19 专题六 第18课时 力学实验及其创新（课件PPT）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（广东专版）

专题六　实验与探究 1 第18课时　力学实验及其创新 第18课时　力学实验及其创新 真题呈现 2022·T11——自由落体运动与能量问题 2024·T11——纸带加速度的计算 2025·T11——碰撞 考情分析 力学实验主要侧重于测量仪器的读数，实验仪器的使用，利用打点计时器和纸带计算速度、加速度，用单摆测量当地的重力加速度等，近几年广东高考除了2023年没有考之外，其他年份都有考查。 第18课时　力学实验及其创新 真题情境 　　　 　　　 2022·广东卷T11　 2025·广东卷T11 第18课时　力学实验及其创新 真题情境 　　　 　　　 2024·广东卷T11 第18课时　力学实验及其创新 突破点一　“纸带”类实验 1．利用纸带判定物体的运动性质 (1)若x1、x2、x3、…、x6基本相等，在误差允许的范围内可认为物体做匀速直线运动。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 7 (2)利用x1、x2、x3、…、x6计算出相邻相等时间内的位移差x2－x1、x3－x2、…、x6－x5，若大致相等，则在误差允许的范围内认为Δx＝aT2，可判定物体做匀变速直线运动。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 2．平均速度法求速度：如图所示，做匀变速直线运动的物体在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn＝。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 3．利用纸带求加速度的三种方法 (1)结论法：利用第m个T时间内的位移和第n个T时间内的位移求a，即a＝。 (2)逐差法：如从纸带上得到6个连续相等时间间隔内的位移，则a＝(两段法)。 (3)v-t图像法：求出各点的瞬时速度，画出v-t图线，图线的斜率表示加速度a。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例1]　(2024·广东卷T11)下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是____________。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz，则小车的加速度大小为________m/s2(结果保留3位有效数字)。 平衡摩擦力　 2.86　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为________ cm。 4.108　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节______，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到__________。 光源　 干涉条纹 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)木板右端垫高的目的是平衡摩擦力；小车的加速度大小a＝ m/s2≈2.86 m/s2。 (2)游标卡尺读数为 4.1 cm＋4×0.02 mm＝4.108 cm。 (3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例2]　(2025·广东深圳一模)某同学利用打点计时器分析自身步行时的速度特征，把接在50 Hz的交流电源上的打点计时器固定在与人腰部等高的桌面上，纸带穿过打点计时器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直线步行时带动纸带运动，打点计时器记录人步行时的运动信息。 (1)选取点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，其中连续6个计数点A、B、C、D、E、F如图甲所示，纸带中BC段的平均速度为vBC＝________ m/s。(保留2位有效数字) 1.1　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)沿着计数点位置把纸带裁开并编号，按编号顺序把剪出的纸带下端对齐并排粘贴在坐标纸上，剪出的纸带长度代表打出这段纸带时间内的平均速度，把每段纸带上边中点连接成线，如图乙所示，若用图中曲线描述人运动的速度—时间关系，如果用纵坐标表示速度大小，横坐标表示时间，则纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为__________ s，请根据图估算该同学的步幅为________ m。(保留2位有效数字) 0.10　 0.53 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)相邻计数点时间间隔T＝0.1 s，BC段的平均速度为vBC＝＝ m/s＝1.1 m/s。 (2)纸带的横宽d对应横坐标中的时间长度为T＝0.10 s；可把题图乙看成v-t图像，步幅为题图乙一个周期内每段纸带长度之和，该同学的步幅为s＝(8.80＋11.00＋12.00＋11.00＋9.70) cm≈0.53 m。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例3]　某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。跨过轻质定滑轮的轻质细线两端连接两个完全相同的空铝箱，左侧铝箱下端连接纸带，向右侧铝箱中放入质量为m的砝码，由静止释放后，铝箱运动的加速度大小a可由打点计时器打出的纸带测出，改变右侧铝箱中砝码的质量，重复实验，得到多组a、m值。已知当地的重力加速度大小g＝9.8 m/s2，打点计时器所接电源的频率为50 Hz。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)实验过程中打出图乙所示的一条理想纸带，图中O、A、B、C、D相邻两计数点间还有九个计时点未画出，则铝箱运动的加速度大小a＝________ m/s2(结果保留2位小数)。 (2)根据图丙中的数据可知，每个空铝箱的质量M＝_____ kg(结果保留2位小数)。 0.50　 0.35 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)相邻两计数点间还有九个计时点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为T＝10×0.02 s＝0.2 s，由逐差法可得a＝＝×10-2 m/s2≈0.50 m/s2。 (2)对右侧的铝箱和左侧的铝箱，根据牛顿第二定律分别有mg＋Mg－T＝(M＋m)a T－Mg＝Ma 联立解得a＝m 当M远大于m时，有a＝m 结合题图丙可得＝ m·s-2·kg-1 解得M＝0.35 kg。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 反思感悟　处理“纸带”类问题的两点注意 1．区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。 2．平衡摩擦力的目的 (1)在探究a与F、m的定量关系的实验中，平衡摩擦力的目的是使细线的拉力作为小车的合外力。 (2)在验证动量守恒定律的实验中，平衡摩擦力的目的是使小车碰前、碰后均做匀速直线运动，便于测量速度，小车碰撞过程中满足动量守恒条件。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 【教师备选资源】 1．某同学利用如图(a)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(b)所示。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s，以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中，小车发生对应位移所用时间和平均速度分别为Δt和。表中ΔxAD＝________ cm，＝________ cm/s。 位移区间 AB AC AD AE AF Δx/cm 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30 /(cm·s-1) 66.0 73.0 87.3 94.6 24.00　 80.0　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)根据表中数据得到小车平均速度随时间Δt的变化关系，如图(c)所示。在图中补全实验点。 见解析图　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)从实验结果可知，小车运动的-Δt图线可视为一条直线，此直线用方程＝k·Δt＋b表示，其中k＝_____________ cm/s2，b＝___________ cm/s。(结果均保留3位有效数字) (4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小vA＝_____，小车的加速度大小a＝______。(结果用字母k、b表示) 70.8(±0.8)　 59.0(±0.1)　 b　 2k 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)由纸带数值得出ΔxAD＝6.60 cm＋8.00 cm＋9.40 cm＝24.00 cm；＝＝80.0 cm/s。 (2)如图所示。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)由解析(2)图像可求得直线斜率k＝ cm/s2≈70.8 cm/s2，b＝59.0 cm/s。 (4)由于小车做匀加速直线运动，以A点为运动起点，其位移方程为Δx＝vAΔt＋a(Δt)2，则平均速度＝＝vA＋aΔt。故斜率k＝a，b＝vA，所以a＝2k，vA＝b。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 2．如图(a)所示为探究“小车加速度与力、质量的关系”的装置，某实验小组发现利用该装置还可以测量小车的质量M。实验时，将长木板右端适当垫高，在不受牵引的情况下小车拖动纸带恰能沿木板匀速运动，则： 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)为了使小车受到细绳的拉力F近似等于钩码的总重力mg(细绳平行于斜面)，钩码的总质量应___________(选填“远大于”“等于”或“远小于”)小车的质量。 (2)若平衡摩擦力过度(即木板右端垫得过高)，此时长木板与桌面的倾角为θ。由实验测得数据作出a-F图像，截距为a0，此时的滑动摩擦力为f，重力加速度为g，则M＝_________(用f、θ、a0、g表示)，该测量值比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 远小于　 　 偏小 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)根据牛顿第二定律有 F＝Ma，mg－F＝ma 联立解得F＝ mg＝ mg 只有当M≫m时才可认为F＝mg，即为了使小车受到细绳的拉力F近似等于钩码的总重力mg(细绳平行于斜面)，钩码的总质量应远小于小车的质量。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)根据牛顿第二定律，当F＝0时加速度为a0，则Mgsin θ－f＝Ma0 解得M＝ 考虑到小车下滑时空气阻力以及纸带的摩擦阻力的影响，f 值小于小车受的所有阻力的值，则M的测量值偏小。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 突破点二　“弹簧”“橡皮筋”类实验 1．探究弹力和弹簧伸长量的关系的关键操作 (1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过其弹性限度。 (2)画图像时，不要连成“折线”，应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧。 2．验证力的平行四边形定则的关键操作 (1)每次拉伸结点位置O必须保持不变。 (2)记下每次拉伸时各力的大小和方向。 (3)画力的图示时应选择适当的标度。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 32 3．常见的数据处理方法 (1)列表法：直接从表格数据中得到弹力F与伸长量x的比值是一个常数。 (2)图像法：以弹力F为纵坐标，弹簧的伸长量x为横坐标，根据所测数据，在坐标系中描点连线，可得到一条过原点的直线。 ①F-x图线为一条过原点的直线，而F-l图线为一条倾斜直线但不过原点。 ②F-x图线和F-l图线的斜率均表示弹簧(或橡皮筋)的劲度系数。 ③F-l图线在l轴的截距表示弹簧(或橡皮筋)的原长。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例4]　(2025·广东广州二模)如图甲所示，用量程为5 N的弹簧测力计，测量一个超出其量程的重物的重力： 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上。 (2)三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线OB，使细线的结点O与圆环的圆心位置重合。 (3)标出OA、OB、OC的拉力方向，记录弹簧测力计的读数为____________________ N。 (4)①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出OA、OB拉力的合力； ②由作图结果可得重物的重力为____________________ N(结果保留1位小数)。 3.00(2.99～3.01均可)　 见解析图 7.0(6.8～7.2均可) 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(3)弹簧测力计的最小分度为0.1 N，读数时需要估读到 0.01 N，所以其读数为3.00 N。 (4)①作出力的图示，如图所示。 ②由作图结果可得重物的重力为7.0 N。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例5]　(2025·广东广州二模)小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)如图甲所示，先把两根橡皮筋a、b和细线P的一端连接，结点记为O。 (2)用刻度尺测量橡皮筋a的原长，记为L0。 (3)如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的O1点固定橡皮筋b的上端，用手拉动橡皮筋a的自由端，记录此时橡皮筋a的长度L1和结点O的位置。 (4)如图丙所示，左手拉动橡皮筋a的自由端，右手拉动细线P，使得结点O两次位置重合，记录此时橡皮筋a的长度L2和_______________。 Oa与OP的方向　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (5)把橡皮筋a和细线P互换位置再拉动，使___________________________________________________，记录____________________。 (6)根据胡克定律可知，橡皮筋a的弹力大小和形变量成正比，以形变量的大小作为弹力F、F1及F2，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线F'与F的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。 结点O位置再次重合且拉动方向均不变　 橡皮筋a的长度L3 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(4)实验时要记录力的大小和方向，力的大小可以通过橡皮筋的形变量获得，力的方向可以沿橡皮筋作直线获得，即需要记录此时橡皮筋a的长度L2和Oa与OP的方向。 (5)把橡皮筋a和细线P互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故需要再次使结点O位置重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋a的长度L3。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例6]　某同学用图甲装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)图甲所示实验装置中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的________(选填“上端”或“下端”)对齐；不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示，则此时弹簧的长度L0＝__________cm。 (2)改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m及弹簧的长度L，根据F＝mg求得弹力(g为重力加速度大小)，根据x＝L－L0求出弹簧伸长量，根据求得的多组F、x作F-x图像，如图丙所示。由图像可求得弹簧的劲度系数为k＝________N/m(保留1位小数)。 上端 　15.06 312.5　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)实验过程中发现某类弹簧自身重力不可忽略，不可视为轻质弹簧，若把此类弹簧放在铁架台上竖直悬挂时，弹簧呈现的形态如图中的________。 A． B． C． B 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)为了方便测出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的上端对齐。 由题图乙可知，该刻度尺的最小分度值为1 mm，则弹簧的长度L0＝15.06 cm。 (2)根据胡克定律F＝kx可知，图像的斜率表示劲度系数，由题图丙可得弹簧的劲度系数为k＝＝N/m＝312.5 N/m。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)当弹簧自身受到的重力相对其弹力较大时，如果把弹簧竖直悬挂，则越靠近悬挂点处的弹簧部位受到下面部分的拉力越大，拉伸越明显；越靠近下端的弹簧部位受到下面部分的拉力越小，拉伸也就越小，故选B。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 【教师备选资源】 1．有一款称为“一抽到底”的纸巾盒改进装置，如图甲所示，该装置由两块挡板和弹簧组成，弹簧连接两块挡板。该装置放在纸巾盒底部，可将整包纸巾顶起，以保持最上面的纸巾能够在纸巾盒取用口。某科技实践小组的同学为了研究该装置中弹簧的特征，做了以下实验： 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 科技实践小组设计装置如图乙所示，测量出数据记录于表格： 实验次数 1 2 3 4 5 砝码质量m/g 10 20 30 40 50 弹簧长度l/cm 4.51 4.03 3.48 3.27 2.46 弹簧形变量Δl/cm 0.99 1.47 2.02 2.23 3.04 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)依据测量数据画出m-Δl图像如图所示，观察图像可发现，其中第_____次数据误差较大，应该剔除。 (2)根据图像可得劲度系数k＝________ N/m(结果保留2位有效数字，g取10 N/kg)。 (3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，弹簧的弹性势能__________(选填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”)。 4　 20　 逐渐变小 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)由题图可知，第4次的描点不在线上，出现明显偏差，故第4次数据误差较大，应该剔除。 (2)根据胡克定律有mg＝kΔl 可得m＝Δl 由题图斜率可得＝ kg/m＝2 kg/m 解得k＝20 N/m。 (3)在使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾的重力减少，弹簧的形变量减少，故弹簧的弹性势能逐渐变小。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 1．“探究平抛运动的特点”实验的关键操作 (1)应保持斜槽末端切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触。 (2)小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响。在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出。 (3)坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点。 突破点三　“碰撞”“平抛”类实验 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 2．碰撞类实验的注意事项 (1)用探究平抛运动规律的实验装置验证动量守恒定律时需要注意以下两个问题： ①入射小球每次需要从同一高度由静止释放，以保证每次有相同的入射速度； ②当入射小球碰撞后不发生反弹时，入射小球质量要大于被碰小球质量。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)不同碰撞的实现方式 ①弹性碰撞：刚性小球碰撞、滑块碰撞端安装弹簧； ②非弹性碰撞：可在小球或滑块上安装胶布、橡皮泥等。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例7]　(2025·广东深圳一模)用如下实验装置进行“探究平抛运动的特点”实验，步骤如下： (1)按照甲图安装实验装置，调节斜槽末端水平，并将一张白纸和复写纸固定在背板上。斜槽末端下方用细线悬挂重锤的作用是____。 A．判断仪器背板是否竖直 B．确定白纸上y轴的方向 C．利用重锤的惯性来保证实验装置稳定 AB　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)让小球静止在斜槽末端附近，用笔通过复写纸在白纸上描出球心投影点O1，描出槽口端点在白纸上的投影O2，描出过O2的竖直线与过O1水平线的交点O3。白纸上平抛轨迹的初始位置应是________(选填“O1”“O2”或“O3”)。 (3)让小球从斜槽上某一高度滚下，落到水平挡板上，在白纸上留下印迹。 (4)上下调节挡板的位置，多次操作步骤(3)，并保证小球在斜槽上的释放点________(选填“相同”“不同”或“随机”)。 O3　 相同 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (5)用平滑曲线把印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹，如图乙。轨迹上任意一点的坐标x、y应满足关系：y∝________(选填“x”“x2”或“”)。 x2 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)重锤的作用是确保坐标轴的y轴为竖直方向或沿重锤方向描下y轴为竖直方向，即必须保证仪器背板竖直，故A、B正确；重锤的惯性无法保证实验装置稳定，故C错误。故选AB。 (2)让小球静止在斜槽末端附近，用笔通过复写纸在白纸上描出球心投影点O1，描出槽口端点在白纸上的投影O2，描出过O2的竖直线与过O1水平线的交点O3，即竖直方向与水平方向的交点恰好是小球抛出点在白纸上的投影点，实验白纸上平抛轨迹的初始位置应是O3。 (4)上下调节挡板的位置，多次操作步骤(3)，并保证小球在斜槽上的释放点相同，这样才能保证每次平抛的初速度相同。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (5)用平滑曲线把印迹连接起来，就得到小球做平抛运动的轨迹，如题图乙，在轨迹上任意一点的坐标x、y，根据平抛运动规律得x＝v0t，y＝gt2 消去t，可得x、y应满足关系为y＝x2 即满足y∝x2。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例8]　(2025·广东深圳一模)用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，主要步骤如下： (ⅰ)利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点O。 (ⅱ)取两个大小相同、质量不同的小球1和2，并测出其质量分别为m1＝30 g和m2＝20 g。 (ⅲ)使小球1从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次。 (ⅳ)把小球2放在水平槽的末端，小球1从原位置由静止释放，与小球2碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次。 (ⅴ)在白纸上确定平均落点的位置M、N、P。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 请完成下列内容： 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)用“画圆法”确定小球1在没有与小球2发生碰撞时的平均落点N，则图乙中圆________(选填“a”或“b”)更合理。 (2)本实验中用于验证动量守恒定律的表达式应为：m1·ON＝____________________(用m1、m2、OP、OM表示)。 (3)刻度尺的零点与O点对齐，由图丙读得OP＝________cm，又测得ON＝44.20 cm，OM＝13.50 cm。将数据代入动量守恒表达式，计算得到碰撞前系统总动量p与碰撞后系统总动量p'的误差×100%＝________(计算结果保留2位有效数字)，由此可判断该系统碰撞过程动量守恒。 a　 m1·OM＋m2·OP 45.00　 　1.6%　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (4)如图甲，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，再进行步骤(ⅲ)(ⅳ)(ⅴ)，则计算得到的碰撞前系统的总动量________(选填“大于”“等于”或“小于”)碰撞后的总动量。 [解析]　(1)用画圆法确定小球落地点时，需要用尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的平均落地点，个别偏离较远的点舍去，则题图乙中圆a更合理。 大于 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)小球离开桌面后做平抛运动，抛出点的高度相同，则运动时间相同，设为t，不放小球2时，设小球1平抛运动初速度为 v0，小球1水平方向上有ON＝v0t 解得v0＝ 放小球2时，设碰撞之后小球1、2速度分别为v1、v2，水平方向上有OM＝v1t，OP＝v2t 解得v1＝，v2＝ 要验证动量守恒定律，则要验证m1v0＝m1v1＋m2v2 将速度代入上式化简得m1·ON＝m1·OM＋m2·OP。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)刻度尺的最小分度是1 mm，刻度尺的零点与O点对齐，由题图丙读得OP＝45.00 cm。 碰撞前系统总动量p与碰撞后系统总动量p'的误差×100%＝×100%≈1.6%。 (4)如题图甲，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，则测量的小球的水平位移都变小，再进行步骤(ⅲ)(ⅳ)(ⅴ)，设白纸水平向右移动的距离为x，则碰撞前系统的总动量减小Δp＝m1 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 碰撞后系统的总动量减小Δp'＝(m1＋m2) 则Δp<Δp' 可知p－Δp>p'－Δp' 所以计算得到的碰撞前系统的总动量大于碰撞后的总动量。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 【教师备选资源】 1．某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 实验步骤如下： (1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平； (2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2； (3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块； (4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12； 相等　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝________，滑块动量改变量的大 小Δp＝_______________(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)； (6)某次测量得到的一组数据为：d＝1.000 cm，m1＝1.50×10-2 kg，m2＝0.400 kg，Δt1＝3.900×10-2 s，Δt2＝1.270×10-2 s，t12＝1.50 s，g＝ 9.80 m/s2，计算可得I＝________N·s，Δp＝________kg·m·s-1(结果均保留3位有效数字)； (7)定义δ＝×100%，本次实验δ＝____%(结果保留1位有效数字)。 m1gt12　 m2　 0.221 0.212　 4 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)当气垫导轨水平时，滑块在导轨上做匀速运动，所以滑块上的遮光片通过两个光电门的遮光时间相等。 (5)根据冲量的定义可得I＝m1gt12；根据动量改变量的定义可得Δp＝m2－m2＝m2(－)。 (6)代入数据得I＝m1gt12＝1.50×10-2×9.80×1.50 N·s≈0.221 N·s；Δp＝m2(－)＝0.400×1.000×10-2× kg·m·s-1≈0.212 kg·m·s-1。 (7)根据定义可得δ＝×100%≈4%。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 1．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 利用向心力演示器，通过控制变量法进行实验，匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用 使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上 露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所 受向心力的比值。 突破点四　圆周运动、单摆实验 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 2．用单摆测量重力加速度大小 (1)选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球。 (2)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。 (3)注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°。 (4)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并记录全振动的次数。 (5)摆球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L，l＝L＋。 (6)作l-T2的图像，图像应是一条通过原点的直线，图线的斜率k＝，利用g＝4π2k求重力加速度。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例9]　某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激光笔，B为光传感器。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 实验过程如下： (1)用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝________ mm。 (2)①测出两悬点(两悬点位于同一水平高度)间的距离s和摆线长l(两摆线等长)。 ②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期T＝________。 20.80　 2Δt　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)根据上述数据可得当地重力加速度g＝________________(用T、d、l、s表示)，若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 (4)该双线摆装置测重力加速度较传统的单摆实验有何优点?____________________________________(回答一点即可)。 　 相等 可使小球更好地在同一竖直平面内摆动 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)小球直径为d＝36 mm－0.95×16 mm＝20.80 mm。 (2)因为每半个周期挡光一次，故双线摆摆动的周期T＝2Δt。 (3)根据几何关系可得摆长L＝＋ 根据单摆周期公式T＝2π 可得g＝· 因为不在同一高度会影响遮光时间，但不影响遮光周期，故重力加速度的测量值等于真实值。 (4)该装置测重力加速度可使小球更好地在同一竖直平面内摆动。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例10]　(2025·广东深圳一模)“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。 在探究“向心力与半径之间的关系”过程中，将皮带绕在左右塔轮上，并选择左右塔轮半径______(选填“相同”或“不同”)，将质量相同的两个小球分别放在________(选填“A、B”“A、C”或“B、C”)位置，然后摇动手柄进行观察和记录。 相同　 B、C 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　要研究向心力与半径的关系，应控制小球质量与角速度相等，半径不同，需将两个质量相同的小球分别放置在B、C处，将传动皮带套在半径相同的左右两个塔轮上，使小球的角速度相等。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 【教师备选资源】 1．某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验： (1)方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1。回答以下问题： ①本实验所采用的实验探究方法与下列________实验是相同的； A．探究小车速度随时间变化的规律 B．探究影响平行板电容器电容大小的因素 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 BD 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 ②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________(选填“一”“二”或“三”)层塔轮。 一　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出)，光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题： 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 ①若某次实验中测得挡光条的挡光时间为Δt，则滑块P的角速度表达式为ω＝________； ②实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r＝0.3 m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可得滑块P质量m＝________ kg(结果保留2位有效数字)。 　 0.30 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)①在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。探究小车速度随时间变化的规律，没有采用控制变量法，故A错误；探究影响平行板电容器电容大小的因素，使用了控制变量法，故B正确；探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故C错误；探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故D正确。故选BD。 ②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)挡光条的线速度为v＝， 又因为v＝ωD，联立解得，滑块P的角速度表达式为ω＝。 根据向心力大小公式有F＝mrω2 所以F-ω2图线的斜率为k＝mr＝ kg·m＝0.09 kg·m，解得滑块P质量m＝0.30 kg。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 1．力学创新实验的特点 (1)以基本的力学实验模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验。 (2)将设计实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法等融入实验的综合分析之中。 突破点五　力学创新实验 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 2．创新设计实验分析 创新设计实验通常可分为两类： 第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规律。 第二类为给出实验规律，选择实验仪器，设计实验步骤，并进行数据处理。 第一类必须在实验数据上下功夫，根据数据特点，掌握物理量间的关系，得出实验规律；第二类必须从已知规律入手，正确选择测量的物理量，根据问题联想相关的实验模型，确定实验原理，选择仪器，设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 3．创新实验题的解法 实验原理是创新实验题的关键，也是进行这类实验设计的根本依据和起点。实验原理决定了应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤等。实验原理应根据题干的要求、条件等信息确定。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例11]　(2025·重庆卷)弹簧是熄火保护装置中的一个元件，其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数，其中压力传感器水平放置，弹簧竖直放在传感器上，螺旋测微器竖直安装，测微螺杆正对弹簧。 (1)某次测量时，螺旋测微器的示数如图2所示，此时读数为________________________mm。 7.415(7.414～7.416均可) 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (2)对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示，由图可得弹簧的劲度系数为____________N/m，弹簧原长为__________mm(均保留3位有效数字)。 184　 　17.6 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)根据螺旋测微器的读数法则有7 mm＋41.5 × 0.01 mm＝ 7.415 mm。 (2)当弹力为零时弹簧处于原长为17.6 mm 将题图3反向延长与纵坐标的交点为2.50 N，则根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为k＝≈184 N/m。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [典例12]　(2025·广东广州二模)某小组用图(a)装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”。通过紧固螺钉(图中未画出)可在竖直方向调整水平横梁位置，位移传感器、力传感器均固定在横梁上，两传感器和光电门都与计算机相连；小球放在一端有挡光片的水平横槽上，细绳一端p连接小球，另一端q绕过转向轮后连接力传感器，力传感器可测量细绳拉力，位移传感器可测量横梁与底座之间的距离。小球和细绳所受摩擦力可忽略，细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上。光电门未被挡光时输出低电压，被挡光时输出高电压。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)如图(b)，用螺旋测微器测量小球直径d＝________mm，若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L，则小球做圆周运动的半径r＝________(用d、L表示)。 (2)探究向心力大小与半径的关系：启动直流电机，横槽带动小球做匀速圆周运动，保持______不变，记录力传感器读数F0，位移传感器读数H0，小球做圆周运动半径r0。降低横梁高度，当位移传感器读数为H1时，小球做圆周运动半径r1＝_____________(用r0、H0、H1表示)，待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1，重复多次实验得到多组数据，通过计算机拟合F-r图，可得线性图像。 7.882　 L＋ 周期 r0＋H0－H1　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)探究向心力大小与周期的关系：保持小球圆周运动半径不变，调节直流电机转速，待电机转动稳定后，计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图(c)，则小球圆周运动周期T＝________(选用 t0、t1、t2表示)。记录力传感器读数F和周期T，重复多次得到多组数据，通过计算机拟合________图(选填下列选项字母代号)，可得线性图像。 A．F-T　　B．F-T2　　C．F- t2－t0　 　C 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm，读数为7.5 mm＋0.01 mm ×38.2＝7.882 mm 小球做圆周运动的半径r＝L＋。 (2)探究向心力大小与半径的关系，应控制变量周期相同。 过程中连接小球的绳长不变，根据几何关系可得H0＋r0＝H1＋r1 整理得r1＝r0＋H0－H1。 (3)t0时刻挡光片进入光电门，t2时刻再次进入，则T＝t2－t0 由向心力公式F＝mr，应拟合 F-图像 故选C。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 【教师备选资源】 1．某软件能够调用手机内置加速度传感器，实时显示手机加速度的数值。小明通过安装有该软件的智能手机(其坐标轴如图1所示)探究加速度与力、质量的关系，实验装置原理图如图2所示。已知当地重力加速度为g。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)分别称量出小桶的质量m0和手机的质量M0。 (2)开始时，整个实验装置处于静止状态，小桶里没有装砝码。 (3)用手突然向上托起小桶，使得细绳松弛，此瞬间手机受到的合力大小为________(用题目所给字母表示)，读出此瞬间手机 y轴上的加速度a的数值。 m0g 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (4)往小桶中增加砝码，重复步骤(3)，测得实验数据如表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 小桶和砝 码的质量 m/kg 0.024 5 0.044 5 0.064 5 0.084 5 0.104 5 0.124 5 手机加 速度 a(m·s-2)   1.76 2.58 3.39 4.20 4.98 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 根据图3软件截图，表中空白处的数据为______ m/s2。利用数据作出a-F图像，在图4中描出第一次实验数据对应的点并连线，可以得到结论：__________________________________________________ _______________________________________________________。 0.98 见解析图　 当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (5)保持小桶和砝码的质量不变，用双面胶把不同数量的配重片贴在手机背面，重复步骤(3)，测得实验数据并作出a-图像，得出结论：当合外力一定，加速度与物体质量成反比。 (6)从图3软件截图可以看出，即使整个实验装置处于静止状态，手机依然显示有加速度扰动，为了减少该扰动造成的相对误差，下列做法可行的是________。 A．使用质量更大的砝码组 B．将弹簧更换为不可伸长的细线 C．将弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 D．让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量 A 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(3)静止时根据平衡条件可得弹簧的弹力F＝(M0＋m0)g 当将小桶突然托起时，弹簧的弹力大小不变，此瞬间手机受到的合力大小F1＝F－M0g＝m0g。 (4)根据题图3可读得手机的加速度大小约为0.98 m/s2，因此题表中空白处的数据应为0.98。 作图时应让尽可能多的点迹落在图线上，不能落在 图线上的点迹应让其均匀分布在图线的两侧，明显 有误差的点迹应直接舍去。描点作图如图所示。 根据图像可以得到的结论是：当手机的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (6)使用质量更大的砝码组，整体的惯性将增加，其状态将越难改变，扰动将越小，因此该做法可行，故A正确；将弹簧更换为不可伸长的细线，在挂上和去掉小桶和砝码时，手机自身总是能达到平衡状态，因此该做法不可行，故B错误；劲度系数越小，弹簧越容易发生形变，则扰动越大，因此该做法不可行，故C错误；让小桶和砝码的质量远远小于手机的质量，并不能减小其扰动，甚至会增加其扰动，且当托起小桶和砝码时，手机所受合外力将过小，对实验数据的处理将变得更困难，因此该做法不可行，故D错误。故选A。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 2．某同学设计了一个用拉力传感器进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图1所示。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (1)用游标卡尺测出小钢球直径如图2所示，则其直径D＝________ mm。 (2)让小钢球以较小的角度在竖直平面内摆动，从计算机中得到拉力大小随时间变化的关系图像如图3所示，则小钢球摆动的周期为T＝________ s。 9.3　 2.0　 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (3)该同学还测得该单摆的摆线长为L，则重力加速度的表达式为g＝________(用物理量T、L、D表示)。 (4)将摆球多次拉离竖直方向一定角度后由静止释放，测得拉力的最小值F1与最大值F2并得到F2-F1图线，如图4所示，如果小钢球在摆动的过程中机械能守恒，则该图线斜率的绝对值等于________。 　 2 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 [解析]　(1)由题图2游标卡尺可知，其示数为 D＝9 mm＋3×0.1 mm＝9.3 mm。 (2)相邻两次拉力最大的时间间隔为半个周期，由题图3可知单摆的周期为 T＝2.0 s。 (3)根据单摆的周期公式可得T＝2π 解得g＝。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 (4)由题意，当摆线与竖直方向的夹角为零小钢球在最低处静止不动时，设力传感器示数为F0，最小值与最大值相同，有F'1＝F'2＝F0＝mg，所以图线过(F0，F0)； 当摆线与竖直方向的夹角为90°，小钢球在最高处静止时，有F1＝0，小钢球在最低点有F2－F0＝m 从开始到最低点若机械能守恒，则有mgR＝mv2 解得F2＝3F0 结合图线过(F0，F0)，F2-F1图线斜率的绝对值为|k|＝＝2。 课后限时练 突破点一 突破点二 突破点三 突破点四 突破点五 第18课时　力学实验及其创新 $