高考物理考前三个月 名师专题讲义 专题八 实验技能与创新 第1课时 力学实验与创新课件

高考对学生实验的考查，主要有以下十四个实验：高考对学生实验的考查，主要有以下十四个实验：研究匀变速直线运动；研究匀变速直线运动；探究弹力和弹簧伸长的关系；探究弹力和弹簧伸长的关系；验验证力的平行四边形定则；证力的平行四边形定则；验证牛顿运动定律；验证牛顿运动定律；探究动能定探究动能定理；理；验证机械能守恒定律；验证机械能守恒定律；测定金属的电阻率测定金属的电阻率(同时练习使同时练习使用螺旋测微器用螺旋测微器)；描绘小电珠的伏安特性曲线；描绘小电珠的伏安特性曲线；测定电源的测定电源的电动势和内阻；电动势和内阻；练习使用多用电表；练习使用多用电表；传感器的简单使用；传感器的简单使用；探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度；探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度；测定玻璃的折测定玻璃的折射率；射率；用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长专题定位高考除了对课本中原有的学生实验进行考查外，还增加了对演高考除了对课本中原有的学生实验进行考查外，还增加了对演示实验的考查，利用学生所学过的知识，对实验器材或实验方示实验的考查，利用学生所学过的知识，对实验器材或实验方法加以重组，来完成新的实验设计设计型实验的考查将逐步法加以重组，来完成新的实验设计设计型实验的考查将逐步取代对课本中原有的单纯学生实验的考查取代对课本中原有的单纯学生实验的考查专题定位1.熟知各种器材的特性熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，熟悉课本实验， 抓住实验的灵魂抓住实验的灵魂实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析应考策略 热 点 实 验 例 析 审题破题 真题演练栏目索引热点实验例析考向1探究弹力和弹簧伸长量的关系例1(2014新课标新课标23)某实验小组探究弹簧某实验小组探究弹簧的劲度系数的劲度系数k与其长度与其长度(圈数圈数)的关系实验装的关系实验装置如图置如图1所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指个指针针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹分别固定在弹簧上距悬点簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，位置，P0指向指向0刻度设弹簧下端未挂重物时，刻度设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为各指针的位置记为x0；挂有质量为；挂有质量为0.100 kg的的图图1砝码时，各指针的位置记为砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如测量结果及部分计算结果如下表所示下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)已已知实验所用弹簧总圈数为知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.04 4.06 6.068.0510.03 12.01x(cm)2.64 5.26 7.8110.30 12.93 15.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整：将表中数据补充完整：_；_.解析根据胡克定律有根据胡克定律有mgk(xx0)，解，解得得 81.7 N/m， 0.012 2 m/N.81.70.012 2(2)以以n为横坐标为横坐标， 为为纵坐标，在图纵坐标，在图2给出的坐标纸上画给出的坐标纸上画出出 n图像图像图图2解析 n图像如图所示图像如图所示(3)图图2中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用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的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其与其圈数圈数n的关系的表达式为的关系的表达式为k_ N/m；该弹簧的劲度；该弹簧的劲度系数系数k与其自由长度与其自由长度l0(单位为单位为m)的关系表达式为的关系表达式为k_ N/m.解析 根据图像可知，根据图像可知，k与与n的关系表达式为的关系表达式为k N/m，k与与l0的关系表达式为的关系表达式为k N/m.实验数据处理方法：实验数据处理方法：(1)列表法列表法将测得的实验数据填入设计好的表格之中，可以分析将测得的实验数据填入设计好的表格之中，可以分析两物理量间的定性关系两物理量间的定性关系(2)图图像像法法根据记录的实验数据在直角坐标系内进行作图若是根据记录的实验数据在直角坐标系内进行作图若是曲线应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线或在曲线应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线或在直线两侧均匀分布直线两侧均匀分布以题说法(3)函数法函数法往往是根据往往是根据图图像像得到得到物理量间的函数关系方程式物理量间的函数关系方程式以题说法针对训练针对训练1 如如图图3为为“测量弹簧劲度系数测量弹簧劲度系数”的实验装置图，的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针弹簧的上端固定在铁架台上，下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺现在测得在挂钩上恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表：图图3已知所有钩码的质量可认为相同且为已知所有钩码的质量可认为相同且为m050 g，当地重力，当地重力加速度加速度g9.8 m/s2.请回答下列问题：请回答下列问题：钩码数n012345刻度尺读数xn(cm)2.624.175.707.228.8410.43解析根据胡克定律根据胡克定律k(xx0)nm0g，代入数据求，代入数据求k，再求，再求平平均均值值得得k32 N/m；(1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数k_ N/m.(结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)32解析因在计算弹力时把弹簧自身的重量引起的形变量减去因在计算弹力时把弹簧自身的重量引起的形变量减去了，故弹簧自身有重量对测量值没有影响了，故弹簧自身有重量对测量值没有影响(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲度系数度系数k的值与真实值相比较的值与真实值相比较_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“没有影响没有影响”)没有影响没有影响考向2验证力的平行四边形定则例例2 (2014江苏江苏11)小明通过实验验证力的平小明通过实验验证力的平行四边形定则行四边形定则(1)实验记录纸如图实验记录纸如图4所示，所示，O点为橡皮筋被拉点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力时，拉力F1和和F2的方向分别过的方向分别过P1和和P2点；一点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过的方向过P3点三个力的点三个力的大小分别为：大小分别为：F13.30 N、F23.85 N和和F34.25 N请根据请根据图中给出的标度作图求出图中给出的标度作图求出F1和和F2的合力的合力图图4热点实验例析解析 作出作出的图示如图所示的图示如图所示.答案见见解析图解析图(F合合4.64.9 N都算对都算对)(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果他用弹簧测力计先后弹性发生了变化，影响实验结果他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响实验实验装置如图装置如图5所示，将一张所示，将一张白纸白纸固定固定在竖直放置的木板上，在竖直放置的木板上，橡皮橡皮筋筋的上端固定于的上端固定于O点，下端点，下端N挂挂一一重物重物用与白纸平行的水平力用与白纸平行的水平力缓缓慢慢地移动地移动N，在白纸上记录下，在白纸上记录下N的的轨迹轨迹重复上述过程，再次记录重复上述过程，再次记录下下N的轨迹的轨迹图图5两次实验记录的轨迹如图两次实验记录的轨迹如图6所示过所示过O点作一条直线与轨迹交点作一条直线与轨迹交于于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和和b时所受拉力时所受拉力Fa、Fb的大小关系为的大小关系为_图图6解析 重物重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力时，橡皮筋拉力T的方向相同，故水平拉力的方向相同，故水平拉力F大小相等，即大小相等，即FaFb.答案FaFb(3)根据根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有哪些？中的实验，可以得出的实验结果有哪些？_(填写选项前的字母填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度 之差越大之差越大解析解析 根据题图可知，选项根据题图可知，选项B、D正确，选项正确，选项A、C错误错误.BD(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项则实验提出两点注意事项.解析 橡皮筋橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差.答案 橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧)1.本实验考查的重点是本实验考查的重点是“力作用效果的等效性力作用效果的等效性”.”.2.对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也是考查的重点是考查的重点.以题说法针对训练针对训练2 有有同学利用如图同学利用如图7所示的所示的装置装置来来验证力的平行四边形定则：在竖直验证力的平行四边形定则：在竖直木板木板上铺上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮有白纸，固定两个光滑的滑轮A和和B，将将绳子打一个结点绳子打一个结点O，每个钩码的质量，每个钩码的质量相等，相等，当当系统达到平衡时，根据钩码的个数系统达到平衡时，根据钩码的个数读出读出三三根绳子的根绳子的拉力拉力TOA、TOB和和TOC，回答，回答下下列列问题问题：图图7(1)改变钩码个数，实验能完成的是改变钩码个数，实验能完成的是_.A.钩码的个数钩码的个数N1N22，N34B.钩码的个数钩码的个数N1N33，N24C.钩码的个数钩码的个数N1N2N34D.钩码的个数，钩码的个数，N13，N24，N35BCD(2)在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：在拆下钩码和绳子前，应该做好三个方面的记录：_；_；_.解析为验证平行四边形定则，必须通过作受力图为验证平行四边形定则，必须通过作受力图.所以先明所以先明确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出确受力点，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示力的图示.因此要做好记录，需从力的三要素角度出发：需记因此要做好记录，需从力的三要素角度出发：需记录录O点的点的位置；钩码的个数位置；钩码的个数N1、N2、N3；拉力拉力TOA、TOB、TOC的方向的方向.答案标记结点标记结点O的位置钩码的个数的位置钩码的个数N1、N2、N3OA、OB、OC三段绳子的方向三段绳子的方向热点实验例析考向3探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系例例3如图如图8所示为所示为“探究加速度与探究加速度与物物体体所受合外力的关系所受合外力的关系”的实验装置的实验装置图图.图图中中A为小车，质量为为小车，质量为m1，连接在，连接在小小车车后面的纸带穿过打点计时器后面的纸带穿过打点计时器B，它它们们均置于一端带有定滑轮的足够长均置于一端带有定滑轮的足够长的的木板木板上，上，P的质量为的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变为弹簧测力计，实验时改变P的质的质量，读出测力计不同读数量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮之间的摩擦，不计绳与滑轮之间的摩擦.图图8(1)下列说法正确的是下列说法正确的是()A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B.实验时应先接通电源后释放小车实验时应先接通电源后释放小车C.实验中实验中m2应远小于应远小于m1D.测力计的读数始终为测力计的读数始终为解析该实验要平衡摩擦力，故该实验要平衡摩擦力，故A错误错误；答案B拉力可由测力计示数获得，故不要求重物质量远小于小车拉力可由测力计示数获得，故不要求重物质量远小于小车质量，故质量，故C错误；错误；由于重物向下加速运动，由牛顿第二定律：由于重物向下加速运动，由牛顿第二定律：m2g2Fm2a，解得：解得： 故故D错误；故选错误；故选B.(2)如图如图9为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出.由由此可求得小车的加速度的大小是此可求得小车的加速度的大小是_ m/s2.(交流电的频交流电的频率为率为50 Hz，结果保留二位有效数字，结果保留二位有效数字)图图9解析根据匀变速直线运动的推论公式根据匀变速直线运动的推论公式xaT2，有，有：a0.50 m/s2.答案0.50(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的骤，他测量得到的aF图图像像，可能是下列哪个选项中的可能是下列哪个选项中的图图像像()答案C解析 若若没有平衡摩擦力，则当没有平衡摩擦力，则当0Ff 时时，a0.也就是也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以该同学测，所以该同学测得的得的aF图图像像可能可能是选项是选项C中的中的图图像像.新课标考试大纲规定的六个力学实验中有四个涉新课标考试大纲规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二及打点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能定律、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律守恒定律.这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方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法，对于纸带常有以下三大应用.以题说法1.由纸带确定时间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，一般每五个点取一的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为个计数点，这样时间间隔为t0.025 s0.1 s.以题说法2.求解瞬时速度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度等于中间时刻的瞬时速度.如图如图10所示，打所示，打n点时的瞬点时的瞬时速度时速度vn以题说法图图103.用用“逐差法逐差法”求加速度求加速度如图如图11所示，所示，a以题说法图图11有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和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：加速度的测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条求瞬时速度：把遮光条(宽度为宽度为d)通过光电门的时间通过光电门的时间t内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即v.(2)求加速度：若两个光电门之间的距离为求加速度：若两个光电门之间的距离为L，则利用速，则利用速度与位移的关系可求加速度，即度与位移的关系可求加速度，即a .以题说法针对训练针对训练3 某某同学利用如图同学利用如图12甲所示装置来研究加速度与甲所示装置来研究加速度与力的关系力的关系.他将光电门他将光电门1和和2分别固定在长木板的分别固定在长木板的A、B两处，两处，换用不同的重物通过细线拉同一小车换用不同的重物通过细线拉同一小车(小车质量约为小车质量约为200克克)，每次小车都从同一位置由静止释放每次小车都从同一位置由静止释放.图图12解析长木板右端垫一物块，调整后可以使小车的下滑分力长木板右端垫一物块，调整后可以使小车的下滑分力与受到的摩擦力平衡与受到的摩擦力平衡.平衡摩擦力平衡摩擦力(1)长木板右端垫一物块，其作用是用来长木板右端垫一物块，其作用是用来_；解析从游标卡尺读出：从游标卡尺读出：5 mm20.1 mm5.2 mm0.52 cm.0.52(2)用游标卡尺测得遮光条的宽度为用游标卡尺测得遮光条的宽度为_ cm；解析应使拉力远小于小车的重力，这时拉力才接近重物的应使拉力远小于小车的重力，这时拉力才接近重物的重量，但如果选重量，但如果选A，由于拉力太小，不容易观察，因此不能，由于拉力太小，不容易观察，因此不能选选A，只能选，只能选B、C.(3)对于所挂重物的质量，以下取值有利于减小实验误差的是对于所挂重物的质量，以下取值有利于减小实验误差的是_.(填选项前字母填选项前字母)A.1克克B.5克克C.10克克D.40克克BC(4)现用该装置来探究功与速度变化的关系，关闭光电门现用该装置来探究功与速度变化的关系，关闭光电门2，测，测出多组重物的质量出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门和对应遮光条通过光电门1的时间的时间t，通，通过描点作出线性图过描点作出线性图像像，应作出，应作出_图图像像.(填选项前字母填选项前字母)解析实际验证的是实际验证的是mgh Mv2，而，而v 由于由于做出的做出的图图像像为为直线，因此应该直线，因此应该做出做出图图像像.D热点实验例析考向4探究动能定理探究动能定理例例4(2014天津天津9(2)某同学把某同学把附有附有滑轮滑轮的长木板平放在实验桌上，将的长木板平放在实验桌上，将细细绳绳一端拴在小车上，另一端绕过定一端拴在小车上，另一端绕过定滑滑轮轮，挂上适当的钩码，使小车在钩，挂上适当的钩码，使小车在钩码码的的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如图组装的实验装置如图13所示所示.图图13解析本本实验需要知道小车的动能，因此还需要用天平实验需要知道小车的动能，因此还需要用天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度求出小车的瞬时速度.若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_.答案刻度尺、天平刻度尺、天平( (包括砝码包括砝码) )实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行的细绳与木板平行.他这样做的目的是下列的哪个他这样做的目的是下列的哪个_(填填字母代号字母代号).A.避免小车在运动过程中发生抖动避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力解析解析 牵引牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项使细绳拉力等于小车受的合力，选项D正确正确.D解析 在在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码或钩码).答案可在小车上加适量砝码可在小车上加适量砝码( (或钩码或钩码) )平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法本实验的器材提出一个解决办法：_.他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能这一情况可能是下列哪些原因造成的是下列哪些原因造成的_(填字母代号填字母代号).A.在接通电源的同时释放了小车在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力答案CD解析 当当小车在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力小车在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有做功要比小车动能增量大，故只有C、D正确正确.明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的明确实验原理往往是解决实验问题的关键，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似，可以进行知识与方法的迁移实验类似，可以进行知识与方法的迁移.学会利用所学学会利用所学知识，对实验器材或实验方法加以重组，完成新的实知识，对实验器材或实验方法加以重组，完成新的实验设计验设计.以题说法针对训练针对训练4 在在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图一套如图14所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.穿过穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为期为T，实验的部分步骤如下，实验的部分步骤如下：图图14解析当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡小车做匀速直线运动，受力平衡.(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_的点的点.间距相等间距相等(2)测量小车和拉力传感器的总质量测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后拉力传感器和打点计时器的电源，然后_，打出，打出一条纸带，关闭电源一条纸带，关闭电源.解析在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车源，再释放小车.释放小车释放小车(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图15所示，所示，在纸带上按打点先后顺序依次取在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多等多个计数点，各个计数点到个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE、表示，则小车和拉力传感器在计时器打下表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为点时的动能表达式为_，若拉力传感，若拉力传感器的读数为器的读数为F，计时器打下，计时器打下A点到打下点到打下D点过程中，细绳拉点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为力对小车所做功的表达式为_.图图15解析D点的瞬时速度等于点的瞬时速度等于CE段的平均速度，即段的平均速度，即vD故故打下打下D点时的动能为点时的动能为EkD 拉力拉力对小对小车做的功为车做的功为WF(hDhA).(4)某同学以某同学以A点为起始点，以点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量点到各个计数点动能的增量Ek为纵坐标，以为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为为横坐标，得到一条过原点的倾角为45的直线，由此可的直线，由此可以得到的结论是以得到的结论是_.解析因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45，可，可得出方程式得出方程式EkW，故可得结论：外力所做的功等于物体，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量动能的变化量.外力所做的功等于物体动能的变化量外力所做的功等于物体动能的变化量热点实验例析考向5验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律例例5为了验证机械能守恒定律，某为了验证机械能守恒定律，某研究研究性性学习小组的同学利用透明直尺和光电学习小组的同学利用透明直尺和光电计计时时器设计了一套实验装置，如图器设计了一套实验装置，如图16所示所示.当当有有不透光物体从光电门间通过时，光电不透光物体从光电门间通过时，光电计计时时器就可以显示物体的挡光时间，所用器就可以显示物体的挡光时间，所用的的光电光电门传感器可测的最短时间为门传感器可测的最短时间为0.01 ms.将具有很好挡光将具有很好挡光效效果果图图16的宽度为的宽度为d3.8103 m的黑色磁带贴在透明直尺上的黑色磁带贴在透明直尺上.实验实验时，将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电时，将直尺从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门门.某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间ti与图中所与图中所示的高度差示的高度差hi，并将部分数据进行了处理，结果如下表所，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示示(表格中表格中M为直尺质量，取为直尺质量，取g9.8 m/s2).ti(103s)(ms1)hi(m)Mghi11.213.1321.153.310.58M0.060.58M31.003.782.24M0.232.25M40.954.003.10M0.323.14M(1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用利用vi 求求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：出的，请你简要分析该同学这样做的理由是： _.解析(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度，故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用度，故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用vi 求求出出.答案瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)请将表格中的数据填写完整请将表格中的数据填写完整.解析 第第5点速度为点速度为v5 4.22 m/s.从第从第5点到第点到第1点间重力势能的减少量为点间重力势能的减少量为EpMgh5M9.80.414.02M.答案 4.224.01M4.02M(3)通过实验得出的结论是：通过实验得出的结论是：_.解析 从从表中数据可知，在误差允许的范围内，重力势能表中数据可知，在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量的减少量等于动能的增加量.在在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量(4)根据该实验，请你判断下列根据该实验，请你判断下列Ekh图图像像中中正确的正确的是是()解析 根据根据动能定理可知：动能定理可知：MghEk，故，故Ekh的的图图像像是是一条过原点的直线，故一条过原点的直线，故C正确正确.答案C本实验数据处理的方法本实验数据处理的方法方法方法1：利用起点和第：利用起点和第n点：验证点：验证方法方法2：任取较远两点：任取较远两点A、B：验证：验证方法方法3：图：图像像法法.以题说法针对训练针对训练5 如如图图17甲所示的甲所示的装置装置叫做叫做阿特伍德机，是英国阿特伍德机，是英国数学家数学家和和物理学家阿特伍德物理学家阿特伍德(GAtwood 17461807)创制的一种著名创制的一种著名力学力学实验实验装置，用来研究匀变速装置，用来研究匀变速直线直线运动运动的规律的规律.某同学对某同学对该装置加以该装置加以改进改进后用来验证机械能守恒定律后用来验证机械能守恒定律，如如图乙所示图乙所示.图图17(1)实验时，该同学进行了如下操作：实验时，该同学进行了如下操作：将质量均为将质量均为M(A的含挡光片、的含挡光片、B的含挂钩的含挂钩)的重物用绳的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态.测量出测量出_(填填“A的上表面的上表面”、“A的下表面的下表面”或或“挡光挡光片中心片中心”)到光电门中心的竖直距离到光电门中心的竖直距离h.在在B的下端挂上质量为的下端挂上质量为m的物块的物块C，让系统，让系统(重物重物A、B以以及物块及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为挡光的时间为t.测出挡光片的宽度测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守，计算有关物理量，验证机械能守恒定律恒定律.(2)如果系统如果系统(重物重物A、B以及物块以及物块C)的机械能守恒，应满足的机械能守恒，应满足的关系式为的关系式为_(已知重力加速度已知重力加速度为为g).解析(1)、(2)需要测量系统重力势能的变化量，则应该测需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，系统的末速度为：量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，系统的末速度为：v 则系统重力势能的减少量则系统重力势能的减少量Epmgh，系统动能的增，系统动能的增加量为：加量为：Ek (2Mm)v2 (2Mm) ，若系统机械，若系统机械能守恒，则有：能守恒，则有：mgh (2Mm) .解析 系统系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验系机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验系统误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间统误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等有摩擦、重物运动受到空气阻力等.(3)引起该实验系统误差的原因有引起该实验系统误差的原因有_(写一条即可写一条即可). 绳子有一定的质量、滑轮绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统(重物重物A、B以及物块以及物块C)的机械能守恒，不断增大物块的机械能守恒，不断增大物块C的质量的质量m，重物重物B的加速度的加速度a也将不断增大，那么也将不断增大，那么a与与m之间有怎样的之间有怎样的定量关系？定量关系？a随随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：解决：写出写出a与与m之间的关系式：之间的关系式：_(还要用还要用到到M和和g).a的值会趋于的值会趋于_.解析 根据根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg，则系统，则系统加速度为：加速度为：a当当m不断增大，则不断增大，则a趋于趋于g.答案重力加速度重力加速度g热点实验例析考向6探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度例例6某实验小组拟用如图某实验小组拟用如图18所示的装置研究滑块的运所示的装置研究滑块的运动实验器材有：滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮动实验器材有：滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、漏斗和细线组成的单摆的木板、漏斗和细线组成的单摆(细线质量不计且不可伸长，细线质量不计且不可伸长，装满有色液体后，漏斗和液体质量相差不大装满有色液体后，漏斗和液体质量相差不大)等实验前，在等实验前，在控制液体不漏的情况下，从漏斗某次经过最低点时开始计时，控制液体不漏的情况下，从漏斗某次经过最低点时开始计时，测得之后漏斗第测得之后漏斗第100次经过最低点共用时次经过最低点共用时100秒；实验中，秒；实验中，让让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动，漏斗漏出的液体在纸带直于纸带运动方向做微小振幅摆动，漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置图图18(1)该单摆的周期是该单摆的周期是_ s；解析一个周期内漏斗一个周期内漏斗2次经过最低点，所以周期次经过最低点，所以周期T2 s.2(2)图图19是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带，是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带，根据纸带可求出滑块的加速度为根据纸带可求出滑块的加速度为_ m/s2；(结果取两结果取两位有效数字位有效数字)图图19解析答案 0.10(3)用该实验装置测量滑块加速度，对实验结果影响最大的因用该实验装置测量滑块加速度，对实验结果影响最大的因素是素是_解析 漏斗漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆周期，影响加速度的测量值周期，影响加速度的测量值 漏斗漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆周期，影响加速度的测量值周期，影响加速度的测量值针对训练针对训练6 (1)两个同学分别利用清华大学和广东中山大学两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室，各自在那里用先进的的物理实验室，各自在那里用先进的DIS系统较准确地探究系统较准确地探究了了“单摆的周期单摆的周期T与摆长与摆长L的关系的关系”，他们通过校园网交换，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了实验数据，并由计算机绘制了T2L图像，如图图像，如图20所示在所示在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是中山大学的同学所测实验结果对应的图线是_(选填选填A或或B)图图20解析(2)在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b两两个摆球的振动图像，如图个摆球的振动图像，如图21所示关于所示关于a、b两个摆球的两个摆球的振动图像，下列说法正确的是振动图像，下列说法正确的是_图图21A.a、b两个单摆的摆长相等两个单摆的摆长相等B.b摆的振幅比摆的振幅比a摆小摆小C.a摆的机械能比摆的机械能比b摆大摆大D.在在t1 s时有正向最大加速度的是时有正向最大加速度的是a摆摆解析由图知，两摆周期不同，故摆长不同，所以由图知，两摆周期不同，故摆长不同，所以A错误；错误；b摆的振幅比摆的振幅比a摆大，故摆大，故B错误；错误；因不知摆球质量的大小，故不能确定机械能的大小，所以因不知摆球质量的大小，故不能确定机械能的大小，所以C错误；错误；在在t1 s时时a摆在负的最大位移处，有正向最大加速度，摆在负的最大位移处，有正向最大加速度，b摆摆在平衡位置，所以在平衡位置，所以D正确正确.热点实验例析考向7测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率例例7某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被的像被P2的像挡的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使，使P3挡挡住住P1、P2的像，使的像，使P4挡住挡住P3和和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图和圆柱形玻璃砖的边界如图22所示所示.图图22(1)在图上画出所需的光路在图上画出所需的光路.解析连接连接P1、P2并与玻璃砖相交，得到入射光线，再连接并与玻璃砖相交，得到入射光线，再连接P3、P4并与玻璃砖相交，得到射出玻璃砖的光线，连接这两并与玻璃砖相交，得到射出玻璃砖的光线，连接这两个交点得到光线在玻璃砖内的折射光线，如图所示个交点得到光线在玻璃砖内的折射光线，如图所示.解析 作出作出经过入射点的切线和法线，标出入射角经过入射点的切线和法线，标出入射角i和折射角和折射角r，如图所示，实验需要测出这两个角，如图所示，实验需要测出这两个角.(2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有_(要求在图上标出要求在图上标出).答案 入射角入射角i和折射角和折射角r(3)测出的折射率测出的折射率n_.解析 根据根据折射定律，折射定律，针对训练针对训练7 测定测定玻璃砖折射率的实验如图玻璃砖折射率的实验如图23所示，在把所示，在把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线，它们玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线，它们分别是分别是_、_、_，最后按正确的，最后按正确的要求插上大头针要求插上大头针P3、P4，由，由P3、P4的位置决定了光线的的位置决定了光线的_方向，从而确定了折射光线方向，从而确定了折射光线_的方向的方向.图图23解析首先画出直线首先画出直线aa代表玻璃砖的一个侧面，再画代表玻璃砖的一个侧面，再画MM表示法线，画表示法线，画AO表示入射光线，根据光沿直线传播表示入射光线，根据光沿直线传播的经验，利用大头针的经验，利用大头针P3P4确定出射光线，也就确定了出射光确定出射光线，也就确定了出射光线的出射点线的出射点O，画出，画出OO为折射光线为折射光线.答案aaMMAOOBOO热点实验例析考向8用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长例例8用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长.实验装置如图实验装置如图24所示，已知单所示，已知单缝与双缝的距离缝与双缝的距离L160 mm，双缝与屏的距离，双缝与屏的距离L2700 mm，单缝宽单缝宽d10.10 mm，双缝间距，双缝间距d20.25 mm.用测量头来测量用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离光屏上干涉亮条纹中心的距离.测量头由分划板、目镜、手轮测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心，度对准屏上亮纹的中心，(如图如图25所示所示)，记下此时手轮的读，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度记下此时手轮上的刻度.图图24图图25(1)分划板的中心刻线分别对准第分划板的中心刻线分别对准第1条和第条和第4条亮纹的中心时，条亮纹的中心时，手轮上的读数如图手轮上的读数如图26所示，则对准第所示，则对准第1条时读数条时读数x1_ mm，对准第对准第4条时读数条时读数x2_ mm，相邻两条亮纹间的距，相邻两条亮纹间的距离离x_ mm.图图26解析螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍，螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍，第一条即读为第一条即读为2 mm，同时找到第，同时找到第19条刻度线与固定刻度对条刻度线与固定刻度对齐，估读一位即齐，估读一位即19.0，再乘以精确度，再乘以精确度0.01 mm，最终结果，最终结果为为2 mm19.00.01 mm2.190 mm，同理，第，同理，第4条对应读数条对应读数为为7.5 mm36.80.01 mm7.868 mm，第一条到第四条共，第一条到第四条共有三个间距，所以两条相邻条纹间距有三个间距，所以两条相邻条纹间距x1.893 mm.答案2.1907.8681.893解析 双双缝干涉相邻条纹间距缝干涉相邻条纹间距x ，其中其中l是双缝到屏的是双缝到屏的距离，距离，d是双缝间距，对照已知条件可得是双缝间距，对照已知条件可得x ，可得波可得波长长 ，带入数据计算可得带入数据计算可得676 nm.(2)计算波长的公式计算波长的公式_；求得的波长值是；求得的波长值是_ nm(保留三位有效数字保留三位有效数字).答案 676针对训练针对训练8 如如图图27所示，在所示，在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：实验中，光具座上放置的光学元件依次为：光源光源、_、_、_、遮光筒、遮光筒、光屏光屏.对于某种单色光，为增加相邻亮条纹对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(或暗条纹或暗条纹)间的距离，间的距离，可采取可采取_或或_的方法的方法.图图27解析根据双缝干涉实验装置可知，根据双缝干涉实验装置可知，为滤光片，为滤光片，为单缝为单缝屏，屏，为双缝屏；由公式为双缝屏；由公式x 可知，对于同种色光，增可知，对于同种色光，增大大l(遮光筒长度遮光筒长度)或者减小或者减小d(双缝间距双缝间距)都可使得都可使得x增大增大.答案滤光片单缝屏双缝屏减小双缝间距滤光片单缝屏双缝屏减小双缝间距加长加长遮遮光光筒筒审题破题 真题演练11.力学创新实验的分析技巧例例9(10分分)用如用如图图28所示实验所示实验装装置置测量滑块测量滑块A与木板间的动摩擦与木板间的动摩擦因因数数.长木板水平固定，细线跨过长木板水平固定，细线跨过定定滑轮滑轮与滑块与滑块A、重锤、重锤B相连相连.将将细线细线拉拉直，测出直，测出B离地面的高度离地面的高度h，将重锤从将重锤从h高处静止释放，高处静止释放，B落地后，测出落地后，测出A在木板上滑动的距离在木板上滑动的距离x；改；改变变B释放高度重复实验，实验数据如下表所示释放高度重复实验，实验数据如下表所示.图图28实验次数123456h/cm10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 x/cm14.7 22.4 30.3 37.6 44.9 52.4(1)若测得若测得A的质量的质量mA3 kg，B的质量的质量mB1 kg，A和和B间细间细线的长度线的长度L112.0 cm，木板的长度，木板的长度l98.0 cm，要达到实验，要达到实验目的，以上四个量中没有必要测量的是目的，以上四个量中没有必要测量的是_(用物理量的符用物理量的符号表示号表示).(2)作出作出x随随h变化的图变化的图像像.(3)由图由图像像并结合并结合(1)中所测数值求得滑块与木板间的动摩擦因中所测数值求得滑块与木板间的动摩擦因数为数为_.思维导图答题模板解析 (1)由题意可知，由题意可知，B距地面的高度距地面的高度h，A在木板上滑行的在木板上滑行的距离距离x，A、B的质量的质量mA、mB.从静止释放让它们运动到从静止释放让它们运动到B着地，着地，根据动能定理得：根据动能定理得：从从B着地到着地到A停在木板上，根据动能定理得：停在木板上，根据动能定理得：答题模板可知没有必要测量可知没有必要测量L和和l.(2)作出作出x随随h变化的变化的图图像像如如图所示图所示.答题模板根据数学知识根据数学知识得到得到图图像像中直中直线的斜率线的斜率由图得：由图得：k1.5解得解得0.2答案(1)L、l(2分分)(2)见解析图见解析图(4分分)(3)0.2(4分分)高 考 现 场 (限时：8分钟，满分10分)(2014广东广东34(2)某同学根据机械能守恒定律，某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系.如图如图29(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数度系数k_ N/m.(g取取9.8 m/s2)砝码质量/g50100150弹簧长度/cm8.627.636.66解析加加50 g砝码时，弹簧弹力砝码时，弹簧弹力F1mgk(l0l1)，加，加100 g砝码时砝码时F22mgk(l0l2)，FF2F1k(l1l2)，则，则k49.5 N/m，同理由加，同理由加100 g砝码和加砝码和加150 g砝码的情况砝码的情况可求得可求得k50.5 N/m，则劲度系数，则劲度系数 50 N/m.答案50取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所所示，调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速示，调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小度大小_.解析使滑块通过两个光电门时的速度大小相等，就使滑块通过两个光电门时的速度大小相等，就可以可以认为认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动滑块离开弹簧后做匀速直线运动.相等相等用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为性势能转化为_.解析弹性势能转化为滑块的动能弹性势能转化为滑块的动能.滑块的动能滑块的动能重复重复中的操作，得到中的操作，得到v与与x的关系如图的关系如图(c)，由图可知，由图可知，v与与x成成_关系关系.由上述实验可得结论：对同一根弹由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的簧，弹性势能与弹簧的_成正比成正比.解析 图线是过原点的直线，所以图线是过原点的直线，所以v与与x成正比，整个过程成正比，整个过程弹性势能转化为动能，即弹性势能转化为动能，即E弹弹Ek mv2，弹性势能与速，弹性势能与速度的二次方成正比，则弹性势能与弹簧压缩量度的二次方成正比，则弹性势能与弹簧压缩量x的二次方成的二次方成正比正比.答案 正比正比压缩量的二次方压缩量的二次方