热点13 力学常规实验
(建议用时：30分钟)
(见素养提升特训P145)
1．(2020·湖南长沙一中开学考试)如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了各个计数点间距离的测量结果．(单位：cm)
(1)为了验证小车的运动是否为匀变速运动，该同学进行了以下计算.
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x2－x1
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x3－x2
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x4－x3
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x5－x4
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x6－x3
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Δx的平均值
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1.60
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1.55
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1.62
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1.53
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1.61
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1.58
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(2)相邻两段各位移差与平均值最多相差______cm，即各位移差与平均值最多相差______%，由此可得出结论：__________________________________.
解析 (2)由题表可知，各位移差与平均值相差分别为0.02 cm、0.03 cm、0.04 cm、0.05 cm、0.03 cm，则可知各位移差与平均值最多相差0.05 cm；根据误差的计算公式可得×100%＝3.2%；根据以上分析可知，在误差允许范围内，小车在任意两个连续相等时间内的位移差是相等的，小车的运动是匀变速运动．
答案 (2)0.05 3.2 在误差允许的范围内，相邻相等时间内的位移差相等，故小车是匀变速直线运动
2．(2019·陕西宝鸡模拟)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B．滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________mm.
(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是________________．
(3)改变钩码的质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出________(选填“t2F”“F”或“F”)的线性图象．
解析 (1)由题图乙可知，主尺的读数是2 mm，游标尺上的第6条刻度线与主尺的刻度线对齐，读数是0.05×6 mm＝0.30 mm，则游标卡尺的读数是2 mm＋0.30 mm＝2.30 mm.
(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，滑块经过光电门时的瞬时速度可以近似认为是滑块经过光电门的平均速度，根据运动学公式，若要得到滑块的加速度，还需要测量出的物理量是遮光条到光电门的距离L.
(3)由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有v2＝2aL，其中v＝，a＝，则有＝2··L，解得＝·F.
答案 (1)2.30 (2)遮光条到光电门的距离L(或A、B间的距离) (3)F
3．(2019·河北衡水中学二模)某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出．已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：
a．将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离．再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为x1，如图乙所示；
b．将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤a从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值x2和x3，如图丙所示．
(1)为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为________．
(2)实验中还需要测量的物理量为____________________________，验证动量守恒定律的表达式为__________________(用测量物理量对应的字母表示)．
解析 (1)动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等的两物体碰撞过程中动量守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外，还需要的器材为天平．
