高中物理一轮复习物理实验力学部分

这是一份高中物理一轮复习物理实验力学部分，共9页。试卷主要包含了探究小车速度随时间变化的规律，探究弹力和弹簧伸长的关系等内容，欢迎下载使用。
速度、加速度的求解方法
(1)“逐差法”求加速度，即a1=(x4-xl)/3T2 ,a2=(x5-x2)/3T2,a3=(x6-x3)/3T2,然后取平均值，即a平均=________.这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性.
(2)“平均速度法”求速度，即vn=________，如图所示.
(3)“图像法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图像，直线的___________即为加速度.
利用逐差法求物体的加速度
(1)对于数据完整的处理:
①若纸带段数是偶数段:
②若纸带段数是奇数段:舍弃纸带的第一段或最后一段,再利用逐差法计算
(2)对于数据不完整的处理:
1.某小组用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，该打点计时器电源的频率为50 Hz，在打好的纸带上每5个点标记一个计数点，标记结果如图所示，A、B、C、D为连续选择的计数点，其位置分别为20.0 mm、34.0 mm、53.0 mm和77.0 mm。则：
(1)图中相邻两计数点的时间间隔是________ s；
(2)打B点时小车的速度大小是________ m/s；
(3)小车运动的加速度大小是________ m/s2。
答案 1. (1)0.1 (2)0.165 (3)0.5
2. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图4所示，各个计数点已经在纸带上标出，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f＝50 Hz的交流电源。
图4
(1)该实验__________平衡摩擦力，__________满足钩码的质量远远小于木块的质量(填“需要、不需要”)；
(2)打下计数点6时纸带的速度v6＝__________(用给定字母表示)；
(3)物体加速度为a＝___________________________________(用给定字母表示)；
(4)如果交变电流的频率f＞50 Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值__________(选填“偏大或偏小”)。
答案 2. (1)不需要 不需要 (2)eq \f(（x3＋x4）f,10) (3)eq \f(（x4＋x3－x2－x1）f2,200) (4)偏小
3.某同学利用滑块在气垫导轨上的运动测量当地的重力加速度。如图8(a)所示，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、数字计时器、光电门等。导轨下方两支点间的距离为l。实验步骤如下：

(1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当光电门A记录的遮光时间________(填“大于”“小于”或“等于”)光电门B记录的遮光时间时，可认为气垫导轨水平；
(2)用游标卡尺测量遮光片宽度d，如图(b)所示，d＝________ cm；
(3)在导轨左支点下加一高度为h的垫块，让滑块从导轨顶端滑下，记录遮光片经过A、B两处光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12，可求出重力加速度g＝________(用题中给出的物理量符号表示)；
(4)分析实验结果发现，重力加速度的测量值比该地的实际值偏小，写出一条产生这一结果的可能原因：__________________________________________________________________________。
答案 3. (1)等于 (2)0.304 (3)eq \f(l,ht12)(eq \f(d,Δt2)－eq \f(d,Δt1))
(4)测量遮光片宽度d偏小(或测量运动时间偏大，或气垫导轨未调水平)
4.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一 滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点.
(1)图给出的是实验中获取的一条纸带的一 部分，O、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，根据图中数据计算得加速度a=________________
（保留三位有效数字）.

(2)回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有___________.（填入所选物理量前的字母）
A.木板的长度l B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是________________________________.
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ= _________________________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数______________（填“偏大”或“偏小”） 写出支持你的看法的一个论据：_____________________________________________________________.
5.某同学设计如图所示装置,测量木块与长木板间的动摩擦因数。当地的重力加速度为.
(1)对于实验中的操作要求,必需的有_______________________.
A.将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,平衡摩擦力 B.钩码的质量要远小于木块的质量
C.要保证长木板水平 D.细线与长木板平行
E.开始时木块要靠近打点计时器 F.接通电源的同时释放木块
(2)按正确的操作要求进行操作,打出的一条纸带如图所示,取计数点0、1、2、3、4、5、6,相邻两个计数点间的时间间隔为,由于计数点3比较模糊,该同学只测出0、1间,1、2间,4、5间,5、6间的距离分别为、、、,则木块运动的加速度大小为___________.
(3)若木块的质量为,钩码质量为,则木块与木板间的动摩擦因数为___________(用、、、表示).
答案 5.（1）0.1 （2）2.5 （3）由 可得
两式联立得
2、探究弹力和弹簧伸长的关系
6、在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧.为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码（每个钩码的质量均为m =0.1 kg，取g=10 m/s2），并记录绳下端的坐标X加i（下标i表示挂在绳下端钩码个数），然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标
X减i绳下端坐标的平均值Xi=（X加i+X减i）/2的数据如下表：
(1)同一橡皮绳的X加i_________X减i（填“大于”或“小于”）；
(2)__________同学的数据更符合实验要求（填“甲” 或“乙”）；
(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)；
(4)为了更好地测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？
7、某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h=30.0 cm 且开口向下的小筒中（没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触），如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F-l图像如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k=____ N/m，弹簧的原长l0=____.
8、通过“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长（或压缩）量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同，已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为2/3L0和1/3L0的B、C两段，设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：
甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1= k2=k3.
乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以，k1k3.
(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成.实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有___________.
(2)简要写出实验步骤.
(3)如图是实验得到的图线，根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？
3、测量动摩擦因数
9、物理小组在一次探究实验中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与过打点计时器的纸带相连，另一端通过细线跨过定滑轮与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点，重力加速度大小为g。
（1）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点之间的距离如图乙所示，根据图中数据计算加速度大小a=________m/s2（结果保留两位有效数字）。
（2）①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________。（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度l B．木板的质量m1 C．滑块的质量m2
D．托盘和砝码的总质量m3 E．滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是____________。
（3）滑块与木板之间的动摩擦因数μ=________（用所测物理量和重力加速度g的字母表示），与真实值相比，测量出的动摩擦因数________（填“偏大”或“偏小”）。
答案 9．0.49 CD 天平 偏大
10、某研究性学习小组使用如图1所示的实验装置测定小木块与倾斜轨道间的动摩擦因数及小木块下滑的加速度a。倾斜轨道的顶端有一个固定的挡板，轨道上有两个位置可调节的光电门A和光电门B。他们将一个遮光条安装在小木块上，并用游标卡尺测量遮光条的宽度d。
已知轨道的倾角为θ，当地的重力加速度为g。
实验操作如下：将光电门B固定在离挡板较远的位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放。记录遮光条通过光电门A的时间∆t1，遮光条通过光电门B的时间∆t2，以及两个光电门之间的距离x。改变光电门A的位置，重复以上操作，记录多组∆t1、∆t2，和x的值。回答以下问题：

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度如图2所示，则d=_________cm
（2）利用图象来处理实验数据，作出的图象应是图3中的（____________）
（3）用图象（如图3）斜率k的绝对值来计算小木块下滑的加速度a=__________，小木块与倾斜轨道间的动摩擦因数，在不计空气阻力的情况下，用来计算动摩擦因数的表达式为μ=________________ （用题目中所给物理量k、d、g、θ的字母表示）。若考虑空气阻力，则利用上述表达式计算出的动摩擦因数比实际值______________（偏大或偏小）
答案10．0.220 C 偏大
11．为探究弹簧的弹性势能与形变量的关系和测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某实验小组设计了如图甲所示的装置，弹簧的左端固定在水平桌面上，弹簧右端原长位置处固定一光电门，滑块上固定一个遮光条，已知滑块连同遮光条的总质量为m，当地的重力加速度为g。
（1）先用螺旋测微器测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝________mm。
（2）用滑块（与弹簧不拴接）向左压缩弹簧，并用刻度尺测量其压缩量x，松手后遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块停下的位置到光电门的距离为s，则滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=____________（用题中的字母表示）。
（3）压缩弹簧时弹簧的弹性势能与形变量间的关系为Ep=________（用题中的字母表示）。
答案11．0.310
12．某同学设计如图所示装置，测量木块与长木板间的动摩擦因数。当地的重力加速度为g。

（1）对于实验中的操作要求，必需的有___________
A．将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，平衡摩擦力 B．钩码的质量要远小于木块的质量
C．要保证长木板水平 D．细线与长木板平行
E．开始时木块要靠近打点计时器 F．接通电源的同时释放木块
（2）按正确的操作要求进行操作，打出的一条纸带如图所示，取计数点0、1、2、3、4、5、6，相邻两个计数点间的时间间隔为T，由于计数点3比较模糊。该同学只测出0、1间，1、2间，4、5间，5、6间的距离x1、x2、x3、x4 ，则木块运动的加速度大小为a=___________
（3）若木块的质量为M，钩码的质量为m，则木块与木板间的动摩擦因数为___________（用M、m、a、g表示结果）
答案12． CDE
4、验证力的平行四边形定则
13、某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________.
(2)本实验采用的科学方法是________.
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)实验时，主要的步骤是：
A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.
上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
改正办法分别是________________和____________________________.
答案13 (1)F′ (2)B (3)C E C中应加上“记下两条细绳的方向” E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”
14、有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，实验能完成的是________(填正确答案标号).
A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4 B.钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4
C.钩码的个数N1＝N2＝N3＝4 D.钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________(填选项前字母).
A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为图示中________(填“甲”或“乙”)是正确的.
答案14 (1)BCD (2)A (3)甲
15、某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤：
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向.
②如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如表所示：
③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′.
④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB.
完成下列作图和填空：
(1)利用表中数据在图9甲中画出F－l图线，根据图线求得l0＝________ cm.
(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则FOA的大小为________ N.
(3)根据给出的标度，在图乙中作出FOA和FOB的合力F′的图示.
(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论.
答案(1) 10.0(9.8、9.9、10.1均正确) (2)1.80(1.70～1.90均正确) (3)见解析图乙 (4)FOO′
5、平抛运动
16、在“研究小球平抛运动”的实验中：

（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______
A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 B．平抛运动的飞行时间只由高度决定
C．平抛运动水平方向为匀速直线运动 D．平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明__________。
（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.80m/s2，照相机拍摄时每隔______s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s，小球运动到C点时的竖直分速度vcy=_______m/s。
答案16 A 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动 0.1 1.47 2.94
17、小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。

(1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的时间与_________大小无关，平抛运动的竖直分运动是_________运动；
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。
答案17 同时 不变 初速度 自由落体 1.5
18、物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，它的理论结构以数学为工作语言，以实验为检验理论正确性的唯一标准。作为自然科学的带头学科，物理学的研究运用了许许多多重要的思想方法。
(1)万丈高楼起于平地，高端实验也是方法为先。请回答下列三幅图片对应的三个物理实验所用到的思想方法，可供选择的选项有：
A．外推法 B．对比实验法 C．微小放大法 D．等效替代法 E．控制变量法
①探究加速度与力、质量的关系______；
②探究力的合成的方法______；
③研究平抛运动的竖直分运动______。
(2)科学的实验结论，重在实验数据的获取与科学分析，而测量数据难免有误差，请结合用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，判断下列选项正确的有______。
A．测量各相邻计数点间的距离，应该用最小刻度为毫米的长尺的零刻度对准起点，读出各计数点对应的刻度值，然后逐一相减，得到各相邻计数点间距离的数值
B．逐次测出各相邻计数点间的距离，这样便于记录
C．要减小系统误差就得多次测量取平均值
D．实验测量时，绝对误差大，相对误差不一定大
答案18 E D B AD挂在橡皮绳下端的钩码个数
橡皮绳下端的坐标(Xi/mm)
甲
乙
1
216.5
216.5
2
246.7
232.0
3
284.0
246.5
4
335.0
264.2
5
394.5
281.3
6
462.0
301.0
F(N)
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
l(cm)
l0
10.97
12.02
13.00
13.98
15.05