2021届高考物理二轮复习专题突破：实验专题复习之力学实验

在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出。打点计时器接频率为 的交流电源。

有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F₁、F₂和F₃ ， 回答下列问题：

为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置。

用如图甲所示的实验装置，探究小车的加速度与力的关系。将一端带有定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车在平衡摩擦力后，通过轻细绳跨过定滑轮与槽码（包含槽码盘）相连，小车后方与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。接通打点计时器的电源，放开小车，小车加速运动。在保持实验小车质量M不变的情况下，改变槽码的质量m，重复实验多次。

利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示。

某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验。

实验小组用图甲所示的装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：

①安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直

②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动

③挂上砝码盘，接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度

④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度

根据以上实验过程，回答下列问题：

图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．

某学生想利用气垫导轨、光电门及质量为m的小车来做一些力学实验。如图，他将长为L、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高H，在导轨上的两点处分别安装光电门A和B，然后将小车从导轨上端释放，光电门自动记录小车经过A和B光电门时的挡光时间 、 ，用游标卡尺测得挡光片宽度d，两光电门中心的距离为s。重力加速度为g。

某同学用图甲所示的实验装置验证动能定理，具体实验步骤如下：

A．按图甲所示安装器材，调整垫块的位置，使长木板的倾角大小适当

B．接通电源，调整小盘中沙子的质量，轻推滑块，使滑块恰好能匀速下滑

C．取下细线和小盘，用天平称出小盘和盘中沙子的总质量m和滑块的质量M

D．保持长木板的倾角不变，接通电源，由静止释放滑块，打出一条纸带

E．改变长木板倾角，重复上述实验步骤

已知打点计时器所用的交流电源的频率是 ，重力加速度 。

某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小 和弹簧长度 的关系如图1所示，则由图线可知：

某同学利用如图甲所示的实验装置探究自由落体运动的规律。

为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：

Ⅰ．将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

Ⅱ．将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a 从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹B；

Ⅲ．把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a 仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球分别撞到木板并在白纸上留下痕迹A和C；

Ⅳ．用天平测出A，B两个小球的质量分别为m_a和m_b ， 用刻度尺测量白纸上O点到A，B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃ ．

根据上述实验，请回答下列问题：

图甲为在气垫导轨上验证机械能守恒定律的实验装置，将导轨调至水平，滑块装有宽度为d的遮光条，滑块包括遮光条的总质量为M。细绳下端挂钩码，钩码的质量为m。静止释放滑块，在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1和2各自的时间，可以计算出滑块通过光电门的速度v₁和v₂ ， 用刻度尺测出两个光电门之间的距离x，重力加速度为g。

如图1所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O．

接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．

某兴趣小组探究平抛运动的特点，尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。