专题六 物理实验
第一讲力学实验及创新
高考真题
1.（2020高考全国理综II）
一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_______m/s2（保留3位有效数字）。
从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=_______m/s2（保留3位有效数字）。
可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：______________________。
【答案】1.84 1.96 滑轮的轴不光滑（或滑轮有质量）
【解析】由h0-h=
12
aT，解得a=1.94m/s2。 2由牛顿第二定律，（0.150-0.100）×9.8N=（0.150+0.100）a’，解得a’=1.96m/s2。 产生系统误差的原因是：受到空气阻力，滑轮摩擦阻力等。
2.（2020高考全国理综I）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。
实验步骤如下：
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平；
（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2； （3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块； （4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；
（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=________，滑块动量改变量的大小Δp=________；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）
（6）某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.50?10-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.900
?10-2 s，Δt2=1.270?10-2 s，t12=1.50 s，取g=9.80 m/s2。计算可得I=________N·s，Δp=____
kg·m·s-1；（结果均保留3位有效数字）
（7）定义?=I?Δp?100%，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。 I【答案】（1）大约相等 （5）m1gt12. m2d（1/△t2-1/△t1）. （6）0.221 0.212 （7）4
【解析】
（1）当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，说明滑块上的遮光片经过两个光电门时的速度相等，滑块做匀速直线运动，可以认为气垫导轨水平。
（5）将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，则拉力为F=m1g，拉力冲量大小为I=Ft12= m1gt12.滑块经过光电门A时速度vA =d/△t1，经过光电门B时速度vB =d/△t2，滑块动量改变量大小△p=m2vB- m2vA =m2d（1/△t2-1/△t1）.
（6）拉力冲量大小I= m1gt12 =1.50×10-2×9.80×1.50N·s=0.221 N·s。滑块动量改变量大小Δp =m2d（1/△t2-1/△t1）=0.400×1.000×（1/（1.270?10-2）-1/（3.900?10-2））=0.212 kg·m·s-1； （7）本次实验?=I?Δp?100%=4%。 I3.（2020·天津卷）某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。
△为了正确完成实验，以下做法必要的是________。 A△实验时应保持桌面水平 B△每次应使钢球从静止开始释放 C△使斜面的底边ab与桌边重合 D△选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
2021届新高考物理二轮复习专题突破14 力学实验及创新(解析版)
