2019高考物理大二輪復習 專題六 物理實驗 14 力學實驗課件.ppt

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專題六物理實驗 考情分析 備考定向 第14講力學實驗 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 1 知識規(guī)律 1 誤差和有效數(shù)字 系統(tǒng)誤差 由于儀器本身不精密 實驗方法粗略或實驗原理不完善而產生的誤差 其特點是測量結果較真實值總是偏大或偏小 系統(tǒng)誤差不能用多次測量求平均值的方法消除或減小 偶然誤差 由各種偶然因素對實驗者 測量儀器 被測物理量的影響而產生的誤差 其特點是多次重復做同一實驗時誤差總是時大時小 減小這種誤差的方法是多次測量取其平均值 有效數(shù)字 帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字 有效數(shù)字從左邊第一位不為零的數(shù)字算起 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 2 長度的測量 毫米刻度尺的讀數(shù) 精確到毫米 估讀一位 游標卡尺的讀數(shù) 測量值 主尺上的讀數(shù) m n 其中m為游標卡尺的精確度 n為游標尺上與主尺上某刻度線對齊的格數(shù) 螺旋測微器的讀數(shù) 測量值 固定刻度 可動刻度 估讀一位 0 01mm 3 光電門的使用 如果擋光片的寬度為d 擋光時間為 t 則物體經過光電門時的瞬時速度 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 4 紙帶類實驗 能夠利用打點計時器的力學實驗 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 利用紙帶求瞬時速度的方法在勻變速直線運動中 利用物體在一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解 測出與第n點相鄰的前 后兩段相等時間T內的距離xn和xn 1 由公式算出 在驗證機械能守恒定律實驗中 就是根據(jù)此法求得物體瞬時速度的 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 知識脈絡梳理 規(guī)律方法導引 圖象法 a 由 求出各相應時刻的速度 b 確定各計數(shù)點的坐標值 T v1 2T v2 nT vn c 畫出v t圖象 圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度 利用紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法若相鄰兩計數(shù)點之間的距離滿足 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 aT2 恒量 說明物體做勻變速直線運動 2 思想方法 1 物理思想 等效替代思想 控制變量思想 2 物理方法 等效替代法 控制變量法 逐差法 平均值法 圖象法 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)主要以填空題的形式考查游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù) 例1 1 某同學用自己發(fā)明的新式游標卡尺測量小鋼球的直徑 新式卡尺將主尺上39mm在游標尺上均分成20等份 如圖甲所示 則小鋼球的直徑為d cm 2 該同學又用螺旋測微器測量某電阻絲的直徑 示數(shù)如圖乙所示 則該金屬絲的直徑為mm 答案 1 1 035 2 1 195 0 002 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 游標卡尺上精確度為mm 0 05mm 所以d 10mm 0 05mm 7 10 35mm 1 035cm 2 金屬絲的直徑d 1mm 0 01mm 19 5 1 195mm 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 規(guī)律方法1 游標卡尺的原理游標卡尺主要分為10 20 50分度三種 其原理和讀數(shù)方法基本相同 對于n分度的游標卡尺 如果游標尺的分度值為x 主尺上的分度值為y 則nx n 1 y 故游標尺與主尺兩者分度值之差為k y x 其中叫游標卡尺的精度 2 螺旋測微器的基本原理螺旋測微器螺紋螺距為0 5mm 即可動轉筒旋轉一圈 螺桿前進或后退0 5mm 可動轉筒上可動刻度分成50等份 每一等份表示0 01mm 即可動刻度每轉過一等份 測微螺桿前進或后退0 01mm 這樣就能把沿軸線方向不便于測量的微小距離用圓周上的點移動較大的距離表示出來 機械放大原理 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 3 游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應注意的問題 1 10分度的游標卡尺 以mm為單位 小數(shù)點后只有1位 20分度和50分度的游標卡尺以mm為單位 小數(shù)點后有2位 且對齊格數(shù)不估讀 2 螺旋測微器以mm為單位 小數(shù)點后必須有3位 對齊格數(shù)要估讀 同時還要注意半毫米刻度線是否露出 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 拓展訓練1某同學測定一金屬桿的長度和直徑 示數(shù)如圖甲 乙所示 則該金屬桿的長度和直徑分別為cm和mm 答案60 104 20解析刻度尺的最小刻度為0 1cm 因此讀數(shù)應為60 10cm 游標卡尺是50分度 精確到0 02mm 因此讀數(shù)為4 20mm 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 紙帶類實驗的處理方法主要考查利用處理紙帶的思想來解決實際問題 例2研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示 其中斜面傾角 可調 打點計時器的工作頻率為50Hz 紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示 其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 部分實驗步驟如下 A 測量完畢 關閉電源 取出紙帶 B 接通電源 待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車 C 將小車停靠在打點計時器附近 小車尾部與紙帶相連 D 把打點計時器固定在平板上 讓紙帶穿過限位孔 上述實驗步驟的正確順序是 用字母填寫 2 圖乙中標出的相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T s 3 計數(shù)點5對應的瞬時速度大小計算式為v5 4 為了充分利用記錄數(shù)據(jù) 減小誤差 小車加速度大小的計算式應為a 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例3甲 乙兩位同學在驗證牛頓第二定律的實驗中 使用了如圖所示的實驗裝置 1 實驗時他們先調整墊木的位置 使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線運動 這樣做的目的是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 2 此后 甲同學把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛若干配重片 在小車質量一定的情況下 多次改變配重片數(shù)量 每改變一次就釋放一次小車 利用打點計時器打出記錄小車運動情況的多條紙帶 右圖是其中一條紙帶的一部分 O A B C為4個相鄰的計數(shù)點 相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出 打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上 通過對紙帶的測量 可知小車運動過程中的加速度大小為m s2 保留兩位有效數(shù)字 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 3 根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù) 甲同學繪制了小車加速度與小車所受拉力 測量出配重的重力作為小車所受拉力大小 的a F圖象 如圖所示 由圖象可知 選填選項前的字母 A 當小車質量一定時 其加速度與所受合外力成正比B 當小車所受合外力一定時 其加速度與質量成反比C 小車的質量約等于0 3kgD 小車的質量約等于3 3kg 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 4 乙同學在實驗時 因配重片數(shù)量不足改用5個質量為20g的鉤碼進行實驗 他首先將鉤碼全部掛上 用打點計時器打出記錄小車運動情況的紙帶 并計算出小車運動的加速度 之后每次將懸掛的鉤碼取下一個并固定在小車上 重復多次實驗 且每次實驗前均調整墊木的位置 使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線運動 若根據(jù)測得的數(shù)據(jù) 繪制出小車加速度與懸掛的鉤碼所受重力的關系圖線 則關于這一圖線下列說法錯誤的是 選填選項前的字母 A 可由該圖線計算出小車和5個鉤碼質量之和B 只有當小車質量遠大于懸掛鉤碼的質量時 該圖線才是一條直線C 無論小車質量是否遠大于懸掛鉤碼的質量 該圖線都是一條直線 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 1 為了平衡小車運動過程中所受的摩擦力 2 0 50 或0 49 3 AC 4 B 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 這樣做的目的是平衡小車運動過程中所受的摩擦力 2 因為OA 2 86cm AB 3 35cm BC 3 85cm T 0 1s 4 對整個系統(tǒng)來說 系統(tǒng)的總質量保持不變 總等于5個砝碼的質量與小車質量的和 故根據(jù)小車加速度與懸掛的鉤碼所受重力的關系圖線 也就是a F圖線斜率的倒數(shù)可求得小車和5個鉤碼質量之和 選項A正確 因對系統(tǒng)進行研究且保持系統(tǒng)的總質量不變 故砝碼的重力總等于系統(tǒng)的牽引力 故無論小車質量是否遠大于懸掛鉤碼的質量 該圖線都是一條直線 選項C正確 B錯誤 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例4如圖甲所示的裝置可用于探究恒力做功與速度變化的關系 水平軌道上安裝兩個光電門 小車上固定有力傳感器和擋光板 細線一端與力傳感器連接 另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤 實驗首先保持軌道水平 通過調整砝碼盤里砝碼的質量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力 再進行后面的操作 并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù) 小車 力傳感器和擋光板的總質量m 平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質量m0 擋光板的寬度d 光電門1和2的中心距離s 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于車的質量 選填 需要 或 不需要 2 實驗需用游標卡尺測量擋光板的寬度d 如圖乙所示 d mm 3 某次實驗過程 力傳感器的讀數(shù)為F 小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1 t2 小車通過光電門2后 砝碼盤才落地 已知重力加速度為g 則對該小車實驗要驗證的表達式是 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 不需要 因為有力的傳感器 可直接測出拉力的大小 而不必根據(jù)砝碼和砝碼盤的總重力約等于拉力來計算 2 擋光板的寬度d 5mm 0 05mm 10 5 50mm 3 以小車作為研究對象 小車所受的合力為F m0g 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例5某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗 鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端 鉤碼質量均為m0 在A的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C 在距地面h1處有一寬度略比A大一點的狹縫 鉤碼A能通過狹縫 環(huán)形金屬塊C不能通過 開始時A距離狹縫的高度為h2 放手后 A B C從靜止開始運動 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 利用計時儀器測得鉤碼A通過狹縫后到落地用時t1 則鉤碼A通過狹縫的速度為 用題中字母表示 2 若通過此裝置驗證機械能守恒定律 還需測出環(huán)形金屬塊C的質量m 當?shù)刂亓铀俣葹間 若系統(tǒng)的機械能守恒 則需滿足的等式為 用題中字母表示 3 為減小測量時間的誤差 有同學提出如下方案 實驗時調節(jié)h1 h2 h 測出鉤碼A從釋放到落地的總時間t 來計算鉤碼A通過狹縫的速度 你認為可行嗎 若可行 寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達式 若不可行 請簡要說明理由 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 規(guī)律方法紙帶類問題是力學實驗中出現(xiàn)率最高的內容 多以教材實驗為藍本進行升級變形 從整體角度看 力學中的四個打點描跡類實驗都存在共性 因此在某種程度上可以實現(xiàn) 一個裝置多種用途 的效果 從測定物理量角度看 可以以最基本的實驗逐漸升華到探究測量多個物理量的效果 創(chuàng)新的流程主要如下 在計算中還涉及有效數(shù)字 所以審題要嚴謹細心 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 拓展訓練2 2017 全國 卷 某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動 用自制 滴水計時器 計量時間 實驗前 將該計時器固定在小車旁 如圖甲所示 實驗時 保持桌面水平 用手輕推一下小車 在小車運動過程中 滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴 圖乙記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置 已知滴水計時器每30s內共滴下46個小水滴 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 由圖乙可知 小車在桌面上是 填 從右向左 或 從左向右 運動的 2 該小組同學根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動 小車運動到圖乙中A點位置時的速度大小為m s 加速度大小為m s2 結果均保留2位有效數(shù)字 答案 1 從右向左 2 0 190 037 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 輕推小車 由于阻力小車做減速運動 相同時間內位移逐漸減小 故小車由右向左運動 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 橡皮條 彈簧類實驗的處理方法主要考查胡克定律以及力的平行四邊形定則 例6某同學做探究彈力和彈簧伸長量的關系的實驗 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度 其示數(shù)為7 73cm 圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度 此時彈簧的伸長量 l為cm 2 本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力 關于此操作 下列選項中規(guī)范的做法是 填選項前的字母 A 逐一增掛鉤碼 記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重B 隨意增減鉤碼 記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 3 圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量 l與彈力F的關系圖線 圖線的AB段明顯偏離直線OA 造成這種現(xiàn)象的主要原因是 答案 1 6 93 6 92 6 94 2 A 3 超過彈簧的彈性限度 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 題圖甲示數(shù)為7 73cm 題圖乙示數(shù)為14 66cm 彈簧的伸長量 l 14 66 7 73 cm 6 93cm 2 逐一增掛鉤碼 彈簧的伸長量逐漸地增大 不會出現(xiàn)超過彈性限度的情況 選項A正確 3 當超過彈簧的彈性限度時 彈力與彈簧伸長量不再成正比 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 例7小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則 1 實驗記錄紙如圖甲所示 O點為橡皮條被拉伸后伸長到的位置 兩彈簧測力計共同作用時 拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點 一個彈簧測力計拉橡皮條時 拉力F3的方向過P3點 三個力的大小分別為F1 3 30N F2 3 85N和F3 4 25N 請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出F1和F2的合力 2 仔細分析實驗 小明懷疑實驗中的橡皮條被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化 影響實驗結果 他用彈簧測力計先后兩次將橡皮條拉伸到相同長度 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同 于是進一步探究了拉伸過程對橡皮條彈性的影響 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 實驗裝置如圖乙所示 將一張白紙固定在豎直放置的木板上 橡皮條的上端固定于O點 下端N掛一重物 用與白紙平行的水平力緩慢地移動N 在白紙上記錄下N的軌跡 重復上述過程 再次記錄下N的軌跡 兩次實驗記錄的軌跡如圖丙所示 過O點作一條直線與軌跡交于a b兩點 則實驗中橡皮條分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa Fb的大小關系為 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 3 根據(jù) 2 中的實驗 可以得出的實驗結果有哪些 填寫選項前的字母 A 橡皮條的長度與受到的拉力成正比B 兩次受到的拉力相同時 橡皮條第2次的長度較長C 兩次被拉伸到相同長度時 橡皮條第2次受到的拉力較大D 兩次受到的拉力相同時 拉力越大 橡皮條兩次的長度之差越大 4 根據(jù)小明的上述實驗探究 請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 答案 1 見下圖 F合 4 60 4 90N都算對 2 Fa Fb 3 BD 4 橡皮條拉伸不宜過長 選用新橡皮條 或 拉力不宜過大 選用彈性好的橡皮條 換用彈性好的彈簧 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 解析 1 作出力F1 F2和合力的圖示如答案圖所示 經測量可得合力大小為4 70N 2 橡皮條被拉伸到a 或b 時 根據(jù)平衡條件 因重物的重力一定 橡皮條與豎直方向的夾角一定 如圖所示 則橡皮條受的拉力FT 大小一定 故Fa Fb 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 3 由 2 可知橡皮條的長度與受的拉力不是正比關系 橡皮條第2次的長度較長 但受到的拉力與第1次相同 選項A錯誤 B正確 若兩次被拉伸到相同長度 第2次橡皮條與豎直方向的夾角小 由FT 可知 第2次受的拉力較小 選項C錯誤 拉力越大時 橡皮條與豎直方向的夾角越大 由題圖可知 橡皮條兩次的長度之差越大 選項D正確 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 思維導引 規(guī)律方法驗證力的平行四邊形定則操作注意事項用兩個彈簧測力計拉橡皮條時的 三記錄 記錄兩彈簧測力計示數(shù) 兩細繩方向和結點O的位置 用一個彈簧測力計拉橡皮條時的 二記錄 記錄彈簧測力計示數(shù)和細繩方向 及 一注意 結點O必須在同一位置 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 拓展訓練3小莉和她的同學利用簡易實驗器材 一把刻度尺 一質量為m 300g的重物 測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力 并與網(wǎng)上獲取的正常數(shù)據(jù)進行對比 頭發(fā)能承受的拉力隨年齡變化 20歲組 頭發(fā)能承受的拉力最大 平均約1 72N 30歲組 平均約1 50N 實驗步驟如下 1 水平固定刻度尺 2 用手指尖緊握頭發(fā)絲兩端 用刻度尺測量出兩手指尖之間的頭發(fā)絲長度l 50 00cm 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 3 將重物通過細繩掛在頭發(fā)絲上 兩手緩慢沿刻度尺水平移動 直至頭發(fā)絲恰好被拉斷 從刻度尺上讀出兩手指尖之間的距離d 30 00cm 重力加速度g取10m s2 掛鉤光滑且質量不計 由以上數(shù)據(jù)可知所用刻度尺最小刻度為 頭發(fā)絲的拉力表達式F 用以上物理量符號表示 利用所測數(shù)據(jù)可獲得最大拉力為N 保留三位有效數(shù)字 在正常范圍 命題熱點一 命題熱點二 命題熱點三 1 2 3 4 5 1 在測金屬的電阻率的實驗中 分別用游標卡尺和螺旋測微器測出用金屬材料制成的一段圓柱體的長度和橫截面的直徑如圖所示 則該圓柱體的長度為mm 橫截面的直徑為mm 答案49 154 699解析根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則 該圓柱體的長度為49mm 3 0 05mm 49 15mm 根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則 圓柱體橫截面的直徑為4 5mm 0 199mm 4 699mm 1 2 3 4 5 2 圖甲為驗證動能定理的實驗裝置 鉤碼的質量為m 小車的質量m車 300g 實驗中用鉤碼重力的大小作為細繩對小車拉力的大小 實驗主要過程如下 甲 安裝實驗裝置 分析打點計時器打出的紙帶 求出小車的速度 計算小車的動能增量和對應細繩拉力做的功 判斷兩者是否相等 1 2 3 4 5 1 下列關于該實驗的說法正確的是 A 調整滑輪高度使細繩與木板平行B 為消除阻力的影響 應使木板右端適當傾斜C 在質量為10g 50g 80g的三種鉤碼中 挑選質量為80g的鉤碼掛在掛鉤P上最為合理D 先釋放小車 然后接通電源 打出一條紙帶 2 在多次重復實驗得到的紙帶中選擇點跡清晰的一條 測量如圖乙所示 打點周期為T 當?shù)刂亓铀俣葹間 用題中的有關字母寫出驗證動能定理的表達式為 3 寫出兩條引起實驗誤差的原因 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 3 2018 全國卷 某同學用圖甲所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù) 跨過光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧測力計相連 滑輪和木塊間的細線保持水平 在木塊上方放置砝碼 緩慢向左拉動水平放置的木板 當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時 彈簧測力計的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小 某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出 其中Ff4的值可從圖乙中彈簧測力計的示數(shù)讀出 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 回答下列問題 1 Ff4 N 2 在圖丙的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出Ff m圖線 3 Ff與m 木塊質量m0 木板與木塊之間的動摩擦因數(shù) 及重力加速度大小g之間的關系式為Ff Ff m圖線 直線 的斜率的表達式為k 4 取g 9 80m s2 由繪出的Ff m圖線求得 保留2位有效數(shù)字 答案 1 2 75 2 見解析圖 3 m0 m g g 4 0 40 1 2 3 4 5 解析 1 彈簧測力計的最小刻度為0 1N 讀數(shù)時應估讀到0 01N 題中示數(shù)為2 75N 2 3 實驗中木塊處于平衡狀態(tài) 有Ff m0 m g m0g mg 即Ff m圖象的斜率k g 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4 2016 全國卷 某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究 實驗裝置如圖甲所示 輕彈簧放置在光滑水平桌面上 彈簧左端固定 右端與一物塊接觸而不連接 紙帶穿過打點計時器并與物塊連接 向左推物塊使彈簧壓縮一段距離 由靜止釋放物塊 通過測量和計算 可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能 1 2 3 4 5 1 實驗中涉及下列操作步驟 把紙帶向左拉直 松手釋放物塊 接通打點計時器電源 向左推物塊使彈簧壓縮 并測量彈簧壓縮量上述步驟正確的操作順序是 填入代表步驟的序號 2 圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結果 打點計時器所用交流電源的頻率為50Hz 由M紙帶所給的數(shù)據(jù) 可求出在該紙帶對應的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m s 比較兩紙帶可知 選填 M 或 L 紙帶對應的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大 1 2 3 4 5 答案 1 2 1 29M解析 1 實驗原理為把壓縮彈簧所具有的彈性勢能轉化為物體的動能 當彈簧處于原長時 彈性勢能全部轉化為動能 此時速度最大 2 當物塊速度最大時 由于兩相鄰點時間間隔相等 所以時間一定時 距離越大 速度越大 動能越大 初位置彈性勢能越大 所以M紙帶對應實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大 1 2 3 4 5 5 為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為完全彈性碰撞 碰撞過程中沒有機械能損失 某同學選取了兩個體積相同 質量不等的小球 按下述步驟做如下實驗 用天平測出兩個小球的質量分別為m1和m2 m1 m2 按照如圖所示安裝好實驗裝置 將斜槽AB固定在桌邊 使槽的末端點的切線水平 將一斜面BC連接在斜槽末端 先不放小球m2 讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下 記下小球在斜面上的落點位置 1 2 3 4 5 將小球m2放在斜槽前端邊緣處 讓小球m1仍從斜槽頂端A處靜止開始滾下 使它們發(fā)生碰撞 記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置 用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離 圖中D E F點是該同學記下的小球在斜面上的幾個落點位置 它們到B點的距離分別為lD lE lF 根據(jù)該同學的實驗 回答下列問題 1 在沒有放m2時 讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下 m1的落點是圖中的點 2 用測得的物理量來表示 只要滿足關系式 則說明碰撞中動量是守恒的 3 用測得的物理量來表示 只要再滿足關系式 則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞 1 2 3 4 5 解析 1 由于發(fā)生彈性正碰 且m1 m2 則碰后小球m1的速度比未碰撞時的速度小 小球m2的速度比未碰撞時小球m1的速度大 因此可判定小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下 未碰時的落點在圖中的E點 1 2 3 4 5 力學創(chuàng)新實驗分析技巧 典例示范 用如圖所示的實驗裝置測量滑塊A與木板間的動摩擦因數(shù) 長木板水平固定 細線跨過定滑輪與滑塊A 重錘B相連 將細線拉直 測出B離地面的高度h 將重錘從h高處靜止釋放 B落地后 測出A在木板上滑動的距離x 改變B釋放高度重復實驗 實驗數(shù)據(jù)如下表所示 1 若測得A的質量mA 3kg B的質量mB 1kg A和B間細線的長度l0 112 0cm 木板的長度l 98 0cm 要達到實驗目的 以上四個量中沒有必要測量的是 用物理量的符號表示 2 作出x隨h變化的圖象 3 由 2 中作出的圖象并結合 1 中所測數(shù)值求得滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 答案 1 l0 l 2 見解析中圖 3 0 2 解析 1 由題意可知 B距地面的高度h A在木板上滑行的距離x A B的質量mA mB 從靜止釋放讓它們運動到B著地 根據(jù)動能定理得 2 作出x隨h變化的圖象如圖所示 思維導引 以題說法力學創(chuàng)新類實驗主要有以下幾個考向1 實驗器材的等效替換也是高考創(chuàng)新實驗設計的主要思路之一 從近幾年的高考命題來看 在測量物體的速度時常涉及實驗器材的等效替換 如利用光電門替代紙帶來測量物體的加速度 速度 還有利用閃光照相機等替代打點計時器 2 通過紙帶求出小車的加速度 然后再利用牛頓第二定律求出小車與木板間的動摩擦因數(shù) 這是一種實驗結論的外延 從近幾年的力學實驗來看 通過實驗結論求動摩擦因數(shù)是實驗設置的一個熱點 且主要出現(xiàn)在兩個地方 一是伴隨著研究勻變速直線運動的實驗出現(xiàn) 二是伴隨著驗證牛頓運動定律實驗出現(xiàn) 3 有一些實驗題雖然在試題的情境上進行了創(chuàng)新 但其使用的實驗原理和實驗處理方法仍然不變 因此 對于創(chuàng)新型實驗的處理 最根本的還是要把其從新情境中抽出來 找出與常規(guī)實驗的相同之處 然后運用熟悉的實驗原理和實驗數(shù)據(jù)處理方法進行處理 針對訓練為了探究質量一定時加速度與力的關系 一同學設計了如圖所示的實驗裝置 其中m0為帶滑輪的小車的質量 m為砂和砂桶的質量 滑輪質量不計 1 實驗時 一定要進行的操作是 A 用天平測出砂和砂桶的質量B 將帶滑輪的長木板右端墊高 以平衡摩擦力C 小車靠近打點計時器 先接通電源 再釋放小車 打出一條紙帶 同時記錄彈簧測力計的示數(shù)D 改變砂和砂桶的質量 打出幾條紙帶E 為減小誤差 實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量m0 2 該同學在實驗中得到如圖所示的一條紙帶 兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出 已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交變電流 根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為m s2 結果保留兩位有效數(shù)字 3 以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標 加速度為縱坐標 畫出的a F圖象是一條直線 圖線與橫坐標的夾角為 求得圖線的斜率為k 則小車的質量為 答案 1 BCD 2 1 3 3 D 解析 1 本題拉力可以由彈簧測力計測出 不需要用天平測出砂和砂桶的質量 也就不需要使小桶 包括砂 的質量遠小于車的總質量 故選項A E錯誤 實驗時 要平衡小車與木板間的摩擦力 故選項B正確 打點計時器運用時 都是先接通電源 待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶 該實驗探究加速度與力和質量的關系 要記錄彈簧測力計的示數(shù) 故選項C正確 改變砂和砂桶質量 即改變拉力的大小 打出幾條紙帶 研究加速度隨F的變化關系 故選項D正確