1、第14章 力學實驗l 實驗一 研究勻變速直線運動l 實驗二 探究彈力和彈簧伸長的關系l 實驗三 驗證力的平行四邊形定則l力學基本儀器的使用l 實驗五 探究動能定理l 實驗六 驗證機械能守恒定律l 實驗七 驗證動量守恒定律l實驗四 驗證牛頓運動定律力學基本儀器的使用必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法1刻度尺的讀數 考法2彈簧測力計及其使用 考法3 停表 考法4 打點計時器必備知識 全面把握u1毫米刻度尺 定義： 長度測量的基本工具是刻度尺，其分度值一般為1 mm(此時叫作毫米刻度尺)毫米刻度尺可精確讀到毫米位、估讀到 mm位(能讀取十分之幾毫米)讀數若以mm為單位，則小數點后有1位有效數

2、字，讀數時估讀的“0”不能舍棄u 2彈簧測力計 (1)原理：根據胡克定律Fkx，在彈性限度內，由于彈力的大小與彈簧的形變量成正比，所以彈簧測力計的刻度線是均勻的 (2)注意事項：所測力不要超過彈簧測力計的量程； 實際測量時，要使彈簧測力計內彈簧的伸長方向跟拉力的方向在一條直線上； 讀數時眼睛要正視刻度必備知識 全面把握u3停表 (1)外殼按鈕：使指針啟動、停止和回零 (2)表盤刻度：如圖所示，長針是秒針，指示大圓周的刻度，其分度值一般是0.1 s，秒針轉一圈是30 s；短針是分針，其常見分度值為0.5 min.u 4打點計時器 打點計時器是利用交流電驅動振針振動(或產生電火花)，在紙帶上留下點

3、跡的儀器根據打點頻率和交流電頻率相等，可以從點的數目上算出對應的時間力學基本儀器的使用核心方法重點突破u考法1刻度尺的讀數 河南南陽一中2016模擬探究加速度與物體質量、物體受力的關系的實驗中，打出了一條紙帶從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，用刻度尺測量計數點間的距離如圖所示從圖中所給的刻度尺上讀出A、B兩點間的距離s1_cm.例1【解析】 刻度尺的分度值是1 mm，讀數應包括準確值和估計值，A點對應1.00 cm，B點對應 1.70 cm，則A、B兩點間的距離s11.70 cm 1.00 cm 0.70 cm. 【答案】0.70 用刻度尺測量時需要注意：(1)要使刻度尺的刻度線緊貼被測

4、物體，眼睛應正對刻度線讀數，以避免視差(2)用零刻度線在端頭的刻度尺測量時，為了防止因端頭磨損而產生誤差，常選擇刻度尺上的某一整刻度線為測量起點，測量的長度等于被測物體的兩個端點在刻度尺上的讀數之差【答案】見解析例1u考法2彈簧測力計及其使用安徽江淮名校2016聯考某同學用如圖所示的實驗裝置驗證力的平行四邊形定則彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結點O靜止在某位置分別讀出彈簧測力計A和B的示數，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向例2(1)本實驗用的彈簧測力計示數的單位為N，圖中A的示數為_N.(2)下列不必要的

5、實驗要求是_(請填寫選項前對應的字母) A應測量重物M所受的重力 B彈簧測力計應在使用前校零 C拉線方向應與木板平面平行 D改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置例例2【解析】(1)彈簧測力計上每1 N被分成5格，則1格就表示0.2 N指針落在3 N到4 N的第3格處，所以讀數為3.6 N.(2)實驗通過作出三個力的圖示來驗證力的平行四邊形定則，因此重物的重力必須要知道，選項A正確；彈簧測力計在使用前必須校零，選項B正確；拉線方向必須與木板平面平行，這樣才能確保力的大小和方向的準確性，選項C正確；多次實驗時沒有必要保持O點每次都在同一位置，選項D錯誤，符合題意【答案】(1)3.6

6、(2)D【答案】見解析例2u考法3停表浙江富陽2016期末在做“探究單擺周期與擺長的關系”的實驗中，用游標卡尺測得擺球的直徑如圖甲，可讀得擺球直徑d_mm；用停表測得單擺完成n次全振動的時間如圖乙所示，則停表的示數t_s.例3【解析】由圖甲所示游標卡尺可知，主尺的示數是19 mm，游標尺的示數是70.1 mm0.7 mm，則擺球直徑d19 mm0.7 mm19.7 mm.停表大盤讀數為30 s，小盤讀數為22.0 s，總讀數為52.0 s.【答案】19.752.0【說明】實驗室里常用的計時工具是停表(機械停表和電子停表)，電子停表的準確值可以達到0.01 s.“機械停表”又稱秒表，由暫停按鈕、

7、發條柄頭、指針等組成機械停表在讀數時，要分別讀出分(小盤：轉一圈是15分鐘)和秒(大盤：轉一圈為30 s或60 s)，并將它們相加它的準確值為0.1 s.【答案】見解析例3u考法4打點計時器 廣東臺山2016聯考電磁打點計時器是一種使用_電源的計時儀器，它的工作電壓是_V，當電源頻率是50 Hz時，它每隔_s打一次點，打點時應先_，再_例4【解析】 電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，工作電壓是46 V，當電源頻率是50 Hz時，它每隔0.02 s打一次點，打點時先接通電源，再釋放紙帶【答案】交流460.02接通電源釋放紙帶例4第14章必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法5實驗原

8、理和實驗步驟 考法6 利用勻變速直線運動測定動摩擦因素 考法7 光電門的應用 考法8 利用其他方法研究勻變速直線運動實驗1 研究勻變速直線運動必備知識 全面把握u1實驗目的 (1)練習使用打點計時器，學會用打過點的紙帶研究物體的運動. (2)掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法 (3)測定勻變速直線運動的加速度 (4)能正確分析紙帶，用圖像法和逐差法處理數據必備知識 全面把握u2實驗原理 測定物體做勻變速直線運動最基本的是測出位移和時間的關系，運用勻變速直線運動的規律，對紙帶數據進行處理 如圖所示，從計數點“0”開始每隔4個點記一個計數點x1，x2，xn是相鄰兩計數點間的距離x是兩個連續相等

9、的時間內的位移之差，即x1x2x1，x2x3x2，.T是兩個相鄰計數點間的時間間隔 由運動學公式x1v0T aT2，x2v1T aT2，x3v2T aT2，得xx2x1aT2，T是恒量，當a為恒量時，x也為恒量，即做勻變速直線運動的物體的x必為恒量，它是判斷物體是否做勻變速直線運動的必要條件若物體做勻變速直線運動，其判斷條件是： (1)xx2x1x3x2xnxn1恒量； (2)x2x1 (x1為從開始運動到第一個計數點之間的距離)2121必備知識 全面把握u3實驗器材 打點計時器、紙帶、復寫紙片、低壓交流電源、小車細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、兩根導線必備知識 全面把握u4實驗步驟

10、 (1)把附有定滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路；再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面實驗裝置如圖所示 (2)把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復多次 (3)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個起始點，并把每打5個點的時間作為時間的單位，即T0.025 s0.1 s，把選好的開始點記為0，第六個點作為計數點1，依次標出記數點2、

11、3、4、5、6.兩相鄰計數點間的距離用刻度尺測出，分別記為x1，x2，x6.必備知識 全面把握u5由紙帶求物體加速度的方法 (1)逐差法：根據x4x1(x4x3)(x3x2)(x2x1)3a1T2，同理有x5x2x6x33a2T2，求出a1 ，a2 ，再算出a1，a2，的平均值，這就是我們所求的勻變速直線運動的加速度 (2)vt圖像法：由公式可得vn ，即v1 ，由公式求得物體在打點1，點2，點n時的瞬時速度(注：點1，點2，點n為計數點)，再作出vt圖像(如圖)，圖線的斜率即為該物體做勻變速直線運動的加速度必備知識 全面把握u6注意事項 (1)調整滑輪架的角度，使紙帶、細繩與木板面平行 (2

12、)實驗時，應讓小車從靠近打點計時器處開始運動 (3)應先接通電源，待計時器工作穩定后，再放開小車，當小車停止運動時， 應及時斷開電源然后取下紙帶 (4)要在鉤碼落地處放置軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼 (5)要在小車到達滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料擋塊，防止小車掉在地上或撞壞滑輪 (6)牽引小車的鉤碼個數要適當，使小車的加速度適當大些，可以減小長度的測量誤差，選紙帶上的計數點時，以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出78個計數點為宜 (7)紙帶運動時，不要讓紙帶與打點計時器的限位孔之間存在摩擦 (8)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，適當選取計數點 實驗1核心方法 重點突破u

13、考法5實驗原理和實驗步驟例1A細線必須與長木板平行B先接通電源再釋放小車C小車的質量遠大于鉤碼的質量D平衡小車與長木板間的摩擦力【注】實驗中考查最多的是求某點的瞬時速度和物體加速度以及判斷物體是否做勻變速直線運動 天津理綜20169(2)，12分某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動 實驗中，必要的措施是_ 他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數點如圖所示(每相鄰兩個計數點間還有4個點，圖中未畫出)s13.59 cm，s24.41 cm，s35.19 cm，s45.97 cm，s56.78 cm，s67.64 cm.則小車的加速度a_m/s2(要

14、求充分利用測量的數據)，打點計時器在打B點時小車的速度vB_m/s(結果均保留兩位有效數字)例例1【解析】為了減小誤差，細線必須與長木板平行，選項A正確；凡是使用打點計時器的實驗，都是先接通電源后釋放紙帶，選項B正確；本實驗無須滿足小車的質量遠大于鉤碼的質量，也無須平衡摩擦力，選項C、D錯誤根據逐差法得加速度a 0.80 m/s2，打點計時器打B點時小車的速度vB 0.40 m/s.【答案】AB0.800.40【反思】本實驗的原理是通過測量得到相等時間內物體的不同位移，從而求出加速度進行考查時，題目在時間的測量上以及數據處理的方面都比課本實驗有所變化和提高比如使用頻閃照相閃光時間間隔相等的特點

15、代替打點計時器，或者直接使用光電門測物體以不同速度經過光電門的時間來求得加速度等【答案】見解析例1 一般給出紙帶，要求根據紙帶判斷物體做什么運動，或者判斷物體是否做勻變速直線運動，解決方法一般是：首先確定相鄰兩計數點間的距離x1，x2，x3，xn，據此求出位移差x，x1x2x1，x2x3x2，x3x4x3，xnxn1xn.若x1x2x3xn，則表示物體做勻變速直線運動1 1物體運動情況判斷物體運動情況判斷一般給出紙帶及相關數據，要求計算打某些點(兩端點除外)的瞬時速度首先確定相鄰兩計數點間的距離x1，x2，x3，xn和相鄰兩計數點間的時間間隔T，根據平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解：v1 ，

16、v2 ，vn .如圖：vB .2.2.速度的計算方法速度的計算方法(1)選擇一條點跡清晰的理想紙帶適當舍棄開頭密集部分，適當選取計數點，弄清楚所選的時間間隔T. 要區別打點計時器打出的點與人為選取的計數點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數點，即每5個點取一個計數點，時間間隔為T0.025 s0.1 s.(2)測距離時不要分段測量，讀數時要注意有效數字的要求，計算a時要注意用逐差法，以減小誤差(3)計算打某計數點的瞬時速度和加速度時，注意兩點：長度單位要換算成國際單位制單位；計算結果要與題中要求的有效數字位數吻合3.3.處理實驗數據時，注意以下幾點處理實驗數據時，注意以下幾點u考法6利用勻變速直

17、線運動測定動摩擦因數 課標全國201522，6分某同學用圖甲所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖乙所示，圖中標出了五個連續點之間的距離例例2(1)物塊下滑時的加速度a_m/s2，打C點時物塊的速度vC_m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數，還必須測量的物理量是_(填正確答案標號)A物塊的質量B斜面的高度C斜面的傾角【注】在研究勻變速直線運動的實驗中，往往要求根據紙帶數據求出加速度，在此基礎上結合牛頓第二定律，測出物體間的動摩擦因數，試題難度不大【解析】(1)由逐差法可得，a 3.25 m/

18、s2；在勻變速直線運動中，由 得，vC 1.79 m/s.(2)斜面上物塊的加速度agsin gcos ，可知選項C正確【答案】(1)3.251.79(2)C 【反思】(1)處理此類實驗的關鍵有兩點：一是巧妙利用紙帶，求出物體運動的加速度；二是對物體進行受力分析，根據實際情況列出牛頓第二定律的方程，求出動摩擦因數.(2)求解動摩擦因數要注意三個問題：一是會利用逐差法計算出加速度；二是正確進行受力分析 例2u考法7光電門的使用 課標全國201722，6分某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關系使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器例3實驗步驟如下：

19、如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下擋光片前端相對于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；當滑塊上的擋光片經過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t；用s表示擋光片沿運動方向的長度如圖(b)所示，v表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內的平均速度大小，求出v；【注】光電門利用物體經過光電門時遮光片擋光，記錄下通過的時間由于遮光片很窄，可以用遮光片寬度除以時間作為物體通過時的瞬時速度由此可以來求解一些有關速度和加速度的問題. 例3將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復步驟、；多次重復步驟；利用實驗中得到的

20、數據作出vt圖，如圖(c)所示完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小，則v與vA、a和t的關系式為v_(2)由圖(c)可求得，vA_cm/s，a_cm/s2.(結果保留3位有效數字)【解析】(1)t時間內的平均速度等于其中間時刻的瞬時速度，所以vvAa .(2)圖(c)的縱截距等于vA，由圖可知vA52.1 cm/s，圖(c)中直線的斜率k ，k 8.125 cm/s2，所以a16.3 cm/s2.【答案】(1)vAa (2)52.116.3例3 例4大綱全國201422，6分現用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動在一小物塊沿斜面向下

21、運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示拍攝時頻閃頻率是10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s.數據如下表所示重力加速度大小g取9.80 m/s2.單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根據表中數據，完成下列填空：(1)物塊的加速度a_m/s2(保留三位有效數字)(2)因為_，可知斜面是粗糙的【解析】 (1)根據逐差法可求得物塊的加速度為a 4.30 m/s2.(2)若斜面是光滑的，小物塊下滑的加速度為a 5.88 m/s2，由于物塊的加速度

22、a小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度a，所以斜面是粗糙的 【答案】(1)4.30(2)物塊加速度小于5.88 m/s2(或：物塊加速度 小于物塊沿光滑斜面下滑時的加速度）例4課標全國201722，5分某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖(a)所示實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續的6個水滴的位置(已知滴水計時器每30 s內共滴下46個小水滴)例5(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是_(填“從右向左”或“從左向右”)運動的(2)該小組同學根據圖(b)的

23、數據判斷出小車做勻變速運動小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為_m/s，加速度大小為_m/s2.(結果均保留2位有效數字)【解析】 (1)小車受到摩擦力作用做減速運動，水滴間距離逐漸減小，故小車從右向左運動 (2)滴水的時間間隔T s s，小車運動到A點時的速度v m/s0.19 m/s，小車的加速度a m/s20.037 m/s2. 【答案】 (1)從右向左(2)0.19 0.037【反思】 利用頻閃法或其他代替打點計時器的計時方法，數據處理與紙帶是類似的，都是具有相同的時間間隔；計算瞬時速度的方法：某一過程中間時刻的瞬時速度等于該過程的平均速度，即vn .求加速度的方法：原理為xaT

24、2，如果有多段數據，且x2x1，x3x2，x4x3，不相等，一般采用逐差法，如a .例例5Txxnn212123422)()(Txxxx第14章實驗2 探究彈力與彈簧伸長的關系必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法9實驗步驟和數據處理 考法10 圖像法分析實驗數據 考法11 楊氏模量的考查必備知識 全面把握u1實驗目的 (1)探究彈力與彈簧形變量的關系 (2)學會利用圖像法研究兩個物理量之間的關系u2實驗原理實驗原理 彈簧因受到拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和受到的拉力大小相等，彈簧的伸長量越大，彈力也就越大可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，用刻度尺測量彈簧的伸長量u3實驗器材實驗器材

25、 彈簧、鐵架臺、鐵夾、刻度尺、鉤碼必備知識 全面把握u5.數據處理數據處理 本實驗進行數據處理時，可以采取寫出曲線所代表的函數表達式的方式，也可以采取畫F(彈力)x(伸長量)圖像的方式，兩種方式均可充分說明彈簧的彈力與彈簧伸長量之間的關系u6實驗結論實驗結論 彈簧發生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度成正比，即Fkx.比例系數k叫作彈簧的勁度系數必備知識 全面把握u7注意事項注意事項 (1)胡克定律的適用范圍是彈簧在彈性限度內，所以在彈簧下懸掛鉤碼的重力不要太大，以防超過彈簧的彈性限度 (2)每次所掛鉤碼的質量差稍大一些，從而使坐標系上描的點間距稍大些，這樣作出的圖線更精確 (3

26、)測彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態時測量，以免增大誤差 (4)胡克定律中的x是指彈簧的形變量，不是指彈簧的總長，測量時應特別注意u8誤差分析誤差分析 本實驗誤差的主要來源于讀數誤差和作圖誤差，讀數時眼睛一定要平視，要按照規定正確讀數和記錄實驗2核心方法 重點突破u考法9實驗步驟和數據處理 【注】本實驗中測量彈簧原長時必須豎直懸掛靜止后再測量長度，否則彈簧自身的重力會使彈簧伸長，從而影響測量彈簧受力后對應的伸長量 福建理綜201519(1)，6分某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗 圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤

27、碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量l為_cm. 例例1例例1本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，下列選項中規范的做法是_(填選項前的字母)A逐一增掛鉤碼，記下每增加一個鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼的總重B隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現象的主要原因是_【解析】由圖乙可知，彈簧長度為14.66 cm，因此彈簧伸長量為l14.66 cm7.73 cm6.93 cm.規范的做法是逐一增掛鉤碼，記錄每增加一個鉤碼標尺的刻度值和對應的鉤碼質量

28、，按這樣的規律增加鉤碼容易探究彈力與伸長量的關系，而且不會一開始就超過彈簧的彈性限度，才能繼續后面的實驗，如果隨意增加鉤碼，可能會造成一開始就超過彈簧的彈性限度，使后面實驗無法進行超過彈簧的彈性限度時，彈簧彈力與伸長量不再成正比關系，會造成圖線偏離直線OA的現象 【答案】6.93(6.926.94)A超過彈簧的彈性限度例1在“探究彈力與彈簧伸長的關系”中，首先要找到該實驗的基本實驗原理，然后圍繞這個原理出發，結合實驗步驟，利用胡克定律Fkx求解應注意以下幾個問題：(1)每次增減鉤碼測量有關長度時，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止狀態，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等(2)在彈簧下端增

29、加鉤碼時，注意不要超過彈簧的彈性限度(3)測量有關長度時，應區別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關系(4)記錄數據時要注意彈力與彈簧伸長量的對應關系及單位(5)測彈力和長度時，注意按讀數原則讀，注意有效數字的位數如：毫米刻度尺要讀到0.1 mm.u考法10圖像法分析實驗數據 課標全國201423，9分某實驗小組探究彈簧的勁度系數k與其長度(圈數)的關系實驗裝置甲如圖甲所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0

30、刻度設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0; 掛有質量為0.100 kg的砝碼時，各指針的位置記為x.測量結果及部分計算結果如下表所示(n為彈簧的圈數，取重力加速度為9.80 m/s2)已知實驗所用彈簧總圈數為60，整個彈簧的自由長度為11.88 cm.例2P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m /N)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)將表中數據補充完

31、整：_，_(2)以n為橫坐標，1/k為縱坐標，在圖乙給出的坐標紙上畫出1/kn圖像(3)圖乙中畫出的直線可以近似認為通過原點若從實驗中所用的彈簧截取圈數為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數k與其圈數n的關系表達式為k_ N/m；該彈簧的勁度系數k與其自由長度l0(單位為m)的關系表達式為k_ N/m. (3)由圖線可得其斜率為 故直線滿足 ，即k N/m (在 之間均可)由于60匝彈簧總長度為11.88 cm，則n匝彈簧的長度l0滿足代入 N/m，得 N/m(在 之間均可)【答案】(1)81.7 0.012 2(2)如圖所示 (3) N/m(在 之間均可) N/m(在 之間均可)【解析】(1) N

32、/m81.7 N/m，故 m/N0.012 2 m/N. (2)1/kn圖像如圖所示例2【點撥】 例2(1)根據測量數據，畫出彈力與彈簧伸長量的關系圖線，或彈力與彈簧長度的關系圖線，圖線的斜率表示彈簧的勁度系數彈力與彈簧長度的關系圖線在橫軸上的截距為彈簧的原長(2)根據鉤碼質量與彈簧伸長量的關系圖線，或鉤碼質量與彈簧長度的關系圖線，得出彈簧的勁度系數和彈簧原長(3)利用圖像處理實驗數據要做到三個明確：一是明確圖像斜率的求法；二是明確各物理量的單位要統一；三是明確所畫的點不一定正好都落在同一條直線上，但要使點均勻分布在直線兩側u考法11楊氏模量的考查 江西師大附中2017模擬 橡皮筋也像彈簧一樣

33、，在彈性限度內，伸長量x與彈力F成正比，即Fkx，k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關，理論與實踐都表明kY，其中Y是一個由材料決定的常數，材料力學上稱之為楊氏模量(1)在國際單位制中，楊氏模量Y的單位應該是 ANBmCN/mDPa例3(2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應用如圖所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值首先利用刻度尺測得橡皮筋的長度L20.00 cm，利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D4.000 mm，那么測量工具a應該是_(3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的圖像，由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數k_ N/m.(4)這種橡皮筋的Y值等于_(Y的數值保留

34、一位有效數字)【解析】 例3(1)根據表達式 得， ，已知k的單位是N/m，L的單位m，S的單位是m2，所以Y的單位是N/m2，也就是Pa，D正確(2)由讀數精確到0.001 mm，可知測量橡皮筋未受到拉力時的直徑用的是螺旋測微器(3)根據Fkx可知，圖像的斜率大小等于勁度系數大小，由圖像求出勁度系數大小為k N/m312.5 N/m.(4)根據 可得 Pa5106 Pa.【答案】 (1)D(2)螺旋測微器(3)312.5(4)5106 Pa第14章實驗3 驗證力的平行四邊形定則必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法12對作圖，實驗結論及實驗設計的考查 考法13 變換實驗器材，步驟，數據的

35、處理方法必備知識 全面把握u1實驗目的 驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則u2實驗原理如圖所示，將橡皮條一端固定，用互成角度的兩個力F1、F2拉橡皮條，記下結點位置O，結點受三個共點力作用而處于平衡狀態，則F1、F2的合力必與橡皮條的拉力平衡；改用一個拉力F，使結點仍到O點，則F必與F1、F2的合力等效，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F，比較F與F的大小和方向，以驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則必備知識 全面把握u3實驗器材 方木板、白紙、彈簧測力計兩只、三角板、刻度尺、圖釘若干、 細芯鉛筆、橡皮條、細繩套兩個u4實驗步驟 (1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上

36、(2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套必備知識 全面把握(3)用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，將結點拉到某一位置O.如圖所示，記錄兩只彈簧測力計的讀數，用鉛筆描下O點的位置及此時兩個細繩套的方向(4)用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的讀數F1、F2的力的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示(5)只用一只彈簧測力計鉤住細繩套，把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數F和細繩套的方向，用刻度尺從O點按選定的標度沿記錄的方向作出這只

37、彈簧測力計的拉力F的圖示(6)比較一下，力F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向(7)改變兩個力F1、F2的大小和夾角，重復實驗兩次必備知識 全面把握u5注意事項 (1)同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是將兩只彈簧測力計鉤好后對拉，若兩只彈簧測力計在對拉的過程中，讀數相同，則可選，若不同，應另換直至相同為止，使用時彈簧測力計要與木板面平行 (2)在同一實驗中，結點O的位置一定要相同 (3)在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應使拉力盡量大一些，以減小誤差 (4)用兩只彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，角度不宜太大也不宜太小，以60100為宜 (5

38、)畫力的圖示時，應選定適當的標度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力 (6)由作圖法得到的F和實際測得的F不可能完全相同，但在誤差允許的范圍內F和F相同即可認為是定則得到驗證實驗3核心方法重點突破u考法12對作圖、實驗結論及實驗設計的考查 驗證力的平行四邊形定則是高中物理中最重要的力學實驗，它涉及彈簧測力計的使用和物理學上分析問題常用的作圖法，本實驗主要考查讀出彈簧測力計的示數，根據平行四邊形定則作出合力，比較合力F與用一個彈簧測力計時力F大小、方向的關系，實驗注意事項，實驗操作規范等。例1山東理綜201521，10分某同學通過下述實驗驗證力的平

39、行四邊形定則實驗步驟：將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向 甲乙如圖甲所示，將環形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上，另一端用圓珠筆尖豎直向下拉，直到彈簧秤示數為某一設定值時，將橡皮筋兩端的位置標記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數F，測量并記錄O1、O2間的距離(即橡皮筋的長度l)每次將彈簧秤示數改變0.50 N，測出所對應的l，部分數據如下表所示：例例1F/N00.501.001.502.002.50l/cml010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N時橡皮筋兩端的位置，重新標記為O、O，橡皮筋的拉力記為FOO.在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤

40、上，如圖乙所示用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達到O點，將兩筆尖的位置標記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB.完成下列作圖和填空：(1)利用表中數據在圖丙給出的坐標紙上畫出Fl圖線，根據圖線求得l0_cm.(2)測得OA6.00 cm，OB7.60 cm，則FOA的大小為_N.(3)根據給出的標度，在圖丁上作出FOA和FOB的合力F的圖示(4)通過比較F與_的大小和方向，即可得出實驗結論丙丁【解析】 例例1(1)作出Fl圖像，根據表格數據可知，力F為零時，橡皮筋長度即為l0，由圖戊可得l0為10.0 cm.(2)由圖戊可求得圖像斜率即橡皮筋的勁

41、度系數k50.0 N/m，根據OA、OB長度可求橡皮筋中的彈力Fkl50.0(6.007.6010.0)102 N1.80 N，即FOAF1.80 N.(3)如圖己所示(4)在兩個力和一個力作用效果相同的情況下，由平行四邊形求得的力F和一個力FOO作用時比較，即可驗證平行四邊形定則【答案】(1)如圖戊所示10.0(9.8、9.9、10.1均正確)(2)1.80(1.701.90均正確)(3)如圖己所示(4)FOOu考法13變換實驗器材、步驟、數據的處理方式 在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，試題往往避開課本中固定的實驗模式，另辟蹊徑，通過變換實驗裝置，變換操作方法，達到驗證實驗的目的，靈活考查

42、學生利用課本知識解決實際問題的能力 例例2課標全國201722，6分某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上，如圖(a)所示將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長(1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出測力計的示數如圖(b)所示，F的大小為_N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數

43、讀出兩個拉力的大小分別為F14.2 N和F25.6 N.(i)用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O為作用點，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；(ii)F合的大小為_N，F合與拉力F的夾角的正切值為_若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則【解析】 例例2(1)由題圖可知，F的大小為4.0 N；(2)(i)根據題意畫出F1、F2的圖示，如圖所示，F1用長為21 mm的線段表示，F2用長為28 mm的線段表示； (ii)根據圖示，測得合力F合的長度為20 mm，則F合的大小為4.0 N，利用作圖法可

44、得，F合與F夾角的正切值為0.05.【答案】(1)4.0(2)(i)圖見解析(ii)4.00.05第14章實驗4 驗證牛頓定律必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法14實驗步驟及數據處理 考法15 實驗誤差分析 考法16 結合運動學公式，牛頓第二定律測定動摩擦因數 必備知識 全面把握u1實驗目的 (1)用控制變量法探究加速度與力、質量的關系 (2)用圖像處理數據u2實驗方法 由于本實驗要探究a、F和m三者的定量關系，因而需要采用控制變量的方法分三步進行：一是保持物體的質量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，研究加速度與力的關系；二是保持所受的力不變，測量不同質量的物體在同樣的力的作用

45、下的加速度，研究加速度與質量的關系；最后再將這兩者綜合起來u3實驗器材 打點計時器、紙帶及復寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤和砝碼、細繩、低壓交流電源、兩根導線、天平(帶有一套砝碼)、刻度尺、小桶、細砂u4實驗步驟 (1)用天平測出小車和小桶的質量M和M，把數值記錄下來 (2)按圖所示把實驗器材安裝好，但是不要把懸掛小桶的細繩系在小車上，即不給小車加牽引力u4實驗步驟 (3)在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復移動薄木板的位置，直至小車在長木板上運動時能保持勻速直線運動狀態，這時小車拖著紙帶運動受到的摩擦力恰好與小車所受的重力在長木板方向上的分力大小相等 (4)把細繩系在

46、小車上并繞過定滑輪懸掛小桶，先接通電源再放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，打完點后切斷電源，取下紙帶，在打點紙帶上標上紙帶號碼 (5)保持小車的質量不變，在小桶內分別放入質量為m，m，m，的細砂重復步驟(4)，把m，m，m，的數值均記錄在紙帶上(或表格內) (6)在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，按逐差法算出每條紙帶對應的加速度 (7)用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力F，作用力的大小F等于小桶和細砂的總重力，根據實驗結果在坐標平面上畫出相應的點若這些點在一條過原點的直線上，便證明了加速度與作用力成正比，即 或aF. (8)保持細砂和小桶的質量不變，在小車上依次加砝碼 (也需

47、做好記錄)，重復上述步驟(4)和(6)用縱坐標表示加速度，橫坐標表示小車及砝碼總質量的倒數，在坐標平面上根據實驗結果畫出相應的點如果這些點在一條直線上，就證明加速度與質量成反比，即 或a.u5數據處理 (1)探究加速度與力的關系以a為縱坐標、F為橫坐標，根據各組數據在坐標系中描點如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比，如圖甲所示 (2)探究加速度與質量的關系 “a與m成反比”實際上就是“a與 成正比”如果以a為縱坐標， 為橫坐標建立坐標系，如圖乙所示，根據 圖像是不是過原點的直線，就能判斷a是不是與質量m成反比u6實驗結論 在質量一定的條件下，物體的加速度與力成正比；在力一定的情況下

48、，物體的加速度與質量成反比u7注意事項 (1)在保持小車質量不變的條件下，改變小車所受的拉力，可通過改變小桶內細砂的質量來實現；在保持小車所受拉力不變的條件下，改變小車的質量，可通過改變小車內砝碼的質量來實現 (2)實驗中始終要求砂和桶的總質量遠小于小車和砝碼的總質量，前者的總質量最好不要超過后者的.只有這樣，砂和桶的總重力才能視為小車受到的拉力 (3)本實驗中，小車所受的作用力是指小車所受的合外力如果不采用一定的辦法平衡小車及紙帶所受的摩擦力，小車所受的合外力就不僅是細繩的拉力，而應是細繩的拉力和小車及紙帶所受摩擦力的合力因此，在探究加速度與外力的關系時，若不計摩擦力，實驗誤差會較大；若計摩

49、擦力，摩擦力大小的測量又很困難所以，實驗前必須平衡摩擦力 (4)平衡摩擦力時不要掛小桶，但應連著紙帶且接通電源用手給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔基本上均勻，就表明小車受到的阻力跟它的重力沿長木板方向的分力平衡 (5)在每次打過點的紙帶上要注明小車質量和拉力數值，以免在分析數據時造成錯誤實驗4核心方法重點突破u考法14實驗步驟及數據處理課標全國201623，10分某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪，輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼本實驗中可用的鉤碼共有N5個，每個

50、質量均為0.010 kg.實驗步驟如下： (1)將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑(2)將n(依次取n1，2，3，4，5)個鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個鉤碼仍留在小車內；用手按住小車并使輕繩與木板平行釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制st圖像，經數據處理后可得到相應的加速度a.(3)對應于不同的n的a值見下表n2時的st圖像如圖(b)所示；由圖(b)求出此時小車的加速度(保留兩位有效數字)，將結果填入下表. n12345a/(ms2)0.20_0.580.781.00(4)利用表中的數據在圖(c)

51、中補齊數據點，并作出an圖像從圖像可以看出：當物體質量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比(5)利用an圖像求得小車(空載)的質量為_kg(保留兩位有效數字，重力加速度取g9.8 ms2)(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是_(填入正確選項前的標號)Aan圖線不再是直線Ban圖線仍是直線，但該直線不過原點Can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【解析】 例例1(3)因為小車做初速度為零的勻加速直線運動，故在圖(b)中任選一組數據代入公式s at2可得，a0.40 m/s2.(4)將n2，3，5時的點描到圖(c)中，再連線(5)根據牛頓第二定律可得nmg(5n)mMa

52、，代入m0.010 kg，n1，2，3，4，5，以及相應的加速度，可得M0.45 kg.(6)如果不平衡摩擦力，則滿足nmgf(5n)mMa的形式，所以圖線不過原點，但仍為直線；且由于木板保持水平，隨著n增大，小車和鉤碼的總質量減小，導致該直線的斜率變大，選項B、C正確【答案】(3)0.40(0.370.49)(4)如圖所示(5)0.45 (6)BC u考法15實驗誤差分析課標全國201422，6分某同學利用圖甲所示實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖，如圖乙所示實驗中小車(含發射器)的質量為200 g，實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位

53、移傳感器及與之相連的計算機得到回答下列問題：(1)根據該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質量成_(填“線性”或“非線性”)關系(2)由圖乙可知，am圖線不經過原點，可能的原因是_ (3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是_，鉤碼的質量應滿足的條件是_【解析】 例2(1)在本實驗中，小車的加速度 ，在研究加速度與外力關系時，保持小車(含發射器)的質量M不變，若橫軸為鉤碼質量m，則當滿足Mm時，m可以忽略不計， ，am圖像是過原點的直線；當不滿足Mm時，斜率將變小，圖像便發生彎

54、曲(2)圖線沒有過原點，即當掛上鉤碼后繩子有拉力時，小車的加速度還為零，說明存在摩擦力(3)實驗中應采取的改進措施有兩個：一個是為了使圖線過原點，調整軌道的傾斜度以平衡摩擦力；另一個就是小車實際的加速度為 ，只有當Mm時， ，才有amg，圖線為直線，所以要滿足鉤碼的質量遠小于小車(含發射器)的質量【答案】(1)非線性(2)存在摩擦力 (3)調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力 遠小于小車(含發射器)的質量 u 考法16結合運動學公式、牛頓第二定律測定動摩擦因數課標全國201322，7分圖甲為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數的實驗裝置示意圖實驗步驟如下：用天平測量物塊和遮光片的總質量M、重物的質量m；用

55、游標卡尺測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離s；調整輕滑輪，使細線水平；讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，用數字毫秒計分別測出遮光片經過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB，求出加速度a；多次重復步驟，求a的平均值a；根據上述實驗數據求出動摩擦因數. 例3回答下列問題：(1)測量d時，某次游標卡尺(主尺的分度值為1 mm)的示數如圖乙所示，其讀數為_cm.(2)物塊的加速度a可用d、s、tA和tB表示為a_.(3)動摩擦因數可用M、m、a和重力加速度g表示為_.(4)如果細線沒有調整到水平，由此引起的誤差屬于_(填“偶然誤差”或“系統誤差”)【解析】 例3(1)由圖可知，游標卡尺

56、的讀數為0.9 cm120.05 mm0.960 cm.(2)由于 由運動學公式得vB2vA22as，聯立解得 .(3)由牛頓第二定律得mgFTma，FTMgMa，聯立解得3(4)系統誤差是由于儀器本身不精確，或實驗方法粗略，或實驗原理不完善而產生的偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產生的細線沒有調整到水平引起的誤差屬于系統誤差【答案】(1)0.960(2) (3)3(4)系統誤差第14章實驗5 探究動能定理必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法17 實驗步驟和注意事項 考法18 實驗數據和實驗誤差分析 考法19 動能定理的其他應用 必備知識 全面把握u1實驗目

57、的 通過實驗，探究力對物體做的功與物體動能變化的關系u2實驗原理 探究功與物體動能變化的關系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同功時物體的速度，為簡化實驗，可將物體初速度設置為零如圖所示，通過增加橡皮筋的條數使橡皮筋對小車做的功成倍增加，再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度v.u3實驗器材 木板、小車、橡皮筋、打點計時器、電源、紙帶等u4實驗步驟(1)按圖將實驗儀器安裝好，同時平衡摩擦力(2)先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋對小車做的功為W1，將這一組數據記入表格(3)用兩條橡皮筋做實驗，使橡皮筋被拉伸的長度與第一次相同，這樣

58、橡皮筋對小車做的功為W2，測出小車獲得的速度v2，將數據記入表格(4)用三條、四條橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出速度和功，將數據記入表格(5)分析數據，得出結論u5數據處理u6實驗結論先對測量數據進行估計或者作Wv草圖，大致判斷兩個量可能是什么關系如果認為很可能是Wv2，就對每一個速度值算出它的二次方值，然后以W為縱坐標、v2為橫坐標作圖(不是以v為橫坐標)如果這樣作出的圖像是一條直線，則二者的關系就滿足Wv2 從圖像可知功與物體速度變化的關系為Wv2.u7注意事項 (1)實驗中的小車不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力對小車做負功，我們研究的是橡皮筋做的功與小車速度的關系，應設法消除摩擦力的

59、影響，可采用將木板一端墊高的方法來實現將木板一端墊高，使小車重力沿木板方向的分力與摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影響 (2)我們用兩條、三條橡皮筋進行第2次、第3次實驗，每次實驗時橡皮筋伸長的長度都應保持一致 (3)橡皮筋應選規格一樣的力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數值 (4)處理實驗數據時，以橡皮筋對小車做的功W為縱坐標，小車獲得的速度的二次方為橫坐標，以第一次實驗時的功W為單位，作出Wv2圖像，分析該圖像，可以得知橡皮筋對小車做的功W與小車獲得的速度v的二次方的定量關系. (5)打點計時器打出的紙帶上相鄰各點的間距并不均勻，應選間距均勻的那一段紙帶來計算小車的速

60、度，因為這一段是橡皮筋對小車做功完畢時的情形實驗5核心方法重點突破u考法17實驗步驟和注意事項四川眉山2016一診某興趣小組利用如圖所示的裝置來探究合外力做的功與物體動能變化的關系他們通過改變光電門的位置和懸掛物的質量進行多次實驗，采集多組數據已知將此裝置平衡摩擦力后，小車總是由同一位置由靜止釋放，小車上方固定一寬度為d的擋光板(1)下列關于操作中的說法，正確的是_ A調整軌道的傾角至合適位置的標志是：懸掛物帶動小車在軌道上勻速運動 B實驗時，使懸掛物的質量遠小于小車的質量，就可以近似認為懸掛物的重力等于小車所受拉力 C實驗時，務必先接通光電門，待其正常工作后，再釋放小車 D多次實驗時，一定要