专题19 力学实验-【口袋书】2024年高考物理一轮复习知识清单（全国通用）

专题19力学实验 考点内容 考情 1．探究小车速度随时间变化的规律 2023·全国卷甲·10 2023·浙江省1月选考·16 2023·浙江省6月选考·16 2023·全国卷乙·9 2023·全国卷（新课标）·9 2023·重庆卷·11 2．探究求合力的方法 3．探究加速度与力、质量的关系 4．研究平抛运动 5．探究做功与物体速度变化的关系 6．验证机械能守恒定律 7．探究单摆周期与摆长的关系 8．探究碰撞中的不变量 知识点01 必考实验 2 一、探究小车速度随时间变化的规律 2 二、探究求合力的方法 6 三、探究加速度与物体受力、物体质量的关系 8 四、研究平抛运动 11 五、探究做功与物体速度变化的关系（新教材已删除） 15 六、验证机械能守恒定律 17 七、探究单摆周期与摆长的关系 19 八、探究碰撞中的不变量 20 知识点02 其他实验 22 一、探究弹簧弹力与形变量的关系 22 二、探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 24 三、用单摆测量重力加速度的大小 26 知识点01 必考实验 一、探究小车速度随时间变化的规律 1.实验器材：电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交变电源． 2.实验过程 ①按照实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； ②把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面； ③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车； ④小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； ⑤增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进行测量、分析．为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点 3.数据处理 ①依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 Ⅰ、对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上。因此，可以很有把握地认为，如果是理想情况（没有实验误差），代表小车速度与时间关系的点真的能够全部落在一条直线上，在科学术语中，速度和时间的这种关系称为“线性关系”。 Ⅱ、x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离．是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…．若等于恒量()，则说明小车做匀变速直线运动． ，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等． ②求物体的速度与加速度 Ⅰ、利用平均速度求瞬时速度：． Ⅱ、利用逐差法求解平均加速度 ，， ⇒． Ⅲ、利用速度—时间图像求加速度 a．作出速度—时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度； b．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度． 4.注意事项 ①平行：纸带、细绳要与长木板平行． ②两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带． ③防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞． ④减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜． ⑤小车从靠近打点计时器位置释放． 5.误差分析 ①纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差． ②计数点间距测量有偶然误差． ③作图有误差． 【实战演练】 (2023·全国卷甲·10)某同学利用如图所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图所示。 已知打出图中相邻两个计数点的时间间隔均为。以打出点时小车位置为初始位置，将打出、、、、各点时小车的位移填到表中，小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为和。表中 ______ ， ______ 。 位移区间 根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图所示。题卡上的图中补全实验点。 从实验结果可知，小车运动的图线可视为一条直线，此直线用方程表示，其中 ______ ， ______ 。结果均保留位有效数字 根据中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出点时小车速度大小 ______ ，小车的加速度大小 ______ 。结果用字母、表示 【答案】            【解析】解：由图得， 段的平均速度 如图 在图像中，将点迹用直线连接，如图： 由图像得： 小车做匀加速直线运动，由匀变速直线运动速度时间公式得： 则打出点时小车速度大小 小车的加速度大小为 故答案为：，；见解析；，；，。 【实战演练】 (2023·浙江省1月选考·16)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。