专题17 力学实验 (解析版)

2025-05-06 0 0 4.91MB 65 页 10玖币

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专题 17 力学实验

一、实验题

1．（2023·全国·统考高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材

有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线

和图钉若干。完成下列实验步骤：

①用图钉将白纸固定在水平木板上。

②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环

上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力

拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并__

_________。（多选，填正确答案标号）

A．用刻度尺量出橡皮条的长度

B．用刻度尺量出两细线的长度

C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到_________，由测力计的示数得到

拉力的大小，沿细线标记此时的方向。

④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成

图，得出合力的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力的图示。

⑤比较和的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

【答案】 CD/DC 相同位置大小和方向

【详解】②[1]将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也

系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大

小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的

大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线

的方向。

故选 CD。

[2]③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到

拉力的大小，沿细线标记此时的方向；

[3]⑤比较和的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

2．（2023·全国·统考高考真题）某同学利用如图（a）所示的实验装置探究物体做直线

运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩

码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相

关数据如图（b）所示。

（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为 0.1s．以打出 A点时小车位

置为初始位置，将打出 B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对

应位移和平均速度分别为和，表中 ________cm，________ 。

位移区

间

AB AC AD AE AF

6.60 14.60 34.90 47.30

66.0 73.0 87.3 94.6

（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答

题卡上的图中补全实验点_____。

（3）从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程

表示，其中 ________ ，________cm/s。（结果均保留 3位有效

数字）

（4）根据（3）中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出 A点时小车

速度大小 ________，小车的加速度大小 ________。（结果用字母 k、b表示）

【答案】 24.00 80.0 70.0 59.0

b 2k

【详解】（1）[1]根据纸带的数据可得

[2]平均速度为

（2）[3]根据第（1）小题结果补充表格和补全实验点图像得

（3）[4][5]从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，图像为

此直线用方程表示，由图像可知其中

，

（4）[6][7]小球做匀变速直线运动，由位移公式，整理得

即

故根据图像斜率和截距可得

，

3．（2023·天津·统考高考真题）验证机械能守恒的实验

如图放置实验器材，接通电源，释放托盘与砝码，并测得：

作者的备注：此处绘图粗糙，连接遮光片小车与托盘砝码的绳子应与桌面平行；原卷

中已说明，遮光片与小车位于气垫导轨上（视为无摩擦力），这里没有画出。

a．遮光片长度 d

b．遮光片小车到光电门长度 l

c．遮光片小车通过光电门时间t

d．托盘与砝码质量 m1，小车与遮光片质量 m2

（1）小车通过光电门时的速度为_________；

（2）从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为_________，动

能增加量为_________；

（3）改变l，做多组实验，做出如图以 l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械

能守恒成立，则图像斜率为_________。

【答案】 m1gl

【详解】（1）[1]小车通过光电门时的速度为

（2）[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为

Ep = m1gl

[3]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为

（3）[4]改变l，做多组实验，做出如图以 l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机

械能守恒成立有

整理有

则图像斜率为。

4．（2023·辽宁·统考高考真题）某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设

计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，

其中 OA 为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。

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摘要：

专题17力学实验一、实验题1．（2023·全国·统考高考真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：①用图钉将白纸固定在水平木板上。②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，并___________。（多选，填正确答案标号）A．用刻度尺量出橡皮条的长度B．用刻度尺量出两细线的长度C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置...

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