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1、专题 17力学实验常考题型题 型考查年份关联知识点纸带、光电门类实验2021全国甲卷22题用逐差法计算加速度，利用牛顿第二定律测量动摩擦因数2021湖南卷11题验证牛顿第二定律实验方法的改进2021浙江6月17题验证机械能守恒定律的注意事项和误差分析2021河北卷12题探究动能定理的实验步骤和数据处理2021福建卷12题探究空气阻力与速度的关系2021海南卷15题验证机械能守恒定律2021湖北卷12题重力加速度的测量2021江苏卷11题验证动量定理其他探究、验证类实验2021广东卷11题探究弹力和弹簧伸长量的关系2021全国乙卷22题计算频闪时间间隔和平抛运动水平速度2021山东卷13题利用能
2、量守恒解决实际问题2021辽宁卷11题探究影响摩擦力大小的因素方法点拨1纸带类实验(1)判断物体是否做匀变速直线运动 (2)逐差法求加速度(3)利用平均速度求瞬时速度如图所示，从O到A、A到B、B到C之间的距离分别为x1、x2、x3，打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D各点的瞬时速度分别为：vA、vB、vC、vD(4)图像法求加速度2“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验的操作关键(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度。(2)画图像时，不要连成折线，而应尽量让数据点落在直线上或均匀分布在直线两侧。(3)Fx和Fl图线的特点Fx图线为一条过原点的直线，而Fl图线为一条倾斜直线，但不
3、过原点，在l轴上的截距表示弹簧(或橡皮筋)的原长。Fx图线和Fl图线的斜率均表示弹簧(或橡皮筋)的劲度系数。Fx图线和Fl图线发生弯曲的原因是弹簧(或橡皮筋)超出了弹性限度。3测定动摩擦因数的常见实验方案将研究运动的物体转化为研究静止的物体，利用F弹FfFN求让物块先做加速运动，当重物掉到地面上之后物块做匀减速直线运动。减速运动中，利用逐差法求加速度，利用Fmgma进一步求将动摩擦因数的测量转化为角度的测量。利用agsin gcos 求(a通过逐差法求解)将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量。利用vv2ax和动力学知识得到将动摩擦因数转化为速度测量，并营造多过程切入水平滑动情境。AB过程中，机
4、械能守恒；CD过程中，物块Q做平抛运动；BC过程中，只有摩擦力对物块Q做功，利用WfEkCEkB，进一步求例1(2020全国卷22)某同学利用图(a)所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图(b)给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小vB_ m/s，打出P点时小车的速度大小vP_ m/s。(结果均保留2位小数)若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为_。【解析】打下B点的时刻为
5、打下与B点相邻左、右两点的中间时刻，则打下B点时小车的速度应为这两点间小车的平均速度，即vB102 m/s0.36 m/s；同理打下P点时小车的速度vP102 m/s1.80 m/s。在验证动能定理时，如果选取B到P的过程，则由mgxBP(Mm)v(Mm)v可知，要验证动能定理还需要求得B、P两点间的距离。【答案】0.361.80B、P之间的距离例2. (2021山东卷13)某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下：固定好手机，打开录音功能；从一定高度由静止释放乒乓球；手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。根据声音图像记
6、录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。碰撞次序1234567碰撞时刻（s）1.121.582.002.402.783.143.47根据实验数据，回答下列问题：(1)利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为_m（保留2位有效数字，当地重力加速度g9.80 m/s2）。(2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k，则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的_倍（用k表示），第3次碰撞过程中k_（保留2位有效数字）。(3)由于存在空气阻力，第(1)问中计算的弹起高度_（填“高于”或“低于”）实际弹起高度。【方法点拨】本题结合实际生活问题考查对动能的认识，关键在于审清题目，如碰撞时
7、间间隔代表乒乓球上升下降的时间。【解析】(1)第3次碰撞到第4次碰撞用时t02.40 s2.00 s0.40 s，根据竖直上抛和自由落体运动的对称性可知第3次碰撞后乒乓球弹起的高度。(2)碰撞后弹起瞬间速度为v2，碰撞前瞬间速度为v1，根据题意可知则每次碰撞损失的动能与碰撞前动能的比值为第2次碰后从最高点落地瞬间的速度第3次碰撞后瞬间速度为则第3次碰撞过程中。(3)由于存在空气阻力，乒乓球在上升过程中受到向下的阻力和重力，加速度变大，上升的高度变小，所以第(1)问中计算的弹起高度高于实际弹起的高度。【答案】(1)0.20 (2)1k2 0.95 (3)高于试题汇编纸带、光电门类实验1(2022
8、届少城中学第二次月考)某实验小组用如图所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起，木板的右端固定了两个打点计时器，将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端，用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上，确保可将它们同时打开或关闭。实验时，甲同学将两小车按住，乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码，再接通电源使打点计时器开始工作，打点稳定后，甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前，乙断开电源，两打点计时器同时停止工作。取下两条纸带，通过分析处理纸带记录的信息，可以求出两小车的加速度，进而完成实验。请
9、回答以下问题：(1)图示纸带为小车A后面的部分，纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个打印点选取的计数点，相邻两计数点间的距离如图中标注，单位为cm。打点计时器所用电源的频率为50 Hz，则小车A的加速度a1_ m/s2(保留两位有效数字)。同样测出车B的加速度a2，若a1a2 近似等于_，就可说明质量一定的情况下，物体的加速度与其受到的合外力成正比。(2)丙同学提出，不需测出两小车加速度的数值，只量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2，也能完成实验探究。他的验证方法是_。(3)下列操作中，对减少实验误差有益的是_。A换用质量大一些的钩码B换用质量大一些的小车C平
10、衡小车运动受到的摩擦力时，将细线与小车连接起来(3)换用质量大一些的钩码，可以减小实验的相对阻力，对减少实验误差有益，故正确；换用质量大一些的小车，增大阻力，加大误差，故B错误；平衡小车运动受到的摩擦力时，只让小车拖着纸带走，不能将细线与小车连接起来，故C错误。2(2022届吉林油田中学开学调研)甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验。已知当地重力加速度的大小为g。(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示，其中长直木板A的质量为M，质量为m的物块B放置在木板A上，C为物块B右端连接的一轻质弹簧测力计。实验时，用力将A从B的下方水平抽出，通过C的示数F1即可算出动摩擦因数。该同学设计的实验能测出_
11、（选填“A与B”或“A与地面”）之间的动摩擦因数，其表达式为_。(2)乙同学设计的实验如图乙所示，水平长木板上固定有A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块通过两光电门之间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计的示数F及对应的物块在两光电门之间运动的时间t；在坐标系中作出的图线如图丙所示，测得图线在横轴上的截距为c。岩本实验中物块的质量不能测出。则该同学还应该测出的物理量为_；根据该测量物理量及图线信息，可知物块与长木板之间的动摩擦因数表达式为_（用题
12、中所给物理量表示）。3(2022届潍坊12月学科核心素养测评)某学习小组的同学利用如图1所示装置测定物块与木板OP间的动摩擦因数1以及物块与水平面间的动摩擦因数2。木板O端与水平面光滑连接（物块在此处运动不损失机械能）且能绕O端在竖直平面内转动。实验过程如下：用刻度尺量出木板OP的长度L；将木板倾斜固定，测得其与水平面的夹角；将物块从OP板上P端由静止释放，最终停在水平面上的Q点，测得O、Q间距离；改变木板倾角，重复，测得多组、x；利用多次测量的数据绘出的图像，如图2所示。(1)图像的数学表达式为_（用题目所给的物理量符号表示）；(2)若图像中横轴截距为a，纵轴截距为b，则1_，2_。（用L、
13、a、b表示）4(2022届浙江三校第二次联考)(1)用图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验，图乙是其俯视图。两个相间的小车放在平板上，车左端各系一条细绳，绳跨过定滑轮各挂一个相同的小盘。实验中可以通过增减车中钩码改变小车质量，通过增减盘中砝码改变拉力。两个小车右端通过细线用夹子固定，打开夹子，小车在小盘和砝码的牵引下运动，合上夹子，两小车同时停止。实验中，若两小车通过的位移比为12，则两车加速度之比为_。为使小车所受的拉力近似等于小盘和砝码的总重力，应使小盘和砝码的总质量_（选填“远大于”或“远小于”）小车的质量。探究“加速度与质量之间的关系”时，应在小盘中放质量_（选填
14、“相同”或“不相同”）的砝码。探究“加速度与力之间的关系”时，事实上小车和平板间存在摩擦力，下列说法中正确的是_。A若平板保持水平，选用更光滑的平板有利于减小误差B平板右端适当垫高以平衡摩擦力有利于减小误差C因为两小车质量相同时与桌面间的摩擦力相同，所以摩擦力不影响实验结果(2)小福同学做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为图_（填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。如图丁所示，用游标卡尺测得小钢球的直径d，测出摆线的长度，算出摆长l，再测出摆的周期T，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。据实验数据作出T2l图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，斜率为k，根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度g_（用k表示），利用图像法处理数据是为了减小_（填“偶然”或“系统”）误差。其他探究、验证类实验5(2022届山师
