力学实验
命题热点一：基本仪器、原型实验的考察
问题归纳：
（1）基本仪器的使用：包括刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤等仪器的使用和读数，以及频闪照相、光电门、气垫导轨等课本出现仪器的正确使用。 （2）原型实验的原理及技巧：包含原型实验的原理及变形、实验技巧、数据处理、误差分析等等。
（3）力学实验的物理思想方法：控制变量法、等效法、描迹法等。 1．在一次物理实验探究课上，甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、图乙、图丙所示的实验装置做实验。甲小组测小车匀变速运动的加速度，乙小组探究小车的加速度与合外力的关系，丙小组探究小车的速度和合外力做的功的关系，小车总质量用M表示（图乙中M为小车与力传感器的总质量，图丙中M为小车和与小车固连的小滑轮的总质量），钩码总质量用m表示，重力加速度为g，试回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三组实验不需要平衡小车与长木板之间的摩擦力的 是 （填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。
（2）甲、乙、丙三组实验需要满足M?m的是 （填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。
（3）若三组同学分别用各自的实验装置做探究小车的加速度和合外力的关系实验，各组同学的操作均完全正确，甲、乙、丙三组同学作出的a﹣F图线如图丁所示（乙组同学所用F为力传感器示数，丙组同学所用F为弹簧测力计示数），则乙组实验对应的图线是 （填“A”“B”或“C”。）
2.某中学一物理兴趣小组的同学用如图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度。实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。
（1）使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示，则小球直径为 cm。
（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式h＝ 。 （3）根据实验数据作出
图象如上图丙所示，若图中直线斜率的绝对值为k，
根据图象得出重力加速度g大小为 。
（4）如果考虑空气阻力的影响，本小组同学测得的重力加速度与实际重力加速相比 （填“偏大”“偏小”“不变”）。
命题热点二：纸带类实验
问题归纳：
广义的纸带类实验除打点计时器纸带外，还包括频闪照相、滴水法等。高考中涉及“纸带”的实验包括：研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律，以及测量重力加速度、测量动摩擦因数等创新实验。
这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常有以下三大应用： （1）由纸带确定时间
要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算.
（2）求解瞬时速度
利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速
度.如图所示，打n点时的瞬时速度vn＝
xn＋xn＋1
. 2T
（3）用“逐差法”求加速度 如图所示，a＝
x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3
.
3T2
有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：
(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间Δt内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即v＝
dΔt. (2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L，则利用速度与位移的关系可求加
v2 2－v1 2
速度，即a＝.
2L典例训练：
3.某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，1
形变量为x时弹性势能为Ep＝2kx2。为了验证这个结论，该小组就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以下实验步骤： A．将长木板放置在水平桌面上，并将其右端适当垫高，在它的左端固定一轻质弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接穿过打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量x；
C．合上打点计时器的电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端；
D．在纸带上某处选取合适的A点，测出小车获得的速度v；
E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论。 实验中已知小车的质量为m，弹簧的劲度系数为k，则：
(1)将长木板右端适当垫高，其作用是________________________。
(2)在步骤D中，所选取的A点位置应在图乙中的________段(选填“s1”“s2”或“s3”)。 1
(3)若Ep＝2kx2成立，则实验中测量出物理量x与m、k、v关系式是x＝_________。 4．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示
的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为固定在小车上的滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中拉力的大小。
(1) 实验时，必须进行的操作是______。