2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--力學(xué)實(shí)驗(yàn)（有答案）與2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題--機(jī)械振動和機(jī)械波光（帶答案）

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2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 --力學(xué)實(shí)驗(yàn)（有答案）與 2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 --機(jī)械振動和機(jī)械波光（帶答案）2019 屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題 --力學(xué)實(shí)驗(yàn)（有答案）高中物理《考試說明》中確定的力學(xué)實(shí)驗(yàn)有：研究勻變速直線運(yùn)動、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律、探究動能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。其中有四個實(shí)驗(yàn)與紙帶的處理有關(guān)，可見力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分應(yīng)以紙帶的處理，打點(diǎn)計時器的應(yīng)用為核心來展開復(fù)習(xí)。近幾年力學(xué)實(shí)驗(yàn)中與紙帶處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，以分組或演示實(shí)驗(yàn)為背景，考查對實(shí)驗(yàn)方法的領(lǐng)悟情況、靈活運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計新的實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)題的新趨勢。要求考生掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法，能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中，深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，要求考生有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)以掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、規(guī)范操作程序、數(shù)據(jù)處理方法等為本，同時從常規(guī)實(shí)驗(yàn)中，有意識的、積極的提取、積累一些有價值的方法。逐步過渡到靈活運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計新的實(shí)驗(yàn)。1、互成角度的兩個共點(diǎn)力的合成[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則。[實(shí)驗(yàn)原理]此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。[實(shí)驗(yàn)器材]木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩套，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器等。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。2．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的 A 點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3．用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細(xì)繩套，互成一定角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置 O（如圖所示）。4．用鉛筆描下結(jié)點(diǎn) O 的位置和兩個細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力 F1 和 F2 的圖示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四邊形定則用畫圖法求出合力 F。5．只用一個彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置 O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從 O 點(diǎn)起做出這個彈簧秤的拉力 F'的圖示。6．比較 F'與用平行四邊形定則求得的合力 F，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7．改變兩個分力 F1 和 F2 的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的 F 與F'是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。[注意事項(xiàng)]1．用彈簧秤測拉力時，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。2．同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置 O 必須保持不變。[例題]1．在本實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置 O 點(diǎn)，以下操作中錯誤的是A．同一次實(shí)驗(yàn)過程中，O 點(diǎn)位置允許變動B．在實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度C．實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 O 點(diǎn)D．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 O 點(diǎn)時，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取 90°不變，以便于算出合力的大小答案：ACD2．做本實(shí)驗(yàn)時，其中的三個實(shí)驗(yàn)步驟是：（1）在水平放置的木板上墊一張白張，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過細(xì)線同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置 O 點(diǎn)，在白紙上記下 O 點(diǎn)和兩彈簧秤的讀數(shù) F1 和 F2。（2）在紙上根據(jù) F1 和 F2 的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力 F。（3）只用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩個彈簧秤拉時相同，記下此時彈簧秤的讀數(shù) F'和細(xì)繩的方向。以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，指出錯在哪里？在（1）中是________________。在（2）中是________________。在（3）中是________________。答案：本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證的是力的合成，是一個失量的運(yùn)算法則，所以即要驗(yàn)證力大小又要驗(yàn)證力的方向。彈簧秤的讀數(shù)是力的大小，細(xì)繩套的方向代表力的方向。（1）兩繩拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方向”；（3）“相同”之后加“使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)拉到 O 點(diǎn)”2、測定勻變速直線運(yùn)動的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計時器）[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1．練習(xí)使用打點(diǎn)計時器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動。2．學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計時器測定即時速度和加速度。[實(shí)驗(yàn)原理]1．打點(diǎn)計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔 0.02s 打一次點(diǎn)（由于電源頻率是 50Hz），紙帶上的點(diǎn)表示的是與紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。2．由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：如圖所示，0 、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點(diǎn)，s1、s2 、s3、……為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。3．由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法：（1）用 “逐差法”求加速度：即根據(jù) s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T 為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔）求出a1= 、a2= 、a3= ，再算出 a1、a2、a3 的平均值即為物體運(yùn)動的加速度。（2）用 v-t 圖法：即先根據(jù) vn= 求出打第 n 點(diǎn)時紙帶的瞬時速度，后作出v-t 圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。[實(shí)驗(yàn)器材]小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點(diǎn)計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺等。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，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，如圖所示。2．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，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。3．把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。4．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測量兩點(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度，作 v-t 圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。[注意事項(xiàng)]1．紙帶打完后及時斷開電源。2．小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約 50cm 的范圍內(nèi)清楚地取7～8 個計數(shù)點(diǎn)為宜。3．應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計數(shù)點(diǎn)，通常每隔 4 個軌跡點(diǎn)選1 個計數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于 6 個。4．不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點(diǎn)到計數(shù)起點(diǎn) 0 之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。[例題] 1．電磁打點(diǎn)計時器是一種使用______電源的計時儀器，它的工作電壓是______。如圖所示， A 是______，B 是______，C 是______，D 是______，E 是______，F(xiàn) 是 ______。答案：交流，4 至 6V，線圈，振動片，振針，紙帶，接線柱，永磁體。2．如圖是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔 4 個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對各計數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果。（1）為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，請進(jìn)行下列計算，填入表內(nèi)（單位：cm）s2-s1 s3-s2 s4-s3 s5-s4 s6-s5 各位移差與平均值最多相差______cm，由此可以得出結(jié)論：小車的位移在________范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動是________ 。（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，可以求得物體的加速度 a= =______m/s2。（3）根據(jù) an-3= ，可求出a1= =______m/s2，a2= =______m/s2，a3= =______m/s2， 所以， = =______m/s2。答案：（1）1.60，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意兩個連續(xù)相等的時間里、在誤差允許的，勻加速直線運(yùn)動；（2）1.58；（3 ）1.59，1.57，1.59，1.58。3、驗(yàn)證牛頓第二定律[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯驗(yàn)證牛頓第二定律。[實(shí)驗(yàn)原理]1．如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細(xì)線對小車的牽引力，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與外力成正比。2．保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比。[實(shí)驗(yàn)器材]小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點(diǎn)計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺等。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．用天平測出小車和小桶的質(zhì)量 M 和 M'，把數(shù)據(jù)記錄下來。2．按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。3．平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木的位置，直至小車在斜面上可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)（也可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來判斷）。4．在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量 m 和 m'記錄下來。把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。5．保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟 4 再做 5次實(shí)驗(yàn)。6．算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。7．用縱坐標(biāo)表示加速度 a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力 (M'+m')g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對象質(zhì)量不變時其加速度與它所受作用力成正比。8．保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度 a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) ，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，并作圖線，若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質(zhì)量成反比。[注意事項(xiàng)]1．砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的 。2．在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕輕地給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3．作圖時應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個別特別偏離的點(diǎn)可舍去。[例題]1．在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力 F，用打點(diǎn)計時器測出小車的加速度 a，得出若干組 F 和 a 的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的 a-F 圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點(diǎn)，又不是直線，原因是A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大B．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大C．平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大D．平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大答案：C2．在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，打出如圖所示的紙帶，如果只測出圖示數(shù)據(jù)，則小車運(yùn)動的加速度是________m/s2。（所用交流電源頻率為 50Hz）答案：0.554、研究平拋物體的運(yùn)動[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1．用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動軌跡。2．從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。[實(shí)驗(yàn)原理]平拋物體的運(yùn)動可以看作是兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動，另一個是豎直方向的自由落體運(yùn)動。令小球做平拋運(yùn)動，利用描跡法描出小球的運(yùn)動軌跡，即小球做平拋運(yùn)動的曲線，建立坐標(biāo)系，測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo) x 和 y，根據(jù)重力加速度 g 的數(shù)值，利用公式 y= gt2 求出小球的飛行時間 t，再利用公式 x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動的初速度。[實(shí)驗(yàn)器材]斜槽，豎直固定在鐵架臺上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。2．調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。3．確定坐標(biāo)原點(diǎn) O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在圖板上的水平投影點(diǎn) O，O 點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。4．描繪運(yùn)動軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動的軌跡。5．計算初速度：以 O 點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的 y 軸和水平向右的 x 軸，并在曲線上選取 A、B、C、D、E、F 六個不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo) x 和 y，用公式 x=v0t 和 y= gt2 計算出小球的初速度 v0，最后計算出v0 的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。[注意事項(xiàng)]1．實(shí)驗(yàn)中必須保持通過斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動靠近圖板但不接觸。2．小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。3．坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。4．要在平拋軌道上選取距 O 點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。[例題]1．下列哪些因素會使“研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)的誤差增大A．小球與斜槽之間有摩擦B．安裝斜槽時其末端不水平C．建立坐標(biāo)系時，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D．根據(jù)曲線計算平拋運(yùn)動的初速度時，在曲線上取作計算的點(diǎn)離原點(diǎn) O 較遠(yuǎn)答案：這里研究的是小球的平拋運(yùn)動，只與拋出點(diǎn)（不是斜槽末端）的速度有關(guān)，而與它在斜槽中的運(yùn)動無關(guān)。只要是每次速度的大小與方向不變（且水平）就不影響實(shí)驗(yàn)。BC5、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。[實(shí)驗(yàn)原理]當(dāng)物體自由下落時，只有重力做功，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一時刻物體下落的瞬時速度為 v，下落高度為 h，則應(yīng)有：mgh= mv2，借助打點(diǎn)計時器，測出重物某時刻的下落高度 h 和該時刻的瞬時速度 v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測定第 n 點(diǎn)的瞬時速度的方法是：測出第 n 點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時間 T 內(nèi)下落的距離 sn 和 sn+1，由公式 vn= ，或由 vn= 算出，如圖所示。[實(shí)驗(yàn)器材]鐵架臺（帶鐵夾），打點(diǎn)計時器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．按如圖裝置把打點(diǎn)計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計時器與學(xué)生電源連接好。2．把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計時器附近。3．接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。4．重復(fù)幾次，得到 3～5 條打好點(diǎn)的紙帶。5．在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近 2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上 0，以后各依次標(biāo)上 1，2 ，3……，用刻度尺測出對應(yīng)下落高度 h1、h2、h3…… 。6．應(yīng)用公式 vn= 計算各點(diǎn)對應(yīng)的即時速度 v1、v2、v3……。7．計算各點(diǎn)對應(yīng)的勢能減少量 mghn 和動能的增加量 mvn2，進(jìn)行比較。[注意項(xiàng)事]1．打點(diǎn)計時器安裝時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2．選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近 2mm 的紙帶。3．因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。[例題]1．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為 50Hz。查得當(dāng)?shù)氐闹丶铀俣?g=9.80m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個點(diǎn)記作 O，另連續(xù)的 4 個點(diǎn) A、B、C、D 作為測量的點(diǎn)，經(jīng)測量知道 A、B、C、D 各點(diǎn)到 O 點(diǎn)的距離分別為 62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由 O 點(diǎn)到運(yùn)動 C 點(diǎn)，重力勢能減少量等于________J，動能的增加量等于________J。（取 3 位有效數(shù)字）答案：7.62，7.572．在本實(shí)驗(yàn)中，所用電源的頻率為 50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點(diǎn)位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示。（圖中 O 是打點(diǎn)計時器打的第一個點(diǎn)，A、B、C、D、E 分別是以每打兩個點(diǎn)的時間作為計時單位取的計數(shù)點(diǎn)）。根據(jù)紙帶求：（1）重錘下落的加速度。（2）若重錘質(zhì)量為 mkg，則重錘從起始下落至 B 時，減少的重力勢能為多少？（3）重錘下落到 B 時，動能為多大？（4）從（ 2）、（ 3）的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？答案：（1）9.69m/s2；（2）|△Ep|=1.95mJ；（3 ）Ek=1.89mJ ；（4 ）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘重力勢能的減少等于其動能的增加，機(jī)械能守恒。產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過程中受到阻力（空氣阻力、紙帶與限位孔間的摩擦阻力）的作用。6、 碰撞中的動量守恒[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯研究在彈性碰撞的過程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒。[實(shí)驗(yàn)原理]一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相等，這樣如果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離 s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離 s1'和 s2'，若 m1s1 在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)與 m1s1'+m2s2'相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動量守恒。[實(shí)驗(yàn)器材]碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)等。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．用天平測出兩個小球的質(zhì)量 m1、m2。2．安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。3．在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。4．在白紙上記下重錘線所指的位置 O，它表示入射球 m1 碰前的位置。5．先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復(fù) 10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點(diǎn)的平均位置 P。6．把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動到軌道出口端時恰好與被碰球接觸而發(fā)生正碰。7．再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù) 10 次，仿步驟（5）求出入射小球的落點(diǎn)的平均位置 M 和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。8．過 O、N 作一直線，取 OO'=2r（可用游標(biāo)卡尺測出一個小球的直徑，也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時的球心豎直投影位置。9．用刻度尺量出線段 OM、OP、O'N 的長度。10．分別算出 m1? 與 m1? +m2? 的值，看 m1? 與 m1? +m2? 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。[注意事項(xiàng)]1．應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。2．要調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。3．每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著檔板，然后釋放小球。4．白紙鋪好后不能移動。[例題]1．因?yàn)橄侣涓叨认嗤钠綊佇∏颍ú挥嬁諝庾枇Γ┑腳_______相同，所以我們在“碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中可以用________作為時間單位，那么，平拋小球的________在數(shù)值上等于小球平拋的初速度。答案：飛行時間，飛行時間，水平位移。2．某同學(xué)用圖 1 所示裝置通過半徑相同的 A、B 兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律，圖中 PQ 是斜槽，QR 為水平槽。實(shí)驗(yàn)時先使 A 球從斜槽上某一固定位置G 由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10 次，得到 10 個落點(diǎn)痕跡。再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓 A球仍從位置 G 由靜止開始滾下，和 B 球碰撞后，A、B 球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作 10 次。圖 1 中 O 點(diǎn)是水平槽末端 R 在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)。B 球落點(diǎn)痕跡如圖 2 所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O 所在的平面，米尺的零點(diǎn)與 O 點(diǎn)對齊。（1）碰撞后 B 球的水平射程應(yīng)取為 __________cm。（2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測量？答：__________( 填選項(xiàng)號)。A．水平槽上未放 B 球時，測量 A 球落點(diǎn)位置到 O 點(diǎn)的距離B．A 球與 B 球碰撞后，測量 A 球落點(diǎn)位置到 O 點(diǎn)的距離C．測量 A 球或 B 球的直徑D．測量 A 球和 B 球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）E．測量 G 點(diǎn)相對于水平槽面的高度。答案：（1）如圖所示，用一紅色的圓盡可能多的把小球落點(diǎn)圈在里面，由此可見圓心 O 的位置是 65.7cm，這也是小球落點(diǎn)的平均位置。（2）本實(shí)驗(yàn)中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個小于的質(zhì)量 m1、m2，三個落點(diǎn)的距離s1、s2、s3 ，所以應(yīng)選 ABD。注意此題實(shí)驗(yàn)裝置與我們前面講的實(shí)驗(yàn)裝置的不同，該實(shí)驗(yàn)中被碰小球拋出點(diǎn)即為 O 點(diǎn)，所以 C 選項(xiàng)不選。不要受思維定勢的影響，要具體問題具體分析。7、用單擺測定重力加速度[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯利用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。[實(shí)驗(yàn)原理]單擺在擺角小于 5°時的振動是簡諧運(yùn)動，其固有周期為 T=2π ，由此可得 g= 。據(jù)此，只要測出擺長 l 和周期 T，即可計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎怠實(shí)驗(yàn)器材]鐵架臺（帶鐵夾），中心有孔的金屬小球，約 1m 長的細(xì)線，米尺，游標(biāo)卡尺（選用），秒表等。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．在細(xì)線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細(xì)線穿過球上的小孔，制成一個單擺。2．將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。3．測量單擺的擺長 l：用游標(biāo)卡尺測出擺球直徑 2r，再用米尺測出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長 l'，則擺長 l=l'+r。4．把單擺從平衡位置拉開一個小角度（不大于 5°），使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成全振動 30 至 50 次所用的時間，求出完成一次全振動所用的平均時間，這就是單擺的周期 T。5．將測出的擺長 l 和周期 T 代入公式 g= 求出重力加速度 g 的值。6．變更擺長重做兩次，并求出三次所得的 g 的平均值。[注意事項(xiàng)]1．選擇細(xì)繩時應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在 1m 左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過 2cm。2．單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺長改變、擺線下滑的現(xiàn)象。3．注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過 5°，可通過估算振幅的辦法掌握。4．?dāng)[球擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。5．計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)以擺球通過最低位置時開始計時，以后擺球從同一方向通過最低位置時，進(jìn)行計數(shù)，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)。[例題]某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，先測得擺線長為 101.00cm，擺球直徑為 2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動 50 次所用的時間為101.5s。則（1）他測得的重力加速度 g=________m/s2。（2）他測得的 g 值偏小，可能的原因是A．測擺線長時擺線拉得過緊B．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了C．開始計時時，秒表過遲按下D．實(shí)驗(yàn)中誤將 49 次全振動數(shù)為 50 次（3）為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長 l 并測出相應(yīng)的周期 T，從而得出一組對應(yīng)的 l 與 T 的數(shù)據(jù)，再以 l 為橫坐標(biāo)、T2 為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率 K。則重力加速度 g=________。(用 K 表示)答案：（1）本次實(shí)驗(yàn)中的擺長 L=L’+r=101.00+1.00=1.0200m，周期T=t/N=101.5/50=2.03s，由公式 g= 可以解得 g=9.76m/s2；（2）根據(jù)公式 g= 知 g 偏小的原因可能是 l 的測量值偏小或 T 的測量值偏大。A 中的測量值偏大，B 中則是振動擺長大于測量值，所以正確，而 CD 中均是測得的周期偏小，所以 CD 均會使 g 值偏大。故只有 B 正確。（3）4π2/K 。由公式 g= 得： 這是一條 T2 關(guān)于 l 的一元一次函數(shù)（如y=Kx），所以它的斜率是 K=4π2/ g，所以 g=4π2/K8、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系（胡克定律）實(shí)驗(yàn)儀器：彈簧(不同的多根) 、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鲝椓εc彈簧伸長的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)原理：彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出(可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力)；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系。學(xué)生操作：(1)用直尺測出彈簧的原長 l0.(2)將彈簧一端固定，另一端用細(xì)繩連接，細(xì)繩跨過定滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧平衡后，記錄下彈簧的長度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù)。1 2 3 4 5 6 7彈簧原長 l0(cm) 鉤碼重量 F(N) 彈簧現(xiàn)長 l(cm) 彈簧伸長量 x(cm) (3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出 F-x 圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與受到的拉力成正比。9、探究動能定理說在前：該實(shí)驗(yàn)方法多樣，人教版用打點(diǎn)計時器和 5~6 條等長橡皮筋，教科版用砝碼拉彈簧測力計（固定在小車上）用打點(diǎn)計時器作記錄；在數(shù)據(jù)處理上也不同。本實(shí)驗(yàn)為考試說明中新增實(shí)驗(yàn)請老師們重視。（一）目的:探究合外力做功和動能變化的關(guān)系（二）器材:打點(diǎn)計時器，電源，導(dǎo)線，一端附有定滑輪的光滑長木板，小車，紙帶，細(xì)繩，彈簧測力計，砝碼盤和砝碼，刻度尺（三）原理:用打點(diǎn)計時器和紙帶記錄下小車做勻加速運(yùn)動的情況如圖實(shí) 6-1 所示。通過測量和計算可以得到小車從 O 點(diǎn)到 2、3、4 、5 點(diǎn)的距離，及在2、3 、 4、5 點(diǎn)的瞬時速度。從打下 0 點(diǎn)到打下 2、3、4、5 點(diǎn)的過程中，合外力 F（等于繩的拉力）對小車做的功 W 及小車增加的動能 ΔEk，可由下式計算：， 其中 n=2，3 ，4，5……（四）步驟1．把一端附有定滑輪的光滑長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有定滑輪的一端，連接好電路（如圖實(shí) 6-2）。2．在實(shí)驗(yàn)小車上先固定一個彈簧測力計，測力計的掛鉤連接細(xì)輕繩，輕繩跨過定滑輪，掛一個小盤，盤內(nèi)放砝碼。試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把它的一端固定在小車后面。3．把小車?？吭诖螯c(diǎn)計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡。在小車運(yùn)動過程中讀出測力計讀數(shù) F，即小車受到的拉力大小。取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次。4．選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，記下第一個點(diǎn)的位置 0，并在紙帶上從任意點(diǎn)開始依次選取幾個點(diǎn)，記作 1，2，3 ，4，5，6，測量各點(diǎn)到 0 的距離x1，x2，x3， x4，x5，x6。5．計算出打下 2，3，4， 5 時小車的速度 v2，v3，v4，v5。6．計算從打下 0 點(diǎn)到打下 2，3，4，5 的過程中合外力 F（大笑等于測力計讀數(shù) F）對小車做的功 W 及小車增加的動能 ΔEk，并填入下表。7．在坐標(biāo)紙上畫出 ΔEk——W 圖像。（五）數(shù)據(jù)記錄及處理0～ 2 0～3 0～4 0～5瞬時速度 v/（ m/s） ΔEk/J 距離 x/m W/J 以 ΔEk 為橫軸， W 為縱軸，做出 ΔEk——W 圖像。（六）注意事項(xiàng)1．長木板應(yīng)盡量光滑，如果摩擦力較大應(yīng)先平衡摩擦力?？梢栽陂L木板下端墊小目墊。2．使用打點(diǎn)計時器時應(yīng)先接通電源再釋放小車。（七）例題分析（略）（八）習(xí)題1．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是A．每次實(shí)驗(yàn)都必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B．實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋第二次的伸長長度是第一次伸長長度的二倍C．實(shí)驗(yàn)中長木板表面應(yīng)該盡量光滑且水平放置 D．每次實(shí)驗(yàn)都必須先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出2．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗(yàn)中，小車受到阻力，可以使木板傾斜作為補(bǔ)償，下面操作正確的是A．使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不動即可B．使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車能運(yùn)動即可C．沿木板向下推拖著紙帶的小車，放手后打點(diǎn)計時器在紙帶上打下的點(diǎn)距均勻即可D．以上作法都不對3．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗(yàn)中，小車在橡皮筋的作用下彈出，如何才能保證第二次、第三次……實(shí)驗(yàn)時橡皮筋對小車所做功是第一次實(shí)驗(yàn)的 2 倍、3倍…4．（人教版）在探究動能定理的實(shí)驗(yàn)中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？為什么？5．（09 安徽卷）探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下：（1）設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為 W、2W、3W、……；（2）分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶，求出小車的速度 、 、 、……；（3）作出 草圖；（4）分析 圖像。如果 圖像是一條直線，表明 W∝ ；如果不是直線，可考慮是否存在 ∝ 、 ∝ 、 ∝ 等關(guān)系。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是___________。A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為 W、2W 、3W、……。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當(dāng)用 1 條橡皮筋進(jìn)行是實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功為 W，用 2 條、3 條、……橡皮筋并在一起進(jìn)行第 2 次、第 3 次、……實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功分別是 2W、3W、…… 。B．小車運(yùn)動中會受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜。C．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小。D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計算。6．（09 廣東物理卷）某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動能定理”，如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距 50.0cm 的 A、B 兩點(diǎn)各安裝一個速度傳感器記錄小車通過 A、B 時的速度大小。小車中可以放置砝碼。（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：①測量________和拉力傳感器的總質(zhì)量 M1;把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；②將小車停在 C 點(diǎn)，__________ ，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄細(xì)線拉力及小車通過 A、B 時的速度。③在小車中增加砝碼，或_______________ ，重復(fù)② 的操作。（2）表 1 是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中 M 是 M1 與小車中砝碼質(zhì)量之和，|v2－v1| 是兩個速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量△E，F(xiàn) 是拉力傳感器受到的拉力， W 是 F 在 A、B 間所作的功。表格中△E3=__________，W3=________.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）根據(jù)表 1，請在圖 13 中的方格紙上作出△E-W 圖線。表 1 數(shù)據(jù)記錄表次數(shù) M/kg |v2－v1|/(m/s)2 △E/J F/N W/J1 0.500 0.760 0.190 0.400 0.2002 0.500 1.65 0.413 0.840 0.4203 0.500 2.40 △E3 1.220 W34 1.000 2.40 1.20 2.420 1.215 1.000 2.84 1.42 2.860 1.43參考答案：1．D 2。C 3。第一，盡可能使用完全相同的橡皮筋；第二，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都保持一致。4．不需要，只要第一次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋做功記為 W，以后各次的功就是2W、3W……5．D 6.（ 1） ①小車、砝碼 ②然后釋放小車 ③減少砝碼 （2 ）0.600 0.610 （3）在方格紙上作出△E-W 圖線如圖所示1. （ 2012 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砭C物理山東卷)（某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每 5 個點(diǎn)取 1 個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖議所示。打點(diǎn)計時器電源的頻率為 50Hz。①通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點(diǎn)和之間某時刻開始減速。②計數(shù)點(diǎn) 5 對應(yīng)的速度大小為 m/s，計數(shù)點(diǎn) 6 對應(yīng)的速度大小為 m/s。（保留三位有效數(shù)字）。③物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為 a=m/s2，若用 a/g 來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g 為重力加速度），則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”）。1. （ 2016 年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理北京卷精編版)（1）熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中。圖 1 為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值 R 隨溫度 t 化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力__________（選填“增強(qiáng)”或“減弱”）；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的影響更__________（選填“敏感”或“不敏感”）。（2）利用圖 2 裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。①為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的。A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。A．交流電源 B．刻度尺 C．天平（含砝碼）③實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖 3 所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn) A、B、C，測得它們到起始點(diǎn) O 的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為 T。設(shè)重物的質(zhì)量為 m。從打Ｏ點(diǎn)到打Ｂ點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量 ＝，動能變化量 ＝。④大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是。A．利用公式 計算重物速度B．利用公式 計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法⑤某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個計數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn) O 的距離 h，計算對應(yīng)計數(shù)點(diǎn)的重物速度 v，描繪 v2-h 圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒。請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。1．現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1 所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上 A 點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為 m 的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上 B 點(diǎn)有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間 t，用 d 表示 A 點(diǎn)到導(dǎo)軌低端 C 點(diǎn)的距離，h 表示 A 與 C 的高度差，b表示遮光片的寬度，s 表示 A，B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過 B 點(diǎn)時的瞬時速度．用 g 表示重力加速度．完成下列填空和作圖；（1）若將滑塊自 A 點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從 A 運(yùn)動至 B 的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為．動能的增加量可表示為．若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒， 與 s 的關(guān)系式為（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A 點(diǎn)）下滑，測量相應(yīng)的 s 與 t 值，結(jié)果如下表所示：1 2 3 4 5s（m） 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400t（ms） 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43（ ×104s﹣2） 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39以 s 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，在答題卡上對應(yīng)圖 2 位置的坐標(biāo)紙中描出第 1 和第 5 個數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù) 5 個數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=×104m﹣1．?s﹣2 （保留 3 位有效數(shù)字）．由測得的 h、d、b 、M 和 m 數(shù)值可以計算出 直線的斜率 ko，將 k 和 ko 進(jìn)行比較，若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．2．現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律。給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺。（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟（不考慮摩擦力的影響）：①小車自斜面上方一固定點(diǎn)Ａ1 從靜止開始下滑至斜面底端Ａ2 ，記下所用的時間②用米尺測量Ａ1 與Ａ2 之間的距離 s，則小車的加速度 ____________。③用米尺Ａ1 相對于Ａ2 的高 h。設(shè)小車所受重力為 mg，則小車所受的合外力Ｆ＝________。④改變_________________，重復(fù)上述測量。⑤以 h 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作用作圖。如能得到一條過原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。（2）在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計的方案是：①調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時Ａ1 點(diǎn)相對于斜面底端Ａ2 的高度 ho。②進(jìn)行（1）中的各項(xiàng)淐。③計算與作圖時用（h－h(huán)o）代替 h。對此方案有以下幾種評論意見：A．方案正確可行B．方案的理論依據(jù)正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動。C．方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)。其中合理的意見是________。3．某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能?；卮鹣铝袉栴}：（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能 Ep 與小球拋出時的動能 Ek相等。已知重力加速度大小為 g，為求得 Ek，至少需要測量下列物理量中的（填正確答案標(biāo)號）。A．小球的質(zhì)量 mB．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離 sC．桌面到地面的高度 hD．彈簧的壓縮量△xE.彈簧原長 l0（2）用所選取的測量量和已知量表示 Ek，得 Ek=。（3）圖（ b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的 s—△x 圖線。從理論上可推出，如果h 不變。m 增加， s—△x 圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）；