1、2012-2017年新課標全國卷專題分類匯總專題7：力學實驗1. (2017新課標)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)(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。(

2、結果均保留2位有效數字)2. (2017新課標)(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。實驗步驟如下：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，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；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復步驟、；多

3、次重復步驟；利用實驗中得到的數據作出t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，則與vA、a和t的關系式為= 。(2)由圖(c)可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。(結果保留3位有效數字)3. (2017新課標卷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

4、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，由測力計的示數讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 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F1F2的圖示，然后按平形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。1(201

5、6年新課標全國卷I)某同學用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。該同學在實驗中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實驗數據和其它題給條件進行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為_，打出C點時重物下落的速度大小為_，重物下落的加速度大小為_。(2)已測得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；當地重力加速度大小為9.80m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1

6、%，由此推算出f為_Hz。2(2016年新課標全國卷II)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究，實驗裝置如圖(a)所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點計時器并與物塊連接向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。(1)實驗中涉及下列操作步驟：把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點計時器電源向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是_(填入代表步驟的序號)。(2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果。打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給

7、的數據，可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為_ m/s。比較兩紙帶可知，_(填“M”或“L”)紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。3(2016年新課標全國卷III)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N=5個，每個質量均為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n=1，2，3，4，5)個

8、鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n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s-t圖象，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。N=2時的s-t圖象如圖(b)所示；由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數字)，將結果填入下表。n12345a/(m·s-2)0.200.580.781.00(4)利用表中的數據在圖(c)中補齊數據點，并作出a-n圖象。從圖象可以看出：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a-n圖象求得小車(空載)的質量為_ kg(保留2位有

9、效數字，重力加速度g取9.8 m/s2)。(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)。Aa-n圖線不再是直線Ba-n圖線仍是直線，但該直線不過原點Ca-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大4(2015年新課標全國卷I)某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20m)。完成下列填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖(a)所示，托盤秤的示數為1.00kg；(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數如圖(b)所示，該示數為 kg；(3

10、)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經過最低點后滑向另一側。此過程中托盤秤的最大示數為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根據以上數據，可求出小車經過凹形橋最低點時對橋的壓力為 N；小車通過最低點時的速度大小為 m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2，計算結果保留2位有效數字)5(2015年新課標全國卷II)某學生用圖(a)所示的實驗裝置測量物塊與斜面的動摩擦因數。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標出了5個連續點之間的距離。(1)物塊下滑

11、是的加速度a=_m/s2打點C點時物塊的速度v=_m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數，還需測量的物理量是_(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6(2014年新課標全國卷I)某同學利用圖(a)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(b)所示。實驗中小車(含發射器)的質量為200g，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_(選填“線性”或“非線性”)關系。(2)由圖(b)可知，a-m圖線不經過原點，可能的原

12、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_。7(2014年新課標全國卷II)某實驗小組探究彈簧的勁度系數k與其長度(圈數)的關系。實驗裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0P1P2P3P4P5P6分別固定在彈簧上距懸點0102030405060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0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x。測量結果及部分計

13、算結果如下表所示(n為彈簧的圈數，取重力加速度為9.80m/s2)。已知實驗所用彈簧總圈數為60，整個彈簧的自由長度為11.88cm。P1P2P3P4P5P6x0/cm2.044.066.068.0510.0312.01x/cm2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.81/k(m/N)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)將表中數據補充完整:_，_。(2)以n為橫坐標，1k為縱坐標，在圖乙給出的坐標紙上畫出1k-n圖象。(3)圖(b)中畫出的直線可近似認為通過原點。若從

14、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的關系的表達式為k=_N/m；該彈簧的勁度系數k與其自由長度l0(單位為m)的關系的表達式為k=_N/m。8(2013年新課標全國卷I)圖(a)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；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。回答下列問

15、題：(1)測量d時，某次游標卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數如圖(b)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_。(3)動摩擦因數可用M、m、a和重力加速度g表示為_。(4)如果細線沒有凋整到水平，由此引起的誤差屬于_(填“偶然誤差”或“系統誤差”)。9(2013年新課標全國卷II)某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質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

16、彈性勢能。回答下列問題：(1)本實驗中可認為，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_A小球的質量mB小球拋出點到落地點的水平距離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)中的直線是實驗測量得到的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_(選填“增大”“減小”或“不變”)；如果m不變，h增加，s-x圖線的斜率會_(選填“增大”“減小”或“不變”)。由圖(b)中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與x的_次方成正比。10(2012年新課標全國卷)某同學利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數如圖(a)所示，測量金屬板厚度時的示數如圖(b)所示。圖(a)所示讀數為_mm，圖(b)所示讀數為_mm，所測金屬板的厚度為_mm。答案：1(1)s1+s2f2、s2+s3f2、s3-s1f22，(2)40；2(1)，(2)1.29M；