题型必刷练3 “3实验+4计算”（教师版） 2025届高考物理二轮复习热点题型归类 .pdf

题型必刷练3“3实验+4计算”

1．物理社团的同学利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置，用以探究加速度与力

的关系，以及验证机械能守恒定律。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平，在导轨左侧P2处

固定一光电门，将轻绳一端固定在P1点，另一端与滑块相连，滑块上安装遮光条和加速度传感

器，并且可以增加砝码以改变其质量，在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气

泵，将滑块从导轨右侧P3处由静止释放，记录加速度传感器的数值、遮光条通过光电门的时间

以及P2和P3之间的距离。已知重物的质量为m，遮光条的宽度为d，重力加速度为g，滑块、

遮光条、加速度传感器以及砝码的总质量用M表示，遮光条通过光电门的时间用t表示，加速

度传感器的示数用a表示，P2和P3之间的距离用L表示。

（1）若某次实验中遮光条挡光时间为t，则此时滑块的速度为，重物的速度为；

1

（2）该社团同学首先保持L不变改变M进行了若干次实验，根据实验数据画出了如图乙所示的

一条过坐标原点的直线，其纵轴为加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴

为（用所给的字母表示）；

（3）接下来他们欲验证该过程中系统机械能守恒，使滑块总质量保持为M0不变，改变L进行若

1

干次实验，根据实验数据画出的L―图线也是一条过原点的直线，若图线斜率为k，则需满足k

2

＝（用所给的字母表示）。

v=

【解答】解：（1）滑块通过光电门的速度为10

1

11

v==×=

由于重物挂在动滑轮上，重物的速度为201

22121

（2）设滑块的加速度为a，细绳的拉力为T

根据牛顿第二定律，对加速度传感器以及砝码有T＝Ma

1

对重物mg―2T=m×

2

2

整理得a=

+4

图乙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该

2

图线的横轴为；

+4

v=v=

（3）滑块通过光电门的速度1，此时重物的速度2

2

11

22

根据机械能守恒定律可得mg×=01+2

222