2023届高考物理二轮复习讲义：物理实验——力学探究类实验

力学探究类实验

本专题主要讲述高考中常见的三类探究类力学实验：探究弹簧弹力与形变量的关系、探究加速度与物体受力、物体质量的关系、探究平抛运动的特点。对这类实验的考查往往涉及四个方面的内容：（1）掌握实验原理和实验操作方法；（2）能对实验数据进行处理；（3）分析和判断引起实验误差的因素，并提出减小误差的方法；（4）能对实验原理和方法进行迁移与拓展，设计新的探究实验。常规考点有：刻度尺的读数，打点计时器的使用，根据纸带求瞬时速度或加速度，作图法处理数据，光电门的应用等。

 探究弹簧弹力与形变量的关系

小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

（1）查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；（2）将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：

（3）根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；

（4）取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图（c）所示，此时橡皮筋的长度为________cm；

（5）由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为________g（计算结果保留3位有效数字）。

某同学用图a装置探究两根相同弹簧甲、乙串联后总的劲度系数与弹簧甲劲度系数的关系。他先测出不挂钩码时弹簧甲的长度和两弹簧的总长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，记录数据填在下面的表格中。

（1）关于本实验操作，下列说法正确的是_______。

A．悬挂钩码后立即读数B．钩码的数量可以任意增减

C．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态

（2）已作出钩码重力F与弹簧总长度L2的关系图像，如图b中实线所示，由图像可知两根弹簧串联后总的劲度系数k为_______N/cm。

（3）在图b的坐标纸上描点作出钩码重力F与弹簧甲的长度L1的关系图像。

（4）根据F－L1图像可求出一根弹簧的度系数k′，k和k′的定量关系为_______。

（5）本实验中，弹簧的自重对所测得的劲度系数 _______（选填“有”或“无”）影响。

2.(1)某同学在探究“弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图甲所示,图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(分度值是1毫米)上位置的放大图,示数l1=　　　　cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是　　　　。作出F-x图线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。 

丙

(2)该同学更换弹簧,进行重复实验。得到如图丙所示的弹簧弹力F与伸长量x的关系图线,由此可求出该弹簧的劲度系数为　　　　N/m。图线不过原点的原因是　　　　。 

4.如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。

①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是　　　。 

A.重物选用质量和密度较大的金属锤     B.两限位孔在同一竖直面内上下对正