第1讲 力学实验
[做真题·明考向] 真题体验 透视命题规律
授课提示：对应学生用书第71页
[真题再做]
1.(2018·高考全国卷Ⅰ，T22)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针．
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其
零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s，此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)．
解析：标尺的游标为20分度，精确度为0.05mm，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37mm＋15×0.05mm＝37.75mm＝3.775cm.
弹簧形变量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825cm， 砝码平衡时，mg＝kx，所以劲度系数
2
mg0.100×9.80
k＝＝N/m≈53.7 N/m.
x1.825×10－2
答案：3.775 53.7
2．(2018·高考全国卷Ⅲ，T22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：
(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．
(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________(用L、
L1和g表示)．
(3)已知当地的重力加速度大小为g＝9.80m/s，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反应时间为________s．(结果保留2位有效数字)
(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：___________________________________.
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解析：(2)根据自由落体运动的规律，得L－L1＝gt，解得t＝
2
2?L－L1?
.
2
g 1
(3)将g＝9.80m/s，L＝30.0cm＝0.300m，L1＝10.4cm＝0.104m，代入t＝
2
2?L－L1?
得
gt＝0.20s.
(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子． 答案：(2) 尺子
3．(2017·高考全国卷Ⅰ，T22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)
2?L－L1?
(3)0.20 (4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近
g
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的． (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________ m/s.(结果均保留2位有效数字)
解析：(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右30s
向左运动的．(2)滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝＝
46－12
s．根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为vA＝3
?0.117＋0.133?m
≈0.19m/s.由逐差法可得，小车运动的加速度大小为a＝
2T[?0.150－0.117?＋?0.133－0.100?] m2
≈0.037m/s. 2
4T答案：(1)从右向左 (2)0.19 0.037
4.(2018·高考全国卷Ⅱ，T23)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中?4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．
2
2
砝码的质量m/kg 滑动摩擦力?/N 0.05 2.15 0.10 2.36 0.15 2.55 0.20 0.25 2.93 ?4
回答下列问题： (1)f4＝________N；
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出?-m图线；
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f-m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；
(4)取g＝9.80m/s，由绘出的f-m图线求得μ＝________.(保留2位有效数字) 解析：(1)由图(b)可读出弹簧秤的示数f4＝2.75N. (3)摩擦力表达式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg. Δf2.93－2.15
(4)图线的斜率k＝＝＝3.9N/kg.
Δm0.25－0.05解得μ≈0.40. 答案：(1)2.75 (2)如图所示
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