力学实验综合三（必修二）
1.【答案】：(1)2m/s (2) -10 -1.25 (3)2.5
【解析】:(1)本题要注意a点不一定是小球的抛出点，所以小球从a点向下的运动在竖直方
?s?gT向不一定是自由落体；假设a、b、c、3点的时间间隔为“T”对小球在竖直方向分析：
2?s(20?10)?10?2T???0.1s；
g10?x20?10?2??2m/s； 在水平向对小球研究?x?v0.T；v0?T0.1(2)选择ac段在竖直方向分析，平均速度等于中间时刻的瞬时速度：
vACxAC30?10?2???1.5m/s?vby 2T2?0.11.5?0.15s； 10设从抛出点到b的时间为t则：vby?gt；t?抛出点到b点的水平位移xb?v0.t?2?0.15?30cm；b点的水平坐标为20cm。所以抛出点水平坐标为-10；
抛出点到b点的竖直位移yb?121b点的竖直坐标为10cm。gt??10?0.152?11.25cm；
22所以抛出点竖直坐标为-1.25cm； (3)vb?vbx?vby?2222?1.52?2.5m/s
gxy2?y12.【答案】（1）BD （2）a．球心 需要 b．大于 （3）AB （4）B
（5）物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力——重力，做平抛运动；随着
物体初速度增大运动范围变大，引力不能再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。 【解析】：
（1）实验时必须保证每次小球的初速度是水平的，且每次小球的初速度大小是相等的；挡板的存在是为了记录小球的落点，因此每次挡板下落的高度不一定相同；故BD 对； （2）钢球在竖直方向做初速度为0的匀加速，如果A点为起点则根据连续相等时间间隔内的位移比为1：3：5：7...，则y1：y2=1：3；否则可能为3：5或5：7等...将大于1：3；
又因为v0?x...(1) ?ty2?y1?g?t2...(2) 联立1、2式可得：v0?g；
y2?y1（3）笔尖的运动受到摩擦力故不属于平抛运动；
（4）从同一炮台水平发射的炮弹，在空中飞行的时间都一样。在竖直方向t?明物体在竖直方向做自由落体； （5）见答案
3.【答案】： (1)A (2)F～I 0.76 (3)W∝v
【解析】： (1)平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于小车受到的合力，橡皮筋做功完毕，小车的速度最大。若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故B、C、D错误，A正确。
(2)小车在橡皮筋的作用下做加速运动，橡皮筋做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，因此匀速时的速度，即为该过程中的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选0.015 2用纸带点距均匀的部分进行测量，即F～I，所以速度为v＝ m/s＝0.76 m/s。
0.02(3)由动能定理可知，合力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v成正比，即W∝v。 4.【答案】： (1)刻度尺 交流 (2)D (3)GK
【解析】： (1)为测量小车获得的速度，必须用刻度尺来测量纸带上点和点之间的距离；打点计时器必须使用交流电源。
(2)平衡摩擦力时，也要平衡掉纸带与限位孔之间的摩擦力。根据平衡状态的特点，小车做匀速运动时即平衡掉了摩擦力。
(3)应该选用纸带上小车做匀速运动部分进行测量，此时小车的速度最大，即GK部分。 5.【答案】： (1)B (2)A B (3)mgx2 量 (5)A
【解析】：(1)打点计时器使用交变电流，故应选用交流电源。
(2)平衡摩擦力和其他阻力时采用垫高长木板右端，使小车的重力的分力与摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打点时振针与纸带之间的摩擦，故需要在打点状态下判断是否达到平衡要求。
(3)由做功公式知：W＝mgx2；利用匀变速直线运动中间时刻的速度等于本段时间内的平均速
2
2
2
2h，说gx3－x12
(4)v＝4.7W(4.5W～5.0W均认为正确) 质2T度知，B点速度等于AC段的平均速度，vB＝
2
x3－x1
。 2T－2
－2,
(4)根据图线，关系式写为v＝kW＋b，在直线上取两点，如(1.4×10，0.07)(8×100.38)，
代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为v＝4.7W。把功的单位用基本单位表示，1 J＝1 N·m＝1 kg·m·s，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为kg，故与图线斜率有关的物理量应是质量。
(5)若重物质量m不满足远小于小车质量M，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力， 由mg＝(M＋m)a和F＝Ma 知F＝
－1
2
－2
2
mg，
M＋mM由动能定理得：
122F2Mgmv＝Fx，v2＝x＝x， 2mM＋m而W＝mgx，
则实际v -W图线的斜率k＝斜率不变，选项A正确。
6.【答案】： (1)刻度尺、天平(2)沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力(3)mgL122＝M(v2－v1) 2
【解析】： (1)实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺。
(2)沙和沙桶加速下滑，其对细线的拉力小于重力，设拉力为FT，根据牛顿第二定律得，对沙和沙桶mg－FT＝ma，对滑块FT＝Ma，解得FT＝首先要做的步骤是平衡摩擦力。
(3)合力做的功为mgL，实验探究合力做的功与动能变化的关系，所以本实验最终要验证的122
数学表达式为mgL＝M(v2－v1)。
2
1?d?21?d?2
7.【答案】： (1)0.520 (3)砝码盘中砝码的质量m (5)(m＋m0)gx M??－M??
2?ΔtB?2?ΔtA?(7)B
【解析】： (1)由于游标卡尺是20分度，所测遮光片的宽度应是主尺读数与游标尺两读数之和，即5 mm＋4×0.05 mm＝5.20 mm＝0.520 cm。
(3)在砝码盘中放入适量砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等，这一步目的是使取下细线和砝码盘后小车运动所受合外力等
2
2M，重物质量m与小车质量M不变，速度虽然增大，但
M＋mmMmg，故当m?M时，有FT≈mg；实验时M＋m于砝码和砝码盘的重力(m＋m0)g，所以当取下细线和砝码盘时，记下砝码盘中砝码的质量m。 (5)小车从光电门A下滑至光电门B过程中合外力做的总功W合＝(m＋m0)gx，小车动能变化1?d?21?d?2量ΔEk＝M??－M??，比较W合和ΔEk的值，找出两者之间的关系。
2?ΔtB?2?ΔtA?
(7)尽量减小两光电门间的距离x，会增大误差，选项A错误；调整滑轮，使细线与长木板平行，这样细线拉力等于小车做加速运动时受到的合外力，有利于减小误差，选项B正确；本实验没有用砝码和砝码盘的重力代替细线的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，选项C错误。 8.【答案】C
【解析】：(1)由读数规则可知读数为2.0 mm＋0.05×6 mm＝2.30 mm。
(2)因为拉力传感器直接测出拉力，故不需要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，A错误；应使A位置与光电门间的距离适当大些以便减小误差，故B正确；应将气垫导轨调至水平，使摩擦力为零，故C正确；应使细线与气垫导轨平行，保证合外力为细绳拉力，故D正确。所以不必要的一项是A。
121?d?21d12
3)由实验原理FL＝mv＝m??＝m2，可知应作(出“t -图象”，故C正确。
22?t?2tF9.【答案】： (1)AB (2)BC
【解析】： (1)A对：验证机械能守恒定律时，为降低空气阻力的影响，重物的质量和密度要大。
B对：为减小纸带与打点计时器间的摩擦，两限位孔要在同一竖直平面内上下对正。 12
C错：验证机械能守恒定律的表达式为mgh＝mv，重物的质量没必要测量。
2D错：应用手提住纸带让重物稳定而不是用手托住重物使其稳定。
12
(2)利用纸带数据，根据mgh＝mv即可验证机械能守恒定律。要从纸带上测出重物下落的
2高度并计算出对应的速度，选项A、D的条件中，下落高度与所能计算的速度不对应；选项B的条件符合要求，可以取重物下落OC时处理；选项C中，可以求出C、F点的瞬时速度，1212
又知C、F间的距离，可以利用mv2－mv1＝mgΔh验证机械能守恒定律。
22
1?hC－hA?2
10.【答案】： (1)A (2)AB (3)－mghB m??(4)C (5)不正确，理由见解析
2?2T?【解析】： (1)重物下落过程中重力势能减少，动能增加，故该实验需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量在误差范围内是否相等，A项正确。
(2)电磁打点计时器使用的是交流电源，故要选A，需要测纸带上两点间的距离，还需要刻12
度尺，选B，根据mgh＝mv－0可将等式两边的质量抵消，不需要天平，故选A、B。
2
2
121?hC－hA?2
(3)重物的重力势能变化量为ΔEp＝－mghB，动能的变化量ΔEk＝mvB＝m??
22?2T?(4)重物重力势能的减少量略大于动能的增加量，是因为重物下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，C正确。
(5)该同学的判断依据不正确，在重物下落h的过程中，若阻力F阻恒定，根据mgh－F阻h＝12?F阻?mv－0，则v2＝2?g－?h可知，v2 -h图象就是过原点的一条直线。要想通过v2 -h图象
m?2?的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g。
d1122
11.【答案】： (1)A (2) mgL＝(m＋M)v1－(m＋M)v2
Δt22
【解析】： (1)题述“滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间”，说明滑块做加速运动，气垫导轨左端较低，能够实现气垫导轨水平的措施是：调节P使轨道左端升高一些，选项A正确，选项B错误；选项C中遮光条的宽度适当大一些，选项D中滑块的质量增大一些，都不能实现气垫导轨水平，选项C、D错误。
(2)遮光条的宽度为d，通过光电门的时间间隔为Δt，根据速度的定义，滑块通过光电门速度的表达式为v＝。根据机械能守恒定律，钩码重力势能的减少量mgL等于系统动能的
Δt1122
增加量，即mgL＝(m＋M)v1－(m＋M)v2。
22
12.【答案】： (1)B (2)1.50 1.50 (3)不同意 理由见解析 (4)见解析
【解析】： (1)钢球下落高度h，应测量释放时钢球球心到钢球在A点时的球心之间的竖直距离，故选B。
(2)遮光条的宽度d＝1.50 cm，钢球的速度v＝＝1.50 m/s。 (3)不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp。
(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′＝
ddtlv。 L13．【答案】： (1)两光电门之间的距离l (2)2g＝?
2
2
Hl?d?2?d?2
?－??
L?Δt2??Δt1?
【解析】： (1)根据v－v0＝2ax可知，还需要测出两光电门之间的距离l。
H12121?d?21(2)重力势能的减少量ΔEp＝mglsin θ＝mgl，动能增加量ΔEk＝mv2－mv1＝m??－
L222?Δt2?2m?
?d?2，需要验证ΔE＝ΔE，可得需要验证的表达式为2gHl＝?d?2－?d?2。
?pk????L?Δt2??Δt1??Δt1?
14．【答案】： (1)17.805(17.804～17.806) (2)D (3)增大
【解析】： (1)螺旋测微器的固定刻度为17.5 mm，可动刻度为30.5×0.01 mm＝0.305 mm，
力学实验综合三答案
