環(huán)（可視為質(zhì)點(diǎn)）掛在橡皮條的一端，另一端固定，橡皮條剛好伸直無彈力，長度為GE；②用手通過兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)，小圓環(huán)受到拉力F1、F2的共同作用，處于O點(diǎn)，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并記錄其方向；③撤去F1、F2，改用一個(gè)力F單獨(dú)拉住小圓環(huán)，，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并記錄其方向；④做出三力的圖示，猜想它們的關(guān)系，再用作圖工具進(jìn)行檢驗(yàn)，并改變拉力F1、F2的大小和方向，重做上述實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想。（1）其中步驟③中，橫線上應(yīng)填入的內(nèi)容是。（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是。A．理想實(shí)驗(yàn)法B．控制變量法C．等效替代法D．轉(zhuǎn)換法（3）實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)標(biāo)記的單位為N，某次實(shí)驗(yàn)如圖丙所示，則測(cè)力計(jì)示數(shù)F1＝N，欲使F1大小和小圓環(huán)位置不變，F(xiàn)2稍增加，下列方法可行的是。A．F1繞O點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞O點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)B．F1繞O點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞O點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)C．F1繞O點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞O點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)D．F1繞O點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞O點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)（2023?四川一模）疫情期間，小軍在家上網(wǎng)課時(shí)，利用家庭實(shí)驗(yàn)室的器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，一個(gè)人獨(dú)立完成了“探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律”。其中用到了微小力傳感器2個(gè)、彈簧1根、半圓形面板、細(xì)線、刻度尺、白紙、夾子、筆等器材。（1）請(qǐng)將下面的實(shí)驗(yàn)操作步驟補(bǔ)充完整；A．將彈簧一端固定在水平實(shí)驗(yàn)板的P點(diǎn)，彈簧另一端與兩個(gè)細(xì)繩套系在一起，形成一個(gè)結(jié)點(diǎn)。B．用一個(gè)拉力傳感器拉細(xì)繩套，將結(jié)點(diǎn)拉至半圓板圓心O處，記錄下拉力F的大小和方向。C．用兩個(gè)拉力傳感器互成角度地拉細(xì)繩套，將結(jié)點(diǎn)拉至處，記錄下兩個(gè)拉力F1、F2的大小和方向。D．用線段OF、OF1、OF2分別表示F1、F2和F的圖示，并用虛線連接F與F1、F2，作出一個(gè)四邊形，如圖所示。E．他量出四邊形的兩個(gè)對(duì)邊，在誤差范圍內(nèi)若兩對(duì)邊平行且相等，則得出共點(diǎn)力的合成遵從定則的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（2）他反思實(shí)驗(yàn)過程，認(rèn)為要使實(shí)驗(yàn)誤差小一些，可以使。（寫出一條合理化的建議即可）實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)原理(見實(shí)驗(yàn)原理圖)(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系．(2)保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．(3)作出a－F圖象和a－eq\f(1,m)圖象，確定其關(guān)系．2．實(shí)驗(yàn)器材小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)測(cè)量：用天平測(cè)量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m.(2)安裝：按照如實(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上(即不給小車牽引力)．(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑．(4)操作：①小盤通過細(xì)繩繞過滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，取下紙帶編號(hào)碼．②保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟①.③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測(cè)加速度a.④描點(diǎn)作圖，作a－F的圖象．⑤保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟①和③，作a－eq\f(1,m)圖象．【規(guī)律方法總結(jié)】1．注意事項(xiàng)(1)平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力．在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)．(2)不重復(fù)平衡摩擦力．(3)實(shí)驗(yàn)條件：m?m′.(4)一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車．2．誤差分析(1)因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力．(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差．3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)利用Δx＝aT2及逐差法求a.(2)以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上，說明a與F成正比．(3)以a為縱坐標(biāo)，eq\f(1,m)為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，就能判定a與m成反比．（2023?上海）如圖所示，是某小組同學(xué)“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置（已平衡摩擦力），實(shí)驗(yàn)過程中可近似認(rèn)為鉤碼受到的總重力等于小車所受的拉力，先測(cè)出鉤碼所受的重力為G之后改變繩端的鉤碼個(gè)數(shù)，小車每次從同一位置釋放，測(cè)出擋光片通過光電門的時(shí)間Δt。（1）實(shí)驗(yàn)中是否必須測(cè)出小車質(zhì)量m車。A.是B.否（2）為完成實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量①；②。（3）實(shí)際小車受到的拉力小于鉤碼的總重力，原因是。（4）若導(dǎo)軌保持水平，滑輪偏低導(dǎo)致細(xì)線與軌道不平行，則細(xì)線平行時(shí)加速度a1，與不平行時(shí)加速度a2相比，a1a2。（選填“大于”、“小于”或“等于”）（2022?山東）在天宮課堂中，我國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。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；（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圖像Ⅱ，則待測(cè)物體的質(zhì)量為kg。（2023?浙江模擬）敏敏利用圖1中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：i．將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。ii．將n（依次取n＝1，2，3，4，5）個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N﹣n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)。先用手按住小車再由靜止釋放，同時(shí)用速度傳感器記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，繪制v﹣t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。iii．對(duì)應(yīng)不同的n的a值作出a﹣n圖像3，并得出結(jié)論。①該同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中重物始終未落地，得到如圖所示v﹣t圖象2，根據(jù)圖象可以分析出在實(shí)驗(yàn)操作中可能存在的問題