2024-2025學(xué)年高考物理重點(diǎn)專題講解及突破14力學(xué)實驗含解析

2024-2025年高考物理重點(diǎn)專題講解及突破14：力學(xué)試驗超重點(diǎn)1：探討勻變速直線運(yùn)動超重點(diǎn)1：探討勻變速直線運(yùn)動[考綱解讀]1．練習(xí)正確運(yùn)用打點(diǎn)計時器．2.會計算紙帶上各點(diǎn)的瞬時速度．3.會利用紙帶計算加速度．4.會用圖象法探究小車速度與時間的關(guān)系，并能依據(jù)圖象求加速度．[基本試驗要求]1．試驗器材電火花計時器(或電磁打點(diǎn)計時器)、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、溝通電源、復(fù)寫紙．2．試驗步驟(1)依據(jù)試驗原理圖，把打點(diǎn)計時器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源；(2)把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過滑輪，下端掛適量的鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計時器，固定在小車后面；(3)把小車停靠在打點(diǎn)計時器處，先接通電源，后放開小車；(4)小車運(yùn)動一段時間后，斷開電源，取下紙帶；(5)換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較志向的紙帶進(jìn)行測量分析．3．留意事項(1)平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板平行．(2)兩先兩后：試驗中應(yīng)先接通電源，后放開小車；試驗完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶．(3)防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞．(4)減小誤差：小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差產(chǎn)生的影響，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清晰地取出6～7個計數(shù)點(diǎn)為宜．[規(guī)律方法總結(jié)]1．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)目的通過紙帶求解運(yùn)動的加速度和瞬時速度，確定物體的運(yùn)動性質(zhì)等．(2)處理的方法①分析物體的運(yùn)動性質(zhì)——測量相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離，計算相鄰計數(shù)點(diǎn)距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運(yùn)動性質(zhì)．②利用逐差法求解平均加速度(如圖所示)a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)?a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3).③利用平均速度求瞬時速度：vn＝eq\f(xn－1＋xn,2T).④利用速度—時間圖象求加速度a．作出速度—時間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度；b．剪下相鄰計數(shù)點(diǎn)間的紙帶緊排在一起求解加速度．2．依據(jù)紙帶推斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(1)x1、x2、x3、…、xn是相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離．(2)Δx是兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….(3)T是相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔：T＝0.02ns(打點(diǎn)計時器的頻率為50Hz，n為兩計數(shù)點(diǎn)間計時點(diǎn)的間隔數(shù))．(4)Δx＝aT2，因為T是恒量，做勻變速直線運(yùn)動的小車的加速度a也為恒量，所以Δx必定是個恒量．這表明：只要小車做勻變速直線運(yùn)動，它在隨意兩個連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差就確定相等．※考點(diǎn)一基本試驗儀器及數(shù)據(jù)處理1．打點(diǎn)計時器是一種運(yùn)用溝通電源記錄運(yùn)動物體在確定時間間隔內(nèi)位移的儀器，目前試驗室用的打點(diǎn)計時器有電磁打點(diǎn)計時器和________計時器兩種，它們所接電源均為頻率為50Hz的溝通電源，但前者所接的電源電壓為________V，后者所接的電源電壓為________V，振針每隔________s打下一點(diǎn)．現(xiàn)在運(yùn)用打點(diǎn)計時器測定物體的速度，當(dāng)電源頻率低于50Hz時，若仍依據(jù)50Hz計算，則測出的速度值將比真實值________．【解析】打點(diǎn)計時器是一種運(yùn)用溝通電源記錄運(yùn)動物體在確定時間間隔內(nèi)位移的儀器，目前試驗室用的打點(diǎn)計時器有電磁打點(diǎn)計時器和電火花計時器兩種，它們所接電源均為頻率為50Hz的溝通電源，但前者所接的電源電壓為4～6V，后者所接的電源電壓為220V，振針每隔0.02s打下一點(diǎn)，當(dāng)電源頻率低于50Hz時，打點(diǎn)時間間隔T大于0.02s，由v＝eq\f(x,t)可知實際計算中時間t偏小，則測出的速度值將比真實值大．【答案】電火花4～62200.02大2．某同學(xué)在用小車做“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”試驗時，從打出的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每兩點(diǎn)間還有四個點(diǎn)沒有畫出來)，上面的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的距離．打點(diǎn)計時器的電源頻率為50Hz.計算出打下計數(shù)點(diǎn)2、4時小車的瞬時速度分別為v2＝________、v4＝________；該勻變速直線運(yùn)動的加速度a＝________.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【解析】每兩個計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T＝0.10s.依據(jù)勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，可以求出打下2、4點(diǎn)時小車瞬時速度的大?。畍2＝eq\f(17.96－4.08×10－2,2×0.1)m/s＝0.694m/sv4＝eq\f(9.92＋11.85×10－2,2×0.1)m/s＝1.09m/s依據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小．a(chǎn)＝eq\f(9.92＋11.85＋13.80－17.96×10－2,3×0.12)m/s2＝1.96m/s2.【答案】0.694m/s1.09m/s1.96m/s2[規(guī)律方法]1．由紙帶計算某點(diǎn)的瞬時速度依據(jù)勻變速直線運(yùn)動某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度來計算，即vn＝eq\f(xn－1＋xn,2T).2．利用紙帶求物體加速度的兩種方法(1)逐差法：依據(jù)x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T為相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔)，求出a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，然后取平均值，即eq\x\to(a)＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)，eq\x\to(a)即為物體的加速度．(2)圖象法：利用vn＝eq\f(xn－1＋xn,2T)求出打各點(diǎn)時紙帶的瞬時速度，然后作出vt圖象，用vt圖象的斜率求物體運(yùn)動的加速度．※考點(diǎn)二試驗原理與試驗操作3．在做“探討勻變速直線運(yùn)動”的試驗時，為了能夠較精確地測出加速度，將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上：________.A．把附有滑輪的長木板放在試驗桌上，并使滑輪伸出桌面B．把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C．再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必需由靜止釋放小車D．把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把它的一端固定在小車的后面E．把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次F．從三條紙帶中選擇一條比較志向的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個起始點(diǎn)，并把每打五個點(diǎn)的時間作為時間單位．在選好的起始點(diǎn)下面記作0，往后第五個點(diǎn)作為計數(shù)點(diǎn)1，依次標(biāo)出計數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離G．依據(jù)公式a1＝eq\f(x4－x1,3T2)、a2＝eq\f(x5－x2,3T2)、a3＝eq\f(x6－x3,3T2)及a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)，求出a【解析】在試驗中應(yīng)盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動，同時也要求紙帶能盡可能地干脆反映小車的運(yùn)動狀況，既要減小系統(tǒng)誤差又要減小偶然誤差．其中E項中的電源應(yīng)采納溝通電源，而不是直流電源．【答案】ABCDFG4．(2024·高考天津卷)某同學(xué)利用圖甲所示裝置探討小車的勻變速直線運(yùn)動．(1)試驗中，必要的措施是________．A．細(xì)線必需與長木板平行B．先接通電源再釋放小車C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D．平衡小車與長木板間的摩擦力(2)他試驗時將打點(diǎn)計時器接到頻率為50Hz的溝通電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點(diǎn)如圖乙所示(每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)，圖中未畫出)．s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm，則小車的加速度a＝________m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù))，打點(diǎn)計時器在打B點(diǎn)時小車的速度vB＝________m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)利用長木板、小車、打點(diǎn)計時器等探討勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，在試驗中，必要的措施是：細(xì)線必需與長木板平行；先接通電源，再釋放小車；不須要平衡摩擦力，不須要滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量．因此正確選項是A、B.(2)由Δx＝aT2、T＝0.10s和逐差法可得小車的加速度a＝eq\f(s4－s1＋s5－s2＋s6－s3,9T2)＝0.80m/s2.利用勻變速直線運(yùn)動在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得打點(diǎn)計時器打B點(diǎn)時小車的速度vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝0.40m/s.【答案】(1)AB(2)0.800.40[規(guī)律總結(jié)]1．在探討勻變速直線運(yùn)動的試驗中，只需保證小車做勻變速直線運(yùn)動，與加速度的大小和確定其大小的因素?zé)o關(guān)，因此沒必要要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量及平衡摩擦力．2．為了減小誤差，計算加速度時應(yīng)用逐差法．B點(diǎn)為A、C的中間時刻點(diǎn)，在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的速度等于該段時間內(nèi)的平均速度(＝eq\x\to(v))．超重點(diǎn)2：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系超重點(diǎn)2：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系[考綱解讀]1．學(xué)會用列表法、圖象法等方法處理試驗數(shù)據(jù)．2.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系．[基本試驗要求]1．試驗原理彈簧受到拉力作用會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等；彈簧的伸長量越大，彈力也就越大．2．試驗器材鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙．3．試驗步驟(1)安裝試驗儀器(照試驗原理圖所示)．(2)測量彈簧的伸長量(或總長)及所受的拉力(或所掛鉤碼的質(zhì)量)，列表做出記錄，要盡可能多測幾組數(shù)據(jù)．(3)依據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，以力為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量為橫坐標(biāo)．(4)依據(jù)在圖中所繪點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)，所畫的點(diǎn)不確定正好在這條曲線上，但要留意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同．(5)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)，假如不行再考慮二次函數(shù)．[規(guī)律方法總結(jié)]1．試驗數(shù)據(jù)處理方法(1)列表法將測得的F、x填入設(shè)計好的表格中，可以發(fā)覺彈力F與彈簧伸長量x的比值在誤差允許范圍內(nèi)是相等的．(2)圖象法以彈簧伸長量x為橫坐標(biāo)，彈力F為縱坐標(biāo)，描出F、x各組數(shù)據(jù)相應(yīng)的點(diǎn)，作出的擬合曲線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線．(3)函數(shù)法彈力F與彈簧伸長量x滿足F＝kx的關(guān)系．2．留意事項(1)不要超過彈性限度：試驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度．(2)盡量多測幾組數(shù)據(jù)：要運(yùn)用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)．(3)視察所描點(diǎn)的走向：本試驗是探究性試驗，試驗前并不知道其規(guī)律，所以描點(diǎn)以后所作的曲線是摸索性的，只是在分析了點(diǎn)的分布和走向以后才確定用直線來連接這些點(diǎn)．(4)統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時要留意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位．3．誤差分析(1)鉤碼標(biāo)值不精確、彈簧長度測量不精確帶來誤差．(2)畫圖時描點(diǎn)及連線不精確也會帶來誤差．※考點(diǎn)一試驗原理與操作1．如圖甲所示，用鐵架臺、彈簧和多個質(zhì)量均為m的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．(1)為完成試驗，還須要的試驗器材有：_________________________________.(2)試驗中須要測量的物理量有：________________________________.(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的Fx圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.圖線不過原點(diǎn)是由于_______________________________________．(4)為完成該試驗，設(shè)計試驗步驟如下：A．以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x，F(xiàn))對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；B．登記彈簧不掛鉤碼時其下端在刻度尺上的刻度l0；C．將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧旁邊豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個、…鉤碼，并分別登記鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(guān)系式．首先嘗試寫成一次函數(shù)，假如不行，則考慮二次函數(shù)；F．說明函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；G．整理儀器．請將以上步驟按操作的先后依次排列出來：________.【解析】(1)依據(jù)試驗原理可知還須要刻度尺來測量彈簧原長和伸長量；(2)依據(jù)試驗原理，試驗中須要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與彈簧對應(yīng)的長度)；(3)取圖象中(0.5,0)和(4,7)兩個點(diǎn)，代入F＝kx可得k＝200N/m，由于彈簧自重的緣由，使得彈簧不加外力時就有形變量．(4)依據(jù)完成試驗的合理性可知先后依次為CBDAEFG.【答案】(1)刻度尺(2)彈簧原長、彈簧所受外力與對應(yīng)的伸長量(或與彈簧對應(yīng)的長度)(3)200彈簧自重(4)CBDAEFG2．某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時，安裝好試驗裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，如圖甲所示，圖乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1mm)上位置的放大圖，示數(shù)l1＝________cm.在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5.已知每個鉤碼的質(zhì)量是50g，掛2個鉤碼時，彈簧彈力F2＝________N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2)．要得到彈簧伸長量x，還須要測量的是________．作出Fx曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．【解析】刻度尺的最小分度是1mm，讀數(shù)要估讀到0.1mm，所以讀數(shù)是25.85cm.兩個鉤碼的重力G2＝2mg＝2×50×10－3×9.8N＝0.98N，所以彈簧彈力F2＝0.98N．彈簧的伸長量＝彈簧長度－彈簧的原長，所以須要測量不掛鉤碼時彈簧的長度，即須要測量彈簧的原長．【答案】25.85(25.82～25.88之間均可)0.98彈簧原長※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．(2024·遼寧沈陽模擬)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系．(1)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時，長度記為L0；彈簧下端掛上砝碼盤時，長度記為Lx；在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L1至L6，數(shù)據(jù)如下表：代表符號L0LxL1L2L3L4L5L6數(shù)值(cm)25.3527.3529.3431.3133.435.3537.4039.30此表中有一個數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為________，由表可知所用刻度尺的最小分度為________．(2)如圖是該同學(xué)依據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與________(選填“L0”或“Lx”)的差值．(3)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為________N/m；通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為________g．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2)【解析】(1)刻度尺的最小分度為1mm，所以長度L3應(yīng)為33.40cm.(2)從題圖中看出x＝0時，m＝0.即不放砝碼時，x＝0，所以橫軸是彈簧長度與Lx的差值．(3)充分利用測量數(shù)據(jù)，k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(0.06×9.8,0.12)N/m＝4.9N/m；依據(jù)胡克定律得F＝kΔx′＝4.9×(0.2735－0.2535)N＝0.098N，所以砝碼盤的質(zhì)量是eq\f(0.098,9.8)kg＝0.01kg＝10g.【答案】(1)L31mm(2)Lx(3)4.9104．(2024·高考福建卷)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的試驗．(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時彈簧的伸長量Δl為________cm；(2)本試驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來變更彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是________；(填選項前的字母)A．逐一增掛鉤碼，登記每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重B．隨意增減鉤碼，登記增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要緣由是________________________________________________．【解析】由乙圖可讀出刻度尺的讀數(shù)為14.66cm，彈簧的伸長量Δl＝14.66cm－7.73cm＝6.93cm.【答案】(1)6.93(6.91～6.95均對)(2)A(3)彈簧形變量超過了彈簧的彈性限度超重點(diǎn)3：驗證力的平行四邊形定則超重點(diǎn)3：驗證力的平行四邊形定則[考綱解讀]1．知道什么是等效替代法．2.能用作圖法驗證互成角度的兩個力合成時遵守平行四邊形定則．[基本試驗要求]1．試驗原理互成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F′產(chǎn)生相同的效果，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F′在試驗誤差允許范圍內(nèi)是否相等．2．試驗器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細(xì)繩、彈簧測力計(2個)、三角板、刻度尺．3．試驗步驟(1)用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上．(2)用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O.照試驗原理圖所示．(3)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)，利用刻度尺和三角板依據(jù)平行四邊形定則求出合力F.(4)只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同位置O點(diǎn)，登記彈簧測力計的讀數(shù)F′和細(xì)繩的方向．(5)比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F，看它們在試驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等．[規(guī)律方法總結(jié)]1．正確運(yùn)用彈簧測力計(1)將兩只彈簧測力計調(diào)零后水平互鉤對拉過程中，讀數(shù)相同，可選；若不同，應(yīng)另換或調(diào)校，直至相同為止．(2)運(yùn)用時，讀數(shù)應(yīng)盡量大一些，但不能超出范圍．(3)被測力的方向應(yīng)與軸線方向一樣．(4)讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度．2．留意事項(1)位置不變：在同一次試驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點(diǎn)的位置確定要相同．(2)角度合適：用兩個彈簧測力計鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°為宜．(3)在合力不超出彈簧測力計量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些．細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．(4)統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次試驗中，畫力的圖示時選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些．3．誤差分析(1)誤差來源：除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等．(2)減小誤差的方法①試驗過程中讀數(shù)時眼睛確定要正視彈簧測力計的刻度盤，要按有效數(shù)字位數(shù)要求和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄．②作圖時運(yùn)用刻度尺，并借助于三角板，使表示兩力線段的對邊確定要與表示兩力的線段平行．※考點(diǎn)一試驗原理與操作1．(2024·陜西西安名校聯(lián)考)(1)驗證“力的平行四邊形定則”試驗如圖甲所示，A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB、OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上依據(jù)試驗結(jié)果畫出的圖．圖甲中彈簧測力計B的讀數(shù)為________N；圖乙中的F和F′兩力中，方向確定沿OA方向的是________．(2)本試驗采納的科學(xué)方法是________．A．志向試驗法 B．等效替代法C．限制變量法 D．建立物理模型法【解析】(1)彈簧測力計的分度值是0.1N，估讀到下一位，讀數(shù)為11.40N．確定沿OA方向的是用一個彈簧測力計拉的力F，由于試驗誤差，平行四邊形對角線不確定沿OA方向．(2)本試驗采納的是等效替代法．【答案】(1)11.40F(2)B2．在“驗證力的平行四邊形定則”試驗中，某同學(xué)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)，兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端．用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示．請將以下的試驗操作和處理補(bǔ)充完整：(1)用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；(2)記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；(3)只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，________________________________________；(4)依據(jù)力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；(5)依據(jù)力的平行四邊形定則，作出F1和F2的合力F；(6)比較____________的一樣程度，若有較大差異，對其緣由進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行試驗．【解析】(3)沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線．(6)比較合力F與F3的大小、方向的一樣程度．【答案】見解析※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．(2024·高考全國卷Ⅲ)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”試驗，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm)的紙貼在水平桌面上，如圖(a)所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時，橡皮筋處于原長．(1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O.此時拉力F的大小可由測力計讀出．測力計的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為________N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)，現(xiàn)運(yùn)用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)．此時視察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1＝4.2N和F2＝5.6N.(ⅰ)用5mm長度的線段表示1N的力，以O(shè)為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；(ⅱ)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________．若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在試驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該試驗驗證了力的平行四邊形定則．【解析】(1)由測力計的讀數(shù)規(guī)則可知，讀數(shù)為4.0N.(2)(ⅰ)利用平行四邊形定則作圖；(ⅱ)由圖可知F合＝4.0N，從F合的頂點(diǎn)向x軸和y軸分別作垂線，頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)對應(yīng)長度為1mm，頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)長度為20mm，則可得出F合與拉力F的夾角的正切值為0.05.【答案】(1)4.0(2)(ⅰ)F1、F2和F合如圖所示(ⅱ)4.00.054．李明同學(xué)在做“驗證力的平行四邊形定則”試驗時，利用坐標(biāo)紙登記了橡皮筋的結(jié)點(diǎn)位置O以及兩個彈簧測力計拉力的大小，如圖甲所示．(1)試在圖甲中作出無試驗誤差狀況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力．(2)有關(guān)此試驗，下列敘述正確的是________．A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同D．若只增大某一個彈簧測力計的拉力的大小而要保證橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置不變，只須要調(diào)整另一個彈簧測力計的拉力的大小即可(3)圖乙是李明和張華兩位同學(xué)在做以上試驗時得到的結(jié)果，其中________的試驗比較符合試驗事實．(力F′是用一個彈簧測力計拉時的圖示)【解析】(1)用平行四邊形定則作圖，即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形，對角線就表示合力F.(標(biāo)上箭頭表明方向)(2)結(jié)點(diǎn)受三個力作用處于平衡狀態(tài)，其中兩彈簧測力計的拉力的合力與第三個力——橡皮筋的拉力等大反向，是一對平衡力，橡皮筋的拉力不是合力，故B錯；兩分力可以同時大于合力，而橡皮筋的拉力與兩彈簧測力計的拉力的合力等大，故A對；只有保證結(jié)點(diǎn)在同一位置才能說明作用效果相同，故C對；若兩個分力的大小變更而方向都不變，則合力必定變更，故D錯．(3)作圖法得到的F必為平行四邊形的對角線，單個彈簧測力計的拉力F′確定與橡皮筋共線，故張華的試驗比較符合試驗事實．【答案】(1)如圖所示(2)AC(3)張華[規(guī)律總結(jié)]1．?dāng)?shù)據(jù)處理——作圖法在“探究求合力的方法”試驗中，由作圖法得到的合力F與實際測量得到的合力F′不行能完全重合，只要在誤差范圍內(nèi)可以認(rèn)為合力F與合力F′重合即可驗證平行四邊形定則，如圖所示．2．誤差分析(1)用兩個測力計拉橡皮條時，橡皮條、細(xì)繩和測力計不在同一個平面內(nèi)，這樣得到的兩個測力計的水平分力的實際合力比由作圖法得到的合力?。?2)結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個測力計的方向畫得不準(zhǔn)，造成作圖的誤差．(3)作圖比例不恰當(dāng)造成作圖誤差．超重點(diǎn)4：驗證牛頓運(yùn)動定律超重點(diǎn)4：驗證牛頓運(yùn)動定律[考綱解讀]1．學(xué)會用限制變量法探討物理規(guī)律．2.學(xué)會敏捷運(yùn)用圖象法處理物理問題的方法．3.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，并驗證牛頓其次定律．[基本試驗要求]1．試驗原理(見試驗原理圖)(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aF圖象和aeq\f(1,m)圖象，確定其關(guān)系．2．試驗器材小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計時器、低壓溝通電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、毫米刻度尺．3．試驗步驟(1)測量：用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m.(2)安裝：依據(jù)試驗原理圖把試驗器材安裝好，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)繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，取下紙帶編號碼．②保持小車的質(zhì)量m不變，變更砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟①.③在每條紙帶上選取一段比較志向的部分，測加速度a.④描點(diǎn)作圖，作aF的圖象．⑤保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變，變更小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟①和③，作aeq\f(1,m)圖象．[規(guī)律方法總結(jié)]1．留意事項(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，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計時器的紙帶勻速運(yùn)動．(2)不重復(fù)平衡摩擦力．(3)試驗條件：m?m′.(4)一先一后：變更拉力和小車質(zhì)量后，每次起先時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器，并應(yīng)先接通電源，后釋放小車．2．誤差分析(1)因試驗原理不完善引起的誤差：本試驗用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而事實上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力．(2)摩擦力平衡不精確、質(zhì)量測量不精確、計數(shù)點(diǎn)間距測量不精確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差．3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)利用逐差法Δx＝aT2求a.(2)以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，依據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，假如這些點(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，假如該線為過原點(diǎn)的直線，就能判定a與m成反比．※考點(diǎn)一試驗原理與操作1．(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時跟合外力F和質(zhì)量m兩個因素有關(guān)，要探討這三個物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是________．(2)某同學(xué)的試驗方案如圖所示，她想用沙桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的試驗誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：a．用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是__________________________________．b．使沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于__________．(3)該同學(xué)利用試驗中打出的紙帶求加速度時，處理方案有兩種：A．利用公式a＝eq\f(2x,t2)計算；B．利用逐差法依據(jù)a＝eq\f(Δx,T2)計算．兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案________比較合理．【解析】(1)要探討三個物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是限制變量法．(2)用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．想用沙桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的試驗誤差，應(yīng)使沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于沙桶的重力．(3)利用試驗中打出的紙帶求加速度時，須要依據(jù)a＝eq\f(Δx,T2)利用逐差法計算，方案B比較合理．【答案】(1)限制變量法(2)a.平衡摩擦力b．沙桶的總重力(3)B2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時采納如圖所示的試驗裝置，小車及車中砝碼的總質(zhì)量為M，沙桶及沙的總質(zhì)量為m.(1)若已平衡摩擦力，在小車做勻加速直線運(yùn)動過程中，繩的實際張力大小FT＝________，當(dāng)M與m的大小滿足________時，才可認(rèn)為繩子對小車的拉力大小等于沙和沙桶的重力．(2)某同學(xué)在保持沙和沙桶質(zhì)量m確定的條件下，探究小車加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，其詳細(xì)操作步驟如下，則做法合理的有________．A．平衡摩擦力時，沙桶應(yīng)用細(xì)線通過定滑輪系在小車上且小車后面的紙帶也必需連好B．每次變更小車質(zhì)量M時，都須要重新平衡摩擦力C．試驗時，先接通計時器的電源，再放開小車D．用天平測出m及M，干脆用公式a＝eq\f(mg,M)求出小車運(yùn)動的加速度【解析】(1)由牛頓其次定律知，對小車有FT＝Ma，對沙和沙桶有mg－FT＝ma，所以FT＝eq\f(Mmg,M＋m)＝eq\f(mg,1＋m/M)，可見當(dāng)M?m時，F(xiàn)T≈mg.(2)平衡摩擦力時，應(yīng)在不掛沙桶的狀況下讓小車帶著紙帶勻速下滑來平衡摩擦力，A錯誤；每次變更小車質(zhì)量M時，不須要重新平衡摩擦力，B錯誤；試驗時，先接通計時器的電源，再放開小車，C正確；小車運(yùn)動的加速度必需由紙帶上的測量數(shù)據(jù)計算得到，D錯誤．【答案】(1)eq\f(mg,1＋m/M)M?m(2)C[規(guī)律總結(jié)]1．平衡小車摩擦力后，細(xì)繩的拉力即為小車的合外力．2．只有滿足沙(砝碼)桶及桶內(nèi)沙(砝碼)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量時，細(xì)繩的拉力才近似等于沙(砝碼)桶及桶內(nèi)沙(砝碼)的總重力．3．可以在繩子上加上力傳感器，這樣就可以干脆測出繩子的拉力，即小車的合外力．※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．[數(shù)據(jù)處理及誤差分析]在用圖(a)所示裝置做“驗證牛頓其次定律”的試驗中：(1)甲同學(xué)在外力F確定的條件下，探究a與M的關(guān)系時，所得到的試驗結(jié)果見下表：外力F＝0.1N次數(shù)n12345質(zhì)量M/g100140180200240加速度a/(m·s－2)1.000.670.530.480.40質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,M)/kg－110.007.145.564.17①請你完善表中數(shù)據(jù)，并在圖(b)中給出的坐標(biāo)紙上畫出aeq\f(1,M)的圖象；②由圖象可得到的結(jié)論是__________________________________．(2)乙同學(xué)在探究加速度與外力關(guān)系的試驗中得到的aF圖象如圖(c)所示，則該圖象中圖線不過原點(diǎn)的緣由是__________________________________________.小車的質(zhì)量為________kg(保留兩位有效數(shù)字)．【解析】(1)用描點(diǎn)法作出aeq\f(1,M)的圖象是過原點(diǎn)的傾斜直線，故說明物體的加速度與質(zhì)量成反比；(2)由圖象(c)可看出，在拉力為0時，小車就有加速度，說明重力沿木板方向的分力比摩擦力大．依據(jù)圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)可得小車質(zhì)量M＝eq\f(F,a)＝eq\f(25×10－2,1.0－0.1)kg≈0.28kg.【答案】(1)①5.00aeq\f(1,M)圖象如圖所示②在外力確定的狀況下，物體的加速度與質(zhì)量成反比(2)木板傾角過大(或平衡摩擦力過度)0．28(0.26～0.29均正確)4．“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的試驗裝置如圖甲所示，已知打點(diǎn)計時器所用電源頻率為50Hz，試回答下列問題．(1)試驗中在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E、F、G這些點(diǎn)的間距如圖中標(biāo)示，其中每相鄰兩點(diǎn)間還有4個計時點(diǎn)未畫出．依據(jù)測量結(jié)果計算：打C點(diǎn)時小車的速度大小為________m/s；小車運(yùn)動的加速度大小為________m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)平衡好摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．依據(jù)小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的試驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖丙所示，此圖線不通過原點(diǎn)的主要緣由是_______________________________________________________.(3)在某次利用上述已調(diào)整好的裝置進(jìn)行試驗時，保持砝碼盤中砝碼個數(shù)不變，小車自身的質(zhì)量保持不變(已知小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和盤中砝碼的質(zhì)量)，在小車上加一個砝碼，并測出此時小車的加速度a，調(diào)整小車上的砝碼，進(jìn)行多次試驗，得到多組數(shù)據(jù)，以小車上砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，相應(yīng)加速度的倒數(shù)eq\f(1,a)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出如圖丁所示的eq\f(1,a)m關(guān)系圖線，試驗結(jié)果驗證了牛頓其次定律．假如圖中縱軸上的截距為b，圖線的斜率為k，則小車受到的拉力大小為________，小車的質(zhì)量為________．【解析】(1)紙帶上兩相鄰計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T＝0.10s，s1＝9.50cm、s2＝11.00cm、s3＝12.55cm、s4＝14.00cm、s5＝15.50cm、s6＝17.05cm，由勻變速直線運(yùn)動中，物體在某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，可知打C點(diǎn)時小車的速度大小為vC＝eq\f(s2＋s3,2T)，代入數(shù)值得vC＝1.18m/s，小車的加速度大小為a＝eq\f(s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3,9T2)，代入數(shù)值得a＝1.50m/s2.(2)平衡摩擦力后，F(xiàn)＝0時就產(chǎn)生了加速度，說明未計入砝碼盤的重力．(3)當(dāng)小車上無砝碼時，小車加速度為a0＝eq\f(1,b)，設(shè)小車的質(zhì)量為M，則小車受到的拉力為F＝Ma0＝eq\f(M,b)；圖丁中圖線的函數(shù)關(guān)系式滿足eq\f(1,a)＝km＋b，依據(jù)牛頓其次定律得F＝(m＋M)a，可解得M＝eq\f(b,k)，F(xiàn)＝eq\f(1,k).【答案】(1)1.181.50(2)未計入砝碼盤的重力(3)eq\f(1,k)eq\f(b,k)[規(guī)律總結(jié)]1．圖象法處理試驗數(shù)據(jù)始終是高考考查的熱點(diǎn)，一般會要求依據(jù)數(shù)據(jù)畫出圖象，依據(jù)圖象分析誤差緣由或依據(jù)圖象斜率和截距等得出相關(guān)物理量．2．在試驗中假如發(fā)覺一個量x與另一個量y成反比，那么，x就應(yīng)與eq\f(1,y)成正比，可以將反比例函數(shù)的曲線轉(zhuǎn)化為正比例函數(shù)的直線進(jìn)行處理．超重點(diǎn)5：探究動能定理超重點(diǎn)5：探究動能定理[考綱解讀]1．通過試驗探究力對物體做功與物體速度變更的關(guān)系．2.通過分析論證和試驗探究的過程，培育試驗探究實力和創(chuàng)新精神．[基本試驗要求]1．試驗?zāi)康奶骄抗εc物體速度變更的關(guān)系．2．試驗原理(1)一根橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功為W.(2)兩根橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功為2W.(3)三根橡皮筋作用在小車上移動距離s——做功為3W.(4)利用打點(diǎn)計時器求出小車離開橡皮筋的速度，列表、作圖，由圖象可以確定功與速度變更的關(guān)系．3．試驗器材橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計時器、紙帶、鐵釘?shù)龋?．試驗步驟(1)墊高木板的一端，平衡摩擦力．(2)拉伸的橡皮筋對小車做功：①用一條橡皮筋拉小車——做功W.②用兩條橡皮筋拉小車——做功2W.③用三條橡皮筋拉小車——做功3W.(3)測出每次做功后小車獲得的速度．(4)分別用各次試驗測得的v和W繪制Wv或Wv2、Wv3……圖象，直到明確得出W和v的關(guān)系．5．試驗結(jié)論物體速度v與外力做功W間的關(guān)系W＝eq\f(1,2)mv2.[規(guī)律方法總結(jié)]1．試驗留意事項(1)將木板一端墊高，使小車的重力沿斜面對下的分力與摩擦阻力平衡．方法是輕推小車，由打點(diǎn)計時器打在紙帶上的點(diǎn)的勻稱程度推斷小車是否做勻速運(yùn)動，找到長木板的一個合適的傾角．(2)測小車速度時，應(yīng)選紙帶上的點(diǎn)勻稱的部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動的部分．(3)橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的．力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出詳細(xì)數(shù)值．(4)小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些．2．試驗探究的技巧與方法(1)不干脆計算W和v的數(shù)值，而只是看第2次、第3次……試驗中的W和v是第1次的多少倍，簡化數(shù)據(jù)的測量和處理．(2)做Wv圖象，或Wv2、Wv3圖象，直到作出的圖象是一條傾斜的直線．※考點(diǎn)一試驗原理與操作1．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變更的關(guān)系”的試驗，圖中小車是在1條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……試驗時，使每次試驗中橡皮筋伸長的長度都保持一樣．每次試驗中小車獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出．(1)除了圖中已有的試驗器材外，還須要導(dǎo)線、開關(guān)、________(填測量工具)和________(選填“溝通”或“直流”)電源．(2)試驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是________．A．放開小車，能夠自由下滑即可B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是________．A．橡皮筋處于原長狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線(4)在正確操作狀況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是勻稱的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測量(依據(jù)下面的紙帶回答)．【解析】(1)為測量小車獲得的速度，必需用刻度尺來測量紙帶上點(diǎn)和點(diǎn)之間的距離；打點(diǎn)計時器必需運(yùn)用溝通電源．(2)平衡摩擦力時，也要平衡掉紙帶與限位孔之間的摩擦力．依據(jù)平衡狀態(tài)的特點(diǎn)，小車做勻速運(yùn)動時即平衡掉了摩擦力．(3)若木板水平放置，則未平衡摩擦力．小車速度最大時，也就是加速度為零的時刻，即橡皮筋對小車的拉力等于小車受到的摩擦力的時刻，此時橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車還未到兩個鐵釘?shù)倪B線處，B正確．(4)應(yīng)當(dāng)選用紙帶上小車做勻速運(yùn)動部分進(jìn)行測量，此時小車的速度最大，即GK部分．【答案】(1)刻度尺溝通(2)D(3)B(4)GK2．(2024·廣東肇慶模擬)某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在試驗桌上，將細(xì)繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變更的關(guān)系．此外還打算了打點(diǎn)計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等．組裝的試驗裝置如圖所示．(1)若要完成該試驗，必需的試驗器材還有________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)試驗起先時，他先調(diào)整木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)．A．避開小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動B．可使打點(diǎn)計時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰C．可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動D．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力(3)平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時，發(fā)覺小車運(yùn)動過快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)計算小車速度．在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請你利用本試驗的器材提出一個解決方法：_____________________________________.(4)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功，經(jīng)多次試驗發(fā)覺拉力做功總是要比小車動能增量大一些．這一狀況可能是下列哪些緣由造成的________(填字母代號)．A．在接通電源的同時釋放了小車B．小車釋放時離打點(diǎn)計時器太近C．阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D．鉤碼做勻加速運(yùn)動，鉤碼重力大于細(xì)繩拉力【解析】(1)依據(jù)試驗原理可知，須要驗證mgx＝eq\f(1,2)Mv2，同時依據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知，此試驗中須要測量鉤碼質(zhì)量、小車質(zhì)量和位移，故還須要的器材有：刻度尺和天平；(2)分析小車受力可知，在平衡摩擦力的基礎(chǔ)上，使細(xì)繩與木板平行是為了讓細(xì)繩的拉力充當(dāng)小車所受合外力，故選項D正確；(3)紙帶上打出的點(diǎn)較少，說明小車的加速度過大(即小車過快)，故在保證所掛鉤碼不變的條件下可增加小車質(zhì)量(在小車上加上適量的砝碼或鉤碼)；(4)在此試驗中，依據(jù)牛頓其次定律可知，鉤碼的重力大于細(xì)繩的拉力，而試驗中用重力代替拉力會導(dǎo)致拉力做功大于小車動能增量；假照試驗未平衡或未完全平衡摩擦力也會導(dǎo)致拉力做功大于動能增量，故選項C、D正確．【答案】(1)刻度尺、天平(包括砝碼)(2)D(3)可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)(4)CD※考點(diǎn)二試驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．某同學(xué)利用圖甲探究力對物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了如表所示的數(shù)據(jù)：試驗次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(m·s－1)0.711.231.421.581.87(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)(1)設(shè)一條橡皮筋拉長到固定長度所做的功為W0，在圖乙中大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v關(guān)系的圖象．(2)由圖象大致可推斷出W與v的關(guān)系可能是________．【解析】(1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關(guān)，并且做功越多，小車獲得的速度越大．據(jù)描點(diǎn)法可知，W與v的圖線為拋物線，如圖所示．(2)由圖大致可推斷出W與v的關(guān)系可能是W∝v2.【答案】(1)見解析(2)W∝v24．(2024·高考江蘇卷)利用如圖甲所示的試驗裝置探究恒力做功與物體動能變更的關(guān)系．小車的質(zhì)量為M＝200.0g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10.0g，打點(diǎn)計時器的電源為50Hz的溝通電．(1)掛鉤碼前，為了消退摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)整木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車視察到________．(2)掛上鉤碼，按試驗要求打出的一條紙帶如圖乙所示．選擇某一點(diǎn)為O，依次每隔4個計時點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計算打出各計數(shù)點(diǎn)時小車的速度v，其中打出計數(shù)點(diǎn)“1”時小車的速度v1＝________m/s.(3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W.利用Ek＝eq\f(1,2)Mv2算出小車動能，并求出動能的變更量ΔEk.計算結(jié)果見下表.W/(10－3J)2.452.923.353.814.26ΔEk/(10－3J)2.312.733.123.614.00請依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出ΔEk-W圖象．(4)試驗結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實際拉力F＝________N.【解析】(1)平衡摩擦力的方法是利用小車重力沿斜面對下的分力與摩擦力相平衡，故在此狀態(tài)下小車獲得速度后能勻速運(yùn)動．(2)由題意知相鄰計數(shù)點(diǎn)間時間間隔T＝0.1s，由eq\x\to(v)＝veq\f(t,2)得v1＝eq\f(Δx1＋Δx2,2T)＝eq\f(2.06＋2.50×10－2,2×0.1)m/s＝0.228m/s.(3)首先確定標(biāo)度：為充分利用方格紙，依據(jù)給定數(shù)據(jù)范圍及方格紙上格數(shù)多少，確定縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)皆從2.0×10－3J起先，且每小格表示0.1×10－3J．然后描點(diǎn)、連線，即可得所求圖象．(4)對鉤碼有mg－F＝ma，對小車有F＝Ma，聯(lián)立可得：F＝eq\f(Mm,M＋m)g＝eq\f(0.200×0.010,0.200＋0.010)×9.8N≈0.093N.【答案】(1)小車做勻速運(yùn)動(2)0.228(3)如圖所示(4)0.093超重點(diǎn)6：驗證機(jī)械能守恒定律超重點(diǎn)6：驗證機(jī)械能守恒定律[考綱解讀]1．駕馭驗證機(jī)械能守恒定律的方法．2.會用計算法或圖象法處理試驗數(shù)據(jù)．[基本試驗要求]1．試驗?zāi)康尿炞C機(jī)械能守恒定律．2．試驗原理通過試驗，求出做自由落體運(yùn)動物體的重力勢能的削減量和相應(yīng)過程動能的增加量，若二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗證機(jī)械能守恒定律．3．試驗器材打點(diǎn)計時器、電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(帶鐵夾)、導(dǎo)線兩根．4．試驗步驟(1)安裝器材：將打點(diǎn)計時器固定在鐵架臺上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計時器與低壓電源相連．(2)打紙帶用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計時器下方旁邊，先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條(3～5條)紙帶．(3)選紙帶：分兩種狀況說明①若選第1點(diǎn)O到下落到某一點(diǎn)的過程，即用mgh＝eq\f(1,2)mv2來驗證，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2mm的紙帶．②用eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝mgΔh驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否小于或接近2mm就無關(guān)緊要了．5．試驗結(jié)論在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運(yùn)動過程機(jī)械能守恒．,[規(guī)律方法總結(jié)]1．誤差分析(1)測量誤差：減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從O點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對應(yīng)下落高度測量完，二是多測幾次取平均值．(2)系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)必定稍小于重力勢能的削減量ΔEp＝mghn，改進(jìn)方法是調(diào)整安裝的器材，盡可能地減小阻力．2．留意事項(1)打點(diǎn)計時器要豎直：安裝打點(diǎn)計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以削減摩擦阻力．(2)重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料．(3)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落．(4)測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算應(yīng)用vn＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T)，不能用vn＝eq\r(2gdn)或vn＝gt來計算．3．驗證方案方案一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計算代入mghn和eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)，假如在試驗誤差允許的范圍內(nèi)，mghn和eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)相等，則驗證了機(jī)械能守恒定律．方案二：任取兩點(diǎn)計算(1)任取兩點(diǎn)A、B，測出hAB，算出mghAB.(2)算出eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)的值．(3)在試驗誤差允許的范圍內(nèi)，若mghAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，則驗證了機(jī)械能守恒定律．方案三：圖象法從紙帶上選取多個點(diǎn)，測量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以eq\f(1,2)v2為縱軸，以h為橫軸，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)作出eq\f(1,2)v2h圖線．若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗證了機(jī)械能守恒定律．※考點(diǎn)一試驗原理與操作1．(2024·高考全國卷Ⅰ)某同學(xué)用圖(a)所示的試驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計時器的電源為溝通電源，可以運(yùn)用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz.打出紙帶的一部分如圖(b)所示．該同學(xué)在試驗中沒有記錄溝通電的頻率f，須要用試驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算．(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計時器打出B點(diǎn)時，重物下落的速度大小為________，打出C點(diǎn)時重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度大小為________．(2)已測得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s2，試驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為________Hz.【解析】(1)重物勻加速下落時，依據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f(1,2)f(s1＋s2)vC＝eq\f(s2＋s3,2T)＝eq\f(1,2)f(s2＋s3)由s3－s1＝2aT2得a＝eq\f(f2s3－s1,2)(2)依據(jù)牛頓其次定律，有mg－kmg＝ma依據(jù)以上各式，化簡得f＝eq\r(\f(21－kg,s3－s1))代入數(shù)據(jù)可得f≈40Hz.【答案】(1)eq\f(1,2)(s1＋s2)feq\f(1,2)(s2＋s3)feq\f(1,2)(s3－s1)f2(2)402.(2024·福建漳州檢測)用如圖所示的試驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律．試驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓有6V的溝通電和直流電兩種．重物從高處由靜止起先下落，重物拖著紙帶通過打點(diǎn)計時器打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律．(1)下面列舉了該試驗的幾個操作步驟：A．依據(jù)圖示的裝置安裝器件；B．將打點(diǎn)計時器接到電源的直流輸出端上；C．用天平測出重物的質(zhì)量；D．釋放紙帶，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E．測量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；F．依據(jù)測量的結(jié)果計算重物下落過程中削減的重力勢能是否等于增加的動能．其中沒有必要進(jìn)行或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是________．(將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處)(2)在驗證機(jī)械能守恒定律的試驗中，若以eq\f(1,2)v2為縱軸，以h為橫軸，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪出eq\f(1,2)v2-h的圖象應(yīng)是________才能驗證機(jī)械能守恒定律.eq\f(1,2)v2-h圖象的斜率等于________的數(shù)值．【解析】(1)打點(diǎn)計時器應(yīng)接到電源的溝通輸出端上，故B錯誤；驗證機(jī)械能是否守恒只需驗證mgh＝eq\f(1,2)mv2，即gh＝eq\f(1,2)v2，故m可約去，不須要用天平，故C沒有必要進(jìn)行；起先記錄時，應(yīng)先給打點(diǎn)計時器通電打點(diǎn)，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放重物，讓它帶著紙帶一同落下，故D錯誤．(2)利用eq\f(1,2)v2-h圖線處理數(shù)據(jù)，物體自由下落過程中機(jī)械能守恒，mgh＝eq\f(1,2)mv2，即eq\f(1,2)v2＝gh，所以以eq\f(1,2)v2為縱軸，以h為橫軸，畫出的圖線應(yīng)是過原點(diǎn)的傾斜直線．那么eq\f(1,2)v2-h圖線的斜率就等于重力加速度g.【答案】(1)BCD(2)過原點(diǎn)的傾斜直線重力加速度※考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理及誤差分析3．(2024·河南八市重點(diǎn)中學(xué)質(zhì)檢)某試驗小組用如圖甲所示的試驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律．(1)按要求安裝好裝置，按正確的試驗要求操作，重物由靜止落下后打出的紙帶如圖乙所示，O為紙帶下落的起始點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個計時點(diǎn)未標(biāo)出，已知打點(diǎn)計時器所用溝通電的頻率為f＝50Hz.查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝9.80m/s2.小組成員甲同學(xué)用veq\o\al(2,D)＝2ghOD求D點(diǎn)的速度，乙同學(xué)用vD＝eq\f(xBFf,20)求D點(diǎn)的速度．其中所選方法正確的是________(選填“甲”或“乙”)同學(xué)．按正確的方法將求得的D點(diǎn)的速度填入表格，并依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出vt圖象．計數(shù)點(diǎn)ABCDE速度v/(m·s－1)0.961.912.864.27(2)由圖象求得重物下落的加速度為________，由此推斷重物下落過程中機(jī)械能________(選填“增大”“守恒”或“減小”)，緣由是________________________．(3)若依據(jù)表格中各點(diǎn)的瞬時速度及對應(yīng)的下落高度h，以v2為縱軸，以h為橫軸建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)作圖，若全部操作均正確，則得到的v2h圖象應(yīng)是________．【解析】(1)驗證機(jī)械能守恒定律只需驗證重力勢能的削減量等于動能的增加量即可．求D點(diǎn)的速度，不能用自由落體運(yùn)動公式．重物攜帶紙帶下落，由于受到阻力作用，嚴(yán)格來說不是自由落體運(yùn)動．若采納自由落體運(yùn)動公式求速度，就等于認(rèn)為機(jī)械能守恒，驗證失去意義，所以甲同學(xué)的方法錯誤．乙同學(xué)利用做勻變速直線運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度得出D點(diǎn)的速度：vD＝eq\f(xBF,4·5T)＝eq\f(xBFf,20)＝3.81m/s.依據(jù)表格中打各個點(diǎn)時的速度和對應(yīng)的時間，在vt坐標(biāo)系中描點(diǎn)，擬合成直線得到vt圖象．(2)由vt圖象的斜率表示加速度可以計算出重物下落的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(3.5,0.4)m/s2＝8.75m/s2.由加速度a＝8.75m/s2<g，可知重物下落過程中機(jī)械能減小，可能是由重物受到空氣阻力和紙帶受到摩擦力造成的．(3)若全部操作均正確，則機(jī)械能守恒，滿足mgh＝eq\f(1,2)mv2，即v2＝2gh，所以得到的v2h圖象為傾斜直線，即圖象C正確．【答案】(1)乙3.81作出的vt圖象如圖所示(2)8.75m/s2減小重物受到空氣阻力和紙帶受到摩擦力(3)C4．某試驗小組在做“驗證機(jī)械能守恒定律”試驗中，提出了如圖所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動進(jìn)行試驗，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行試驗．(1)組內(nèi)同學(xué)對兩種方案進(jìn)行了深化的探討分析，最終確定了一個大家認(rèn)為誤差相對較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是________，理由是________________．(2)若該小組采納圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時間間隔為0.02s，請依據(jù)紙帶計算出B點(diǎn)的速度大小為________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)該小組內(nèi)同學(xué)們依據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出v2-h圖線如圖所示，請依據(jù)圖線計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．【解析】(1)甲，理由是：采納乙圖試驗時，由于小車和斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽視，所以小車在下滑過程中機(jī)械能不守恒，故乙圖不能用來驗證機(jī)械能守恒定律．(2)vB＝eq\f(AC,2T)＝1.37m/s.(3)因為mgh＝eq\f(1,2)mv2，所以v2＝2gh，圖線的斜率是2g，可得g＝9.7m/s2或g＝9.8m/s2.【答案】(1)甲采納乙圖試驗時，由于小車和斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽視，所以小車在下滑過程中機(jī)械能不守恒，故乙圖不能用來驗證機(jī)械能守恒定律(2)1.37(3)9.7或9.8超重點(diǎn)7：驗證動量守恒定律超重點(diǎn)7：驗證動量守恒定律[考綱解讀]1．會用試驗裝置測速度或用其他物理量表示物體的速度大?。?.驗證在系統(tǒng)不受外力的作用下，系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用時總動量守恒．[基本試驗要求]1．試驗原理在一維碰撞中，測出物體的質(zhì)量和碰撞前、后物體的速度，算出碰撞前的動量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的動量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后動量是否相等．2．試驗器材斜槽、小球(兩個)、天平、復(fù)寫紙、白紙、圓規(guī)、刻度尺等．3．試驗步驟(1)用天平測出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球為入射小球．(2)依據(jù)試驗原理圖甲安裝試驗裝置．調(diào)整、固定斜槽使斜槽底端水平．(3)白紙在下，復(fù)寫紙在上且在適當(dāng)位置鋪放好，登記重錘線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次．用圓規(guī)畫盡量小的圓把小球全部的落點(diǎn)都圈在里面．圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)試驗10次．用步驟(4)的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.照試驗原理圖乙所示．(6)連接ON，測量線段OP、OM、ON的長度．將測量數(shù)據(jù)填入表中．最終代入m1eq\x\to(OP)＝m1eq\x\to(OM)＋m2eq\x\to(ON)，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立．(7)整理好試驗器材放回原處．(8)試驗結(jié)論：在試驗誤差允許范圍內(nèi)，碰撞系統(tǒng)的動量守恒．[規(guī)律方法總結(jié)]1．?dāng)?shù)據(jù)處理驗證表達(dá)式：m1·eq\x\to(OP)＝m1·eq\x\to(OM)＋m2·eq\x\to(ON).2．留意事項(1)斜槽末端的切線必需水平；(2)入射小球每次都必需從斜槽同一高度由靜止釋放；(3)選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；(4)試驗過程中試驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變．3．誤差分析(1)系統(tǒng)誤差①斜槽末端不水平；②入射小球與被碰小球是否正碰．(2)偶然誤差①入射小球不從同一高度靜止釋放．②小球落點(diǎn)的確定．※考點(diǎn)一試驗原理與操作1.[試驗原理]某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的試驗，先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止起先滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道水平段的最右端上，讓a球仍從固定點(diǎn)由靜止起先滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．(1)本試驗必需測量的物理量有________．A．斜槽軌道末端距水平地面的高度HB．小球a、b的質(zhì)量ma、mbC．小球a、b的半徑rD．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離eq\x\to(OA)、eq\x\to(OB)、eq\x\to(OC)F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(ma>mb)相碰后，小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的________點(diǎn)和________點(diǎn)．(3)某同學(xué)在做試驗時，測量了過程中的各個物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗證碰撞中的動量守恒，那么推斷的依據(jù)是看________和________在誤差允許范圍內(nèi)是否相等．【解析】(1)B點(diǎn)是不發(fā)生碰撞時a球的落地點(diǎn)，A點(diǎn)是發(fā)生碰撞后a球的落地點(diǎn)，C點(diǎn)是碰后b球的落地點(diǎn)．設(shè)小球a運(yùn)動到軌道末端時的速度大小為vB，與球b發(fā)生碰撞后的瞬時速度大小為vA，碰后b球的速度大小為vC，本試驗就是要驗證關(guān)系式mavB＝mavA＋mbvC是否成立，因為小球做平拋運(yùn)動的高度相同，下落時間相同，它們在水平方向上的位移與水平方向上的速度成正比，所以本試驗也可以驗證ma·eq\x\to(OB)＝ma·eq\x\to(OA)＋mb·eq\x\to(OC)是否成立，B、E正確．(2)兩球碰撞后，a球在水平方向上的分速度較小，下落時間相同時，落地時的水平位移也較小，所以小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的A點(diǎn)和C點(diǎn)．(3)依據(jù)(1)的分析，推斷兩球碰撞過程中的動量是否守恒的依據(jù)是看ma·eq\x\to(OB)和ma·eq\x\to(OA)＋mb·eq\x\to(OC)在誤差允許范圍內(nèi)是否相等．【答案】(1)BE(2)AC(3)ma·eq\x\to(OB)ma·eq\x\to(OA)＋mb·eq\x\to(OC)2．(2024·廣西南寧模擬)如圖所示為“驗證碰撞中的動量守恒”試驗裝置示意圖．(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同，均為d，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m1________m2.(2)為了保證小球做平拋運(yùn)動，必需調(diào)整斜槽使________．(3)接著試驗步驟為：A．在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙．B．確定重錘對應(yīng)點(diǎn)O.C．不放球2，讓球1從斜槽滑下，確定它落地點(diǎn)位置P.D．把球2放在立柱上，讓球1從斜槽滑下，與球2正碰后，確定球1和球2落地點(diǎn)位置M和N.E．用刻度尺測量OM、OP、ON的長度．F．看m1eq\x\to(OM)＋m2eq\x\to(ON)與m1eq\x\to(OP)是否相等，以驗證動量守恒．上述步驟有幾步不完善或有錯誤，請指出并寫出相應(yīng)的正確步驟．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【解析】(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同，即d1＝d2，為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球質(zhì)量應(yīng)大于被碰球質(zhì)量，即m1＞m2.(2)要使小球做平拋運(yùn)動，則斜槽的末端必需水平．(3)為使小球離開軌道時的初速度相等，每次釋放小球時應(yīng)從同一高度由靜止釋放，故步驟D不完善；兩球離開軌道后做平拋運(yùn)動，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動時間t相等，若碰撞過程動量守恒，則有m1v1＝m1v1′＋m2v2′，兩邊同乘以t得m1v1t＝m1v1′t＋m2v2′t，即為m1eq\x\to(OP)＝m1eq\x\to(OM)＋m2(eq\x\to(ON)－d)，故步驟F錯誤．【答案】(1)＞(2)斜槽末端切線水平(3)D不完善，小球1應(yīng)從斜槽的同一高度由靜止釋放；F錯誤，應(yīng)驗證m1eq\x\to(OP)＝m1eq\x\to(OM)＋m2(eq\x\to(ON)－d)※考點(diǎn)二試驗數(shù)據(jù)處理及分析3．如圖甲所示，用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即探討兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系．(1)經(jīng)測定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示．碰撞前后m1的動量分別為p1與p1′，則p1∶p1′＝________∶11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為p2′，則p1′∶p2′＝11∶________.試驗結(jié)果說明，碰撞前后總動量的比值eq\f(p1,p1′＋p2′)＝________.(2)有同學(xué)認(rèn)為，在上述試驗中僅更換兩個小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動的射程增大．請你用(1)中已知的數(shù)據(jù)，分析和計算出被碰小球m2平拋運(yùn)動射程ON的最大值為________cm.【解析】(1)p1＝m1·eq\f(OP,t)，p1′＝m1·eq\f(OM,t).聯(lián)立可得p1∶p1′＝OP∶OM＝44.80∶35.20＝14∶11.p2′＝m2·eq\f(ON,t)則p1′∶p2′＝(m1·eq\f(OM,t))∶(m2·eq\f(ON,t))＝11∶2.9.故eq\f(p1,p1′＋p2′)＝eq\f(m1·OP,m1·OM＋m2·ON)≈1.(2)其他條件不變，欲使ON最大，須使m1、m2發(fā)生彈性碰撞，則其動量和能量均守恒．由m1v0＝m1v1＋m2v2，eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)可得v2＝eq\f(2m1v0,m1＋m2).而v2＝eq\f(ON,t)，v0＝eq\f(OP,t)，故ON＝eq\f(2m1,m1＋m2)·OP＝eq\f(2×45.0,45.0＋7.5)×44.80cm＝76.8cm.【答案】(1)142.91(1～1.01均可)(2)76.84．現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律．在圖甲中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間．試驗測得滑塊A的質(zhì)量m1＝0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2＝0.108kg，遮光片的寬度d＝1.00cm；打點(diǎn)計時器所用溝通電的頻率f＝50.0Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點(diǎn)計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰．碰后光電計時器顯示的時間為ΔtB＝3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示．若試驗允許的相對誤差確定值(eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(碰撞前后總動量之差,碰前總動量)))×100%)最大為5%，本試驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運(yùn)算過程．【解析】按定義，滑塊運(yùn)動的瞬時速度大小v為v＝eq\f(Δs,Δt)①式中Δs為滑塊在很短時間Δt內(nèi)走過的路程．設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時間間隔為ΔtA，則ΔtA＝eq\f(1,f)＝0.02s②ΔtA可視為很短．設(shè)滑塊A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1.將圖乙所給試驗數(shù)據(jù)和②式代入①式得v0＝2.00m/s③v1＝0.970m/s④設(shè)滑塊B在碰撞后的速度大小為v2，由①式有v2＝eq\f(d,ΔtB)⑤代入題給試驗數(shù)據(jù)得v2＝2.86m/s⑥設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p′，則p＝m1v0⑦p′＝m1v1＋m