高考物理二轮复习分类训练专题17 力学实验（含解析）

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专题17 力学实验
【真题汇编】
1、(2022·湖南卷·T11)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为；
(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度，记录数据如下表：
序号
1
2
3
4
5
硬币数量/枚
5
10
15
20
25
长度
10.51
12.02
13.54
15.05
16.56
(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线；______

(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为______；
(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为______(计算结果保留3位有效数字)。
【答案】 ①. 见解析 ②. 15.35 ③. 127
【解析】
(3)[1]根据表格标点连线如图

(4)[2]由图可知刻度尺的分度值为1mm，故读数；
(5)[3]设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则


设冰墩墩的质量为m1，则有

联立各式代入数据可得。
2、(2022·广东卷·T11)某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图(a)所示的装置，实验过程如下：

(1)让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
(2)用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图(b)所示，小球直径__________。
(3)测量时，应__________(选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门遮光时间和。
(4)计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失__________(用字母m、d、和表示)。
(5)若适当调高光电门的高度，将会__________(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。
【答案】 ①. 7.883##7.884 ②. B ③. ④. 增大
【解析】
(2)[1]依题意，小球的直径为

考虑到偶然误差，7.883mm也可以。
(3)[2]在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。
(4)[3]依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有


则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为

(5)[4]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。
3、(2022·山东卷·T13)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；

③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。

回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：
(1)弹簧的劲度系数为_____N/m。
(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。
(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。
【答案】 ①. 12 ②. 0.20 ③. 0.13
【解析】
(1)[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有
Dx = 5.00cm，F = 0.610N
根据胡克定律

计算出
k ≈ 12N/m
(2)[2]根据牛顿第二定律有
F = ma
则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有

则滑块与加速度传感器的总质量为
m = 0.20kg
(3)[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有

则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为
m′ = 0.33kg
则待测物体的质量为
Dm = m′ - m = 0.13kg
4、(2022·全国甲卷·T23)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小和，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空：

(1)调节导轨水平；
(2)测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为______kg的滑块作为A；
(3)调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等；
(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和；
(5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4)。多次测量的结果如下表所示；

1
2
3
4
5

0.49
0.67
1.01
1.22
1.39

0.15
0.21
0.33
0.40
0.46

0.31

0.33
0.33
0.33
(6)表中的______(保留2位有效数字)；
(7)的平均值为______；(保留2位有效数字)
(8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为______(用和表示)，本实验中其值为______(保留2位有效数字)，若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。
【答案】 ①. 0.304 ②. 0.31 ③. 0.32 ④. ⑤. 0.33
【解析】
(2)[1]应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块作为A。
(6)[2]由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得

(7)[3]平均值为

(8)[4][5]弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得


联立解得

代入数据可得

5、(2022·全国乙卷·T22)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻()开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：

0
1
2
3
4
5
6

0
507
1094
1759
2505
3329
4233
回答下列问题：
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：______；
(2)当时，该飞行器速度的大小______；
(3)这段时间内该飞行器加速度的大小______(保留2位有效数字)。
【答案】 ①. 相邻1s内的位移之差接近∆x=80m ②. 547 ③. 79
【解析】
(1)[1]第1s内的位移507m，第2s内的位移587m，第3s内的位移665m，第4s内的位移746m，第5s内的位移824m，第6s内的位移904m，则相邻1s内的位移之差接近∆x=80m，可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动；
(2)[2]当x=507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度，则

(3)[3]根据

6、(2022·浙江6月卷·T17)(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为______m/s2(保留两位有效数字)。

利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。
A．换成质量更小的车 B．调整长木板的倾斜程度
C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角

(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，
①下列说法正确的是______；
A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要______(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O。
【答案】 ①. 6.15~6.25 ②. 1.7 ~2.1 ③. BC##CB ④. D ⑤. 3
【解析】
(1)[1]依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20cm，考虑到偶然误差，6.15cm~6.25cm也可；
[2] 由图3中小车运动的数据点，有

考虑到偶然误差，1.7m/s2~2.1 m/s2也可；
[3] A．利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A错误；
B．利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板安打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B正确；
C．以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有

考虑到实际情况，即，有

则可知

而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即；可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成砝码盘和砝码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C正确；
D．实验过程中，需将连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D错误。
故选BC。
(2)[4] A．在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数相同，故A错误；
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故B错误；
C．实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C错误；
D．为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故D正确。
故选D。
[5] 若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O，记下位置O和弹簧称示数F1和两个拉力的方向；交换弹簧称和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧称的示数F2；只有一个弹簧称将结点拉至O点，并记下此时弹簧称的示数F的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O。
7、(2022·浙江1月卷·T23)“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小的滑轨上有两辆小车A、B，给小车A一定速度去碰撞静止的小车B，小车A、B碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。

①实验应进行的操作有_______。
A．测量滑轨的长度
B．测量小车的长度和高度
C．碰撞前将滑轨调成水平
②下表是某次实验时测得的数据：
A的质量/kg
B的质量/kg
碰撞前A的速度大小/()
碰撞后A的速度大小/()
碰撞后B的速度大小/()
0.200
0.300
1.010
0.200
0.800
由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是_______kg·m/s。(结果保留3位有效数字)
【答案】 ①. C ②.
【解析】
①[1]碰撞前将滑轨调成水平，保证碰撞前后A、B做匀速直线运动即可，没有必要测量滑轨的长度和小车的长度、高度。
故选C。
②[2]由表中数据可知小车A的质量小于B的质量，则碰后小车A反向运动，设碰前小车A的运动方向为正方向，则可知碰后系统的总动量大小为

解得

8、(2022·浙江1月卷·T17)(1)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标(x0，y0)。

①下列说法正确的是_______。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0=_______。
A．　　B．　　C．　　D．
③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_______。
【答案】 ①. C ②. D ③. 确保多次运动的轨迹相同
【解析】
①[1]A．只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A错误；
B．画轨迹时应应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B错误；
C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离远点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差，故C正确；
故选C。
②[2] 坐标原点O为抛出点，由平抛规律有


联立解得平抛初速度为

故选D。
③[3] 小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同。
9、(2022·河北·T11)某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点)。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。

(2)利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。

【答案】 ①. ②. ③. mgh5 ④. 见解析
【解析】
(1)[1]从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为

整理有

[2]打F点时钩码的速度为


由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出A点，则钩码动能的增加量为


[3]钩码的重力势能增加量为
DEp重 = mgh5
(2)[4]钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是钩码和纸带运动的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，以至于空气阻力做的功也逐渐增大。
10、(2022·湖北·T12)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。
(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。
(2)由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。(结果均保留2位有效数字)
(3)该实验系统误差的主要来源是______(单选，填正确答案标号)。
A．小钢球摆动角度偏大
B．小钢球初始释放位置不同
C．小钢球摆动过程中有空气阻力

【答案】 ①. ②. ③. 0.59 ④. C
【解析】
(1)[1]设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为

到最低点时细线拉力最大，则


联立可得

即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为；
(2)[2][3]由图乙得直线的斜率为


则小钢球的重力为

(3)[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。
【突破练习】
1.(2022·广东普通高中高三下学期一模)某兴趣小组用光电门、计时器和直尺测量当地的重力加速度。图(a)是其实验装置，其操作方法是：让直尺下端刚好处于光电门处并由静止释放，光电计时器记录直尺通过光电门的时间，直尺运动过程中尺身始终处于竖直方向，图(b)是量程分别为0～15.0cm的钢尺和0～20.0cm的塑料尺。

(1)为了较准确测出重力加速度，应选择_______(选填“钢尺”或“塑料尺”)完成该实验。
(2)小组通过5次实验，测得直尺通过光电门的时间如下表。第4次实验操作可能存在的问题是：直尺下端开始遮光时具有_______(选填“加速度”“初速度”或“重力”)
次数
1
2
3
4
5
时间/s
0.184
0.186
0.185
0.150
0.186
(3)剔除第4组数据，从表格其他数据算出时间的平均值是0.185s，并利用选定的直尺的量程L代入，得8.77m/s2，结果与当地重力加速度差距较大，上述数据处理存在的问题是_________。
(4)根据实验数据，正确的计算结果应该是g=_______。(结果保留2位小数)
【答案】 ①. 钢尺 ②. 初速度 ③. 计算位移时误用钢尺的量程，应该用钢尺的总长度 ④. 9.70m/s2
【解析】
(1)[1]由于钢尺的密度大，空气阻力的影响小，所以选钢尺；
(2)[2]由表格可知，第4次实验的时间明显小于其他几次，可能存在的问题是：直尺下端开始遮光时具有初速度；
(3)[3]根据，带入计算的加速度得

结果与当地重力加速度差距较大，上述数据处理存在的问题是计算位移时误用钢尺的量程，应该用钢尺的总长度；
(4)[4]由图可知，钢尺总长度为0.166m，根据实验数据，正确的计算结果应该是

2.(2022·北京市海淀区高三下学期一模)如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图1中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程。测得A球的质量为，B球的质量为。

(1)实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。
①实验必须满足的条件有__________。
A.两球的质量必须相等 B.轨道末端必须水平
C.A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
②“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是___________。
A.运动过程中，小球的机械能保持不变
B.平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比
(2)当满足表达式______时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式_______时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。(用所测物理量表示)
(3)某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为的B球。将A球三次从斜轨上位置P静止释放，分别与三个质量不同的B球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离O点的距离，记为。将三组数据标在图中。从理论上分析，图2中能反映两球相碰为弹性碰撞的是____________。

【答案】 ①. BC##CB ②. B ③. ④. ⑤. A
【解析】
(1)[1]A．为防止碰后小球A反弹，应使A的质量大于B的质量，故A错误；
B．为保证小球做平抛运动，轨道末端必须水平，故B正确；
C．为保证小球A到轨道末端时的速度相等，A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，故C正确。
故选BC。
[2] 小球做平抛运动的过程，有


整理得
，
发现，平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比。
故选B
(2)[3]因为可用小球做平抛运动的水平射程来代替小球抛出时的速度，根据动量守恒有


[4]若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒，有

即

(3)[5]因为碰撞前，球A的速度不变，则球A单独落地时的一直不变。
根据


整理得

因为三组数据中球B的质量不同，故图像中，三个数据点与原点连线的斜率不同，且代入数据得斜率分别为
， ，
故选A。
3.(2022·山东潍坊市高三下学期一模)利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上端滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x，记下相应的t值，所得数据如表中所示．

x(m)
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
0.950
t(ms)
292.9
371.5
452.3
552.8
673.8
776.4
(m/s)
1.71
1.62
1.55
1.45
1.34
1.22
完成下列填空和作图：
(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是______________；
(2)根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出－t 图线______；
(3)由所画出的－t图线，得出滑块加速度的大小为a＝__________ m/s2(保留2位有效数字)．
【答案】 ①. ②. ③. 2.0
【解析】
(1)[1]沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为vt的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有
x＝vtt+at2
由于要画－t图象，所以可将上式变形得

(2)[2]－t图线如图所示．

(3)[3]由

可知图象的斜率

解得
a＝－2k＝2.0 m/s2.
4.(2022·山东济南市高三下学期一模)某研究性学习小组从北京冬奥会冰壶比赛项目中获得启发，利用冰壶碰撞来验证动量守恒定律。该小组在两个相同的奶粉罐中加水，放在户外结冰后制成两只质量不同的冰壶A和B，在户外一块平整的水平地面上泼水结冰形成冰面。小组成员用如图甲(俯视)所示的装置压缩弹簧后将冰壶弹出，此冰壶与另一只静止的冰壶发生碰撞。主要实验步骤如下∶
①固定发射装置，将冰壶A压缩弹簧后释放；
②标记冰壶A停止时的位置，在冰壶运动路径上适当位置标记一定点O，测出冰壶A停止时右端到O点的距离，如图乙所示。重复多次，计算该距离的平均值记为；
③将冰壶B静置于冰面，左端位于O点。重新弹射冰壶A，使两冰壶对心正碰，测出冰壶A停止时右端距O点的距离和冰壶B停止时左端距O点的距离。重复多次，分别计算距离的平均值记为和，如图丙所示。

(1)实验中，应如何操作才能确保冰壶A每次到达O点时的速度均相同？( )
(2)为完成实验，还需要测出_______，验证动量守恒定律的表达式为_______(用、、和测量物理量对应的字母表示)。
【答案】 ①. 每次将弹簧压缩至同一位置静止释放 ②. 冰壶A的质量，冰壶B的质量 ③.
【解析】
(1)[1] 确保冰壶A每次到达O点时的速度均相同，需要每次将弹簧压缩至同一位置；
(2)[2][3]根据动量守恒定律

运动过程中做匀减速运动

联立解得

故还需要测量冰壶A的质量，冰壶B的质量。
5.(2022·山东烟台市德州市高三下学期一模)某物理实验小组利用图甲所示装置“探究小车的加速度与受力的关系”。

(1)关于实验操作，下列说法正确是______；
A．实验时，先释放小车再接通打点计时器的电源
B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行
C．每次改变重物质量时，不需要重新调整长木板的倾斜度
D．为尽可能减小实验误差，小车的质量应远大于重物的质量
(2)一次实验中获得纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，A、B、C、D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得加速度大小a=______m/s2；(计算结果保留两位有效数字)

(3)实验小组先保持小车质量为m1不变，改变小车所受的拉力F，得到a随F变化的规律如图丙中直线A所示，然后实验小组换用另一质量为m2的小车，重复上述操作，得到如图丙中所示的直线B，由图可知，m1______m2(选填“大于”或“小于”)，直线B不过坐标原点的原因是______。

【答案】 ①. BCD ②. 0.18##0.19 ③. 小于 ④. 长木板倾斜程度过大，补偿阻力过度
【解析】
(1)[1] A．实验时，要去先接通打点计时器的电源再释放小车，A错误；
B．绳子的拉力应与运动方向一致，故应调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行，B正确；
C．平衡后，应有

即有

故每次改变重物质量时，不需要重新调整长木板的倾斜度，C正确；
D．为尽可能减小实验误差，实验要求小车的质量应远大于重物的质量，D正确。
故选BCD。
(2)[2]设


由图乙可得


所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，可得AD之间的时间间隔为

根据匀变速直线运动的推论，即

代入数据，解得

(3)[3][4]根据牛顿第二定律可得

故有


则有

当拉力F相等时，有

由直线B可知，当F等于0时，加速度不等于零，说明平衡摩擦力过度，即长木板倾斜程度过大，补偿阻力过度。
6.(2022·湖南岳阳市高三下学期二模)某同学用如图所示的装置验证动能定理和测量滑块与长木板之间的动摩擦数。将木板固定在水平桌面上，木板左端固定一个挡板，挡板与滑块之间有一个轻质弹簧，轻质弹簧与挡板固定连接，滑块靠近弹簧。长木板上安装有两个光电门。

(1)用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图所示，其读数为d=___________mm；
(2)给滑块装上遮光片，向左推动滑块，压缩弹簧到适当位置，由静止松手，滑块离开弹簧后先后通过光电门1、2，与光电门相连的计时器记录下遮光片通过光电门1、2的时间分别为和，用刻度尺测出PQ间的距离为l，设滑块质量为m，滑块与长木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则滑块从P位置运动到Q位置的过程中验证动能定理的表达式为___________(用第1、2小问中所给的字母表示)；
(3)改变弹簧的压缩程度进行多次实验，并计算得出多组滑块通过P点和Q点的速度v1和v2，根据下表中的数据在坐标纸上描点连线，作出图象如图所示。
v2(m2·s-1)
1
2
3
4
5
6

2.80
3.61
4.41
480
6.45
7.58

0.60
1.41
2.25
3.65
4.23
5.40

(4)若重力加速度g取9.8m/s2，用刻度尺测出PQ间的距离l=33.0cm，由图象可得，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________(结果保留两位小数)。
【答案】 ①. ②. ③. 0.34
【解析】
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为4.5mm，可动部分为

所以读数

(2)[2]遮光片通过光电门1、2的速度分别为

则滑块从P位置运动到Q位置的过程中，由动能定理

(4)[3]由上式可得

由图可知，时，，带入上式，可得