2021届高考物理二轮专题复习篇课件：专题6第1讲 力学实验及创新
[解析] (1)由图甲可知，该工件的直径为 1 cm＋0.05 mm×13
＝1.065 cm，由图乙可知，该工件的高度为 6.5 mm＋0.01 mm×36.2
＝6.862 mm。
(2)每 5 个点取一个计数点，则 T＝0.1 s；从图丙中可以看到 10
段位移，将其分割为前后两部分，根据
Δx ＝ aT2
01 考点1·力学常规实验
基本仪器的读数和使用
1．两种常见长度测量仪器的使用及读数方法
(1)读数：测量值＝主尺读数(mm)＋精度
×游标尺上对齐刻线数值(mm)。
(2)常用精确度：10 分度游标，精度 0.1
mm；
游标卡尺(不估读)
20 分度游标，精度 0.05 mm； 50 分度游标，精度 0.02 mm
可得
a
＝
Δx T2
＝
9.60－4.050－.124.05－1.00×10－2 m/s2＝2.50 m/s2。
[答案] (1)1.065 6.862(6.861～6.864) (2)2.50
易错提醒：(1)区别“计时点和计数点” ①计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，打点计时器所用 电源的频率为 50 Hz 时，打下两相邻点间的时间间隔为 0.02 s； ②计数点是人们根据需要选择的一定数目的点，两个相邻计数 点间代表的时间间隔由选择点的个数而定。
[典例 1] (1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一工件的直 径和高度，测量结果如图甲和乙所示。该工件的直径为________ cm， 高度为________ mm。
甲
乙
(2) 图 丙 为 “ 研 究 匀 变 速 直 线 运 动 规 律 ” 实 验 中 获 得 的 一 条 纸 带，已知打点计时器的打点频率为 50 Hz，采用逐差法求得加速度的 大小 a＝________ m/s2。(结果保留 2 位小数)
螺旋测微器(需估读)
测量值＝固定刻度＋可动刻度(带估读 值)×0.01 mm
2.时间类测量仪器的读数 (1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为 0.02 s，一般每五个点 取一个计数点，则时间间隔为 Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。 (2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不 同时刻的位置记录下来，时间间隔 Δt＝1f。(f 为频闪照相机的频率) (3)光电计时器：记录遮光条通过光电门的遮光时间。
专题复习篇
专题六 物理实验 第1讲 力学实验及创新
物理
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考点1
01
考点2
02
专题限时集训
03
[析考情·明策略] 从近五年全国卷命题情况分析：实验命题不避热点，注重陈题 翻新；重点实验频频考，其他实验“轮换”考。实验“小题” 常考力学内容，实验“大题”常考电学内容。在两个实验中， 考情 通常一个实验立足教材，立足创新，凸显对科学探究素养的考 分析 查，一般较为基础，注重对考生的实验基本功的考查；另一个 实验题依据新课程标准要求挖掘改造，对考生的实验能力要求 较高，突出选拔作用。
(2)游标卡尺与螺旋测微器估读要求的区别 ①游标卡尺读数时不需要估读，读数后面不能随意加零，也不 能随意去零。 ②螺旋测微器读数时需要估读，读数时要估读到毫米的千分位 上。
[题组训练] 1．(1)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。 用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，长度 L＝________ cm；用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，直径 D＝________ mm。
丙
[解析] (1)由图甲可知，金属丝长度 L＝100 mm＋10×0.05 mm＝ 100.50 mm＝10.050 cm；由图乙可知，其直径 D＝0 mm＋39.8×0.01 mm ＝0.398 mm。
(2)相邻两点间还有 4 个打出的点未画出，故相邻两点间对应的时间 为 T＝0.1 s，打出 D 点时物块的速度 vD＝x2CTE＝9.40－23×.200.1×10－2 m/s＝ 0.31 m/s，由 Δx＝aT2 得 a＝xCE2－Tx2AC＝[9.40－3.20－2×30..210－2 0]×10－2 m/s2 ＝0.75 m/s2。
1.基本实验仪器的使用与读数。 素养
2.基础实验的实验原理和实验方法的理解与掌握。 呈现
3.探究实验的实验方案，实验器材及数据处理的理解与掌握。 1.认真完成课本上的每一个实验。知道每一个实验的目的。 2.掌握每一个实验的原理，熟悉实验中的每一个实验步骤。 素养 3.领会每一个实验步骤的作用，学会每一个实验仪器的使用。 落实 4.学会每一个实验的数据处理方法，弄清每一个实验误差的来源等。 5.依据新课程标准，重视基础实验。 6.关注变化，构建实验模型，在比较分析中探寻时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的 运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带的一部分如图丙所 示。已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两 个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出。在打出 D 点时物块的速度 大小为________ m/s，物块下滑的加速度大小为________ m/s2。(结 果均保留 2 位有效数字)
[答案] (1)10.050 0.398 (2)0.31 0.75
2．图甲为在气垫导轨上研究匀变速直线运动的示意图，滑块上 装有宽度为 d(很小)的遮光条，滑块在钩码作用下先后通过两个光电 门，用光电计时器记录遮光条通过光电门 1 的时间 Δt。
甲
乙 (1)用游 标卡 尺 测量 遮 光条 的 宽度 d，示 数 如图 乙 ，则 d＝ ________cm； (2)实验时，滑块从光电门 1 的右侧某处由静止释放，测得 Δt＝ 2.5×10－2 s，则遮光条经过光电门 1 时的速度 v＝________ m/s。
[解析] (1)主尺：0.7 cm，游标尺：对齐的是 5，所以读数为： 5×0.1 mm＝0.5 mm＝0.05 cm，故遮光条宽度为：d＝0.75 cm。
(2)滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门 的平均速度。
则滑块经过光电门 1 时的速度为：v＝Δdt＝02..755××1100－－22 m/s＝0.3 m/s。
2021优化方案二轮专题复习物理第1讲 力学实验PPT
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专题六 实验技能与创新
9
(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔 T＝________s. (3)计数点 5 对应的瞬时速度大小的计算式为 v5＝________． (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为 a＝ ________________________．
打点周期为 T。则：
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专题六 实验技能与创新
4
(1)计算 F 点速度大小的公式为 vF＝______________(用给定的字母表示)。 (2) 若 测 得 d6 ＝ 61.50 cm ， d3 ＝ 24.00 cm 则 纸 带 运 动 的 加 速 度 为 a ＝ ____________m/s2(交流电频率为 50 Hz，保留 3 位有效数字)；如果当时电 网中交流电的频率 f<50 Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测得 值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。
6
(2)由匀变速直线运动的推论：Δx＝at2，t＝5T 结合纸带上共六段位移，采用逐差法可得平均加速度：
－a ＝xD9G(－5Tx)2AD＝(d6－9(5dT3))－2 d3＝(61.50－249.0×0－0.1224.00)×10－2m/s2＝1.50 m/s2；
纸带上所测位移没有系统误差，若实际频率 f<50 Hz，则周期偏小，则导致 加速度的测量值偏大。 [答案] (1)d61－0Td4 (2)1.50 偏大
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专题六 实验技能与创新
5
[解析] (1)每相邻两个计数点间还有 4 个实际点没画出，则计数点的时间间 隔为 t＝5T 根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有：
2023年高考物理二轮复习第一部分专题突破方略专题六物理实验第1讲力学实验及创新
第一部分 专题六 第1讲基础题——知识基础打牢1．(2021·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面(已知sin α＝0.34，cos α＝0.94)，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示．该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图象，获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT ＝0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离s i (i ＝1,2,3,4,5)，如下表所示．__0.43__m/s 间的动摩擦因数为__0.32__．(结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80 m/s 2) 【解析】 根据逐差法有a ＝(s 5＋s 4)－(s 2＋s 3)(2ΔT )2代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小a ≈0.43 m/s 2．对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有mg sin α－μmg cos α＝ma 代入数据解得μ≈0.32．2．(2020·全国Ⅲ卷)某同学利用图(a)所示装置验证动能定理．调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带．某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示．已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s ，从图(b)给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小v B ＝__0.36__m/s ，打出P 点时小车的速度大小v P ＝__1.80__m/s(结果均保留2位小数)．若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为__B 、P 之间的距离__．【解析】 由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度v B ＝(4.00－2.56)×10－20.04m/s ＝0.36 m/s ；v P ＝(57.86－50.66)×10－20.04m/s ＝1.80 m/s ，验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以还需要测量对应的B 、P 之间的距离．3．(2020·全国Ⅱ卷)一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A 和B ，如图所示．一实验小组用此装置测量小球B 运动的加速度．令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B 释放时的高度h 0＝0.590 m ，下降一段距离后的高度h ＝0.100 m ；由h 0下降至h 所用的时间T ＝0.730 s ．由此求得小球B 加速度的大小为a ＝__1.84__m/s 2(保留3位有效数字)．从实验室提供的数据得知，小球A 、B 的质量分别为100.0 g 和150.0 g ，当地重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2．根据牛顿第二定律计算可得小球B 加速度的大小为a ′＝__1.96__m/s 2(保留3位有效数字)．可以看出，a ′与a 有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦(或滑轮有质量)__．【解析】 由题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有h 0－h ＝12aT 2，代入数据解得a ＝1.84 m/s 2；根据牛顿第二定律可知对小球A 有F T －m A g ＝m A a ′，对小球B 有m B g －F T ＝m B a ′，带入已知数据解得a ′＝1.96 m/s 2；在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小．4．(2022·湖北恩施二模)某实验小组想利用水流在重力作用下的粗细变化估测重力加速度大小．如图甲所示，水龙头出口竖直向下，流出的水在重力作用下速度越来越大，水流的横截面积越来越小．水龙头在任意时间t 内流出水的体积都为V ．某同学用数码相机从不同方向正对水柱拍下多组照片(照片与实物的尺寸比例为1∶1)，在照片上用游标卡尺在相距h 的两处测出水流的横截面直径分别为d 1和d 2．(1)某次用游标卡尺测量水流的横截面直径时如图乙所示，其读数为__10.4__mm ．(2)为提高该实验的精度，避免因水龙头出口不规则等因素造成的影响，下列措施有效的是__CD__；A ．水龙头出口越细越好B ．测量d 1时应尽量靠近水龙头出口C ．测量同一横截面直径d 时，应用多张照片测量再求平均值D ．h 取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而发成离散的水珠(3)试写出重力加速度表达式g ＝__8V 2h πt ⎝⎛⎭⎫1d 42－1d 41__． 【解析】 (1)用游标卡尺测量水流的横截面直径读数为10 mm ＋0.1 mm ×4＝10.4 mm ．(2)水龙头出口越粗越好，过细的话会给测量直径产生较大的误差，选项A 错误；出水口处的水流可能不是很均匀，则测量d 1时应尽量远离水龙头出口，选项B 错误；测量同一横截面直径d 时，应用多张照片测量再求平均值，以减小误差，选项C 正确；h 取值尽可能大些，但是需要避免因为水流太细而发成离散的水珠，选项D 正确．故选CD ．(3)因时间t 内流过某截面的水的体积为V ，由流速关系可知V ＝v 1t ·14πd 21v 1t ·14πd 21＝v 2t ·14πd 22 由运动公式v 22－v 21＝2gh联立解得g ＝8V 2h π2t 2⎝⎛⎭⎫1d 42－1d 41． 5．(2022·湖南衡阳三模)小明同学在用下面装置做力学实验时发现，这个装置也可以用来测量当地的重力加速度g ．实验器材有小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为50 Hz 的交流电源，刻度尺，6个槽码，每个槽码的质量均为m ．(1)实验步骤如下：①按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码，改变轨道的倾角，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；②保持轨道倾角不变，取下1个槽码(即细线下端还悬挂5个槽码)，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a ；③减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤②；④以取下槽码的总个数n (1≤n ≤6)的倒数1n 为横坐标，1a 为纵坐标，在坐标纸上作1a -1n关系图线．(2)在进行步骤①时，需要将平直轨道左侧用垫块垫高，若某次调整过程中打出的纸带如图乙所示(纸带上的点由左至右依次打出)，则垫块应该__往左移__(填“往左移”“往右移”或“固定不动”)．(3)某次实验获得如图所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则加速度大小a ＝__0.191__m/s 2(保留三位有效数字)．(4)测得1a -1n 关系图线的斜率为k ，纵轴截距为b ，当地的重力加速度g ＝__－1b__． 【解析】 (2)由图知，纸带上相邻计数点间距离越来越大，可知做加速运动，则垫块应该往左移．(3)相邻计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，根据逐差法，加速度大小a ＝(x DE ＋x EF ＋x FG )－(x AB ＋x BC ＋x CD )9T 2≈0.191 m/s 2． (4)根据牛顿第二定律a ＝nmg (6－n )m ＋M 车整理得1a ＝6m ＋M 车mg ·1n －1g根据题意b ＝－1g所以g ＝－1b． 6．(2020·全国Ⅰ卷)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__大约相等__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m 1、滑块(含遮光片)的质量m 2．(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Δt 1、Δt 2及遮光片从A 运动到B 所用的时间t 12．(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 ＝__m 1gt 12__，滑块动量改变量的大小Δp ＝__m 2⎝⎛⎭⎫d Δt 2－d Δt 1__．(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 ，m 1＝1.50×10－2 kg ，m 2＝0.400 kg ，Δt 1＝3.900×10－2 s ，Δt 2＝1.270×10－2 s ，t 12＝1.50 s ，取g ＝9.80 m/s 2．计算可得I ＝__0.221__N·s ，Δp ＝__0.212__kg·m·s －1．(结果均保留3位有效数字)(7)定义δ＝⎪⎪⎪⎪I －Δp I ×100%，本次实验δ＝__4__%(保留1位有效数字)． 【解析】 (1)当经过A 、B 两个光电门时间相等时，速度相等，此时由于阻力很小，可以认为导轨是水平的．(5)由I ＝Ft ，知I ＝m 1gt 12，由Δp ＝m v 2－m v 1知Δp ＝m 2·d Δt 2－m 2·d Δt 1＝m 2⎝⎛⎭⎫d Δt 2－d Δt 1． (6)代入数值知，冲量I ＝m 1gt 12＝1.5×10－2×9.8×1.5 N·s ＝0.221 N·s ，动量改变量Δp ＝m 2⎝⎛⎭⎫d Δt 2－d Δt 1＝0.212 kg·m·s －1． (7)δ＝|I －Δp |I ×100%＝0.221－0.2120.221×100%≈4%． 7．(2022·浙江1月高考)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O ，建立水平与竖直坐标轴．让小球从斜槽上离水平桌面高为h 处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示．在轨迹上取一点A ，读取其坐标(x 0，y 0)．(1)下列说法正确的是__C__．A ．实验所用斜槽应尽量光滑B ．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来C ．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据(2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v 0＝__D__．A ．2ghB ．2gy 0C ．x 0g 2hD ．x 0g 2y 0 (3)在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是__确保多次运动的轨迹相同__．【解析】 (1)只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A 错误；画轨迹时应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B 错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差，故C 正确．(2)坐标原点O 为抛出点，由平抛规律有x 0＝v 0t ，y 0＝12gt 2 联立解得平抛运动的初速度为v 0＝x 0g 2y 0，故选D ． (3)小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同．应用题——强化学以致用8．(2022·河南安阳模拟)某实验小组想要验证力的平行四边形定则，他们只找到三根相同的橡皮筋、图钉若干、固定有白纸的平木板、一把刻度尺和一支铅笔．实验步骤如下：(1)将三根橡皮筋的一端都拴在一个图钉O 上．将这三根橡皮筋的另一端分别再拴一个图钉A 、B 、C ，此时四个图钉均未固定在板上；(2)另一同学用刻度尺测出橡皮筋的自由长度L 0；(3)使三根橡皮筋互成适当角度适度拉伸(不超过弹性限度)，稳定后把图钉A、B、C钉在木板上，再将图钉O固定在木板上，需要记录、测出__三根橡皮筋的方向__、__三根橡皮筋的长度__；(4)分别算出三根橡皮筋的伸长量x1、x2、x3．选择合适的比例标度，将x1、x2、x3按一定的标度表示出来．以x1、x2为邻边作平行四边形，作出其对角线OF，如图1所示．比较OF 与__x3__的长度和方向，若两者大小在误差允许范围内相等且几乎在一条直线上，则达到实验目的；(5)如图2所示，把图钉O从木板上松开，保持力F3不变(即相当于三条橡皮筋的结点O 和x3不变)，且F1起始位置与F3垂直，另外保持F1、F2夹角不变，F1、F2从图示位置顺时针缓慢转过一个锐角过程中，下列结论正确的是__BC__．A．F1一定逐渐变大B．F1可能先变大后变小C．F2一定逐渐变小D．F2可能先变大后变小【解析】(3)本实验需要记录力的大小和方向，其中力的方向即三根橡皮筋的方向；虽然实验中没有弹簧测力计直接测量力的大小，但由于橡皮筋相同，所以劲度系数相同，可以通过橡皮筋的伸长量来间接反映力的大小，在自由长度已经测量的情况下，还需要测量三根橡皮筋的长度．(4)本实验中需要比较F1和F2的合力与F3是否满足大小相等、方向相反的关系，即比较OF与x3的长度和方向，若两者大小在误差允许范围内相等且几乎在一条直线上，则达到实验目的．(5)由题意，根据几何关系以及平衡条件可知F1、F2、F3组成的封闭矢量三角形内接于圆内，如图所示，可知F1、F2从图示位置顺时针缓慢转过一个锐角过程中，由于F1和F2的最终方向未知，所以F1可能先变大后变小，F2一定逐渐变小，故选BC．9．(2022·浙江6月高考)(1)①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图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__6.15～6.25__cm．由图3中小车运动的数据点，求得加速度为__1.7～2.1__m/s2(保留两位有效数字)．②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是__BC__．A．换成质量更小的小车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__D__．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__3__(选填“2”“3”或“4”)次把橡皮条结点拉到O点．【解析】(1)①依题意，打计数点B时小车位移大小为6.20 cm，考虑到偶然误差，6.15cm ～6.25 cm 也可；由图3中小车运动的数据点，有a ＝Δv Δt ＝1.05－0.300.4m/s 2＝1.9 m/s 2，考虑到偶然误差，1.7 m/s 2～2.1 m/s 2也可．②利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要满足小车质量远远大于钩码质量，所以不需要换质量更小的车，故A 错误；利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要利用小车斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要将长木板安装打点计时器一端较滑轮一端适当的高一些，故B 正确；以系统为研究对象，依题意“探究小车速度随时间变化的规律”实验时有1.9m/s 2≈mg －f M ＋m ，考虑到实际情况，即f ≪mg ，有1.9 m/s 2≈mg M ＋m，则可知M ≈4m ，而利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验时要保证所悬挂质量远小于小车质量，即m ≪M ；可知目前实验条件不满足，所以利用当前装置在“探究加速度与力、质量的关系”时，需将钩码更换成砝码盘和砝码，以满足小车质量远远大于所悬挂物体的质量，故C 正确；实验过程中，需将连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板始终保持平行，与之前的相同，故D 错误，故选BC ．(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 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 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与弹簧对细绳的拉力，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故C 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 正确．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F 1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F 2；只用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 ．10．(2022·湖南长沙模拟)为了测定斜面倾角θ，小迪在斜面上贴上一张方格纸，方格纸每个小方格(正方形)边长为d ，如图甲所示，已知方格纸的横线与斜面底边平行，斜面底边水平．让一个粘有红色粉末的小球以一定初速度沿方格纸的某条横线射出，在纸上留下滚动的痕迹．小迪利用手机对小球滚动的过程进行录像，并从录像中读取到小球从A 点运动到B 点(如图乙所示)的时间为t ．当地重力加速度为g ，小球在方格纸上的滚动摩擦可忽略，根据题中信息，完成下列问题：(1)小球的初速度为__7d t__． (2)小球的加速度为__49d t 2__． (3)斜面倾角的正弦值sin θ＝__49d gt 2__．[在(1)(2)(3)问中，请用题干中定义的d 、g 、t 组成表达式填空](4)已知d ＝10 cm ，t ＝1 s ，g ＝9.8 m/s 2，则可测得斜面倾角θ＝__30°__．【解析】 (1)小球在斜面上的运动是类平抛运动，由图可知，小球在横线方向上发生7d的位移，所用时间为t ，根据横线方向上x ＝v 0t 可得v 0＝x t ＝7d t． (2)小球在横线上通过两格的时间为T ＝2t 7从纵线上看，小球在连续的2t 7的时间内位移增加量为Δy ＝4d 根据逐差法Δy ＝aT 2可得a ＝49d t 2． (3)沿斜面方向根据牛顿第二定律有mg sin θ＝ma则sin θ＝a g ＝49d gt 2． (4)代入数据可得sin θ＝0.5则θ＝30°．。
高考物理二轮复习第一部分专题六实验与创新第1讲力学实验与创新课件新人教版
2．纸带数据的处理方法
3．平衡摩擦力的两个实验及方法 探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关 系两个实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点 计时器的一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑．
(i)用 5 mm 长度的线段表示 1 N 的力，以 O 点为作用点， 在图(a)中画出力 F1、F2 的图示，然后按平形四边形定则画出它 们的合力 F 合；
图(a)
图(b)
(ii)F 合的大小为________N，F 合与拉力 F 的夹角的正切值
为________．
若 F 合与拉力 F 的大小及方向的偏差均在实验所允许的误
(1)用一只测力计将橡皮筋的 P 端沿 y 轴从 A 点拉至坐标原 点 O.此时拉力 F 的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b) 所示，F 的大小为________N.
(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋 P 端回到 A 点，现使用两个测 力计同时拉橡皮筋，再次将 P 端拉至 O 点．此时观察到两个拉 力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两 个拉力的大小分别为 F1＝4.2 N 和 F2＝5.6 N.
差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．
解析 (1)由题给测力计示数可知，读数为 4.0 N. (2)作图，F2 长度为 28 mm，F1 长度为 21 mm，平行四边形 如图，量出合力长度约为 20 mm，大小代表 4.0 N，量出合力箭 头处到 y 轴距离和所作合力在 y 轴上投影长度，其比值就是 F 合 与拉力 F 的夹角的正切值．
度后在摩擦力作用下减速运动，故相邻水滴间的距离逐渐减小，
结合图(b)可知小车向左运动．(2)由题意知，30 s 内滴下 46 滴水，
共 45 个时间间隔，故相邻两滴水的时间间隔 T＝3405 s＝23 s．由
2021届高考物理二轮复习专题六第1讲力学实验课件
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 2 位或 3 位有效数字。 4.时间测量类仪器 (1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为 0.02 s，一般每五个点取一个 计数点，则时间间隔为 Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。 (2)频闪照相机：用相等时间间隔获取图像信息的方法，将物体在不同时 刻的位置记录下来。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径，图中所示的示数为________ mm。
[解析] (1)甲图读数：整毫米数是17 mm，不足1毫米数是2×0.1 mm＝ 0.2 mm，最后读数是17 mm＋0.2 mm＝17.2 mm；乙图读数：整毫米数 是23 mm，不足1毫米数是7×0.05 mm＝0.35 mm，最后读数是23 mm＋ 0.35 mm＝23.35 mm；丙图读数：整毫米数是10 mm，不足1毫米数是 19×0.02 mm＝0.38 mm，最后读数是10 mm＋0.38 mm＝10.38 mm。 (2)半毫米刻度线已经露出，固定刻度示数为6.5 mm，由螺旋测微器的读 数方法，可知金属丝的直径d＝6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm。 [答案] (1)17.2 23.35 10.38 (2)6.700(6.699～6.701均正确)
专题六 实验技能与创新
第1讲 力学实验
[建体系·论要点]______________________知识串联__熟记核心要点 思维导图
考情分析 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的方法来减小。 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。
高考物理二轮复习 第1讲 力学实验课件
其方法是：将长木板的一端垫起适当的高度，让小车 连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去沙和沙桶，给打点 计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀 速运动，故 B 正确．
(2)为了使沙和沙桶的重力等于小车所受的拉力，应 满足 m≪M，故选 C.
(3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、 截距等的物理意义．
题型(一) 基础型实验
【典例 1】 (2017·泰安二模)在“验证牛顿第二定 律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中 砝码的质量用 M 表示，沙和沙桶的质量用 m 表示，小车 的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．
(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受 的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长 木板平行．接下来还需要进行的一项操作是________．
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及 沙和沙桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量 m 和 M 的选取，以下最合理的 一组是________．
A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、 35 g、40 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、 120 g
则加速度
x4＋x5－x1－x2 a＝ 6T2 ＝
（100＋83－150－133）×0.001
6×0.672
m/s2≈－0.037 m/s2
因此加速度的大小为 0.037 m/s2.
答案：(1)从右向左 (2)0.19 0.037
热点考向 “弹簧、橡皮条”类实验
1．探究弹力和弹簧伸长的关系的操作关键 (1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限 度． (2)画图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标 点落在直线上或均匀分布在直线两侧．
(新)高三第二轮复习专题力学实验及创新(讲解教学课件)
（物理一讲解、教学基课件本） 仪器使用和读数
测量值＝主尺读数(mm)＋精确度×游标尺上对齐刻线数值(mm)， 不估读
（物理讲解教学课件）
测量值＝固定刻度读数(mm)＋可动刻度读数(带估读值)×0.01 mm. 注意要估读到0.001 mm
（物理讲解教学课件）
二、纸带类数据处理：
（物理讲解教学课件）
解题技法 纸带的三大应用
(1)由纸带确定时间 要区别打点计时器(打点周期为 0.02 s)打出的点与人为选 取的计数点之间的区别与联系，若每五个点取一个计数点，则 计数点间的时间间隔 Δt＝0.02×5 s＝0.10 s. (2)求瞬时速度 利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度 等于中间时刻的瞬时速度求打某一点的瞬时速度．
（物理讲解教学课件）
解题技法
两种常见长度测量仪器的使用及读数方法
测量值＝主尺读数(mm)＋精
确度×游标尺上对齐刻线数
值(mm)，不估读
10 分度游标尺，精确度为 0.1
mm 20 分度游标尺，精确度为 0.05
游标卡尺
mm 50 分度游标尺，精确度为 0.02
mm
螺旋测微器
测量值＝固定刻度读数 (mm)＋可动刻度读数(带 估读值)×0.01 mm.注意 要估读到 0.001 mm
全国卷 Ⅱ·T23 全国卷 Ⅲ·T22
全国卷 Ⅱ·T22
2016 全国卷 Ⅰ·T22 全国卷 Ⅱ·T22
未考
全国卷 Ⅲ·T23
（物理讲解教学课件）
高考命题 1 长度的测量
（物理讲解教学课件）
1．某实验小组的同学利用游标卡尺和螺旋测微器测量一质量 分布均匀的长直导体的长度和直径，其中测量结果如图甲、 乙所示，则长直导体的长度为________cm，长直导体的直 径为________mm。
高考物理大二轮复习 专题六 物理实验 161 力学实验课件
[思路引领] 使用游标卡尺时要掌握各个部分的作用，读数 时要分清最小刻度，注意游标卡尺读数时要从游标尺的 0 刻度开 始．螺旋测微器读数时要注意固定刻度上有整毫米和半毫米两行 刻度线，若半毫米刻度线未露出，则只读其整毫米部分；若半毫 米刻度线已露出，则连半毫米一起读出．
[解析] (1)题图甲中夹小球的两个测量爪为外测量爪，测物 体的外径，所以甲正确．
[答案] (1)甲 (2)0.870 (3)0.36 大于
(1)螺旋测微器读数时应注意的问题 ①固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出． ②可动刻度的旋钮要估读，估读到 0.001 mm.
(2)游标卡尺读数技巧 ①读数时应以毫米为单位，读出后再进行单位换算． ②主尺上的读数，应以游标尺零刻度左端主尺上的刻度为 准． ③20 分度的游标卡尺，其读数要精确到 0.05 mm，读数的最 后一位数字为“0”或“5”.50 分度的游标卡尺，其读数要精确到 0.02 mm，读数的最后一位数字为“0”、“2”、“4”、“6”、“8”.
(2) 用 螺 旋 测 微 器 测 量 金 属 丝 的 直 径 ， 图 丙 所 示 的 示 数 为 ________mm.
(3)在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源的频率为 50 Hz，打出一段纸带如图丁所示．纸带经过 2 号计数点时，测 得的瞬时速度 v＝________m/s.若实验时交流电源频率大于 50 Hz，则纸带经过 2 号点的实际速度________(选填“大于”“小 于”或“等于”)测量速度．
[答案] (1)1.035 (2)1.195
新式游标卡尺的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同，新式 游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使得读数时显得清晰明 了，方便了使用者正确读取数据，原理与传统卡尺相同．通常游 标卡尺的刻度有 10 分度，20 分度，50 分度三种，新式游标卡尺 也有相应的三种，但刻度却是：19 mm 等分成 10 份，39 mm 等 分成 20 份，99 mm 等分成 50 份.
高考物理二轮专题复习：力学实验与创新课件
第2轮 物理(全国版)
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(3)拉细线时，细线要平行于桌面，两细线的夹角不宜太大，也不宜太小．
导 (ⅱ)F合的大小为________ N，F合与拉力F的夹角的正切值为___________.
(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； B．第一次实验时，两细线的夹角应越大越好
01
知识规律链接
航 (ⅱ)F合的大小为________ N，F合与拉力F的夹角的正切值为___________.
第2轮 物理(全国版)
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第一部分 专题突破
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第一部分 专题突破
分类 实验名称
装置图
验证力的 平行四边 验 形定则 证 性 实 验 验证牛顿 运动定律
第2轮 物理(全国版)
常考要点 ①考读数：弹簧测力计示数 ②考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉 到同一位置 ③求合力：根据分力F1、F2的大小与方向 用作图法求合力 ①考装置：器材装配正误；平衡摩擦力的 方法、标准；质量控制要求 ②控制变量法的应用 ③图象的处理以及实验的注意事项 ④判成因：给异常a－F图象，判断其可能 成因
两细线的夹角不宜太大，也不宜太小 7 cm，则该地的重力加速度大小为g＝________m/s2.
02
命题热点突破
A．L1
B．L2
两细线的夹角不宜太大，也不宜太小
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________.
2021年高考物理二轮复习 第1讲 力学实验课件
12Mv2B－12Mv2A＝12M2xT2 2－12M2xT1 2＝M(2)mgx
M（x22－x12） 8T2
2．如图所示的实验装置，可以用来验证动能定理和 探究力和加速度的关系两个实验．其中 M 为带滑轮的小 车的质量，m 为沙和沙桶的质量．(滑轮质量不计)
减小，滴水计时器滴下水滴的间距逐渐变小，因此小车从
右向左运动．
(2)滴水的时间间隔 T＝3405 s≈0.67 s 小车运动到 A 点位置时的瞬时速度
xn＋xn＋1 （117＋133）×0.001
vA＝ 2T ＝
2×0.67
m/s≈0.19 m/s
根据逐差法，共有 5 组数据，舍去中间的一组数据，
(3)根据 x＝aT2，运用逐差法得
xCF－xOC a＝ 9T2 ＝ （7.57＋9.10＋10.71－2.80－4.40－5.95）×10－2
9×0.01 m/s2＝1．58 m/s2.
答案：(1)B (2)C (3)1.58
题型(二) 创新型实验
【典例 2】 (2017·楚雄模拟)某实验小组想测量木板 对木块的摩擦力所做的功，装置如图所示．实验时，木 块在重物牵引下，水平向右运动．下图给出了重物落地 后打点计时器打出的纸带，系列小黑点是计数点，每相 邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间的距离 如图所示．打点计时器所用交流电频率为 50 Hz，不计纸 带与木块间的作用力．
尝试解答： 解析：(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的 合外力，需要平衡摩擦力，
其方法是：将长木板的一端垫起适当的高度，让小车 连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去沙和沙桶，给打点 计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀 速运动，故 B 正确．
高三物理二轮复习课件 专题6 第1讲 力学实验
专
考
究小车所受合外力与小车动能变化的关系。A 为打点计时器，B 为弹
题 限
时
点 簧测力计，小车的质量和钩码(或小桶)的质量分别用 M、m 表示。
集 训
二
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考
考
点
点
一
三
专
考
题
限
时
点
集
训
二
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35
(1)为了使图甲中钩码的重力可被视为小车所受的合外力，图乙
考 中弹簧测力计读数大小可被视为小车所受合外力的大小，在实验操 考
点
个点，测得 OA＝5.5 mm、OB＝14.9 mm、OC＝28.3 mm、OD＝45.3
时 集
训
二 mm，打下相邻两个点的时间间隔为 0.02 s。
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考
考
点
点
一
三
专
考
题
限
时
点
集
训
二
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(1) 实 验 时 纸 带 的 ________( 选 填 “O” 或 “D”) 端 和 重 物 相 连
一 在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小 三
车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b) 专
考
题
记录了桌面上连续的 6 个水滴的位置。(已知滴水计时器每 30 s 内共
限 时
点
集
滴下 46 个小水滴)
训
二
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考
考
点
点
一
三
(a)
专
考
题
限