资源简介

力学实验作业题
作业题目难度分为 3档：三星☆☆☆（基础题目）
四星☆☆☆☆（中等题目）
五星☆☆☆☆☆（较难题目）
本套作业题目 1-10 题为四星,11-16 为五星。
1．某同学利用图 1示装置研究小车的匀变速直线运动． ☆☆☆☆
①实验中.必要的措施是 AB ．
A．细线必须与长木板平行
B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量
D．平衡小车与长木板间的摩擦力
②他实验时将打点机器接到频率为 50Hz的交流电源上.得到一条纸带.打出的部
分计数点如图 2所示（每相邻两个计数点间还有 4个点.图中未画出）
s1=3.59cm.s2=4.41cm.s3=5.19cm.s4=5.97cm.s5=6.78cm.s6=7.64cm.则小车的加速度
a= m/s2（要求充分利用测量的数据）.打点计时器在打 B点时小车的速度
vB= m/s．（结果均保留两位有效数字）
答案解析：①A、为了让小车做匀加速直线运动.应使小车受力恒定.故应将细线
与木板保持水平；同时为了打点稳定.应先开电源再放纸带；故 AB正确；
. .
C、本实验中只是研究匀变速直线运动.故不需要让小车的质量远大于钩码的质
量；只要能让小车做匀加速运动即可；故 C错误；
D、由 C的分析可知.只要摩擦力恒定即可.不需要平衡摩擦力；故 D错误；
故选：AB；
②每两个计数点间有四个点没有画出.故两计数点间的时间间隔为
T=5×0.02=0.1s；
根据逐差法可知.物体的加速度
a= =
=0.80m/s2；
B点的速度等于 AC段的平均速度.则有：v= = =0.40m/s；
故答案为：①AB；②0.80；0.40．
2．利用图中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器.接通打点
计时器的电源.松开纸带.使重物下落.打点计时器会再纸带上打出一系列的小点。
☆☆☆☆
（1）若实验时用到的计时器为电磁打点计时器.打点计时器的安装要使两个限位
孔在同一 （选填“水平”或“竖直”）线上.以减少摩擦阻力；
（2）实验过程中.下列说法正确的是
A、接通电源的同时要立刻释放重物
B、选取纸带时要选取第 1个点与第 2个点之间的距离接近 4mm且清晰的纸带
C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器
D、为了使实验数据更加准确.可取多次测量结果的平均值
（3）为了测得重物下落的加速度.还需要的实验仪器是
A、天平 B、秒表 C、米尺．
答案解析：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注
意让上下限位孔在同一竖直线上.从而减小阻力；
（2）A、应先接通电源.稳定后再释放纸带.故 A错误；
. .
B、选择纸带时应选择点迹清楚.前两个点间距接近 2mm的纸带.故 B错误；
C、释放重物时.应让重物靠近纸带；故 C正确；
D、为了使实验数据更加准确.可取多次测量结果的平均值；故 D正确；
故选：CD．
（3）据运动学公式得：△x=at2.a= .
为了测试重物下落的加速度.还需要的实验器材有：米尺.用来测量计数点之间的
距离．
该实验中不需要天平.通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的
时间间隔.所以也不需要秒表．
故选：C．
故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．
3.某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为 m=50g的重
锤下落时的加速度值.该学生将重锤固定在纸带下端.让纸带穿过打点计时器.实
验装置如图 1所示． ☆☆☆☆
（1）以下是该同学正确的实验操作和计算过程.请填写其中的空白部分：
①实验操作： .释放纸带.让重锤自由落下. ．
②取下纸带.取其中的一段标出计数点如图 2所示.测出相邻计数点间的距离分别
为 x1=2.60cm.x2=4.14cm.x3=5.69cm.x4=7.22cm.x5=8.75 cm.x6=10.29cm.已知打点计
时器的打点间隔 T=0.02s.则重锤运动的加速度计算表达式为 a= .代入数据.可
得加速度 a= m/s2（计算结果保留三位有效数字）．
答案解析：（1）①实验时.应先接通打点计时器的电源.再释放纸带.实验结束.应立
即关闭电源．
. .
②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2.有：
x6﹣x3=3a1（2T）2…①
x5﹣x2=3a2（2T）2…②
x4﹣x1=3a3（2T）2…③
a= …④
联立①②③④解得：a= ；
代入数据解得：a=9.60m/s2．
答案：（1）①接通电源.实验结束关闭电源；② .9.60．
4．某同学进行“验证力的平行四边形定则“实验.试完成主要步骤： ☆☆☆☆
（1）如图甲.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套.互成角度地拉橡皮条.使橡皮条
伸长.记下结点的位置 O点、两弹簧测力计的读数 F1、F2以及 。
（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到 .记下细绳
的方向（如图丙中的 Oc）．如乙图所示.读得弹簧测力计的示数 F= 。
（3）如丙图所示.按选定的标度作出了力的图示.请在图丙中：
a．按同样的标度作出力 F的图示
b．按力的平行四边形定则作出 F1、F2的合力 F′
（4）关于该实验注意事项.下列说法中正确的是 。
A．实验中所用的两根细绳越短越好
B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于 90°．
答案解析：（1）如图甲.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套.互成角度地拉橡皮条.
使橡皮条伸长.记下结点位置 O和两测力计的示数 F1、F2以及两细绳套的方向.
（2）如图乙.用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置 O.记下
细绳套的方向.由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数 F=4.0N；
（3）a、按力的图示方法作出力 F的图示如图所示；
. .
b、根据力的平行四边形定则.作出 F1、F2的合力 F′.如图所示．
（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些.以方便画出力的方向.故 A错误；
B、测量力的实验要求尽量准确.为了减小实验中因摩擦造成的误差.操作中要求
弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行.故 B正确；
C、在实验中两个分力的夹角大小适当.且二力的大小要适量大些.这样有利于减
小实验中偶然误差的影响.不需要夹角必须大于 90°.故 C错误；
故选：B
故答案：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置 O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．
5．“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示.其中 A为固定橡皮筋的图
钉.O为橡皮筋与细绳的结点.OB和 OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画
出的图． ☆☆☆☆
（1）本实验采用的科学方法是 ．
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置.此时该同学记录下了结点 O的位置
及两弹簧秤对应的读数.他还应该记录下 ．
（3）图乙中的 F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示.F′
为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示.这两个力中.方向一定沿
AO方向的是 ．
. .
答案解析：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同.采用
的科学方法是等效替代法．
故选：B．
（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时.必须记录下两弹簧秤读数.及两细线的方
向.O点的位置；
（3）图乙中的 F与 F′中.F是由平行四边形得出的.而 F′是通过实验方法得出的.
其方向一定与橡皮筋的方向相同.一定与 AO共线的是 F′．
故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．
6．在“探究求合力的方法”实验中.可以设计不同的方案探究．以下是甲、乙两位
同学设计的两个实验方案. ☆☆☆☆
（1）甲同学设计的方案如图 1.需要将橡皮条的一端固定在水平木板上.另一端系
上两根细绳.细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套.
并互成角度地拉橡皮条.使橡皮条伸长.结点到达某一位置 O．
①某同学在做该实验时认为：
A．拉橡皮条的绳细一些且长一些.实验效果较好
B．拉橡皮条时.弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C．橡皮条弹性要好.拉结点到达某一位置 O时.橡皮条方向必须在两细绳夹角的
角平分线上
D．拉力 F1和 F2的夹角越大越好
其中正确的是 （填入相应的字母）
②若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N.且两弹簧测力计拉力的方向相互
垂直.则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为 5N的弹簧测力计测量出它们的
合力.理由是： ．
. .
（2）乙同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法.
如图 2所示.三根橡皮筋在 O点相互连接.拉长后三个端点用图钉固定在 A、B、C
三点．在实验中.可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小.并
通过 OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向.从而探究求其中任意两个拉力的
合力的方法．在实验过程中.下列说法正确的是 ．
A．实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长
B．为减小误差.应选择劲度系数尽量大的橡皮筋
C．以 OB、OC为两邻边做平行四边形.其对角线必与 OA在一条直线上且两者
长度相等
D．多次实验中 O点不必是同一位置．
答案解析：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差.应让标记同一细绳方向的
两点尽量远些.故细绳应该长一些.故 A正确；
B、作图时.我们是在白纸中作图.做出的是水平力的图示.若拉力倾斜.则作出图的
方向与实际力的方向有有较大差别.故应使各力尽量与木板面平行.故 B正确；
C、橡皮条弹性要好.拉结点到达某一位置 O时.拉力与拉力的夹角应适当大些.但
橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上.故 C错误；
D、两个拉力的夹角过大.合力会过小.量取理论值时相对误差变大.夹角太小.会
导致作图困难.也会增大偶然误差.故 D错误．
故选：AB．
②两力均为 4N.且相互垂直.则其合力大小为 F=4 N＞5N.合力超过了弹簧秤的
量程.故弹簧秤无法测出物体所受的合力.故不能使用．
（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力.故应该测量橡皮筋的
原长.故 A正确；
B、为了减小误差.橡皮筋的伸长量应该大些.故应选择劲度系数稍小的橡皮筋.故
B错误；
C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比.所以 OB、OC弹力的合力方向与以
OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合.故 C错误；
. .
D、不同的 O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反
向的特点.所以即使 O点不固定.也可以探究求合力的方法.故 D正确．
故选：AD．
故答案为：（1）①AB； ②不能； 合力为 4 N＞5N.超出了弹簧测力计的量程；
（2）AD．
7．用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：
☆☆☆☆
（1）实验时.为平衡摩擦力.以下操作正确的是
A．连着砂桶.适当调整木板右端的高度.直到小车被轻推后沿木板匀速运动
B．取下砂桶.适当调整木板右端的高度.直到小车被轻推后沿木板匀速运动
C．取下砂桶.适当调整木板右端的高度.直到小车缓慢沿木板做直线运动
（2）图乙是实验中得到的一条纸带.已知相邻计数点间还有四个点未画出.打点计
时器所用电源频率为 50Hz.由此可求出小车的加速度 a= m/s2（计算结果保留
三位有效数字）．
（3）一组同学在保持木板水平时.研究小车质量一定的情况下加速度 a与合外力
F的关系.得到如图丙中①所示的 a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力 f=
N；小车质量M= kg．若该小组正确完成了步骤（1）.得到的 a﹣F图线应该
是图丙中的 （填“②”、“③”或“④”）．
. .
答案解析：（1）平衡摩擦力时.取下砂桶.适当当调整木板右端的高度.直到小车被
轻推后沿木板匀速运动.故 B正确．
（2）根据△x=aT2.运用逐差法
得.a= = =1.60m/s2．
（3）根据图①知.当 F=0.10N时.小车才开始运动.可知小车运动时受到的摩擦力
f=0.10N.图线的斜率表示质量的倒数.则 m= kg=0.20kg．
平衡摩擦力后.a与 F成正比.图线的斜率不变.故正确图线为②．
故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10.0.20.②．
8．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中.某同学使用了如图（1）所示的装
置.计时器打点频率为 50Hz． ☆☆☆☆
（1）该同学得到一条纸带.在纸带上取连续的六个点.如图（b）所示.自 A点起.
相邻两点间的距离分别为 10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm.则打 E
点时小车的速度为 m/s.小车的加速度为 m/s2．
（2）该同学要探究小车的加速度 a和质量M的关系.应该保持 不变；若该同
学要探究加速度 a和拉力 F的关系.应该保持 不变．
（3）该同学通过数据的处理作出了 a﹣F图象.如图（c）所示.则
①图中的直线不过原点的原因是 ．
②此图中直线发生弯曲的原因是 ．
答案解析：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：
vE= = m/s=0.85m/s
. .
小车的加速度为 a= = m/s2=5m/s2
（2）该同学要探究小车的加速度 a和质量M的关系.应该保持细线对车的拉力 F
不变；若该同学要探究加速度 a和拉力 F的关系.应该保持小车的质量M不变．
（3）图中当 F=0时.a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时.小车的加速度不为 0.说
明小车的摩擦力小于重力的分力.所以原因是实验前木板右端垫得过高．
设小车的加速度为 a.绳子拉力为 F.以砂和砂桶为研究对象得：
mg﹣F=ma
以小车为研究对象 F=Ma
解得：a=
故：F=Ma=
所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小.必有 m＜＜M.
而不满足 m＜＜M时.随 m的增大物体的加速度 a逐渐减小．
故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．
故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力 F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力
过度.不满足 m＜＜M．
9．为了探究物体的加速度与质量的关系时.某实验小组的同学设计了如图所示的
实验装置．装置中有电磁打点 计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和
砝码（总质量用M表示）、砂和砂捅（总质量用 m表示）、刻度尺等.请回答下列
问题： ☆☆☆☆
（1）为了完成本实验.下列实验器材中必不可少的是 ．
A．低压直流电源 B．秒表
C．天平（附砝码） D．低压交流电源
. .
（2）实验误差由偶然误差和系统误差.本实验中纸带与打点计时器、小车与长木
板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论.
应尽量地减少摩擦阻力的影响.即按如图的方式将长木板的一端适当垫高.以平衡
摩擦力.在平衡摩擦力时.取下沙桶并将纸带穿过打点计时器.使小车带动纸带在
长木板上做 运动．
（3）探究小车的加速度与其质量的关系时.可以通过改变小车中砝码的个数来改
变小车的质量．在完成本实验时.为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力.
则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足 ．
（4）该实验小组的同学在某次测量时.得到了如图所示的纸带.其中 0、1、2为相
邻的三个计数点。且相邻两计数点的打点频率为 f.0、1两点间的距离用 x1表示。
1、2两点间的距离用 x2表示.则该小车加速度的表达式 a= m/s2．如果
f=10Hz.x1=5.90cm.x2=6.46cm.则加速度的值应为 a= m/s2（保留两位小数）
（5）在完成以上操作后.将得到的数据用图象进行处理.则小车的加速度的倒数
1/a关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是 ．
答案解析：（1）本实验中需测小车质量.则需要天平.电磁打点计时器需要低压交
流电源.
故选：CD．
（2）平衡摩擦力时.把木板一端垫高.调节木板的倾斜度.使小车在不受绳的拉力
时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；
（3）根据实验误差的来源.在 M＞＞m条件下.可以认为绳对小车的拉力近似等
于沙和沙桶的总重力．
（4）根据△x=aT2得：a= =（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56
m/s2；
. .
（5）根据牛顿第二定律得：a= .则 = M+ .
则以 为纵轴.以总质量M为横轴.作出的图象为一倾斜直线.且纵坐标不为 0.故C
正确.ABD错误．
故选：C
故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．
10．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图． ☆☆☆☆☆
（1）实验前应对实验装置反复调节.直到斜槽末端切线 ．每次让小球从同
一位置由静止释放.是为了每次平抛 ．
（2）图乙是正确实验取得的数据.其中 O为抛出点.则此小球做平抛运动的初速
度为 m/s．（g=9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸.每个格的边长 L=5cm.通过实验.记录了
小球在运动途中的三个位置.如图丙所示.则该小球做平抛运动的初速度为
m/s；B点的竖直分速度为 m/s；平抛运动的初位置坐标 （如图丙.以 O
点为原点.水平向右为 X轴正方向.竖直向下为 Y轴的正方向.g取 10m/s2）．
答案解析：（1）平抛运动的初速度一定要水平.因此为了获得水平的初速度安装
斜槽轨道时要注意槽口末端要水平.为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的.这
就要求小球平抛的初速度相同.因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释
放．
（2）由于 O为抛出点.所以根据平抛运动规律有：
x=v0t
将 x=32cm.y=19.6cm.代入解得：v0=1.6m/s．
. .
（3）由图可知.物体由 A→B和由 B→C所用的时间相等.且有：
△y=gT2.由图可知△y=2L=10cm.代入解得.T=0.1s
x=v0T.将 x=3L=15cm.代入解得：v0=1.5 m/s.
竖直方向自由落体运动.根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程
中的平均速度有：
vBy= =2 m/s．
故从抛出到 B点所用时间为：t=
故从抛出到 B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m.
故从抛出到 B点的竖直位移为：y= gt2=
所以 x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L.
y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L.
平抛运动的初位置坐标为（﹣1.1）．
故答案为：（1）水平.初速度相同；
（2）1.6；
（3）1.5.2.（﹣1.1）．
11．（1）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图 1所示.在实验前应 。
☆☆☆☆☆
A．将斜槽的末端切线调成水平
B．将木板校准到竖直方向.并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放
D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置 O.作为小球做平抛运动的起点和所建坐标
系的原点
（2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②
竖直方向做自由落体运动．为了研究物体的平抛运动.可做下面的实验：如图 2
所示.用小锤打击弹性金属片.A球水平飞出；同时 B球被松开.做自由落体运动．两
球同时落到地面．把整个装置放在不同高度.重新做此实验.结果两小球总是同时
落地．则这个实验
. .
A．只能说明上述规律中的第①条
B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律．
答案解析：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动.而平抛运动要求有水平初速
度且只受重力作用.故 A正确；
B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内.因此在实验前.应使用重
锤线调整面板在竖直平面内.即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行.故 B正
确；
C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故 C正确；
D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置 O.不能作为小球做平抛运动的起点放.故 D
错误．
故选：ABC．
（2）在打击金属片时.两小球同时做平抛运动与自由落体运动.结果同时落地.则
说明平抛运动竖直方向是自由落体运动.不能说明水平方向上的运动规律.故 B正
确.ACD错误．
故答案为：（1）ABC；（2）B．
12．为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系.现提供如图 1所示的器材.让
小车在橡皮筋的作用下弹出后.沿木板滑行.当我们分别用同样的橡皮筋 1条、2
条、3条…并起来进行第 1次、第 2次、第 3次…实验时.每次实验中橡皮筋拉伸
的长度都应保持一致.我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次
. .
打出的纸带进行处理.求出小车每次最后匀速运动时的速度 v.记录数据如下．请
思考并回答下列问题。 ☆☆☆☆☆
功W 0 W 2W 3W 4W 5W 6W
v/（m s﹣1） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45
（1）实验中木板略微倾斜.这样做 （填答案前的字母）．
A．是为了释放小车后.小车能匀加速下滑
B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
（2）据以上数据.在坐标纸中作出W﹣v2图象．
（3）根据图象 2可以做出判断.力对小车所做的功与 ．
答案解析：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系.应平衡摩擦力.使得橡皮
筋做功等于合外力做功.以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动.故 C正
确.ABD错误．
故选：C．
（2）根据描点法作出图象.如图所示：
（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线.根据图象可知.力对小车所做的功与
小车速度平方成正比．
故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．
. .
13．某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装
了一个光电门 B.滑块上固定一遮光条.滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与
力传感器相连.传感器下方悬挂钩码.每次滑块都从 A处由静止释放．☆☆☆☆☆
（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d.如图乙所示.则 d= mm．
（2）下列实验要求中不必要的一项是 （请填写选项前对应的字母）．
A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B．应使 A位置与光电门间的距离适当大些
C．应将气垫导轨调至水平
D．应使细线与气垫导轨平行
（3）实验时保持滑块的质量M和 A、B间的距离 L不变.改变钩码质量 m.测出
对应的力传感器的示数 F和遮光条通过光电门的时间 t.通过描点作出线性图象.
研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系.处理数据时应作出的图象是
（请填写选项前对应的字母）．
A．作出“t﹣F图象”
B．作出“t2﹣F图象”
C．作出“t2﹣ 图象”
D．作出“t=3s图象”
答案解析：（1）由图知第 5条刻度线与主尺对齐.d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；
（2）A、拉力是直接通过传感器测量的.故与小车质量和钩码质量大小关系无关.
故 A不必要；
B、应使 A位置与光电门间的距离适当大些.有利于减小误差.故 B是必要的；
C、应将气垫导轨调节水平.保持拉线方向与木板平面平行.这样拉力才等于合力.
故 CD是必要的；
. .
本题选不必要的.故选：A．
（3）根据牛顿第二定律得：a= .
那么
解得：t2=
所以研究滑块的加速度与力的关系.处理数据时应作出 图象或作出 t2﹣
图象.故 C正确．
故选：C
故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C
14．为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”.采用了如图所示实验装置．请回
答下列问题： ☆☆☆☆☆
（1）为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高.使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将木板不带滑轮的一端适当垫高.使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运
动
（2）若实验中所用小车的质量为 200g.为了使实验结果尽量精确.在实验室提供
的以下四种规格钩码中.应该挑选的钩码是
A．10g B．20g C．30g D．50g
（3）某实验小组挑选了一个质量为 50g的钩码.在多次正确操作实验得到的纸带
中取出自认为满意的一条.经测量、计算.得到如下数据：第一个点到第 n个点的
距离为 40.0cm；打下第 n点时小车的速度大小为 1.20m/s．该同学将钩码的重力
当作小车所受的拉力.则拉力对小车做的功为 J.小车动能的增量为
J．（g=9.8m/s2.结果保留三位有效数字）
. .
答案解析：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是.将不
带滑轮的木板一端适当垫高.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动.以使小
车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消.那么小车的合力就是绳子的拉力．故 C正确．
故选：C．
（2）本题要用钩码的重力代替小车所受到的合力.钩码质量应远小于小车的质
量．故选 10g的钩码较好.故 A正确．
故选：A
（3）从打下第一点到打下第 N点拉力对小车做的功：W=mgs=50×10﹣
3×9.8×0.4J=0.196J；
小车的动能增量为：△Ek= Mv2= 0.2×1.22J=0.144J．
故答案为：（1）C；（2）A；（3）0.196.0.144
15．利用图 1装置做“验证机械能守恒定律”实验． ☆☆☆☆☆
①为验证机械能是否守恒.需要比较重物下落过程中任意两点间的 ．
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量和势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
②除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外.
在下列器材中.还必须使用的两种器材是
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
③实验中.先接通电源.再释放重物.得到图 2所示的一条纸带．在纸带上选取三个
连续打出的点 A、B、C.测得它们到起始点 O的距离分别为 hA、hB、hC．
已知当地重力加速度为 g.打点计时器打点的周期为 T．设重物的质量为 m．从打
O点到打 B点的过程中.重物的重力势能变化量△Ep= .动能变化量△
Ek= ．
. .
④大多数学生的实验结果显示.重力势能的减少量大于动能的增加量.原因是
A．利用公式 v=gt计算重物速度
B．利用公式 v= 计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦力阻力的影响
D．没有采用多次试验去平均值的方法．
⑤根据以下方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点.测量它们到起
始点 O的距离 h.计算对应计数点的重物速度 v.描绘 v2﹣h图象.并做如下判断：
若图象是一条过原点的直线.则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同
学的判断依据是否正确．
答案解析：①验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相
等.所以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；
②电磁打点计时器使用低压交流电源；需选用刻度尺测出纸带上任意连点见得距
离.表示重锤下落的高度；等式两边都含有相同的质量.所以不需要天平秤质量；
③根据功能关系.重物的重力势能变化量的大小等于重力做的功的多少.打 B点时
的重力势能较打 A点时的小.所以△Ep=﹣mghB；B点的速度为：vB= .所
以动能变化量为：△Ek= mv2= ；
④由于纸带在下落过程中.重锤和空气之间存在阻力.纸带和打点计时器之间存在
摩擦力.所以减小的重力势能一部分转化为动能.还有一部分要克服空气阻力和摩
擦力阻力做功.故重力势能的减少量大于动能的增加量.故 C选项正确；
. .
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恒定.根据 mgh﹣
fh= mv2﹣0可得：v2=2（g﹣ ）h.则此时 v2﹣h图象就是过原点的一条直线．所
以要想通过 v2﹣h图象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．
故答案为：①A；②AB；③mghB； ；④C；⑤不正确．
16．某同学用“验证机械能守恒定律”的实验装置测定当地重力加速度．
☆☆☆☆☆
（1）接通电源释放重物时.装置如图甲所示.该同学操作中存在明显不当的一处
是 ；
（2）该同学经正确操作后得到如图乙所示的纸带.取连续的六个打点 A、B、C、
D、E、F为计数点.测得点 A到 B、C、D、E、F的距离分别为 h1、h2、h3、h4、
h5．若电源的频率为 f.则打 E点时重物速度的表达式为 vE= ；
（3）分别计算出各计数点对应的速度值.并在画出速度的二次方（v2）与距离（h）
的关系图线如图丙所示.则测得的重力加速度大小为 m/s2．（保留 3位有效数
字）
答案解析：（1）接通电源释放重物时.该同学操作中存在明显不当的一处是释放
时重物离打点计时器太远．
（2）E点的速度等于 DF段的平均速度.则 ．
. .
（3）根据机械能守恒有：mgh= .则有 .可知图线的斜
率 k=2g.则 g= ．
故答案为：（1）释放时重物离打点计时器太远.（2） .（3）9.60．
. .(共28张PPT)
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力学实验
知识体系梳理
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
力学实验部分是高考重点
主要内容：
1、研究匀变速直线运动；
2、探究弹力和弹簧伸长的关系；
3、验证力的平行四边形定则；
4、验证牛顿运动定律；
5、探究动能定理；
6、验证机械能守恒定律。
使用说明-内容说明
01
目 录
梳理知识体系
CONTENTS
02
解决经典问题实例
PA RT 1
梳理知识体系
DREAM OF THE FUTURE
力学实验
大 致 框 架
研究匀变速直线运动
探究弹力和弹簧伸长的关系
验证力的平行四边形定则
力学实验
验证牛顿运动定律
探究动能定理
验证机械能守恒定律
力学实验
大 致 框 架
1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作
为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且
第一、二两点距离接近2.0mm。
2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点，则
计数点时间间隔为n个打点时间间隔，即T=0.02n（s）。一般取n＝5，此时T=0.1s。
3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时
不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如
图所示，则由图可得：
研究匀变速直
线运动
力学实验
大 致 框 架
研究匀变速直
线运动
力学实验
大 致 框 架
研究匀变速直线
运动
力学实验
大 致 框 架
1、实验原理
一个力F的作用效果与两个共点力一和疋的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点，
则F为F1和F2的合力．作出F的图示，再根据力的平行四边形定则作出Fl和F2的合力F’
的图示，比较F’与F在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同，即可验证力的
平行四边形定则。
2、实验注意事项
(1)结点0：
①定位0点时要力求准确．
②同一次实验中橡皮条拉长后的0点必须保持不变．
(2)拉力：
①用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向．
②应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内，细绳套适当长些。
③两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小．以600至1200为宜。
(3)作图：
验证力的平行
四边形定则
①在同一次实验中，选定的比例要相同．
②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。
3、误差剖析
(1)弹簧秤本身存在误差。
(2)读数误差：为减小误差，读数时眼睛一定要正视刻线，按有效数字的要求正确读数
并记录数据。
(3)作图误差：作图时，两力的对边一定要平行；铅笔尖要尽量细；图的比例要合适。
1、实验原理
力学实验
大 致 框 架
(1)实验的基本思想——控制变量法
物理学中研究三个量或多个量之间的关系时，要用控制变量法．研究时先保持某个(或某些)量
不变，研究另外两个量之间的关系；再保持另一个(或一些)量不变，研究其余两个量之间的关
系；然后综合起来得出结论。本实验研究三个变量：加速度a、拉力F、质量m(小车)的定量关系，
需采用控制变量法。
验证牛顿运动
定律
①保持研究对象即小车的质量不变，改变砂桶内砂的质量，即改变拉力，测出对应不同拉力时
小车的加速度，验证加速度是否正比于拉力。
②保持小桶内砂的质量不变，改变研究对象的质量，即往小车内加砝码，测出对应不同质量时
小车的加速度，验证加速度是否反比于质量。
(2)实验中拉力的测量方法——近似法
①小车质量的测量：小车的质量可以利用天平测出，在小车上加放砝码可改变小车的质量。
②拉力的测量：本实验通过装砂的小桶给小车以拉力，此拉力也等于小车受到的合力．在小桶
和砂的总质量远小于小车质量的情况下，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力．因
此用天平测出砂桶(包括砂)的质量，即可得拉力F改变小桶中砂的多少即可改变拉力的大小。
力学实验
大 致 框 架
说明：实际测量中可通过平衡摩擦力的方法来消除摩擦力的影响。
③加速度的测量：在小车的后面拖上纸带，利用打点计时器打出的纸带测加速度。
(3)实验数据的处理方法一图象法，化曲为直的方法
验证牛顿运动
定律
①研究a和F的关系：以加速度a为纵坐标，以F为横坐标，根据测量的数据描点，
然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。
②研究a与m的关系：因为a一m图象是双曲线，通过曲线判断两个量是不是反比关
系，相当困难．若a和m成反比，则a一1／m必成正比．我们采取“化曲为直”的
思想，以a为纵轴，以1／m为横轴，作出a一l／m图象，若a一1／m的图象是一条
直线，说明a与l／m成正比，即a与m成反比。
力学实验
3、实验注意事项
大 致 框 架
(1)平衡摩擦力
实验中要保证小车受到的合力等于拉力，必须消除摩擦力的影响，这就需要平衡摩擦力。
方法：在木板无滑轮的一端下面垫一垫木，反复移动其位置，直到拖在小车后面的纸带上打
出的点距均匀为止．此时重力沿斜面向下的分力等于物体受到的摩擦力．实验时小车受到的
合力等于细线对小车的拉力。
验证牛顿
运动定律
注意：①整个实验平衡摩擦力后，后续实验中都无须重新平衡摩擦力；②平衡摩擦力时不
要挂小桶，后面要连上纸带。
②要保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量,只有在小车(包括上面的砝码)的质量远大
于砂桶(包括砂)的总质量的条件下，砂和砂桶的总重力才可视为等于小车受到的拉力。
③作图时不要画成折线
根据测量数据所描出的点，绝大多数都靠近某条直线，但并不严格都在这条直线上，连线时
让大多数点在直线上即可，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，个别偏离较远的点舍去。
力学实验
大 致 框 架
4、误差剖析
验证牛顿运动
定律
①把砂和小桶的总重力作为小车的拉力，产生的误差是系统误差；
②测纸带上打点间距计算加速度可能引起误差；
③摩擦力平衡过大或不够可能引起误差。
力学实验
大 致 框 架
1、实验原理
在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相
转化，但总的机械能守恒．若物体从静止下落高度为h时的速度为a，
恒有mgh=mv2/2。故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻
的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能守恒定律。
验证机械能
守恒定律
力学实验
2、实验注意事项
大 致 框 架
(1)实验前的准备
①打点计时器安装时应注意，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
②重锤应选择质量较大的，从而使重力远大于下落过程中受到的阻力。
(2)实验过程
验证机械能
守恒定律
因为实验要求第一个点对应重锤开始下落的时刻，这就要尽量使每点都要清晰，为此
应先接通电源，待打点计时器正常工作后再松开纸带
(3)测量和数据处理
①测量长度时，都必须从起始点开始，只进行一次刻度对齐，读出各段数值，以减少
因测量次数过多而带来的误差。
②实验不用测重锤的质量，只需验证gh是否等于vn2／2即可。
③纸带的选取：若选第一个点为计时起点(该点速度为零)，则应选择第一、二两点间
的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量；如果纸带开始的点迹不清晰，也可以选
择中间的一段来进行验证。
力学实验
大 致 框 架
3、误差剖析
①本实验中因重锤和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动
能的增加量一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于
系统误差，改进的方法是调整器材的安装，尽可能地减少阻力。
②本实验的另一误差来源于长度的测量，属于偶然误差。
验证机械能
守恒定律
力学实验
大 致 框 架
1、实验原理
弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和所受外力大小相等。
这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂砝码的方法给弹簧施加
拉力)；弹簧的长度可用刻度尺测出
探究弹力和弹
簧伸长的关系
多测几组弹力F与对应的弹簧伸长量的数据，用列表或作图的方法得出弹力与
弹簧伸长的定量关系。
2、实验警示
(1)测量有关长度时，应区别弹簧原长L0、实际长度L及伸长量X三者之间的不
同，明确三者之间的关系。
(2)描线的原则是尽量使各点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，
描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线。
力学实验
大 致 框 架
3、误差剖析
探究弹力和弹
簧伸长的关系
(1)由于弹簧自身重力的影响，不挂砝码时弹簧的长度略大于弹簧的
自然长度；
(2)读取刻度时存在偶然误差；
(3)描点作图线时存在误差。
力学实验
大 致 框 架
1、实验原理
采用如图所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，使小车获得速度后沿木板匀
速滑行。当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为形，则用两条、三条……完全相
同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释
放时，实验中橡皮筋对小车做的功就是第l次的2倍(2W)、3倍(3W)……。橡皮筋每
次实验做的功使小车获得的速度根据打点计时器打出的纸带得到。当得出若干组功
和速度的数据后，以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小车获得的速度v、v2、
为横坐标，以第l次实验时的功W为单位，用描点法分别作出W一V、W一V2、W一曲线，
分析曲线，得出橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系。
探究动能定理
力学实验
大 致 框 架
2、实验警示
(1)每次实验中小车要拖动到同一位置。
(2)长木板要倾斜，使小车能在长木板上匀速运动。
(3)实验中不用测小车的质量。
探究动能定理
(4)实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以应选用那些间距
较大，且相对均匀的点来测量和计算。
3、误差剖析
①每个橡皮筋的劲度系数不同和每次拉伸的长度不完全一致，造成橡皮筋对小车做
的功不是整数倍关系引起误差；
②不完全平衡摩擦力或平衡摩擦力过大，造成实验中除橡皮筋的拉力做功外，还有
其他力做功，并由此造成最末阶段纸带上点的间隔不均匀而引起测量速度的误差。
力学实验
知识树原图
PA RT 2
利用知识体系框架来解题
此部分务必观看视频讲解
DREAM OF THE FUTURE
经典例题1
用如图甲所示的实验装置。验证m 、m 组成的系统机械能守恒．m 从高处由静止开始下落.m 上拖
1
2
2
1
着的纸带打出一系列的点.对纸带上的点迹进行测量.即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实
验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点.每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出）。
计数点间的距离如图乙所示。已知m =50g、m =150g.取g=9.8m/s2.则（结果均保留两位有效数字）
1
2
①在纸带上打下记数点5时的速度v= m/s；
②在0～5过程中系统动能的增量△E = J.系统势能的减少量△E = J；由此可以验证 ．
K
P
答案解析1
PA RT 3
回顾落实
DREAM OF THE FUTURE
要点
（1）研究匀变速直线运动主要考察打点计时器系列实验中纸带的处理；
（2）验证力的平行四边形定则主要是体现出等效性；
（3）验证牛顿运动定律的原理就是控制变量法；
（4）验证机械能守恒定律中需借助打点计时器，通过纸带测出重物某
时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能守恒定律；
（5）弹簧的长度可用刻度尺测出，多测几组弹力F与对应的弹簧伸长
量的数据，用列表或作图的方法得出弹力与弹簧伸长的定量关系；
（6）用描点法分别作出W一V、W一V2、W一曲线，分析曲线，得出橡皮
筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系。
布置作业
根据本节课所学，完成学霸布置的作业，加油。
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青春的道路不长不短 学霸的陪伴 让你一路不慌不忙力学实验讲义（教师逐字稿）
课程简介：PPT(第 1 页)：同学好，我们又见面了，上次课讲的内容
巩固好了么，要是感觉有什么问题，可以课后和我联系，我们今天的
内容是关于力学实验的相关概念和知识点，让我们来一起看一下。
PPT(第 2 页):力学实验部分是高考重点内容，主要内容：
1、研究匀变速直线运动；
2、探究弹力和弹簧伸长的关系；
3、验证力的平行四边形定则；
4、验证牛顿运动定律；
5、探究动能定理
6、验证机械能守恒定律
PPT(第 3 页):我们看一下目录，还是老样子，梳理知识体系和解决经
典问题实例。
PPT(第 4 页)：我们先来看一下知识体系的梳理部分。
PPT(第 5 页)：这是我们关于力学实验的总框架，知识点部分包括：
1、研究匀变速直线运动；
2、探究弹力和弹簧伸长的关系；
3、验证力的平行四边形定则；
4、验证牛顿运动定律；
5、探究动能定理；
6、验证机械能守恒定律。
PPT(第 6 页)：OK，我们先说一下研究匀变速直线运动。
1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足
够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要
求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近 2.0mm。
2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打 n 个点取
一个计数点，则计数点时间间隔为 n 个打点时间间隔，即 T=0.02n（s）。
一般取 n＝5，此时 T=0.1s。
3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考
虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起
点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得：
SI s ， 1 SII ， s 2 s 1 S III s3 s ， 2 SIV s4 s ， 3 S V s ， 5 s 4
SVI s6 s 5 s 1 s 2 s 3 s 4 s 5
0 1 2 3 s 6 6
SⅠ S
S S S S
Ⅱ Ⅴ
Ⅲ Ⅳ Ⅵ
PPT(第 7 页)：再看一下接下来的内容：
4．判定物体运动的性质：
⑴若 S 、 I S 、 II S 、 III S 、 IV S 、 V S 基本相等，则可判定物体在实验误 VI
差范围内作匀速直线运动。
⑵设△s1= SII － SI ，△s2= SIII － SII ，△s3= S － IV S ，△s4= S － III V S ， IV
△s5= S －S VI V
若△s1、△s2、△s3、△s4、△s5 基本相等，则可判定物体在实验误差
范围内作匀变速直线运动。
⑶测定第 n 点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内
的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第 n 点的相邻的前、后
两段相等时间 T 内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第 4
S S s s
点的瞬时速度为： 。
v IV V 5
3 4
2T 2T
PPT(第 8 页):好，我们再来看看下面的部分。
⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将
如上图所示的连续相等时间间隔 T 内的位移S 、 I S 、S 、S 、S 、 II III IV V
S 分 成 两 组 ， 利 用 s aT 2 可 得 ： VI S S a IV I 、 1 3T 2 S S a V II 、 2 3T 2
S S a VI III ，再算出的 3 3T 2 a 、a 、a 平均值，即：a 1 2 3 a1 a a 2 3 就是所 3
测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一组
去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。
PPT(第 9 页)：我们来看一下验证力的平行四边形定则
1、实验原理
一个力 F 的作用效果与两个共点力一和疋的共同作用效果都是
把橡皮条拉伸到某点，则 F 为 F1 和 F2 的合力．作出 F 的图示，再根
据力的平行四边形定则作出 Fl 和 F2 的合力 F’的图示，比较 F’与
F 在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同，即可验证力的
平行四边形定则．
2、实验注意事项
(1)结点 0：
①定位 0 点时要力求准确．
②同一次实验中橡皮条拉长后的 0 点必须保持不变．
(2)拉力：
①用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向．
②应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内，
细绳套适当长些。
③两个分力 F1、F2 间的夹角θ不要太大或太小．以 600 至 1200 为宜。
(3)作图：
①在同一次实验中，选定的比例要相同．
②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力．
3、误差剖析
(1)弹簧秤本身存在误差．
(2)读数误差：为减小误差，读数时眼睛一定要正视刻线，按有效数
字的要求正确读数并记录数据．
(3)作图误差：作图时，两力的对边一定要平行；铅笔尖要尽量细；
图的比例要合适．
PPT(第 10 页)：再看一下验证牛顿运动定律
1、实验原理
(1)实验的基本思想——控制变量法
物理学中研究三个量或多个量之间的关系时，要用控制变量法．研究
时先保持某个(或某些)量不变，研究另外两个量之间的关系；再保持
另一个(或一些)量不变，研究其余两个量之间的关系；然后综合起来
得出结论．本实验研究三个变量：加速度 a、拉力 F、质量 m(小车)
的定量关系，需采用控制变量法．
①保持研究对象即小车的质量不变，改变砂桶内砂的质量，即改变拉
力，测出对应不同拉力时小车的加速度，验证加速度是否正比于拉力．
②保持小桶内砂的质量不变，改变研究对象的质量，即往小车内加砝
码，测出对应不同质量时小车的加速度，验证加速度是否反比于质量．
(2)实验中拉力的测量方法——近似法
①小车质量的测量：小车的质量可以利用天平测出，在小车上加放砝
码可改变小车的质量．
②拉力的测量：本实验通过装砂的小桶给小车以拉力，此拉力也等于
小车受到的合力．在小桶和砂的总质量远小于小车质量的情况下，可
以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力．因此用天平测出砂桶
(包括砂)的质量，即可得拉力 F 改变小桶中砂的多少即可改变拉力的
大小．
PPT(第 11 页)：再看一下接下来的内容-说明：实际测量中可通过平
衡摩擦力的方法来消除摩擦力的影响．
③加速度的测量：在小车的后面拖上纸带，利用打点计时器打出的纸
带测加速度．
(3)实验数据的处理方法一图象法，化曲为直的方法
①研究 a 和 F 的关系：以加速度 a 为纵坐标，以 F 为横坐标，根据测
量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能
判断 a 与 F 是否成正比．
②研究 a 与 m 的关系：因为 a 一 m 图象是双曲线，通过曲线判断两个
量是不是反比关系，相当困难．若 a 和 m 成反比，则 a 一 1／m 必成
正比．我们采取“化曲为直”的思想，以 a 为纵轴，以 1／m 为横轴，
作出 a 一 l／m 图象，若 a 一 1／m 的图象是一条直线，说明 a 与 l／
m 成正比，即 a 与 m 成反比．
PPT(第 12 页)：再看一下接下来的内容
3、实验注意事项
(1)平衡摩擦力
实验中要保证小车受到的合力等于拉力，必须消除摩擦力的影响，这
就需要平衡摩擦力．
方法：在木板无滑轮的一端下面垫一垫木，反复移动其位置，直到拖
在小车后面的纸带上打出的点距均匀为止．此时重力沿斜面向下的分
力等于物体受到的摩擦力．实验时小车受到的合力等于细线对小车的
拉力．
注意：①整个实验平衡摩擦力后，后续实验中都无须重新平衡摩擦力；
②平衡摩擦力时不要挂小桶，后面要连上纸带．
(2)要保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量,只有在小车(包括
上面的砝码)的质量远大于砂桶(包括砂)的总质量的条件下，砂和砂
桶的总重力才可视为等于小车受到的拉力．
(3)作图时不要画成折线
根据测量数据所描出的点，绝大多数都靠近某条直线，但并不严格都
在这条直线上，连线时让大多数点在直线上即可，不在直线上的点均
匀分布在直线两侧，个别偏离较远的点舍去．
PPT(第 13 页)：4、误差剖析
①把砂和小桶的总重力作为小车的拉力，产生的误差是系统误差；
②测纸带上打点间距计算加速度可能引起误差；
③摩擦力平衡过大或不够可能引起误差．
PPT(第 14 页)：再看一下接下来的内容-验证机械能守恒定律
1、实验原理
在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转
化，但总的机械能守恒．若物体从静止下落高度为 h 时的速度为 a，
恒有 mgh=mv2/2．故只需借助打点计时器，通过纸带测出重物某时刻
的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能守恒定律．
PPT(第 15 页)：再看一下验证机械能守恒定律剩余内容：
2、实验注意事项
(1)实验前的准备
①打点计时器安装时应注意，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以
减少摩擦阻力．
②重锤应选择质量较大的，从而使重力远大于下落过程中受到的阻力．
(2)实验过程
因为实验要求第一个点对应重锤开始下落的时刻，这就要尽量使每点
都要清晰，为此应先接通电源，待打点计时器正常工作后再松开纸带．
(3)测量和数据处理
①测量长度时，都必须从起始点开始，只进行一次刻度对齐，读出各
段数值，以减少因测量次数过多而带来的误差．
②实验不用测重锤的质量，只需验证 gh 是否等于 vn2／2 即可．
③纸带的选取：若选第一个点为计时起点(该点速度为零)，则应选择
第一、二两点间的距离接近 2mm 且点迹清晰的纸带进行测量；如果纸
带开始的点迹不清晰，也可以选择中间的一段来进行验证
PPT(第 16 页)：3、误差剖析
①本实验中因重锤和纸带在下落的过程中要克服阻力做功，故动能
的增加量一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统
误差，改进的方法是调整器材的安装，尽可能地减少阻力．
②本实验的另一误差来源于长度的测量，属于偶然误差．
PPT(第 17 页)：再看一下探究弹力和弹簧伸长的关系部分的内容。
1、实验原理
弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和所受外力大小相等．这
样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂砝码的方法给弹
簧施加拉力)；弹簧的长度可用刻度尺测出．多测几组弹力 F 与对应
的弹簧伸长量的数据，用列表或作图的方法得出弹力与弹簧伸长的定
量关系．
2、实验警示
(1)测量有关长度时，应区别弹簧原长 L0、实际长度 L 及伸长量 X 三
者之间的不同，明确三者之间的关系．
(2)描线的原则是尽量使各点落在画出的线上，可允许少数点分布于
线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．
PPT(第 18 页)：再看一下
3、误差剖析
(1)由于弹簧自身重力的影响，不挂砝码时弹簧的长度略大于弹簧的
自然长度；
(2)读取刻度时存在偶然误差；
(3)描点作图线时存在误差．
PPT(第 19 页)：再看一下探究动能定理
1、实验原理
采用如图所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，使小车获得速
度后沿木板匀速滑行。当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为形，
则用两条、三条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3
次……实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时，实验中橡皮筋对
小车做的功就是第 l 次的 2 倍(2W)、3 倍(3W)……．橡皮筋每次实验
做的功使小车获得的速度根据打点计时器打出的纸带得到．当得出若
干组功和速度的数据后，以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小
车获得的速度 v、v2、为横坐标，以第 l 次实验时的功 W 为单位，用
描点法分别作出 W 一 V、W 一 V2、W 一曲线，分析曲线，得出橡皮筋
对小车做的功与小车获得速度的定量关系．
PPT(第 20 页)：2、实验警示
(1)每次实验中小车要拖动到同一位置．
(2)长木板要倾斜，使小车能在长木板上匀速运动．
(3)实验中不用测小车的质量．
(4)实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以应
选用那些间距较大，且相对均匀的点来测量和计算．
3、误差剖析
①每个橡皮筋的劲度系数不同和每次拉伸的长度不完全一致，造成橡
皮筋对小车做的功不是整数倍关系引起误差；
②不完全平衡摩擦力或平衡摩擦力过大，造成实验中除橡皮筋的拉力
做功外，还有其他力做功，并由此造成最末阶段纸带上点的间隔不均
匀而引起测量速度的误差．
PPT(第 21 页)：这是我们的总图，因为图片有点大，可以下载下来进
行研究。
PPT(第 22 页)：接下来我们来一起看一下经典题型部分，注意我们在
梳理过程中，也应该就将我们经常遇到的经典知识点也梳理上去，这
样才能既梳理巩固清楚知识体系，也能清楚出题目的方向。
PPT(第 23—24 页)：第 1 题和答案。
PPT(第 25 页)：回顾落实。看完视频题目后，有没有学会如何运用知
识体系来解题？我们再次总结一下梳理知识体系的重要性吧。
PPT(第 26 页)：再来回顾下我们的要点：
（1）研究匀变速直线运动主要考察打点计时器系列实验中纸带的处
理；
（2）验证力的平行四边形定则主要是体现出等效性；
（3）验证牛顿运动定律的原理就是控制变量法；
（4）验证机械能守恒定律中需借助打点计时器，通过纸带测出重物
某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能守恒定
律；
（5）弹簧的长度可用刻度尺测出．多测几组弹力 F 与对应的弹簧伸
长量的数据，用列表或作图的方法得出弹力与弹簧伸长的定量关系；
（6）用描点法分别作出 W 一 V、W 一 V2、W 一曲线，分析曲线，得出
橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系。
PPT(第 27 页)：课后作业布置，请认真完成我们准备的题目，因为对
应的题型可以充分的对咱们学习内容进行很好的巩固和加强，所有题
目难度不是太大，但是是对所学内容非常好的融汇与渗透，也是对学
习效果非常好的检验。在解答过程中一定要仔细哦。
PPT(第 28 页)：谢谢同学，我们下次再见！

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