通用版2020版高考物理二轮复习专题十实验及拓展创新第1课时力学实验课件
高三物理二轮复习专题课件精编：专题八 第1课时 力学实验与创新
一、游标卡尺和螺旋测微器的读数
图1
热点实验例析
专题八 第1课时
解析 根据游标卡尺的读数方法， 读数为 20 mm＋3×0.05 mm
本 课 时 栏 目 开 关
＝20.15 mm.根据螺旋测微器的读数方法，读数为 1.5 mm＋ 23.0×0.01 mm＝1.730 mm.
答案 20.15 1.730
本 课 时 栏 目 开 关
“F′”)． ④图乙中方向一定沿 AO 方向的力是 ________( 填“F”或 “F′”)．
解析 为了更准确得到合力与分力的关系， 要采用作力的图示 来表示分力与合力． 图乙中与 F1、 F2 效果相同的力是用一个弹 簧秤把结点 P 拉到位置 O 时的力 F′.图乙中方向一定沿 AO 方向的力是 F′.
专题八
【应考策略】
本 课 时 栏 目 开 关
1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，
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．
热点实验例析
专题八 第1课时
第 1 课时
力学实验与创新
本 课 例 1 用游标卡尺测得某样品的长度如图 1 甲所示，其读数 L 时 栏 ＝________mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长 a 如图 目 开 乙所示，其读数 a＝________mm. 关
图6
热点实验例析
专题八 第1课时
答案
本 课 时 栏 目 开 关
(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码
(2)钩码的个数
(3)同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大 (或越 长的段，劲度系数越小)
热点实验例析
四、以打点计时器或光电门为工具的力学实验
专题八 第1课时
高中物理高考 2020版高考物理大二轮复习专题七第1讲力学实验与创新课件201910242260
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置 O、力 的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示．其中对于提高实验精 度最有利的是________．
[解析] (1)由力的平行四边形定则知，橡皮条和两绳套夹角的角平分线不一定在一条直 线上，两分力的大小也不一定小于合力，A、D 项错误；验证力的平行四边形定则时，每 次实验需保证合力与分力作用效果相同，结点 O 必须在同一位置．但重复实验时，可以 改变合力的大小，故结点 O 的位置可以与前一次不同，B 项正确；使用测力计测力时， 施力方向应沿测力计轴线方向，读数时视线应正对测力计刻度，C 项正确． (2)为了减小画图时表示力的方向的误差，记录各个力的方向时，需要确定相对较远的两 个点，然后连线确定力的方向，A 项错误；根据纸张大小，选择合适的标度，使图尽量 大，所以 B 项正确，C、D 项错误． [答案] (1)BC (2)B
(3)若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长 L0，再把弹簧竖 直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度 L，把 L－L0 作为弹簧的伸长量 x，这 样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是________．
解析：(1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故 A 正确．用悬挂 钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力， 要待钩码平衡时再读数，故 B 正确．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，故 C 错误．拉力 与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的 劲度系数一般不同，故 D 错误． (2)①作出 F－L 图线，如图所示．
热点题型一 实验
研究匀变 速直线运
动
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
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．
2020新课标高考物理二轮总复习课件：1-6-1 力学实验与创新
上一页
返回导航
下一页
新课标高考第二轮总复习•物理
答案：42.10 mm 63.30 mm 29.8 mm
上一页
返回导航
下一页
新课标高考第二轮总复习•物理
解析：在图甲中，主尺读数为 42 mm，游标尺上第 5 条刻度线与主尺上的一条刻 度线对齐，由于卡尺是 50 分度的，所以读数为 42 mm＋5×0.02 mm＝42.10 mm； 在图乙中，主尺读数为 63 mm，游标尺上第 6 条刻度线与主尺上的一条刻度线对 齐，由于卡尺是 20 分度的，所以读数为 63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在图 丙中，主尺读数为 29 mm，游标尺上第 8 条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐， 由于卡尺是 10 分度的，所以读数为 29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm.
上一页
返回导航
下一页
新课标高考第二轮总复习•物理
高频考点 2 纸带类实验问题的处理
[例 4] (2019·全国卷Ⅰ)某小组利用打点计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，打出的纸带一部分如图所示．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 A、B、C、D、E 五个点中，打点计时器最先打出的是________点．在 打出 C 点时物块的速度大小为________m/s(保留三位有效数字)；物块下滑的加速 度大小为________m/s2(保留两位有效数字)．
上一页
返回导航
下一页
新课标高考第二轮总复习•物理
3．(1)用 20 分度的游标卡尺测量某物体的长度如图甲所示，由图可知其长度为 ________mm. (2)用螺旋测微器测量某物体的直径如图乙所示，由图可知其直径为______ mm.
2020物理二轮课件：第1部分 专题6 第1讲 力学实验
[答案] (1)从右向左 (2)0.19 0.037
3．(2019·全国卷Ⅱ·T22)如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板 间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、 电磁打点计时器、频率 50 Hz 的交流电源、纸带等。回答下列问题：
(a)
(1)铁块与木板间动摩擦因数 μ＝___________滑的加速度 a 表示)。
到题图(b)中 A 点位置时的速度大小为 vA＝0.121×7＋0.06.7133 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，则加速度
a
＝
x4＋x5－x1－x2 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。
(a) (b)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或 “从左向右”)运动的。
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车 运动到图(b)中 A 点位置时的速度大小为____________m/s，加速度大 小为________m/s2。(结果均保留两位有效数字)
[答案] A 0.233 0.75
2.(2017·全国卷Ⅰ·T22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线 运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定 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 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) 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 滴下 46 个小水滴)
cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm。两个相邻计数点之间的时间 T＝ 5×510 s＝0.10 s，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均 速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出 C 点时物块的速度大小为 vC＝BC2＋TCD≈0.233 m/s。由逐差法可得 a＝CD＋DE－4T2AB＋BC， 解得 a＝0.75 m/s2。
备战高考物理二轮复习专题复习专题十 实验及拓展创新 第1课时力学实验
第1课时力学实验例1用螺旋测微器测量一根导体棒的直径，刻度如图1甲所示，读数为________ mm；小明用游标为20分度的游标卡尺测量某个圆筒的深度，部分刻度如图乙所示，读数为________ cm.图1答案 4.223(4.222～4.225均可) 2.185解析螺旋测微器的固定刻度为4.0 mm，可动刻度为22.3×0.01 mm＝0.223 mm，所以最终读数为4.0 mm＋0.223 mm＝4.223 mm；这种游标卡尺的游标尺刻度是把主尺刻度19 mm的长度，分为20等份，每等份为0.95 mm，游标尺上第17个刻度和主尺上38 mm刻度对齐，读数为38 mm－17×0.95 mm＝21.85 mm＝2.185 cm.拓展训练1某同学用频闪照相法“研究小球的自由落体运动”，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究，如图2.已知小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐．图2根据照片中刻度尺的数据，请读出小球运动到照片中第5个像点时下落的高度为________ m. 答案0.212 0解析由题图可知，下落的高度h＝21.20 cm＝0.212 0 m.拓展训练2图3中游标卡尺的读数是________ mm，螺旋测微器的读数是________ mm.图3答案10.50 5.315(5.312～5.318均可)解析游标卡尺的主尺读数为：1.0 cm＝10 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为10×0.05 mm＝0.50 mm，所以最终读数为：10 mm＋0.50 mm＝10.50 mm.螺旋测微器的固定刻度为5.0 mm，可动刻度为31.5×0.01 mm＝0.315 mm，所以最终读数为5.0 mm＋0.315 mm＝5.315 mm.例2某小组利用橡皮筋(弹力满足胡克定律)“验证力的平行四边形定则”，如图4甲所示，把贴有白纸的木板放在水平桌面上，他们将完全相同的三根橡皮筋的一端都固定在结点O处，另一端分别系上细线，仍保证橡皮筋原长相同，测得原长L0＝4.40 cm.沿平行于纸面的方向分别通过细线将三根橡皮筋拉至某一长度(在弹性限度内)，保持状态不变，如图乙所示，记录此时结点的位置和三根橡皮筋另一端的位置，量出三个端点到结点O的距离分别为L1＝9.40 cm，L2＝8.40 cm，L3＝7.40 cm.若三根橡皮筋产生的弹力分别为F1、F2、F3，图中已作出F1的图示．图4(1)请根据F1的大小比例分别作出F2和F3的图示，并根据平行四边形定则画出F2和F3的合力F合；(2)请在图中画出与F2和F3共同作用效果相同的力F的图示．若F合与F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．答案见解析解析根据题意得出三根橡皮筋的形变量分别为Δx1＝9.40 cm－4.40 cm＝5.00 cm，Δx2＝8.40 cm－4.40 cm＝4.00 cm，Δx3＝7.40 cm－4.40 cm＝3.00 cm，橡皮筋的弹力与形变量成正比，按比例作出平衡时F2和F3的图示、两个力的合力F合的图示，以及共同作用相同的力效果F的图示，如图．拓展训练3 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：图5(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图5甲所示的F －x 图象，其中F 为弹簧弹力，x 为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x 0＝________ cm ，弹簧的劲度系数k ＝________ N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x ＝________ cm.(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a 和b ，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是________．A ．a 的原长比b 的长B ．a 的劲度系数比b 的大C ．a 的劲度系数比b 的小D ．测得的弹力与弹簧的长度成正比答案 (1)8 25 20 (2)B解析 (1)当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为x 0＝8 cm ，在F －x 图象中图线斜率代表弹簧的劲度系数，则k ＝ΔF Δx ＝60.24N /m ＝25 N/m ，在题图乙中弹簧秤的示数F ′＝3.0 N ，可知：x ′＝F ′k ＝3.025m ＝0.12 m ＝12 cm ，故此时弹簧的长度x ＝x ′＋x 0＝20 cm.(2)在题图丙中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，故A错误；图线斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误；弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．拓展训练4某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图6.固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2.图6(1)实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，弹簧测力计的示数为F1;③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝________；④比较________________，即可初步验证力的平行四边形定则．(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________．A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大答案(1)③33F④F1与F1′的大小(2)D解析(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′＝F tan 30°＝33F；④比较F1和F1′的大小，即可初步验证力的平行四边形定则．(2)保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动60°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下：由图可知，绳套1的拉力先减小后增大，故A、B、C错误，D正确．例3如图7甲所示装置可以进行以下实验：A．“研究匀变速直线运动”B．“验证牛顿第二定律”C．“研究合外力做功和物体动能变化关系”图7(1)在A、B、C这三个实验中，________需要平衡摩擦阻力．(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力，为此需要满足m≪M.前述A、B、C三个实验中，________不需要满足此要求．(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系”这个实验，由此可求得如图乙纸带上(纸带上除O点以外的其他点为连续点且相邻两点时间间隔为T)由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式W＝________，该小车动能改变量的表达式ΔE k＝________.由于实验中存在系统误差，所以W________ΔE k(选填“小于”“等于”或“大于”)．答案(1)BC(2)A(3)mgx4M(x5－x3)28T2大于解析(1)在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”“研究合外力做功和物体动能变化关系”都需要平衡摩擦阻力；(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力，为此需要满足m ≪M .前述A 、B 、C 三个实验中，实验A 只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求；(3)纸带上由O 点到D 点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式：W ＝mgx 4；打D 点时的速度：v D ＝x 5－x 32T， 则小车动能的改变量：ΔE k ＝12M (x 5－x 32T )2＝M (x 5－x 3)28T 2； 由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W 大于小车动能的改变量ΔE k . 拓展训练5 某小组利用打点计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，打出的纸带一部分如图8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A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是______点．在打出C 点时物块的速度大小为________ m /s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s 2(保留2位有效数字)．图8答案 A 0.233 0.75解析 根据题述，物块加速下滑，在A 、B 、C 、D 、E 五个点中，打点计时器最先打出的是A 点．根据刻度尺读数规则可读出，B 点对应的刻度为1.20 cm ，C 点对应的刻度为3.15 cm ，D 点对应的刻度为5.85 cm ，E 点对应的刻度为9.30 cm ，AB ＝1.20 cm ，BC ＝1.95 cm ，CD ＝2.70 cm ，DE ＝3.45 cm.两个相邻计数点之间的时间T ＝5×150s ＝0.10 s ，根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，打出C 点时物块的速度大小为v C ＝BC ＋CD 2T ≈0.233 m/s.由逐差法可得a ＝CD ＋DE －(AB ＋BC )4T 2，解得a ＝0.75 m/s 2. 拓展训练6 “验证机械能守恒定律”的实验装置如图9甲所示，图乙为实验所得的一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰的连续7个点，若只测出了点4与点0之间的距离为h 4以及点6与点0的距离h 6，已知打点周期为T ，当地重力加速度为g .(以下的三个结论均由题中所给符号表示)(1)打点5时重物的速度v ＝________；(2)由已知条件从理论上计算点5到点0的距离h 5＝________；(3)若打点0时重物的速度为零，则要验证从点0到点5间重物下落过程中机械能守恒的等式为____________．图9答案 (1)h 6－h 42T (2)h 4＋h 6－gT 22(3)g (h 4＋h 6－gT 2)＝(h 6－h 4)24T 2解析 (1)打点5时重物的速度v ＝h 6－h 42T； (2)h 6－h 4＝h 45＋h 56而h 56－h 45＝gT 2，则h 45＝12(h 6－h 4－gT 2)， 则h 5＝h 4＋h 45＝12(h 4＋h 6－gT 2) (3)要验证的等式是：mgh 5＝12m v 2 即g (h 4＋h 6－gT 2)＝(h 6－h 4)24T 2. 拓展训练7 如图10，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz 的交流电源、纸带等．回答下列问题：图10(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝______(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g 和铁块下滑的加速度a 表示)．(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ＝30°.接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图11所示．图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)．重力加速度为9.80 m/s 2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为____________(结果保留2位小数)．图11答案 (1)g sin θ－a g cos θ (2)0.35 解析 (1)对铁块受力分析，由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得μ＝g sin θ－a g cos θ. (2)两个相邻计数点之间的时间间隔T ＝5×150s ＝0.10 s ， 由逐差法和Δx ＝aT 2可得a ＝(x 5＋x 6＋x 7)－(x 1＋x 2＋x 3)12T 2≈1.97 m/s 2， 代入μ＝g sin θ－a g cos θ，解得μ≈0.35.例4 某校学生“验证F n ＝m v 2R”的实验中，设计了如下实验：(如图12)图12第1步：先用粉笔在地上画一个直径为2L 的圆；第2步：通过力传感器，用绳子绑住一质量为m 的物块，人站在圆内，手拽住绳子离物块距离为L 的位置，用力甩绳子，使物块做匀速圆周运动，调整位置，让转动物块的手肘的延长线刚好通过地上的圆心，量出手拽住处距离地面的高度为h ，记下力传感器的读数为F ； 第3步：转到一定位置时，突然放手，让物块自由抛出去；第4步：另一个同学记下物块的落地点C ，将通过抛出点A 垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B 与落地点C 连一条直线，这条直线近似记录了物块做圆周运动时的地面上的投影圆在B 处的运动方向，量出BC 间的距离为s .第5步：保持物块做圆周运动半径不变，改变物块做圆周运动的速度，重复上述操作． 试回答：(用题中的m 、L 、h 、s 和重力加速度g 表示)(1)放手后，物块在空中运动的时间t ＝________.(2)物块做圆周运动的速度v 0＝________.(3)物块落地时的速度v ＝________.(4)在误差范围内，有F ＝________.答案 (1)2h g (2)s g 2h (3)gs 22h ＋2gh (4)mgs 22hL解析 (1)物块飞出后做平抛运动，根据h ＝12gt 2得，物块在空中运动的时间t ＝2h g . (2)物块做圆周运动的速度v 0＝s t ＝s g 2h； (3)落地时的竖直分速度v y ＝2gh ，根据平行四边形定则知，物块落地时的速度v ＝v 02＋v y 2＝s 2g 2h ＋2gh (4)绳子的拉力等于物块做圆周运动的向心力，则拉力F ＝F n ＝m v 02L ＝mgs 22hL. 拓展训练8 为了测定滑槽对物体的摩擦力所做功的大小，利用刻度尺和如图13所示的实验装置进行实验．其中，a 是质量为m 的小球(可视为质点)，b 是固定于桌面的滑槽(滑槽末端切线沿水平方向)，实验时让小球a 从滑槽上同一位置C 点多次由静止释放滑下，落在地面上的平均落地点为p 点，当地重力加速度为g ，不计空气阻力．则实验时图13(1)需要测量的物理量(用文字和字母表示)：________、________、________.(2)计算滑槽b 对小球a 的摩擦力所做的功的关系式(用测得的物理量的字母表示)：W f ＝________.答案 (1)C 点到桌面的高度h 1 桌面到地面的高度h 2 O 点到p 点的水平距离x (2)mgx 24h 2－mgh 1 解析 (1)实验中需要测量的物理量有：C 点到桌面的高度h 1，桌面到地面的高度h 2，O 点到p 点的水平距离x ；(2)设小球离开滑槽时的速度为v ，在空中的运动时间为t ，小球离开滑槽后做平抛运动， 在水平方向上，做匀速直线运动：x ＝v t ①在竖直方向上，做自由落体运动：h 2＝12gt 2② 由①②计算得出：v ＝x g 2h 2小球从C 点滑到滑槽末端的过程中，由动能定理可得：mgh 1＋W f ＝12m v 2－0， 故可得W f ＝mgx 24h 2－mgh 1.例5 )某同学研究小滑块与水平长木板之间的动摩擦因数，查阅资料得知当地的重力加速度为g .选用的实验器材是：长木板、小滑块(可安装挡光片)、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、螺旋测微器、刻度尺．器材安装如图14甲所示．图14(1)主要的实验过程如下：①用螺旋测微器测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d＝________ mm；②让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；③用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L；④求出小滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用物理量g、d、L、t表示)．(2)为了减小测量动摩擦因数的误差，可采用的方法是________________．答案(1)①2.950④d22gLt2(2)多次测量取平均值；采用图象法；增大小滑块的释放高度解析(1)①d＝2.5 mm＋45.0×0.01 mm＝2.950 mm；④因小滑块通过光电门的时间很短，因此可以将小滑块通过光电门的平均速度当成小滑块通过光电门的瞬时速度，则小滑块的速度v＝dt，由匀变速运动的速度和位移关系可知v2＝2aL；由牛顿第二定律可知F f＝μmg＝ma，a＝μg联立解得μ＝d22gLt2；(2)可以用多次做实验取平均值消除该实验的偶然误差，也可以采用图象法拟合数据进行求解，减小偶然误差，增大小滑块的释放高度可以使小滑块通过光电门的速度增加，时间减小，使平均速度接近小滑块的瞬时速度以减小误差．拓展训练9某同学用如图15的装置做“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：图15①先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕O.②将木板向右平移适当距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板在记录纸上留下压痕B.③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，与b球相碰后，两球撞在木板上，并在记录纸上留下压痕A和C.(1)本实验中小球a、b的质量m a、m b的关系是________．(2)放上被碰小球，两球相碰后，小球a在图中的压痕点为________．(3)记录纸上O 点到A 、B 、C 的距离y 1、y 2、y 3，若两球碰撞动量守恒，则应满足的表达式为_________．答案 (1)m a >m b (2)C (3)m a y 2＝m b y 1＋m a y 3解析 (1)本实验中要求小球a 、b 的质量m a 、m b 的关系为：m a >m b ，是为了避免小球a 、b 碰撞后小球a 反弹；(2)放上被碰小球b ，两球相碰后，小球a 平抛运动的速度减小，运动时间变长，根据y ＝12gt 2知，竖直下降的高度增大，所以在图中的压痕点为C ；(3)设a 由静止开始滚下经过斜槽轨道末端的速度为v a ，两球碰撞后a 、b 的速度分别为v a ′和v b ′，若两球碰撞动量守恒，则m a v a ＝m a v a ′＋m b v b ′；根据平抛运动规律得：v a ＝x t＝x g 2y 2， v a ′＝xg 2y 3 v b ′＝x g 2y 1， 联立得应满足的表达式为：m a y 2＝m a y 3＋m b y 1 . 拓展训练10 )如图16甲所示，质量为m 的滑块A 放在气垫导轨上，B 为位移传感器，它能将滑块A 到传感器B 的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A 的速率－时间(v －t )图象．整个装置置于高度h 可调节的斜面上，斜面长度为l .图16(1)现给滑块A 沿气垫导轨向上的初速度，其v －t 图线如图乙所示．从图线可得滑块A 上滑时的加速度大小a ＝________ m/s 2(结果保留一位有效数字)．(2)若用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系；通过改变__________________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系(重力加速度g 的值不变)．答案 (1)3(2)滑块的质量及斜面的高度，且使mh 不变 高度h解析 (1)在v －t 图象中斜率大小代表加速度大小，故a ＝Δv Δt ＝1.5－00.5m /s 2＝3 m/s 2. (2)牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系．由于滑块下滑的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使mg ·h l不变，所以应该改变滑块的质量及斜面的高度，且使mh 不变．当质量一定时，通过改变力的大小可以探究加速度与合外力的关系，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，即可通过改变高度h ，验证质量一定时，加速度与力成正比的关系．专题强化练(限时20分钟)1．如图1甲所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，G 1和G 2为两个光电门，A 、B 均为弹性滑块，质量分别为m A 、m B ，且m A 大于m B ，两遮光片沿运动方向的宽度均为d ，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A ，测得A 通过光电门G 1的遮光时间为t 1；③A 与B 相碰后，B 和A 先后经过光电门G 2的遮光时间分别为t 2和t 3.图1回答下列问题：(1)用螺旋测微器测得遮光片的宽度如图乙所示，读数为________ mm ；(2)实验中选择m A 大于m B 的目的是__________；(3)利用所测物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为：__________________. 答案 (1)1.195(1.193～1.197均可)(2)碰撞中滑块A 不反弹(3)m A t 1＝m A t 3＋m B t 2解析 (1)遮光片的宽度为d ＝1 mm ＋19.5×0.01 mm ＝1.195 mm.(2)A 和B 发生弹性碰撞，若用质量大的A 碰质量小的B ，则不会发生反弹．(3)滑块经过光电门时挡光时间极短，则平均速度可近似代替滑块的瞬时速度，则碰前A 的速度v A ＝d t 1，碰后A 的速度v A ′＝d t 3，碰后B 的速度v B ′＝d t 2；弹性碰撞，系统动量守恒，有：m A v A ＝m A v A ′＋m B v B ′，化简可得表达式：m A t 1＝m A t 3＋m B t 2. 2．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400 N/m 的轻质弹簧AA ′，将弹簧的一端A ′固定在竖直墙面上．不可伸长的细线OA 、OB 、OC ，分别固定在弹簧的A 端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O 为OA 、OB 、OC 三段细线的结点，如图2所示(俯视图)．在实验过程中，保持弹簧AA ′伸长0.01 m 不变．图2 图3(1)若OA 、OC 间夹角为90°，弹簧秤乙的读数是______ N ．(如图3所示)(2)在(1)问中若保持OA 与OB 的夹角不变，逐渐增大OA 与OC 的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将________，弹簧秤乙的读数大小将________．答案 (1)3.00 (2)一直变小 先变小后变大解析 (1)根据弹簧秤的读数方法可知，乙的读数为3.00 N ；(2)若保持OA 与OB 的夹角不变，逐渐增大OA 与OC 的夹角，如图中实线变到虚线： 由图可知弹簧秤甲的读数将一直变小，而弹簧秤乙的读数将先变小后变大．3．某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩擦因数μ.实验装置如图4甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，P 为连接数字计时器的光电门且固定在B 点．实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度，让它沿木板从左侧向右运动，小滑块通过光电门P 后最终停在木板上某点C .已知当地重力加速度为g .图4(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d 如图乙所示，其读数d ＝________ cm.(2)为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d 及数字计时器显示的时间t 外，下列物理量中还需测量的有________．A ．木板的长度L 1B ．木板的质量m 1C ．小滑块的质量m 2D ．木板上BC 间的距离L 2(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用题中所涉及的物理量的符号表示)．答案 (1)0.375 (2)D (3)d 22gL 2t 2解析 (1)由题图乙所示游标卡尺可以知道，主尺示数为0.3 cm ，游标尺示数为15×0.05 mm ＝0.75 mm ，游标卡尺读数d ＝0.3 cm ＋0.075 cm ＝0.375 cm.(2)滑块通过光电门的速度为：v ＝d t根据动能定理有：－μm 2gL 2＝0－12m 2v 2 要测量动摩擦因数，需要知道木板上BC 间的距离L 2，所以选D.(3)根据动能定理有：－μm 2gL 2＝0－12m 2v 2 计算得出：μ＝d 22gL 2t 2. 4．利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图5甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到光电门B 处的距离，b 表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点时的瞬时速度v ，实验时滑块在A 处由静止开始运动．图5(1)某次实验测得倾角θ＝30°，重力加速度用g 表示，滑块从A 处到达B 处时m 和M 组成的系统动能增加量可表示为ΔE k ＝________________，系统的重力势能减少量可表示为ΔE p ＝________，在误差允许的范围内，若ΔE k ＝ΔE p ，则可认为系统的机械能守恒；(用题中所给字母表示)(2)按上述实验方法，某同学改变A 、B 间的距离，得到滑块到B 点时对应的速度，作出v 2－d 图象如图乙所示，并测得M ＝m ，则重力加速度g ＝________ m/s 2.答案 (1)(M ＋m )b 22t 2 (m －M 2)gd (2)9.6 解析 (1)滑块到达B 处时的速度v ＝b t， 则系统动能的增加量ΔE k ＝12(M ＋m )v 2＝(M ＋m )b 22t 2. 系统重力势能的减小量ΔE p ＝mgd －Mgd sin 30°＝(m －M 2)gd . (2)根据系统机械能守恒得，12(M ＋m )v 2＝(m －M 2)gd ， 则v 2＝(2m －M )gd M ＋m， 题图乙图线的斜率|k |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪2m －M M ＋m g ＝2.40.5m /s 2＝4.8 m/s 2， 又M ＝m ，解得g ＝9.6 m/s 2.。
(通用版)2020版高考物理二轮复习专题六第一讲力学实验课件
通过考题来看,命题者特别重视对力学实验中的纸带问题及
电学实验原理的考查。
复习备考时要特别注意纸带的处理及实验原理的复习,提高
学生分析实验原理及实验动手操作能力是关键,实物图和电
路图的识图及画图也不能忽视 -4-
网络构建
-5-
策略指导 高考考查的各类实验中,纸带类的原理实验仍然是命题的重点。 2020年的备考过程中要重视:(1)测量仪器的读数。(2)熟悉课本 上的实验,包括学生实验、演示实验及课后习题形式出现的实验。 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。
实验步骤如下: ①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑 块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静 止开始下滑; ②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡 光片遮住的时间Δt;
-10-
③用 Δs 表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),������表示滑块 在挡光片遮住光线的 Δt 时间内的平均速度大小,求出������;
-6-
高考真题
1.(2019全国Ⅰ卷)某小组利用打点计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,打出的纸带一部分
如图所示。已知标
出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、
E五个点中,打点计时器最先打出的是
点。在打出C点
=
������������=
0.100×9.8 (3.775-1.950)×10-2
N/m
=1.8205.9×810-2 N/m≈53.7 N/m
-9-
3.(2017全国Ⅱ卷)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
高考题型1 长度测量及读数 高考题型2 对力的研究 高考题型3 “纸带类”实验 高考题型4 以“教材演示实验为背景”的拓展创新 高考题型5 以“教材学生实验为背景”的拓展创新
高考题型1
长度测量及读数
题型：实验题：5年0考
例1 (2019·安徽蚌埠市第二次质检)用螺旋测微器测量一根导体棒的直径，刻度如图 1甲所示，读数为_4_._2_2_3_(4_._2_2_2_～__4_.2_2_5_)_ mm；小明用游标为20分度的游标卡尺测量某 个圆筒的深度，部分刻度如图乙所示，读数为__2_._1_8_5__ cm.
解析 当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为x0＝8 cm， 在 F－x 图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则 k＝ΔΔFx＝0.624 N/m＝25 N/m， 在题图乙中弹簧秤的示数 F′＝3.0 N，可知：x′＝Fk′＝32.50 m＝0.12 m＝12 cm，故 此时弹簧的长度 x＝x′＋x0＝20 cm.
若F合 与F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范
围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则.
图4
答案 见解析
解析 根据题意得出三根橡皮筋的形变量分别为Δx1＝9.40 cm－4.40 cm＝5.00 cm， Δx2＝8.40 cm－4.40 cm＝4.00 cm，Δx3＝7.40 cm－4.40 cm＝3.00 cm，橡皮筋的弹力 与形变量成正比，按比例作出平衡时F2和F3的图示、两个力的合力F合的图示，以及 共同作用相同的力效果F的图示，如图
图2 解析 由题图可知，下落的高度h＝21.20 cm＝0.212 0 m.
拓展训练2 (2019·山东烟台市第一学期期末)图3中游标卡尺的读数是_1_0_._5_0___ mm， 螺旋测微器的读数是_5_.3_1_5_(_5_._3_1_2_～__5_.3_1_8_)__ mm.
图3 解析 游标卡尺的主尺读数为：1.0 cm＝10 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一 刻度对齐，所以游标尺读数为10×0.05 mm＝0.50 mm，所以最终读数为：10 mm＋ 0.50 mm＝10.50 mm. 螺旋测微器的固定刻度为5.0 mm，可动刻度为31.5×0.01 mm＝0.315 mm，所以最终 读数为5.0 mm＋0.315 mm＝5.315 mm(5.312～5.318 mm).
(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示. 下列表述正确的是__B___. A.a的原长比b的长 B.a的劲度系数比b的大 C.a的劲度系数比b的小 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
解析 在题图丙中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长， 故A错误； 斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误； 弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误.
图1 解析 螺旋测微器的固定刻度为4.0 mm，可动刻度为22.3×0.01 mm＝0.223 mm，所以 最终读数为4.0 mm＋0.223 mm＝4.223 mm；这种游标卡尺的游标尺刻度是把主尺刻度 19 mm的长度，分为20等份，每等份为0.95 mm，游标尺上第17个刻度和主尺上38 mm 刻度对齐，读数为38 mm－17×0.95 mm＝21.85 mm＝2.185 cm.
高考题型2
对力的研究
题型：实验题：5年3考
例2 (2019·安徽蚌埠市第三次质量检测)某小组利用橡皮筋(弹力满足胡克定律)“验证力的
平行四边形定则”，如图4甲所示，把贴有白纸的木板放在水平桌面上，他们将完全相同的
三根橡皮筋的一端都固定在结点O处，另一端分别系上细线，仍保证橡皮筋原长相同，测得
原长L0＝4.40 cm.沿平行于纸面的方向分别通过细线将三根橡皮筋拉至某一长度(在弹性限度 内)，保持状态不变，如图乙所示，记录此时结点的位置和三根橡皮筋另一端的位置，量出
拓展训练3 (2019·河南省八市重点高中联盟第三次模拟)一个实验小组在“探究弹力 和弹簧伸长的关系”的实验中：
图5 (1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图5甲所示的F－x图象，其中F为弹簧弹 力，x为弹簧长度.请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝___8_____ cm，弹簧的 劲度系数k＝___2_5____ N/m.该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙 所示时，该弹簧的长度x＝___2_0____ cm.
拓展训练1 (2019·广东揭阳市第一次模拟)某同学用频闪照相法“研究小球的自由落 体运动”，选择一张清晰的频闪照片，剪掉前面小球重叠部分进行研究，如图2.已知 小球在释放位置时，球心与刻度尺的零刻度线对齐. 根据照片中刻度尺的数据，请读出小球运动到照片中第5个像点时下落的高度为 _0_._2_1_2_0__ m.
实验
验证动量 守恒定律
19(1)22题 19(2)22题
拓展创 2015 1卷22,2卷22
新实验
15(1)22题 15(2)22题
拓展创 2016 2卷22
新实验
16(2)22题
拓展 1卷22,
创新 2017 2卷22
实验
17(1)22题 17(2)22题
拓展创 2018 2卷23,3卷22
三个端点到结点O的距离分别为L1＝9.40 cm，L2＝8.40 cm，L3＝7.40 cm.若三根橡皮筋产生 的弹力分别为F1、F2、F3，图中已作出F1的图示.
(1)请根据F1的大小比例分别作出F2和F3的图示，并根据平
行四边形定则画出F2和F3的合力F合；
(2)请在图中画出与F2和F3共同作用效果相同的力F的图示.
第一部分 专题十 实验及拓展创新
高考命题轨迹
高考命题点 长度测2
力的研究
2018 1卷22
2019 3卷22
情境图 17(3)22题
18(1)22题
“纸带类” 2016 1卷22,3卷23
实验
16(1)22题 16(3)23题
“纸带类” 2019 1卷22,2卷22