力学实验。
一、 **加速度与力、质量的关系：
1、（2012全国卷2）（11分）
图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50hz的交流电源，打点的时间间隔用δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
1）完成下列实验步骤中的填空：
平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列___的点。
按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。
按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。
以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成___关系（填“线性”或“非线性”）。
2）完成下列填空：
ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是。
ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和δt表示为a图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1mm，s3由此求得加速度的大小am/s2。
ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为小车的质量为。
2、（2013）全国卷1）22.（7分）
图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下： ①用天平测量物块和遮光片的总质量m、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测最两光电门之间的距离s；
调整轻滑轮，使细线水平：
让物块从光电门a的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电门b所用的时间△ta和△tb,求出加速度a；
多次重复步骤③，求a的平均 a ;
根据上述实验数据求出动擦因数μ。
回答下列为题：
1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图（b）所示。其读数为 cm
2）物块的加速度a可用d、s、△ta,和△tb,表示为a
3)动摩擦因数μ可用m、m、 a ;和重力加速度g表示为。
4）如果细线没有调整到水平。由此引起的误差属于填“偶然误差”或”系统误差” ）
3、（2014全国1）某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成___选填“线性”或“非线性”)关系．
2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是___
3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是___钩码的质量应满足的条件是___
4、（2014市统测2）
5、（2013市统测2）
二、 验证胡克定律；**弹性势能的表达式。
1、（2013全国卷2）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行**，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放：
小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题：
1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能ep与小球抛出时的动能ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得ek，至少需要测量下列物理量中的 (填正确答案标号)。
a.小球的质量m
b.小球抛出点到落地点的水平距离s
c.桌面到地面的高度h d.弹簧的压缩量△x
e.弹簧原长l0
2).用所选取的测量量和已知量表示ek，得ek
3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-△x图线。从理论上可推出，如果h不变。m增加，s—△x图线的斜率会填“增大”、“减小”或“不变”):
如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b) 中给出的直线关系和ek的表达式可知，ep与△x的次方成正比。
2、 (10分)[2014·全国ⅱ卷] 某实验小组**弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系．实验装置如图(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6分别固定在弹簧上距悬点圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，p0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.
测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2)．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.
1)将表中数据补充完整。
2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出n图像．
图(b)3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝__n/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k＝__n/m.
三、 验证机械能守恒定律。
1（2014市统测1）.
(9分）某实验小组采用下图所示的装置“**动能定理”。实验的主要操作步骤如下：
1)未挂钩码前，将长木板的一端垫起适当的高度，使连接纸带的小车在木板上滑下时，打点计时器在纸带上打出等间距的点。
2)平衡阻力之后，挂上细线和钩码，将小车从靠近打点计时器的位置由静止释放，若钩码总质量和小车质量均为m,则在小车运动过程中绳子拉力的大小为下图为该次实验中得到纸带的一部分，图中a、b、c三点到起始点0 (0点为小车刚幵始运动时打点计时器打下的点，图中未标出）的距离分别为；x1、x2、x3,相邻两计数点之间的时间间隔为t,则通过所测数据计算b点的速度后，得到的从0到b小车动能增加为从o到b绳子拉力对小车做的功为用题中所给相关物理量的字母表示）
3)实验中该同学测得b、c、d、e、f各点到0的距离x，并用测得数据计算出各点速度v及其平方的数据如下表。请根据表中数据在下图的坐标纸中作出v2 — x图像。
4)根据所作图象，可求得重力加速度g= m/s2(结果保留3位有效数字)
2、（2013市统测1）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块a和b用轻质细绳连接跨过轻质定滑轮，b下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器。
（1）按图甲所示安装实验装置时，应使a、b两物块的质量满足。
ma___mb（填“>”或“=”
（2）若打出的纰带上计时点过于密集，为使实验结果更加精确，应该如何调整物体的质量？答。
（3）图乙是实验中得到的一条纸带。o为释放纸带瞬间打点计时。
器打下的点，a、b、c为纸带上连续取出的三个计时点，测得。
oa间、ab间及bc间的距离如图所示，已知打点计时器计时。
周期为t=0．02s，用天平测出a、b两物体的质量ma=150g．
mb=50g，根据以上数据计算，可得从o到b的过程中，物块a、
b组成的系统重力势能减少量为 j，动能增加量为 j，由此可得出的结论是取g=9．8m/s2，计算结果。
保留2位有效数字）
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