高中物理 力学实验综合

力学实验综合
本专题共涉及以下实验
实验一：研究匀变速直线运动 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三：验证力的平行四边形定则 实验四：验证牛顿运动定律
实验五：验证机械能守恒定律 实验六：探究动能定理
实验七：验证动量守恒定律 实验八：用油膜法估测分子的大小
1、要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。
2、要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。
3、要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求。
1、正确的使用仪器。 2、了解各实验的原理
3、知道如何处理实验数据 4、分析实验误差
一、实验一：研究匀变速直线运动
实验原理：
1、电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压是4～6 V，电火花打点计时器的工作电压是220 V，当电源频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。
2、若纸带上相邻点间的位移差Sn＋1－Sn＝0，则物体做匀速运动，若Sn＋1－Sn＝C（非零常数），则物体做匀变速直线运动。
3、根据纸带求加速度的方法。
（1）用“逐差法”求加速度。设相邻计数点间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，根据s4－s1＝s5－s2＝s6－s3＝3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出a1＝、a2＝、a3＝，再算出a1、a2、a3的平均值＝（a1＋a2＋a3），就是物体运动的加速度。
（2）用vt图法：即先根据vn＝求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出vt图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。
实验器材：电磁或电火花打点计时器，一端附有滑轮的长木板，纸带，小车，细绳，钩码，刻度尺，导线，电源，复写纸。
实验步骤：
1、如图，把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2、把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，放手后小车能在木板上平稳地加速滑行，将纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3、把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，换上新纸带，重复实验两次。
4、选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，确定计数点并标记，为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T＝0.02 s×5＝0.1 s，在选好的开始点下标明0，在第六点下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3。点0、1、2、3……叫做计数点，如图所示，两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……
5、用毫米刻度尺测量s1、s2、s3……的长度，并记录测量结果。
6、根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度并求出平均值。
注意事项：
1、应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车。
2、释放小车时应将小车放在离定滑轮稍远且靠近打点计时器的位置，以便在纸带上打出足够多的点。
3、每当小车到达终点时，都要提前用手将小车按住，以免它和定滑轮碰撞并跌落在地面上。
4、每次更换新纸带，都要随时断开电源，并将复写纸的定位轴前后移动一下，使振针打在复写纸的不同圆周上，以保证打出清晰的点。
5、要在钩码落地处放置软垫或砂箱，防止撞坏钩码。
6、小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜。
7、不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出各计数点到计数起点0之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位。
误差分析：
1、纸带上各点间距的测量误差。
2、打点计时器打点不稳定引起计时误差。
3、各种阻力，如限位孔、复写纸、振针与纸带的摩擦力变化等。
二、实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系
实验原理：
在弹簧下挂上钩码，静止时，弹力大小F等于钩码重量mg。而弹簧的伸长量等于现在的长度与原长之差：x = L – L 0 。测出L、L 0及平衡时钩码的重量mg，即可研究弹力大小F与其伸长量x之间的关系。
实验器材：
弹簧、毫米刻度尺、铁架台（带铁夹）、钩码（一盒）。
注意事项：
由于弹簧有一定重量，将其自然悬挂时的长度与平放时的长度不一样。量取L 0 时，应将弹簧一端固定在铁架台上的铁夹上，让其自然下垂，再用毫米刻度尺量得自然状态下的原长。
1、只有在弹性限度内，弹簧的弹力才与弹簧的伸长量成正比。所以在弹簧下挂钩码时，注意不要使弹簧所受拉力超过其弹性限度。
2、若用作图法研究弹簧的弹力与其伸长量的关系，由于实验误差，依据实验数据描成的点不会完全在一条直线上。这时所作直线应尽量多的通过这些点，并使不在直线上的点尽量均匀分布所作直线两侧。明显与其他的点相差很远的点应该舍去。
三、实验三：验证力的平行四边形定则
实验原理：
此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
实验器材：
木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。
实验步骤：
1、用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3、用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。
4、用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。
5、只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6、比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。
7、改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
注意事项：
1、用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2、同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
四、实验四：验证牛顿运动定律
实验原理：
1、如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力F（当m<2、保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量M，测出小车的对应加速度a，由多组a、M数据作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线，探究加速度与质量的关系。
实验器材：
小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。
实验步骤：
1、用调整好的天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。
2、按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。
4、在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M'和m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。
5、保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。
6、算出每条纸带对应的加速度的值。
7、用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和桶的总重力（m+m'）g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。探究加速度与外力的关系。
8、保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线。探究加速度与质量的关系。
五、实验五：验证机械能守恒定律
实验原理：
只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为v，下落高度为h，则有：。故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻的瞬时速度及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。
实验器材：
打点计时器、刻度尺、 电源、纸带、复写纸片、重物、带有铁夹台、导线两根
实验步骤：
（1）如图2-9-1所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；
（2）用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。
（3）更换纸带，用同样的方法再打几条以备选用。
（4）从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的低带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离d1、d2，据公式，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v1、v2……，计算相应的动能的增加值。
（5）用刻度尺测量纸带从点O到点1、2……之间的距离h1、h2……，计算出相应减少的重力势能。
（6）计算各点对应的势能减少量mgh，以及增加的动能mv2/2，并进行比较。
六、实验六：探究动能定理
实验原理：
如图，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行当我们用2条、3条、……同样的橡皮筋进行第2次、第3次、实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么，第2次、第3次、……实验中橡皮筋对小车做的功就是第-次的2倍、3倍、……如果把第一次实验时橡皮筋所做的功记为W各次做的功就是2W、3W……
由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据。
实验器材：
橡皮筋、打点计时器、小车、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子。
实验步骤：
1、按图组装好实验器材，由于小车在运动中会受到阻力，把木板略微倾斜，作为补偿。
2、先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，理清纸带，接通电源，放开小车。
3、换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同。
4、由纸带算出小车获得的速度，把第1次实验获得的速度记为v1，第2次、第3次……记为v2、v3……
5、对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，以v2（或v，v3，）为横坐标作图。
（1）平衡摩擦力：
将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力。
（2）如何选择纸带上的点距来确定速度：
对纸带上的点进行分析，比较点间距，看若干个相邻两点间的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。
（3）用图象法处理实验数据：
① 根据实验测得的数据，分别作出W-v曲线，W-v2曲线、W-v3曲线……，如果哪一幅图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。
② 图象法是解决物理问题的常见方法，因为它具有简便直观的特点。
③ 图象中的曲线形状是根据实验数据，在坐标系中描出各组数据所对应的点，然后用平滑的曲线将各点连起来。
④ 关于图象中的曲线，一般要弄清楚图线的斜率，图线的截距，图线与坐标轴围成的面积，所表示的物理意义。
七、实验七：验证动量守恒定律
实验原理：
质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有：。因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间做时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离。所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可以验证动量守恒定律。即：
。
实验器材：
斜槽、大小相等质量不等的小钢球两个、中垂线一条、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规
实验步骤：
1、先用天平测出小球质量 m1、m2，用游标卡尺测两小球直径。
2、安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节实验装置使小球碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线水平，以确保正碰后的速度沿水平方向。
3、在地上铺一张白纸，在白纸上铺放复写纸。
4、在白纸上记下重垂线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。
5、先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点P。
6、把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从同一高度滚下，使它发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球落点平均位置M和被碰小球落点平均位置N。
7、过O、N在纸上作一条直线，取，就是被碰小球碰撞时的球心投影位置。
8、用刻度尺量出线段、、的长度。把两小球的质量和相应的速度值代入：，看是否成立。
9、整理实验器材放回原处。
注意事项：
1、斜槽末端的切线必须水平。
2、使小支柱与槽口的距离等于小球直径。
3、认真调节小支柱的高度，使两小球碰撞时球心在同一高度上，球心连线与斜槽末端的延长线相平行。
4、入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。
5、入射小球的质量应大于被碰球的质量。
6、实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置始终保持不变。
7、若实验台过高，可把斜槽固定在铁架台上，白纸、复写纸铺在桌面上实验。
误差分析：实验所研究的过程是两个不同质量的球发生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件。每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时内力越大，动量守恒的误差越小，应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差。
八、实验八：用油膜法估测分子的大小
实验原理：
利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d=V/S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分子的直径。（如图）
实验器材：
配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉（或石膏粉）、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、铅笔、坐标纸.
实验步骤：
1、测一滴油酸酒精溶液中油酸的体积，用注射器取出事先按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞使溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积（如x mL）时的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积。再根据油酸酒精溶液中油酸的体积比，算出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积。
2、形成油膜
在浅盘中倒入约2cm深的水，待水稳定后，将痱子粉均匀地撒在水面上，再用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜。
3、测油酸薄膜的面积
待油酸薄膜稳定后，将玻璃板平放在浅盘上，然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上。
将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上，数出油膜的格数，算出油膜的面积S（以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数轮廓内正方形个数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个）。
4、估算出油酸分子的大小
根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸分子的体积V和油酸薄膜的面积S，可求出油膜的厚度l，则l可看作油酸分子的直径d，即。
【例题1】（2010·山东理综·23）请完成以下两小题。
某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间。
① 木板的加速度可以用、表示为＝________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）____________。
② 改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是____________。
A、 B、 C、 D、
③ 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是__________。
A、可以改变滑动摩擦力的大小
B、可以更方便地获取多组实验数据
C、可以比较精确地测出摩擦力的大小
D、可以获得更大的加速度以提高实验精度
【例题2】（2010·四川理综·22）（2）有4条用打点计时器（所用交流电频率为50Hz）打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为__________。（已知当地的重力加速度为9.791m/s2）
A、61.0mm 65.8mm 70.7mm B、41.2mm 45.1mm 53.0mm
C、49.6mm 53.5mm 57.3mm D、60.5mm 61.0mm 60.6mm
【例题3】（2010·新课标全国卷·22）图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______ 。（填入正确选项前的字母）
A、米尺 B、秒表 C、0～12V的直流电源 D、0～12V的交流电源
（2）实验中误差产生的原因有_____________________________。（写出两个原因）
【例题4】（2010·海南理综·14）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：
（1）实验步骤：
① 将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平；
② 用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读出________mm；
③ 由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离__________m；
④ 将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；
⑤ 从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；
⑥ 用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量。
（2）用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：
① 滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为__________和________。
② 当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为___________和__________。
③ 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少__________（重力加速度为）。
（3）如果______________，则可认为验证了机械能守恒定律。
【例题5】（2008年·北京卷）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2。
① 表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是____________和___________________________。
测量记录表：
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1
② 实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③ 为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：
。
请你给出第四个差值：dA=_________=__________cm。
④ 根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4表示的式子为：=_______________________________，代入数据解得=___________________cm。
⑤ 计算弹簧的劲度系数k＝____________N/m。（g取9.8m/s2）
实验一：研究匀变速直线运动
1、“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图8所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是 （ ）
A、实验时应先放开纸带再接通电源
B、（S6一S1）等于（S2一S1）的6倍
C、从纸带可求出计数点B对应的速率
D、相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
2、某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：
a、安装好实验器材。
b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2……6点所示。
c、测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3……S6。
d、通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。
e、分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值。
f、以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出—t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
① 实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________和__________。（填选项代号）
A、电压合适的50 Hz交流电源 B、电压可调的直流电源
C、刻度尺 D、秒表 E、天平 F、重锤
② 将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则S2＝________cm，S5＝_________cm。
③ 该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出—t图。
④ 根据—t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0＝________m/s；它在斜面上运动的加速度a＝________m/s2。
3、（1） 在用“图象法”处理实验数据时，为了减少误差（ ）
A、应使纵、横坐标每单位长度表示的数值大一些
B、应使纵、横坐标每单位长度表示的数值小一些
C、为使图线通过每个实验数据点，应使图线画成折线
D、应使图线画成直线或光滑曲线，让实验数据点大致均匀分布在图线附近，对于个别离线较远的点可以舍去
（2） 某同学要进行探究匀变速直线运动实验，请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上（填编号）：__________________。
① 打点计时器； ② 天平； ③ 低压交流电源； ④ 低压直流电源； ⑤ 细绳和纸带；
⑥ 钩码和小车； ⑦ 秒表； ⑧ 一端有滑轮的长木板； ⑨ 刻度尺。
（3）某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况，实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50HZ，则打A点时小车运动的速度vA=_______m/s，小车运动的加速度a=_______m/s2。（结果要求保留三位有效数字）
4、（1）小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速直线运动，如图是经打点计时器打出的纸带的一段，计数点序号（按打点顺序计数）是1、2、3、4……，已知交流电的频率为50Hz，纸带上每相邻两个计数点间还有四个打印点。则小车运动的加速度大小是______m/s2，小车做__________（填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）。（保留3位有效数字）
（2）为了测量一个高楼的高度，某同学设计了如下实验：在一根长为的绳两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执上端的重球无初速度的释放使其自由下落，另一人在楼下测量两球落地的时间差，即可根据、、得出高楼的高度（不计空气阻力）。
① 从原理上讲，这个方案是否正确_____________，理由：_____________________；
② 从实际测量来看，你估计最大的困难是____________________________________。
5、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m/s，小车的加速度大小a=________m/s2。（保留三位有效数字）
6、某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为__________m/s，小车运动的加速大小为____________m/s2，AB的距离应为___________cm。（保留三位有效数字）
实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系
1、某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验.他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的（ ）
2、某同学在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中，按正确操作方法测出的数据如下表。其中，他选择的轻质弹簧的原长是10cm，实验中弹簧的伸长始终未超过弹性限度。
弹簧所受拉力F/N 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
弹簧的总长度l/cm 11.01 12.01 12.99 14.00 15.01 16.00 16.99
（1）若以拉力F为纵坐标，以弹簧的伸长x为横坐标，请你在右图中描点并作出该弹簧的F—x图线。
（2）若以x为自变量，且F的单拉用N表示，x的单位用m表示，则上述图线所代表的函数为___________。
3、在《探索弹力和弹簧伸长的关系》实验中，下列说法中错误的是（ ）
A、用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
B、用直尺测量弹簧的长度即为弹簧的伸长量
C、弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
D、用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，每组拉力与伸长量之比是定值，而各组拉力与伸长量之比可能不同
4、某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。（弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s2）
（1）试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
（2）上一问所得图线的物理意义？该弹簧的劲度k是多大？
5、如图甲所示为测定轻弹簧劲度系数的装置，被测弹簧一端固定于A点，另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码，旁边竖直固定一最小刻度为毫米的刻度尺，当挂两个钩码时，绳上的定点P对应的刻度如图乙中的虚线ab所示，再增加一个钩码后，P点对应的刻度如图乙中的虚线cd所示。已知每个钩码质量为50 g，重力加速度g取9.8 m/s2.则被测弹簧的劲度系数为___________N/m，挂三个钩码时弹簧的形变量为___________cm。
实验三：验证力的平行四边形定则
1、请完成以下两小题。（1）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。
① 为完成实验，下述操作中必需的是_____________。
a、测量细绳的长度； b、测量橡皮筋的原长；
c、测量悬挂重物后像皮筋的长度 d、记录悬挂重物后结点O的位置
② 钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是__________。
2、（1）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，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，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测量力计）。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。
① 在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？
答：____________。（选填“变”或“不变”）
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、用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证力的平行四边形法则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是（ ）
A、使用测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点
B、用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行
C、两细绳套必须等长
D、用测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程
E、同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
4、李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图（a）所示，
（1）试在图（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力。
（2）有关此实验，下列叙述正确的是______________________。
A、两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B、橡皮筋的拉力是合力，两弹簧秤的拉力是分力
C、两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
D、若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可
（3）图（b）所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？（力是用一只弹簧秤拉时的图示）
答：______________________________。
（4）在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：（至少写出两种情况）
答：_____________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________。
5、（1）做验证力的平行四边形定则的实验，是在水平放置的木块上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在板的A点，橡皮条的另一端拴有两细绳套，如图所示，两个测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条使之伸长.到达某一位置O时需记下______________、______________，描下______________，再用一个测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点达______________的位置，再记下______________和______________。
（2）下图是A、B两位同学在做本实验时得到的结果，可以断定其中______________同学的实验结果比较符合实验事实，理由是：______________________________________________。
（3）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两弹簧测力计拉力的图示在图中作出，图中方格每边的长度表示1 N，O是橡皮筋的一个端点.用两个直角三角板按照作图法作出合力F的图示.得到合力的大小为______________N.
实验四：验证牛顿运动定律
1、“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2。（结果保留两位有效数字）
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F（N） 0.196 0.392 0.588 0.784 0.98
加速度a（m·s-2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.7
请根据实验数据作出a-F的关系图像。
（3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。
2、如图（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。
（1）根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保留两位有效数字）
（2）打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。
（3）如果取重力加速度10 m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。
3、在探究牛顿第二定律实验中，得到以下数据：物体质量不变时，加速度a与物体所受合力F的对应数据如表1；物体所受合力不变时，加速度a和物体质量的倒数1/M的对应数据如表2。
表1 表2
a（m·s—2） 1.0 2.0 4.0 6.0 8.1
F（N） 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0
a（m·s—2 ） 1.0 2.0 2.7 3.0 4.0
0.25 0.50 0.69 0.80 1.0
（1）分别画出a ~F图象和a~1/M图象。
（2）由a ~F图象得到的结论是：_______________________________________；由a ~1/M图象得到的结论是：__________________________________________。
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，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）上图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，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度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=_____________（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、某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图。（所用交变电流的频率为50Hz）
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2。（保留三位有效数字）
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
小车加速度a/m·s–2 0.633 0.572 0.497 0.418 0.332 0.250 0.167 0.101
小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
小车质量倒数 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
请在方格坐标纸中画出图线，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是______________。
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是______________________________________ 。
6、如图所示是在验证牛顿第二定律实验中，根据实验数据描绘出三条a-F图象，下列说法中正确的是（ ）（填字母代号）
A、三条倾直斜线所对应的小车和砝码的总质量相同
B、三条倾直斜线所对应的小车和砝码的总质量不同
C、直线1对应的小车和砝码的总质量最大
D、直线3对应的小车和砝码的总质量最大
实验五：验证机械能守恒定律
实验六：探究动能定理
1、如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度。
① 所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需__________（填字母代号）中的器材。
A、直流电源、天平及砝码
B、直流电源、毫米刻度尺
C、交流电源、天平及砝码
D、交流电源、毫米刻度尺
② 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作_____________图象，其纵轴表示的是___________，横轴表示的是____________。
2、如图5-1所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz，查的当地的重力加速度g=9.80m/s2，测的所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D个点到O点的距离为62.99cm、70.14 cm、77.76 cm、85.37 cm。根据以上数据可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于___________J；动能的增加量为____________J；（取三位有效数字）。
3、将下列验证机械能守恒定律的实验步骤按正确顺序排列起来：________________。
A、选取第1、2点的距离接近2mm的一条纸带，在这条纸带上选定计数点。
B、将铁架台放在实验桌上，用附夹把打点计时器固定在铁架台上。
C、换新纸带重复实验。
D、量出从首点到各计数点间的距离，并算出各计数点的即时速度。
E、比较△EK和△EP在误差允许范围内是否近似相等。
F、在重锤上夹持一纸带，并将它从打点计时器的复写纸下面穿过限位孔，手持纸带保持竖直方向，接通电源后，松手让重锤牵引纸带下落，得到打点的纸带。
G、计算各计数点的动能增加量△EK和势能减小量△EP。
4、某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz。
（1）实验的部分步骤如下：
① 在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
② 将小车停在打点计时器附近，_________，_________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，__________；
③ 改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置。
表1纸带的测量结果
测量点 S/cm r/（m·s-1）
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C _______ ________
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，________________做正功，________做负功。
（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20），根据图线可获得的结论是__________________________________________________。要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是__________________。
5、在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U，频率为f的交流电源上，从 实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：
① 起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP＝_________，重锤动能的增加量为△EK＝__________。
② 根据题中提供的条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g=_________ ，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：________________。
6、用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律。
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A、按照图示的装置安装器件；
B、将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C、用天平测出重锤的质量；
D、释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E、测量纸带上某些点间的距离；
F、根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是___________________。（将其选项对应的字母填在横线处）
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值，如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a＝_________。
（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是_______________。试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝______________。
7、某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙，当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：
（1）你认为还需要的实验器材有____________________。
（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是___________________，实验时首先要做的步骤是____________________。
（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M，往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为___________（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）。
实验七：验证动量守恒定律
1、做“验证动量守恒定律”的实验中，必须测量的物理量为：
A、入射小球和被碰小球的质量； B、入射小球和被碰小球的直径；
C、入射小球从静止释放时的高度； D、斜槽末端到纸面的高度；
E、入射小球未碰撞时平抛的水平距离； F、入射小球和被碰小球碰后平抛的水平距离；
2、在“验证动量守恒定律”的实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中，正确的是（ ）
A、释放点越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，误差越小；
B、释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确；
C、释放点越高，两球相碰时相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小；
D、释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，水平槽对被碰小球的阻力越小。
3、在“验证动量守恒定律”的实验中，设入射球、被碰球的质量分别为 m1、m 2，为了减小实验误差，应该（ ）
A、m1 = m2 ； B、m1 > m2；
C、降低碰撞实验器的高度； D、入射小球释放点要适当高一些；
4、在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则（ ）
A、m1＞m2，r1＞r2 B、m1＞m2，r1＜r2
C、m1＞m2，r1＝r2 D、m1＜m2，r1＝r2
（2）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________。
A、直尺 B、游标卡尺 C、天平 D、弹簧测力计 E、秒表
（3）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为___________________________。（用装置图中的字母表示）
（4）在实验装置中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用图乙所示装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，这时需要测量的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球从斜槽末端做平抛运动的水平移s、竖直高度h2，则所需验证的关系式为：____________________。
5、某同学用图甲所示的装置来验证动量守恒定律。图中PQ为斜槽，QR为水平槽。实验时先使a球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重得上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从位置G由静止滚下，和b球碰撞后，a、b球分别在记录纸留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次。
（1）确定小球的平均落点的方法是：________________________________________________。
（2）图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，b球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在平面，米尺的零刻点与O点对齐。则撞后b球的水平射程应为___________cm。
（3）某同学在做该实验时，不小心把a、b球位置换了，即把质量较大的a球（质量为ma）当成了被碰球，把质量较小的b球（质量为mb）当成了入射球。结果b球单独滚下时，平均落点为C点，而b球与a球相碰后均能向前抛出，b球和a球平均落点分别为A点和B点（如图甲所示）。该同学测出了相关的物理量，利用这些数据也能判断碰撞中的动量守恒，判断的依据是看____________和____________在误差允许的范围内是否相等。
6、用如图1所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比mA：mB＝3：1。先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从同一高度处由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示，其中米尺的零点与O点对齐。
① 碰撞后A球的水平射程应取_____________cm。
② 本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离的大小表示为水平初速度大小的是__________________。
A、使A、B两小球的质量之比改变为5:1
B、升高小球初始释放点的位置
C、使A、B两小球的直径之比改变为1:3
D、升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为__________。（结果保留三位有效数字）
7、下图为某同学探索验证动量守恒的实验装置图。若不放m2，m1从斜槽轨道上某固定位置释放，最后落点为P，放上m2后，m1从同样位置释放，则两球相碰后，m2落在N点，m1落在M 点，若动量守恒，应满式 _______________ 。此实验误差较大，其主要原因是 ____________ 。
8、某同学利用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，实验中测量出小球a、b的质量ma、mb，然后先将a球从光滑斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在光滑斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。
（1）放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？（不必作分析）____________________________________；
（2）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是_______________________________。
9、为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
① 用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1>m2。
② 按照如图所示的那样，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③ 先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。
④ 将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置。
⑤ 用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的______点，m2的落点是图中的______点。
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式___________________________，则说明碰撞中动量是守恒的。
（3）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_ ______________________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
10、碰撞的恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e＝1，非弹性碰撞的e＜1。某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。
实验步骤如下：
安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。
第一步：不放小球2，让小球 1 从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步：把小球 2 放在斜槽前端边缘处的C点，让小球 1 从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。上述实验中：
① P点是_________的平均位置， M点是_______的平均位置， N点是________的平均位置；
② 请写出本实验的原理：_______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________。
写出用测量量表示的恢复系数的表达式：__________________________________________________。
实验八：用油膜法估测分子的大小
1、在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验简要步骤如下：
A、将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S
B、将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜形状描画在玻璃板上
C、用浅盘装入约2 cm深的水，然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
D、用公式d＝，求出薄膜厚度，即为油酸分子的大小
E、根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F、用注射器或滴管将事先配好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
上述实验步骤的合理顺序是：________________________________。
2、某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果偏大，可能是由于（ ）
A、油酸未完全散开 B、油酸中含有大量酒精
C、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D、求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
3、某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（ ）
A、油酸未完全散开
B、油酸中含有大量酒精
C、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D、求每滴体积时，1 mL溶液的滴数误多记了10滴
4、在用油膜法估算分子大小的实验中：
（1）下面是一些实验步骤及注意事项：
A、在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；
B、一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；
C、用注射器（或滴管）将V＝1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0＝________；
D、向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉（或石膏粉）从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器（或滴管）从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；
E、等待油酸薄膜的形状稳定后，用数格子法测算出面积S；
F、根据一滴油酸酒精溶液的体积V0和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L＝________；
G、重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径。
其中错误的是：__________；不必要的是：__________（只填前面的字母）。
（2）这个实验中产生误差的主要原因有：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
5、用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。
（1）下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C
A、用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N。
B、将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n。
C、________________________________________________________________________。
D、将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。
（2）用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小________（单位：cm）。
1、（2010·广东理综·34（1））图13是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
① 已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。
② ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图13中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________（计算结果保留三位有效数字）。
2、为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图7-2-15所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题：
（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是___________________。
A、将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B、将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C、将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D、将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（2）在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，得到一条打点的纸带，如图7-2-16所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的表达式为a=________。
（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码m与小车总质量M之间应满足的关系为______________________。
（4）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码质量不变，改变小车质量M，得到的实验数据如下表：
为了验证猜想，请在图7-2-17所示的坐标系中作出最能直观反映a与M之间关系的图象。
3、（2010·重庆理综·22）（1）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如题22图1所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离： 、、
若无法再做实验，可由以上信息推知：
① 相邻两计数点的时间间隔为__________ ；
② 打 C点时物体的速度大小为__________ （取2位有效数字）
③ 物体的加速度大小为_________（用、、和表示）
4、（2009·山东）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如图7-2-10实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。
（1）为完成该实验，下述操作中必需的是__________。
A、测量细绳的长度
B、测量橡皮筋的原长
C、测量悬挂重物后橡皮筋的长度
D、记录悬挂重物后结点O的位置
（2）钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是：________________
______________________________________________。
【例题1】① 保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值 ① C ③ BC
【例题2】C
【例题3】（1）AD（2）纸带与打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算势能变化时，选取始末两点距离过近；交流电频率不稳定。
【例题4】（1）② 9.30 ③ 60.00（答案在59.96~60.04之间均可）
（2）①， ②， ③（3）
【例题5】（2）①L5 L6 ②6.85（6.84-6.86） 14.05（14.04-14.06）
③7.20（7.18-7.22） ④ 1.75 ⑤28
1-1 C 1-2答案 ⑵①A，C ②（2.97~2.99），（13.19~13.21）③如图 ④（0.16~0.20），（4.50~5.10）1-3（1） BD（2） ②④⑦（3） 0.337m/s，0.393m/s2 1-4（1） 1.90（仅此一答案）， 匀减速（2） ① 正确 理由：只要能给出正确的高度h的表达式或方程均给分，但只有文字说理不得分 ②最大困难： Δt的测量 1-5 0.405 0.756
1-6 0.986，2.58，5.99
2-1C 2-2（1）见答图1（2）F=kx，其中k=200N/m或F=200x 2-3 B
2-4解：
（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
（2）图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=25N/m。
2-5答案：70 2.1
解析：由胡克定律：挂两个钩码时：F1=k（x1-x0）=2mg ①
挂三个钩码时：F2=k（x2-x0）=3mg ②
其中x0、x1、x2分别指不挂钩码、挂两个钩码、挂三个钩码时，定点P对应的刻度.综合①②得：ΔF=F2-F1=k（x2-x1）=mg
劲度系数k===70 N/m
挂三个钩码时弹簧形变量Δx=x2-x0===0.021 m=2.1 cm。
3-1（1）①bcd；②更换不同的小重物 3-2（1）①不变 ②B
3-3 ABDE 3-4（1）
（2）A C（3）张华作的符合实验事实
（4）1、F1的方向比真实方向偏左，2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左。
3、作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行。
3-5答案：（1）两测力计的读数 两细绳方向 结点位置O点 结点O 测力计读数 细绳的方向；
（2）A 用一根弹簧秤拉时，拉力的方向一定沿橡皮绳的方向；
（3）据力平行四边形定则可得，合力F大小为7 N。
4-1（1） 0.16（0.15也算对） ；（2）（见图）；（3）未计入砝码盘的重力。
4-2 ⑴5.0 m/s2（结果是4.8 m/s2的得1分）⑵D4D3区间内⑶1:1
4-3答案：（1）如图所示
（2）物体的加速度与物体所受的合力成正比物体的加速度与物体的质量成反比
4-4 答案：（1）0.495~0.497m/s2（2）① CD（3）
4-5答案：（1）0.510（2）略（3）没有平衡摩擦力 4-6答案：BD
5-1 ①D，，速度平方的二分之一，重物下落的高度。5-2答案：7.62J 7.60J
5-3答案：此题正确的排序为B、F、C、A、D、G、E
5-4 答案：（1）①小车、砝码 ②然后释放小车 ③减少砝码（2）0.600 0.610
解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律，可得△E3=0.600；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610；
（3）在方格纸上作出△E-W图线如图所示
5-5答案：（1）②接通电源、释放小车 断开开关（2）5.06 0.49（3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力
（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量
5-6 ① ② ，纸带与限位孔之间的摩擦力（或纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力）。
5-7答案：（1）BCD（2）
（3） 重锤的质量m ， 或
5-8答案：（1）天平，刻度尺 质量 平衡摩擦力
（3）
7-1.（AEF）
7-2、解析：该实验产生误差的主要原因有：（1）两球相碰时水平方向外力的影响；（2）小球做平抛运动时水平位移测量不准确；（3）没有确保两球在水平方向发生正碰。综上可知B、C选项正确。
7-3.（BD ）
7-4、解析：（1）为防止反弹造成入射球返回斜槽，要求入射球质量大于被碰球质量，即m1＞m2，为使入射球与被碰球发生对心碰撞，要求两小球半径相同，故选项C正确。
（2）设a球碰前的速度为v1，a、b相碰后的速度分别为v1′、v2′.由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度，因此，验证的动量守恒关系m1v1＝m1v1′＋m2v2′可表示为m1x1＝m1x1′＋m2x2′.所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表。由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺。
（3）得出验证动量守恒定律的结论应为m1OP＝m1OM＋m2O′N。
答案：（1）C（2）AC（3）m1OP＝m1OM＋m2O′N
（4）
7-5. 解：（1）用圆规画尽可能小的圆，把所有的落点圈在里面，圆心即是小球平均落点位置 2分
（2）55.7（55.6－55.8cm） 2分
（3） 2分
7-6、①14.45－14.50（2分） ②C（2分）③1.01－1.02（2分）
7-7、m1OP＝m2ON – m1OM；小球m1反弹回轨道再滚下的过程中，阻力做功较多。
7-8、（1）b球被碰飞出后，a球还要在水平段运动一小段，因此，b球先落地，但不影响实验结果。
（2）maOB＝maOA＋mbOC或maOC＝mbOB - maOA或maOB＝mbOA - maOC
7-9、答案：（1）__D_____________点，_____F_________点。
（2） （3）
7-10、答案：①P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置M点是小球1与小球2碰撞后小球1落点的平均位置N点是小球2落点的平均位置②小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同，设为t，则有： OP＝v10t
OM＝v1t
ON＝v2t
小球2碰撞前静止， v20＝0
8-1 答案：CFBAED 8-2 答案：A 8-3答案：AC 8-4 A 8-5答案：D
8-6答案：（1）F A（2）计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时，由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准产生误差；用数格子法求油酸薄膜的面积本身就是一种估算方法
8-7解析：（1）将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。
（2）1滴油酸溶液中含有的油酸体积为 mL，向浅盘中共滴入油酸的体积V＝ cm3，所以单个油酸分子的直径为d＝＝ cm。
答案：（1）将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上（2） cm
高模1【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s
高模2 【解析】（1）要消除小车与木板间的摩擦阻力必须采用平衡摩擦力的方法.该方法是在不挂钩码的情况下，抬高不带滑轮的一端使小车带纸带做匀速直线运动，故选C、
高模3【命题立意】考查纸带数据处理能力
【思路点拨】纸带数据处理主要要到两个规律：中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度；加速度
【规范解答】⑴①打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0.02s。②根据，得m/s③匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，有，，，所以
【答案】⑴①0.02s ②2.5 m/s ③
高模4【解析】（1）根据实验目的和要求，无需测量细绳的长度，a操作没必要.在画力的平行四边形时，需要知道力的大小和方向及结点位置，故b、c、d是必须的。
（2）利用现有器材，若要改变条件再次验证，可以更换不同的小重物，以改变合力的大小，从而改变分力的大小和方向，再做平行四边形，即可验证力的平行四边形定则。
答案：（1）bcd（2）更换不同的小重物
2-9-1
打点计时器
纸带
橡皮筋
m1
m2
P
M
N
0`
打点计时器
小车
纸带
接电源
0
1cm
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
0
1
2
3
4
5
6
S1
S2
S3
S4
S5
S6
0
1 cm
2
3
13
0
1
2
5
/cm·s－1
5
70
15
20
25
20
10
30
40
50
60
10
80
0
O
A
B
C
D
3.18
6.74
10.69
15.05
(单位：cm)
砝码质量（g） 0 30 60 90 120 150
弹簧总长（cm） 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79
弹力大小（N）
F/N
x/10-2m
5 6 8 10 12
1.6
1.2
0.8
0.4
0
2.72
2.82
2.92
2.98
2.82
2.62
2.08
1.90
1.73
1.48
1.32
1.12
单位：cm
a
b
c
（b）
图5－1
打点
计时器
纸带
夹子
重物
A
s2
s1
B
C
D
E
s0
O
水平实验台
滑轮
小沙桶
滑块
细线
打点计时器
纸带
长木板
O
A球
B球
Q
重锤线
P
P
R
M
N
图1
50
60
(单位：cm)
记录纸
米尺
乙
P
G
O
A
C
B
R
甲
Q
30
44
15
4
图2
O
cm
球2
球1
C
B
A
M
P
N
W