2024届高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题六实验技能与创新第16讲力学实验与创新课件

这是一份2024届高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题六实验技能与创新第16讲力学实验与创新课件，共60页。PPT课件主要包含了知识归纳素养奠基，细研命题点提升素养，续上表，求速度和加速度．等内容，欢迎下载使用。
第16讲　力学实验与创新
1．系统误差：由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差．系统误差总是同样偏大或偏小．系统误差可以通过更新仪器、完善原理和精确实验方法来减小．2．偶然误差：由各种偶然因素如测量、读数不准确、作图不规范造成的误差．偶然误差表现为重复做同一实验时总是时而偏大时而偏小．偶然误差可用多次测量取平均值或作图的方法来减小．3．有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字．有效数字从左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字，中学阶段一般取两位或三位有效数字．
4．必考实验归纳：实验1：研究匀变速直线运动实验2：探究弹力和弹簧伸长量的关系实验3：验证力的平行四边形定则实验4：验证牛顿第二定律实验5：研究平抛运动实验6：探究动能定理实验7：验证机械能守恒定律实验8：验证动量守恒定律实验9：用单摆测重力加速度最近几年高考热点实验为：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律，考察频率高，有的还有一定的难度，主要体现在考察基本实验方法、数据处理、图像处理上．
命题点一　基本仪器的使用与读数1．测长度两种仪器对比．
2.游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题．(1)10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位.20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位．(2)游标卡尺在读数时先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加．游标卡尺读数不估读．
(3)不要把游标尺的边缘当成零刻线，从而把主尺的刻度读错．(4)螺旋测微器读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出．
某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________mm；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为________cm.
解析：螺旋测微器的固定刻度读数8 mm，可动刻度读数为0.01×47.0＝0.470 mm，所以最终读数为8 mm＋0.470 mm＝8.470 mm，由于需要估读，因此在范围8.470～8.472 mm内均正确；游标卡尺的主尺读数为2 cm，游标尺上第13个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.05×13 mm＝0.65 mm＝0.065 cm，所以最终读数为2 cm＋0.065 cm＝2.065 cm.
答案：8.470(8.470～8.472均正确)　2.065
1．图1螺旋测微器读数为________mm，图2游标卡尺读数为________cm.
解析：螺旋测微器读数为0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm；游标卡尺读数为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm＝1.450 cm.
答案：0.900　1.450
2．用螺旋测微器测不同规格的金属丝的直径，示数如图所示．由图可读出金属丝的直径为图甲________mm；图乙________cm；图丙________mm；图丁________mm.
解析：根据螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数值＝固定刻度值＋可动刻度×0.01 mm，读出题中甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是10.002(10.001～10.003均正确) mm、0.536 5(0.536 4～0.536 6均正确) cm、11 mm＋5×0.1 mm＝11.5 mm、5 mm＋5×0.05 mm＝5.25 mm.
答案：10.002(10.001～10.003均正确)　0.536 5(0.5364～0.5366均正确)　11.5　5.25
命题点二　以打点计时器或光电门为计时工具的力学实验一、常规时间测量类仪器1．打点计时器．
2.频闪照相机．其作用和处理方法与打点计时器类似，它是用等时间间隔获取图像的信息的方法，将物体在不同时刻的位置记录下来，使用时要明确频闪的时间间隔．
二、打点计时器的使用实验操作中的注意事项：1．平行：纸带、细绳要和长木板平行．2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置．3．两先两后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带．4．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地或小车与滑轮碰撞．5．减小误差：小车另一端挂的槽码质量要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集．
(2023·全国甲卷)某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系．让小车左端和纸带相连．右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连．钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带．某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示．
预测1　研究匀变速直线运动实验1.(2023·浙江卷)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示．①需要的实验操作有__________(多选)．A．调节滑轮使细线与轨道平行B．倾斜轨道以补偿阻力C．小车靠近打点计时器静止释放D．先接通电源再释放小车
②经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图2所示．选取连续打出的点0、1、2、3、4为计数点，则计数点1的读数为__________cm.已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，则打计数点2时小车的速度大小为__________m/s(结果保留3位有效数字)．
预测2　探究牛顿第二定律2．(2022·浙江卷)(1)“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行．图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为________cm.由图3中小车运动的数据点，求得加速度为________m/s2(保留两位有效数字)．
利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______．A．换成质量更小的车B．调整长木板的倾斜程度C．把钩码更换成砝码盘和砝码D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角(2)“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中，①下列说法正确的是________；A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要________(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O.
(2)①在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数相同，故A项错误；在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，故B项错误；实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C项错误；为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故D项正确．故选D.②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O，记下位置O和弹簧秤示数F1和两个拉力的方向；交换弹簧秤和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方
向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧秤的示数F2；只有一个弹簧秤将结点拉至O点，并记下此时弹簧秤的示数F的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O.
答案：(1)6.15～6.25　1.7 ～2.1　BC　(2)①D　②3
3．(2022·山东卷)在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验．受此启发．某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示．主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块．弹簧处于原长时滑块左端位于O点．A点到O点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示．
回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：(1)弹簧的劲度系数为________N/m.(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a-F图像如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg.(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a-F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg.
预测3　探究动能定理4．(2021·华南师大附中月考)某实验小组用如图所示实验装置探究合力做功与动能变化的关系．铁架台固定在水平桌面上，将足够长的薄长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一端放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，P处放置一光电门(未画出)．实验步骤如下：
①用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度l，用天平测出滑块的质量m；②平衡摩擦力：以P处为长木板的转动中心，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动．在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平桌面的高度H；③长木板一端保持在P处，另一端放置在铁架台竖直杆Q2位置，用刻度尺量出Q1、Q2的距离h1，将滑块从木板上的Q2位置由静止释放，记录挡光片的挡光时间t1；④保持长木板一端在P处，重新调节长木板另一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次．Ⅰ.滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(已知重力加速度为g)．
(1)滑块动能的变化量ΔEk＝____________．(2)滑块克服摩擦力做的功Wf＝__________________．(3)合力对滑块做的功W合＝____________．
预测4　验证机械能守恒定律5．某实验小组在实验室中利用倾角为30°的气垫导轨和两光电门计时器A和B验证滑块在气垫导轨上自由下滑过程中机械能守恒．已知遮光条的宽度为d，先后通过A、B光电门的时间分别为Δt1、Δt2.(已知当地重力加速度为g)(1)本实验中还需要测量的物理量有________(填字母序号)．A．滑块质量M　　　　B．光电门A和B的距离sC．滑块释放点的高度h D．遮光条的高度H
(2)验证本过程机械能守恒的原理表达式__________(用已知量和需要测量的量表示)．(3)下列操作中可以减小实验误差的是__________(填字母序号)．A．增加遮光条的宽度B．把金属滑块换成木质滑块C．减小遮光条的宽度D．增加遮光条的高度H
6．某实验小组为验证系统机械能守恒，设计了如图所示的装置，实验过程如下：
图甲(1)用螺旋测微器测量砝码上端固定的遮光片厚度时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝____________mm，测得砝码和遮光片总质量m＝0.026 kg.
图乙(2)按图甲安装实验器材并调试，确保砝码竖直上下振动时，遮光片运动最高点高于光电门1的激光孔，运动最低点低于光电门2的激光孔．(3)实验时，利用计算机记录弹簧拉伸量x及力传感器的读数F，画出F-x图像，如图丙所示．
图丙(4)测量遮光片经过光电门1的挡光时间t1＝0.005 1 s，弹簧的拉伸量x1＝0.04 m，经过光电门2的挡光时间t2＝0.010 2 s，弹簧的拉伸量x2＝0.08 m，以及两个光电门激光孔之间的距离h＝0.04 m.(5)遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的增加量Ep＝______J，系统动能的减少量Ek＝____________J(结果保留三位有效数字，g＝10 m/s2)，实验表明在误差允许范围内系统机械能守恒．
预测5　验证动量定理7．某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等．
实验步骤如下：(1)开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平．
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2.(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块．(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12.(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I＝______，滑块动量改变量的大小Δp＝______．(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)(6)某次测量得到的一组数据为：d＝1.000 cm，m1＝1.50×10－2 kg，m2＝0.400 kg，Δt1＝3.800×10－2 s，Δt2＝1.220×10－2 s，t12＝1.50 s，取g＝9.80 m/s2.计算可得I＝________N·s，Δp＝________kg·m·s－1.(结果均保留三位有效数字)
预测6　验证动量守恒定律8．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段．选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验．
测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2)．将硬币甲放置在斜面某一位置，标记此位置为B.由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP.将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放．当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON.保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2.(1)在本实验中，甲选用的是________(填“一元”或“一角”)硬币．(2)碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为________(设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)．
命题点三　“非纸带”类实验“非纸带”类实验包括有探究弹力与弹簧伸长量的关系、验证力的平行四边形定则、探究影响向心力大小的因素、用单摆测重力加速度等．
小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图(a)所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量．主要实验步骤如下：
(1)查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05 g.(2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表．
(3)根据表中数据在图(b)上描点，绘制图线．
(4)取出全部硬币，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示，此时橡皮筋的长度为________cm.(5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为___g(计算结果保留三位有效数字)．
解析：(3)根据表格标点连线如图
(4)由题图(c)可知刻度尺的分度值为1 mm，故读数l＝15.35 cm.(5)设橡皮筋的劲度系数为k，原长为x0，则n1mg＝k(l1－x0)，n2mg＝k(l5－x0)，设冰墩墩的质量为m1，则有m1g＝k(l－x0)，联立各式代入数据可得m1≈42.69 g.
答案：(3)图见解析　(4)15.35　(5)42.69
预测1　探究弹力与伸长量关系实验要点：(1)橡皮条、弹簧的弹力大小与伸长量之间的关系满足胡克定律，实验的数据处理中一般选用图像法．(2)胡克定律描述的是在弹性限度内，橡皮条(弹簧)的弹力与形变量成正比，如果超出弹性限度，正比关系不再成立．(3)弹簧测力计读数时要先看量程和分度值，再根据指针所指的位置读出所测力的大小．如分度值为0.1 N，则要估读，即有两位小数，如分度值为0.2 N，则小数点后只能有一位小数．
1．某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数(圈中张力与整圈形变量之比)．他们设计了如图甲所示实验：橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，“0”刻度与结点O水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录所挂钩码的总质量m和对应橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：
(1)请在图乙中，根据表中所给数据，充分利用坐标纸，作出m-x图像．(2)作出m-x图像后，同学们展开了讨论：甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；乙同学认为：图像的斜率k即为橡皮圈的劲度系数；丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；
请参与同学们的讨论，并根据图像数据确定：橡皮圈不拉伸时的总周长约为________cm，橡皮圈的劲度系数约为________N/m(重力加速度g取10 m/s2，结果保留三位有效数字)．(3)若实验中刻度尺的“0”刻度略高于橡皮圈上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将__________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)．
解析：(1)描点作出m-x图像如图所示．
预测2　探究两个互成角度的力的合成规律实验要点：本实验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“三注意”和“七记录”．
2.(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干．完成下列实验步骤：①用图钉将白纸固定在水平木板上．②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上．将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计．用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并__________(多选，填正确答案字母号)．A．用刻度尺量出橡皮条的长度B．用刻度尺量出两细线的长度
C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到________，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向．④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F′的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示．⑤比较F′和F的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则．
解析：②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上．将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计．用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向．故选CD.③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位置，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向．⑤比较F′和F的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则．
答案：②CD　③相同位置　⑤大小和方向
预测3　探究平抛运动实验要点和操作关键．(1)应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触．(2)小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响．在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出．(3)坐标原点不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点．
3．(2023·广东湛江统考一模)某物理小组利用如图甲所示的装置探究平抛运动规律．在斜槽轨道的末端安装一个光电门，调节激光束与实验所用小钢球的球心等高，斜槽末端切线水平，又分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装频闪摄像头进行拍摄，钢球从斜槽上的固定位置无初速度释放，通过光电门后抛出，测得钢球通过光电门的平均时间为2.10 ms，得到的频闪照片如图丙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点，g取9.80 m/s2.
(1)用50分度游标卡尺测得钢球直径如图乙所示，则钢球直径d＝________mm，由此可知钢球通过光电门的速度v＝________m/s(此空结果保留两位小数)．(2)在图丙中，B处摄像头所拍摄的频闪照片为________(选填“a”或“b”)．(3)测得图丙a中OP距离为59.10 cm，b中OP距离为44.10 cm，则钢球平抛的初速度大小v0＝________m/s(结果保留两位小数)．(4)通过比较钢球通过光电门的速度v与由平抛运动规律解得的平抛初速度v0的关系，从而验证平抛运动的规律．
预测点4　利用单摆测重力加速度实验要点：(1)选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球．(2)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定．(3)注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°.(4)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数．
4．(2023·新课标卷)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验．
(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径．首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图(a)所示，该示数为________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图(b)所示，该示数为________mm，则摆球的直径为_________mm.
(2)单摆实验的装置示意图如图(c)所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小．若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角__________5°(填“大于”或“小于”)．(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为__________cm.实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60 s，则此单摆周期为________s，该小组测得的重力加速度大小为________m/s2(结果均保留3位有效数字，π2取9.870)．
解析：(1)测量前测微螺杆和测砧相触时，图(a)的示数为d0＝0 mm＋0.7×0.01 mm＝0.007 mm，
螺旋测微器读数是固定刻度读数(0.5 mm整数倍)加可动刻度(0.5 mm以下的小数)读数，图中读数为d1＝20 mm＋3.4×0.01 mm＝20.034 mm，则摆球的直径为d＝d1－d0＝20.027 mm.(2)角度盘的大小一定，即在规定的位置安装角度盘，测量的摆角准确，但将角度盘固定在规定位置上方，即角度盘到悬挂点的距离变短，同样的角度，摆线在刻度盘上扫过的弧长变短，故摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°.
预测5　探究影响向心力大小的因素5．(2023·广东汕头一模)物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、手机等制作了圆周运动综合探究平台，探究圆周运动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系：(1)手机内部自带加速度传感器，可测量向心加速度大小与方向，规定x、y、z三个方向的正方向如图所示．某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着手机，如图以自己身体为轴旋转，某段时间内测得y轴方向加速度—时间图像如图，x、z轴方向加速度为零，则她可以是________(填选项前的字母)．
A．将手机竖起，手机屏幕正对自己旋转B．手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转C．手机平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转
(2)为了测加速度传感器在手机中位置，该同学如图将手机沿径向平放固定在圆盘上，底边正对圆盘转轴，让步进电机带动圆盘旋转，手机的加速度、角速度等值可通过手机app phyphx读取，由an - ω2的图像获得斜率为k(使用国际单位)，再用刻度尺测量手机底边到转轴的长度d，如图，则d＝________m．手机内部加速度传感器到手机底边的长度为______(用题目所给的物理量表示)．
(3)手机中有光照传感器，用手电筒在圆盘固定位置打光，手机旋转时记录光照强度周期性变化如图所示，则手机旋转的周期为______s(保留2位小数)．测得手机的质量m，周期为T，手机视为质点，手机到转轴的距离为r，可求得向心力Fn＝________(用题目所给的物理量表述)．
6．某同学探究做圆周运动的物体的向心力大小与运动半径、角速度及质量的关系的实验装置如图所示．水平光滑圆盘沿半径方向有一个小槽，槽内固定有压力传感器，用来测量向心力大小；圆盘可绕通过圆心的竖直轴匀速转动，竖直轴与电动机用传送带相连(图中未画出)，电动机转动的角速度可以控制．将质量为m的小球紧贴压力传感器放置，测出小球到圆盘圆心的距离r，且保持不变，启动电动机，使圆盘转动．
(1)保持m、r不变，改变圆盘转动的角速度，多次测量，得到小球的向心力Fn与角速度ω2的关系如图乙所示，若r＝0.2 m，则小球的质量为________kg(保留2位有效数字)．(2)该同学采用的实验方法是________．
命题点四　力学创新实验力学创新实验题的3个特点．(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学知识设计实验．(2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图像法、逐差法等融入实验的综合分析之中．(3)在试题表现形式上，由单一、基本的形式向综合、开放的形式发展；在试题内容的变化上，主要有实验目的和实验原理的迁移，实验条件和实验方法的改变，实验器材和实验数据处理的变换，演变计算题为实验问题等．
预测1　测量时间频率1．“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的装备．某同学为了测量“枪头”的冲击频率，如图(a)将带限位孔的塑料底板固定在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带．启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下系列点迹．更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹，完成下列实验内容：
(1)该同学发现点迹有拖尾现象，他在测量各点间距时，以拖尾点迹左侧边沿为测量点，如图(b)．①纸带的________(选填“左”或“右”)端连接重锤；②取重力加速度为9.8 m/s2，可算得“枪头”的冲击频率为________Hz，A点对应的速度为________m/s(计算结果均保留两位有效数字)．(2)该次实验产生误差的原因有A．纸带与限位孔间有摩擦力B．测量各点间的距离不精确C．“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动其中最主要的原因是________(选填“A”“B”或“C”)．
预测2　测量重力加速度2．用如图甲所示的装置做测定重力加速度”的实验．实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、米尺、频闪照相机．具体实验步骤如下：
①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会一滴滴地落下；②用频闪照相机拍摄黑色背景下滴落的水滴流，逐渐调节螺丝夹子使滴水的频率逐渐减小，直到第一次拍到一串仿佛固定不动的水滴； ③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度；④采集数据进行处理．(1)实验中第一次拍到一串仿佛固定不动的水滴时，水滴滴落的频率______(选填“ 大于”“等于”或“小于”)频闪照相机的拍摄频率．(2)实验中频闪照相机第一次拍摄到水滴“固定不动”时的闪光频率为20 Hz，某同学读出其中比较圆的相邻水滴间的距离如图乙所示，根据数据测得当地重力加速度g＝________m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________m/s(结果保留三位有效数字)．
预测3　测量动摩擦因数3．某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验．如图(a)所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连．调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直．在木块A上放置n(n＝0，1，2，3，4，5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0 g)，向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m.
(1)实验中，拉动木板时__________(选填“必须”或“不必”)保持匀速．(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B质量，则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m＝__________．(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m－n图像，如图(b)所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留2位有效数字)．
解析：(1)木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速．(2)对木块、砝码以及重物B分析可知μ(mA＋nm0)g＋mg＝mBg，解得m＝mB－μ(mA＋nm0)．