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[答案] (1)f(s1＋s2) f(s2＋s3) f2(s3－s1) (2)40
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2．(2016·全国卷Ⅲ·T23)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：
(a)
(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n＝1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a。
(3)对应于不同的n的a值见下表。n＝2时的s-t图象如图(b)所示；由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表。
n 1 2 3 4 5 a/(m·s－2) 0.20 0.58 0.78 1.00 (4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出a-n图象。从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
(b)
(c)
(5)利用a-n图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8 m·s－2)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)
A．a-n图线不再是直线
B．a-n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变大
1
[解析] (3)根据题图(b)可知，当t＝2.00 s时，位移s＝0.78 m，由s＝at2，
2
2s
得加速度a＝2＝0.39 m/s2。
t
(4)描点及图象如图所示。
(5)由(4)图象求得斜率k＝0.20。由牛顿第二定律得nm0g＝(m＋Nm0)a，整理得a＝
m0gm0g
n，即k＝，代入数据得m＝0.44 kg。
m＋Nm0m＋Nm0
(6)若保持木板水平，则所挂钩码总重力与小车所受摩擦力的合力提供加速度，即nm0g－μ[m＋(N－n)m0]g＝(m＋Nm0)a，整理得a＝?1＋μ?m0g
n－μg，可见a-n
m＋Nm0
图线仍是直线，但不过原点，且斜率变大，选项B、C正确。
[答案] (3)0.39 (4)见解析 (5)0.44 (6)BC
1．力学创新实验题的三个特点
(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学知识设计实验。 (2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法等融入实验的综合分析之中。
(3)在试题表现形式上，由单一、基本的形式向综合、开放的形式发展；在试题内容的变化上，主要有实验目的和实验原理的迁移，实验条件和实验方法的改变，实验器材和实验数据处理的变换，演变计算题为实验问题等。
2．创新实验题的解法
(1)根据题目情境，提取相应的力学实验模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案。
(2)进行实验，记录数据。应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析。
考向1 实验目的的创新
1．(易错题)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B，来测定弹簧的弹性势能，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB； b．调整气垫导轨，使导轨处于水平状态；
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡锁锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；
e．按下电钮放开卡锁，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是__________。
(2)利用上述测量的实验数据，测出被压缩弹簧的弹性势能的表达式是__________，该实验产生误差的可能原因是__________。(写出一条即可)
[解析] (1)根据A的左端至C板的距离L1和时间t1可求解滑块A的速度v1L1L2
＝；同理若能知道B的右端至D板的距离L2，可求解滑块B的速度v2＝；要t1t2112＋mv2，则实验求的弹性势能等于两物块的动能之和，其表达式：ΔEp＝mAv1
22B2中还应测量的物理量是B的右端至D板的距离L2。
高考物理二轮复习专题力学实验
