力学实验
第1讲
[高考统计·定方向] (教师授课资源)
力学实验
考点 考向 2024·全国卷Ⅰ T22 2024·全国卷Ⅱ T22 五年考情汇总 从近五年的高考命题可以看出： 1．全国卷的2个实验题中，大多数情况下第1个为力学实验，且难度较低。 1.“纸带”类实验 2017·全国卷Ⅰ T22 2017·全国卷Ⅱ T22 2015·全国卷Ⅱ T22 2．考查的热点包括“纸带2.“橡皮条、弹簧、碰撞”类实验 2024·全国卷Ⅰ T22 2017·全国卷Ⅲ T22 类”实验和“力学创新实验”。“纸带类实验”中多为利用纸带求加速度，“创新实验中”多为实验目的创新。 2024·全国卷Ⅲ T22 2024·全国卷Ⅰ T23 2024·全国卷Ⅲ T22 3.力学创新实验 2016·全国卷Ⅱ T22 2016·全国卷Ⅰ T22 2016·全国卷Ⅲ T23 2015·全国卷Ⅰ T22 3．复习力学实验时，应重视对实验原理的理解及常规的数据处理方法，如图象法、图表法的应用。 4．对于“弹簧、碰撞类”实验，近几年考查的虽然不多，但仍应引起足够重视。 “纸带”类实验(5年5考)
1．(2024·全国卷Ⅰ·T22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、
E五个点中，打点计时器最先打出的是________点。在打出C点时物块的速度大小为
________m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________m/s(保留2位有效数字)。
2
[解析] 根据题述，物块加速下滑，在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出
的是A点。根据刻度尺读数规则可读出，B点对应的刻度为1.20 cm，C点对应的刻度为3.15 cm，D点对应的刻度为5.85 cm，E点对应的刻度为9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，
CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm。两个相邻计数点之间的时间T＝5× s＝0.10 s，根据做匀变
速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出C点时物块的速度大小为vC＝m/s。
[答案] A 0.233 0.75
2.(2017·全国卷Ⅰ·T22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
2
150
BC＋CDCD＋DE－AB＋BC≈0.233 m/s。由逐差法可得a＝，解得a＝0.75 2
2T4T
(a)
(b)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为____________m/s，加速度大小为________m/s。(结果均保留两位有效数字)
[解析] (1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的。
30
(2)滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝ s≈0.67 s。
46－1根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为vA＝0.117＋0.133
m/s≈0.19 m/s。根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速
2×0.67度a＝
2
x4＋x5－x1－x2
＝26T2
＋83－150－
26×0.67
m/s≈－0.037 m/s，因此加速度的大
22
小为0.037 m/s。
[答案] (1)从右向左 (2)0.19 0.037
3．(2024·全国卷Ⅱ·T22)如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源、纸带等。回答下列问题：
(a)
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝______________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。
(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ＝30°。接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80 m/s。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数)。
2
(b)
[解析] (1)对铁块受力分析，由牛顿第二定律有mgsin θ－μmgcos θ＝ma，解得μ＝
gsin θ－a1
。(2)两个相邻计数点之间的时间间隔T＝5× s＝0.10 s，由逐差法和Δx＝
gcos θ50
gsin θ－aaT2，可得a＝1.97 m/s2，代入μ＝，解得μ＝0.35。
gcos θ
[答案] (1)
gsin θ－a (2)0.35
gcos θ
[教师备选题]
1．(2017·全国卷Ⅱ·T22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
(a) (b)
实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端
相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt； ③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出v；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出v -Δt图，如图(c)所示。
(c)
完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v与vA、a和Δt的关系式为v＝________________。
(2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝________cm/s。(结果保留三位有效数字) Δt[解析] (1)v是Δt时间内中间时刻的瞬时速度，vA为Δt时间内的初速度，根据
2Δta速度公式得v＝vA＋a＝vA＋Δt。
22
1
(2)由v＝vA＋aΔt，结合题图(c)可知，图线与纵轴交点的纵坐标即为vA，将图线延长
211
与纵轴相交，得vA＝52.1 cm/s，图线的斜率等于a，即a＝
22得a≈16.3 cm/s。
[答案] (1)vA＋Δt (2)52.1 16.3
2
2．(2015·全国卷Ⅱ·T22)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离。
2
2
53.34－52.4
－
－3cm/s，求
2
a
2024版高考物理二轮复习第1部分专题6物理实验第1讲力学实验教案 - 图文
