资源简介

橡皮条、弹簧类实验
——高考一轮备考
【知识方法】
1．探究弹力和弹簧伸长量的关系
(1)实验原理
要测出每次悬挂重物的重力大小F和弹簧伸长的长度x，建立F－x坐标，描点作图探究．
(2)操作关键
①实验中不能挂过多的钩码，使弹簧超过弹性限度．
②作图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在两侧．
2．验证力的平行四边形定则
(1)实验原理
使一个力作用效果跟两个力共同作用效果相同．
(2)操作关键
①每次拉伸结点位置O必须保持不变；
②记下每次各力的大小和方向；
③画力的图示时应选择适当的标度．
3．“探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系”实验中数据处理的方法
(1)图象法：根据测量数据，在建好直角坐标系的坐标纸上描点，以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧的伸长量x为横轴，根据描点的情况，作出一条经过原点的直线。
(2)列表法：将实验数据填入表中，研究测量的数据，可发现在实验误差允许的范围内，弹力与弹簧伸长量的比值不变。
(3)函数法：根据实验数据，找出弹力与弹簧伸长量的函数关系。
【考点例题】
【例题1】(2018·全国卷Ⅰ·T22)如图(a)所示，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。
(a)　　　　　(b)
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________ cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________ N/m(保留三位有效数字)。
【例题2】(2017·全国卷Ⅲ·T22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。
(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N。
(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。
①用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；
②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
【例题3】（2020·兴宁一中）如图所示。由于疫情严重学校停课，小王同学利用自己设计的弹簧弹射器粗略研究“弹簧弹性势能与形变量关系”，弹射器水平固定，弹簧被压缩x后释放，将质量为m、直径为d的小球弹射出去。测出小球通 过光电门的时间为t。请回答下列问题：
（1）为减少实验误差，弹射器出口端距离光电门应该________ （选填“近些”或“远些”）。
（2）小球释放前弹簧的弹性势能Ep＝________。（用m、d、t表示）
（3）该同学在实验中测出多组数据，并发现x与t成反比的关系，则弹簧弹性势能Ep与形变量x的关系式，正确的是________。（选填字母代号即可）
A． B． C． D．
【例题4】（2020·全国高三）某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图甲所示，两滑块A、B上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下：
I.用螺旋测微器测量窄片的宽度d；
II.将气垫导轨调成水平；
II.将A、B用细线绑住，在A．B间放入一个被压缩的轻小弹簧；
IV.烧断细线，记录A、B上的窄片分别通过光电门C、D的挡光时间t1、t2。
(1)若测量窄片的宽度d时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则d=_____mm。
(2)实验中，还应测量的物理量是______
A．滑块A的质量m1以及滑块B的质量m2
B．烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间tA、tB
C．烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的路程x1、x2
(3)验证动量守恒定律的表达式是_____________ ；烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=________。(均用题中相关物理量的字母表示)
【例题5】（2020·山西）如图所示为研究弹簧的弹性势能与弹簧形变量x关系的实验装置。使木板倾斜一个适当的角度，在木板的顶端固定着弹射器，可把小物块以不同的速度沿木板向下弹出。木板底端固定着要研究的弹簧，弹簧处于自然长度时，弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，并在该位置安装速度传感器，以便测出小物块到该位置的速度。已知小物块的质量为m，回答下列问题：
(1)若速度传感器显示的示数为v0，则弹簧最大的弹性势能为______。
(2)关于长木板倾斜及弹簧的选择下列说法正确的是（_______）
A．长木板倾斜是为了增大小物块接触弹簧时的速度
B．长木板倾斜是为了平衡摩擦力，使小物块动能全部转化为弹簧的弹性势能
C．弹簧应选择尽量长些且劲度系数较小的
D．弹簧应选择尽量长些且劲度系数较大的
(3)如何较准确的测量弹簧的最大形变量？_______。
【例题6】（2020·福建）一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：
①如图甲，细线OC一端连接一装满水的水壶，另一端连接圆环O，用电子秤的下端挂钩钩住圆环O，记下水壶静上时电子秤的示数F；
②如图乙，将细线AB一端拴在墙钉A处，另一端穿过圆环O拴在电子秤的挂钩B处。手握电子秤沿斜上方拉住细线的B端使水壶处于平衡状态，在墙面的白纸上记录圆环O的位置、三细线OA、OB、OC的方向和电子秤的示数F1；
③如图丙，在白纸上以O为力的作用点，按定标度作出各力的图示，根据平行四边形定则作出两个F1的合力的图示。
(1)步骤①中_______（填“必须”或“不必”）记录O点位置；
(2)步骤②中用细线穿过圆环O，而不用细线直接拴接在细线AB上的原因是________；
(3)通过比较F与______的大小和方向，即可得出实验结论。
【例题7】（2022·广东）某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：
①如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳(带绳结)；将制图板竖直固定在铁架台上．
②将质量为m＝100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A1；逐步增大水平力，重复5次……
③取下制图板，量出A1、A2、……各点到O的距离l1、l2、……；量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角α1、α2……
④在坐标纸上做出－l的图象如图.
完成下列填空：
(1)已知重力加速度为g，当橡皮筋与OA0间的夹角为α时，橡皮筋所受的拉力大小为________(用g、m、α表示)．
(2)取g＝10 m/s2，由图可得橡皮筋的劲度系数k＝________ N/m，橡皮筋的原长l0＝________ m
【参考答案】
【例题1】【答案】　3.775　53.7
实验所用的游标卡尺最小分度为0.05 mm，游标卡尺上游标第15条刻度线与主尺刻度线对齐，根据游标卡尺的读数规则，题图(b)所示的游标卡尺读数为3.7 cm＋15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm。托盘中放有质量为m＝0.100 kg的砝码时，弹簧受到的拉力F＝mg＝0.100×9.8 N＝0.980 N，弹簧伸长量为x＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm，根据胡克定律F＝kx，解得此弹簧的劲度系数k＝≈53.7 N/m。
【例题2】【答案】(1)4.0　(2)①见解析图　②4.0　0.05
(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N。(2)①利用平行四边形定则作图，如图所示。
②由图可知F合＝4.0 N，从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。
【例题3】【答案】近些 C
（1）[1]弹射出后小球做平抛运动，只有距离光电门近些才能减小速度引起的误差；
（2）[2]利用平均速度代替瞬时速度，则
弹性势能转化为了动能，根据动能定理可知
（3）[3]由题知，x与t成反比的关系，即
则弹性势能的表达式为
故C正确，ABD错误。
故选C。
【例题4】【答案】4.800 A
(1)[1]螺旋测微器主尺的示数为4.5mm，可动刻度的示数为0.01mm×30.0=0.300mm，故
d=4.5mm+0.300mm=4.800mm
(2)[2]验证动量守恒定律，需要测量滑块A、B的质量m1和m2
故选A
(3)[3]根据动量守恒定律
其中、
可得
[4]根据能量守恒定律可得，烧断细线前弹簧的弹性势能
【例题5】【答案】 BC 多次以同一速度弹出小物块，测出每次弹簧最大的形变量，再求平均值。
(1)[1]小物块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，则有
(2)[2]AB．长木板倾斜是为了平衡摩擦力，重力沿长木板向下的分力与滑动摩擦力相等，以保证小物块压缩弹簧时，使小物块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，故A错误，B正确；
CD．弹簧长一些，弹簧的劲度系数小一些是为了小物块压缩弹簧时使弹簧有较大的形变量，有利于形变量的测量，减小测量误差，故C正确，D错误；故选BC。
(3)[3]弹簧压缩至最短的位置不好确定，所以要多次以同一速度弹出小物块，测出每次弹簧最大的形变量，再求平均值，以减小形变量的测量误差。
【例题6】【答案】不必 两分力一次同时测定，减小误差（或由于圆环的滑动，使得OA、OB两细线拉力大小相同）
(1)[1]因为重力恒竖直向下，只要保证水壶静止即可，读出OC绳的拉力即可，故第一次不需要记录O点位置。
(2)[2]由于圆环的滑动，使得OA、OB两细线拉力大小相同，故可以两分力一次同时测定，减小误差。
(3)[3]OA和OB绳子的拉力作用效果和OC一条绳子的拉力的作用效果相同，而OC一条绳子作用力为F，OA和OB绳子的合力为根据平行四边形定则画出来的，所以只要比较F和的大小和方向，即可验证试验。
【例题7】【答案】 100 0.21
（1）对结点受力分析，根据共点力平衡可知，解得；
（2）在竖直方向，合力为零，则，解得，故斜率，由图象可知斜率，故；由图象可知，直线与横坐标的交点即为弹簧的原长，为0.21m；力学创新型实验
——高考一轮备考
【知识方法】
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。
【考点例题】
【例题1】(2022·全国卷Ⅲ·T22)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________。(填正确答案标号)
A．米尺　　　 B．秒表
C．光电门 D．天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答：________________________________
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，则该地的重力加速度大小为g＝_______ m/s2。(保留2位有效数字)
【例题2】(2018·全国卷Ⅲ·T22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。实验步骤如下：
(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺。
(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为____________(用L、L1和g表示)。
(3)已知当地的重力加速度大小为g＝9.80 m/s2，L＝30.0 cm，L1＝10.4 cm。乙的反应时间为________s。(结果保留两位有效数字)
(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：________________________。
【例题3】(2018·全国卷Ⅱ·T23)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。
砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93
(a)
(b)　　　　　　　　　　　　　　(c)
回答下列问题：
(1)f4＝________N。
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f m图线。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________。
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f m图线求得μ＝____________。(保留两位有效数字)
【例题4】（2020·云南高三）某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中，利用以下器材：
两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。
实验步骤如下：
（1）用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00cm，弹簧B的原长为8.00cm；
（2）如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m=100g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为6.98cm，弹簧B长度为9.96cm。取重力加速度g=9.8m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为kA=_________N/m，kB=_________N/m；
（3）如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10cm，弹簧B的长度为11..80cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；
（4）如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为13.90cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′=________N（计算结果保留3位有效数字）；
（5）根据步骤（3）所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB，在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示______，根据平行四边形定则作出它们的合力F的图示，测出F的大小为_________N。（结果保留3位有效数字）
（6）再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示____，比较F与F′的大小及方向的偏差，均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
【例题5】（2020·四川）某课外活动小组为了测量木块与木板间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。实验中让木板倾斜固定，打点计时器固定在木板上端，纸带固定在木块上，让木块从靠近打点计器的位置由静止开始沿木板下滑，打点计时器记录木块的运动，分析纸带、测出木板与水平面间的夹角，计算出木块与木板间的动摩擦因数。
图乙是某次实验得到的清晰纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T＝0.1s，根据纸带可求出木块过D点时的速度为_________m/s，木块的加速度大小为_______m/s2。实验测得木板与水平面间的夹角θ＝(sin＝0.6，cos＝0.8)，重力加速度g取10m/s2，木块与木板间的动摩擦因数μ＝_______。(结果保留两位有效数字)
【例题6】（2020·山东）为了探究静摩擦力及滑动摩擦力变化规律，老师设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的图象，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度可使细绳水平），滑块起初放在较长的小车最右端（滑块可视为质点），小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部轻绳水平），起初整个装置处于静止状态。实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，力传感器采集的图象如图乙所示（重力加速度为g=10m/s2）。
(1)最大静摩擦力______（填大于，等于，小于）滑动摩擦力。
(2)某同学想对此实验拓展，还进行了以下操作：
①测出滑块的重力G=15N；
②测出小车表面的长度L=1.56m；
则该同学利用传感器采集的图象及以上数据可以得到：空沙桶的质量：______kg；滑块与小车表面的动摩擦因数：μ=______；小车运动的加速度：a=______m/s2，小车的质量m=________kg；（保留2位小数）
【例题7】（2022·四川）某课外兴趣小组为了测量木块与木板间的动摩擦因数，设计了如图所示的实验装置并进行了如下实验。将一轻质弹簧的一端固定在木板上，木板竖直放置，如图甲所示，弹簧自然伸长时弹簧的另一端位于A点。将木块紧靠弹簧推至B点后由静止释放，木块脱离弹簧后上升的最高点为C（图中未画出）。将木板改为水平放置，如图乙所示。仍用该木块紧靠弹簧推至同一点B后由静止释放，木块脱离弹簧后滑行一段距离停于D点（图中未画出）。
(1)为测得木块与木板间动摩擦因数，实验过程中应测量下列哪些物理量_____
A．木块质量m
B．木板竖直放置时A点到C点的距离H1
C．木板竖直放置时B点到C点的距离H2
D．木板水平放置时A点到D点的距离L1
E．木板水平放置时B点到D点的距离L2
(2)木块与木板间动摩擦因数___________（用（1）问中测量的物理量对应的字母表示）。
【例题8】（2020·内蒙）某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验主要步骤如下：（不考虑空气阻力的影响）
①将光电门安放在固定于水平地面上的长木板上；
②将细绳一端连在小车上，另一端绕过两个轻质光滑定滑轮后悬挂一钩码，调节木板上滑轮的高度，使该滑轮与小车间的细绳与木板平行；
③测出小车遮光板与光电门之间的距离L，接通电源，释放小车，记下小车遮光板经过光电门的时间t；
④根据实验数据计算出小车与钩码组成的系统动能的增加量和钩码重力势能的减少量。
(1)根据上述实验步骤，实验中还需测量的物理量有_________；
A．小车上遮光板的宽度d B．小车和遮光板总质量m1
C．钩码的质量m2 D．钩码下落的时间t′
(2)图中游标卡尺所测遮光板宽度d为_______mm；
(3)由实验步骤和(1)选项中测得的物理量，改变L的大小，重复步骤③、④，可得到系统动能增加量总是小于钩码重力势能减少量，其原因可能是________________
【例题9】（2022·安徽）如图甲所示为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置．他们调整长木板和滑轮，使长木板水平放置且细线平行于长木板；在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放物块，多次改变托盘中砝码的质量，记录传感器的读数F，求出加速度a．
请回答下列问题：
(1)实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz的交流电，两计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可求出物块的加速度为_______m/s2． (结果保留三位有效数字)．
(2)以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线如图丙所示，求得图线的斜率为k，横轴截距为F0，若传感器的质量为m0，则物块的质量为____．若已知重力加速度为g，物块与长木板动摩擦因数为μ＝________．
(3)该实验需不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量？_____．(填“需要”或“不需要”)
【例题10】（2020·江苏）利用气垫导轨和频闪照相“验证动量守恒定律”。如图所示，已知A滑块的质量为1 kg，B滑块的质量为为1.5 kg，频闪照相的时间间隔为0.4 s，拍摄共进行了四次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后。A滑块原来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动的(以滑块上的箭头位置为准)，根据闪光照片分析得出：
（1）两滑块发生碰撞的位置在________cm刻度处。
（2）第1次拍摄后，再经过________s的时间，两滑块发生了碰撞。
（3）碰撞前，B滑块的速度为________ m/s；碰撞后，A滑块的速度为________ m/s，B滑块的速度为________ m/s。（结果保留两位小数）
（4）碰撞前两个滑块组成的系统的动量是________kg·m/s；碰撞后两个滑块组成的系统的动量是________kg·m/s。
【参考答案】
【例题1】
【答案】(1)A　(2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺　(3)9.7
【解析】利用数码相机的连拍功能，通过每隔一定时间的拍摄确定小球位置，所以还必须使用的器材是米尺，将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺，用米尺测量小球位置间的距离，利用逐差法由公式Δx＝aT2，可得a＝g＝＝9.7 m/s2。
【例题2】 【答案】(2)　(3)0.20　(4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子(答出一条即可)
【解析】根据题述，在乙的反应时间t内，尺子下落高度h＝L－L1，由自由落体运动规律可知，h＝gt2，解得t＝。代入数据得t＝0.20 s。
【例题3】【答案】
(1)2.75　(2)如图所示　(3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40
【解析】(1)对弹簧秤进行读数得2.75 N。
(2)在图象上添加(0.05 kg,2.15 N)、(0.20 kg,2.75 N)这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答图所示。
(3)由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f m图线的斜率为k＝μg。
(4)根据图象求出k＝3.9 N/kg，代入数据得μ＝0.40。
易错剖析：在第(2)问作图象时应先把(0.05 kg,2.15 N)、(0.20 kg,2.75 N)这两个点添上，因为函数为一次函数，同时纵坐标的起点不是从零开始，应注意不要在计算斜率时出错。
【例题4】【答案】100 50 2.95 作FA、FB的图示（FA=2.10N、FB=1.90N） 2.80～2.95
【解析】
（2）[1][2]．根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为
，；
（4）[3]．弹簧B的弹力大小为
（5）[4][5]．由胡克定律可得：
画出两个力的合力如图，由图可知合力F≈2.90N；
（6）[6]．做出力图如图；
【例题5】【答案】0.85 2.0 0.50
【解析】[1]木块过D点时的速度为
[2]由逐差法得
[3]由牛顿第二定律得
得
【例题6】【答案】大于 0.20 0.20 0.50 0.65
【解析】(1)[1]由于滑块一直处于静止状态，所以传感器显示的力和滑块受到的摩擦力大小相等，实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，此时小车没有运动，滑块与小车间是静摩擦力，随着沙子逐渐增多，达6s时，小车与滑块间的摩擦力达到最大静摩擦力，此时停止加入沙子，此后滑块受到滑动摩擦力且保持不变；由图可知，最大静摩擦力为3.5N。而滑动摩擦力为3N，故最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
(2)[2]根据平衡条件有，实验开始时打开传感器的瞬间还没有向沙桶倒沙子时，传感器的数据即表示空桶的重力
故m=0.20kg。
[3]滑块压力为15N，根据滑动摩擦力公式可得μ0.20
[4]由图可知，小车前进了2.5s，位移为1.56m；由位移公式
xat2
解得a=0.50m/s2。
[5]小车运动时受桶的拉力和摩擦力作用，对桶和小车分析，此时桶的质量m=0.35kg，根据牛顿第二定律可得
解得m1=0.65kg。
【例题7】【答案】CE
【解析】
(1)[1]木板竖直放置时，根据能量守恒可得：
木板改为水平放置，根据能量守恒可得：
联立可得木块与木板间动摩擦因数：
(2)[2]通过(1)分析可得木块与木板间动摩擦因数：
【例题8】【答案】
ABC 5.70 小车与长木板之间存在摩擦阻力做功
【解析】
(1)[1]要得到小车与钩码组成的系统动能的增加量，则要得到小车的速度，所以要测量小车上遮光板的宽度d和小车和遮光板总质量m1，钩码的质量m2，由于小车运动的距离即为钩码下降的距离，所以不用测量钩码下落的时间t′，故选ABC；
(2)[2]由图可知，游标卡尺所测遮光板宽度
(3)[3]由于实验过程中小车与长木板之间存在摩擦阻力做功，系统有部分机械能转化为内能，则系统动能增加量总是小于钩码重力势能减少量。
【例题9】【答案】2．00 不需要
【解析】
（1）[1] 根据△x=aT2，得m/s2；
（2）[2] 由牛顿第二定律得：
解得：
则a-F图象的斜率为：
所以物块的质量为：
[3]由图象可知，物块与木板之间的摩擦力为F0，则：
解得：
（3）[4]由于传感器测得是真实拉力，不需要满足此条件．
【例题10】【答案】
30 0.2 1.00 0.75 0.50 1.5 1.5
【解析】（1）[1]因为A滑块开始处于静止状态，故根据图像可知两滑块发生碰撞的位置在30cm刻度处；
（2）[2]闪光时间间隔为0.4s，由图可知碰后A滑块从45cm刻度处运动到75cm刻度处，运动速度为：
从发生碰撞到第二次拍摄，A滑块从30cm刻度处运动到45cm刻度处，运动的时间为：
所以可知从第一次拍摄到发生碰撞的时间为：
（3）[3]从第一次拍摄到发生碰撞，B滑块从10cm运动到了30cm，由（2）的分析可知碰前A滑块的速度为：
[4]由（2）的分析可知碰后A滑块的速度为0.75m/s；
[5]闪光时间间隔为0.4s，由图可知碰撞后B滑块在一个闪光时间间隔内从40cm刻度处运动到60cm刻度处，即碰后B滑块的速度为：
（4）[6]碰前两滑块的总动量为：
[7]碰后两滑块的总动量为：

展开更多......

收起↑