【师说】2016高考物理二轮复习 专题六 物理实验 6.13 力学实验课件

甲
乙
完成下列作图和填空： (1)利用表中数据在图丙中画出 F－l 图线， 根 据图线求得 l0＝________ cm. (2)测得 OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则 FOA 的大小为________ N. (3)在图丁中根据给出的标度，作出 FOA 和 FOB 的合力 F′的图示． (4)通过比较 F′与________的大小和方向，即可得 出实验结论．
高考演练
1.如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、 B、C、D 和 E 为纸带上六个计数点．加速度大小用 a 表示．
甲 (1)O、D 间的距离为__________cm. (2)如图乙是根据实验数据绘出的 s－t2 图线(s 为各计数点至同一起点 的距离)，斜率表示_______，其大小为________m/s2(保留三位有效数字)．
五、实验数据的处理方法 1．列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出 有关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表 法． 2．平均值法：把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组 数据相加求和，然后除以测量次数． 3．作图法：用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平 均值的效果．由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理量 之间的关系.
广东理综某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度． 2.2015· (1)请完成以下主要实验步骤：按图(a)安装实验器材并连接电源；竖直提 起系有重物的纸带，使重物 ________(填“靠近”或“远离”)计时器下端； ________，________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重 复实验． (2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________[填“(b)”或“(c)”]来 计算重力加速度．在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小 于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和________．
核心自查
一、误差和有效数字 1．误差 产生原因 大小特点 减小方法 实验仪器不精确 总是偏大 更新仪器，完善 系统误差 实验原理不完善 或偏小 原理，改进方法 实验方法粗略 偶然误差 测量、读数不准确 可大可小 画图象或取平均值 2.有效数字： (1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字．有效数字的最后一位是 测量者估读出来的，是误差的来源． (2)从数字左边第一个不为零的数字算起， 如 0.012 5 为三位有效数字． 误差
③找出②中 F＝2.50 N 时橡皮筋两端的位置，重新标记为 O、 O′，橡皮筋的拉力记为 FOO′. ④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所 示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端 达到 O 点，将两笔尖的位置标记为 A、B，橡皮筋 OA 段的拉力记 为 FOA，OB 段的拉力记为 FOB.
(a)
(b)
(c)
解析： (1)重物靠近打点计时器下端， 可在纸带上打下更多的点， 提高纸带利用率．为了能在纸带上打下尽可能多的点，且避免因打 点计时器在接通电源后工作状态不稳而引起的误差，要求先接通电 源，待计时器工作稳定后再释放纸带． (2)比较图(b)与(c)可知，图(b)中重物做匀加速运动，而图(c)中 f 重物先加速后减速，故应选用(b)．由 ma＝mg－f 知 a＝g－m，测 得 a<g 的原因是阻力 f 的存在，而除了空气阻力外，纸带与限位孔 间的摩擦也是阻力的主要来源， 另外， 两限位孔不在同一竖直线上， 纸带不竖直等因素也会增大阻力． 答案：(1)靠近 接通电源 释放纸带 (2)(b) 纸带与限位孔 间的摩擦
甲
乙
答案： (1)如解析图甲所示 10.0(9.8、 9.9、 10.1 均正确) (2)1.80(1.70～ 1.90 均正确) (3)如解析图乙所示 (4)FOO′
浙江理综 甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实 4. 2015· 验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验． (1)图 1 中 A、B、C、D、E 表示部分实验器材，甲同学需在图 中 选 用 的 器 材 ________ ； 乙 同 学 需 在 图 中 选 用 的 器 材 ____学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量 1.2015· 一圆柱体工件的直径和高度，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
解析： 游标卡尺读数＝主尺读数＋游标尺读数： 12 mm ＋ 4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm. 螺旋测微器读数＝固定刻度＋可动刻度：6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm. 答案：1.220 6.860
图1
(2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图 2 所示的两条 纸 带 ① 和 ② . 纸 带 ________ 的 加 速 度 大 ( 填 ① 或 者 ② ) ， 其 加 速 度 大 小 为 ________．
图2
解析：(1)“验证机械能守恒定律”实验，需要在竖直面上打出一条重锤下落的纸 带，即可验证，故选仪器 AB；“探究加速度与力、质量的关系”实验需要钩码拉动 小车打出一条纸带，故选 BDE.(2)纸带①中前第 1、2 点与第 2、3 点的位移差为 Δx＝ (32.40－30.70)－(30.70－29.10)＝0.1 cm，纸带②中前第 1、2 点与第 2、3 点的位移差 为 Δx＝(31.65－29.00)－(29.00－27.40)＝0.05 cm，根据逐差法 Δx＝aT2 可得纸带①的 － 0.1×10 2 2 加速度大，大小为 a＝ 2 ＝2.5 m/s . 0.2 答案：(1)AB BDE (2)① (2.5±0.2) m/s2
二、长度的测量 1．毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位．
2．游标卡尺的读数： 3.螺旋测微器的读数：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数 ＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm. 三、时间测量 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．频闪照机机：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． 3．光电计时器：记录遮光时间．
丙
丁
解析：(1)如图甲所示，由图象知图线与横轴交点横坐标即弹簧原长， 故 l0＝10.0 cm. (2)由图象知橡皮筋的劲度系数 k＝50.0 N/m，OA、OB 的长度之和是 13.60 cm， 原长 10 cm， 则形变量 Δx＝3.60 cm， 所以弹力 T＝kΔx＝1.80 N. (3)合力 F′的图示如图乙所示． (4)橡皮筋搭在秤钩上拉至 O 点和把橡皮筋挂在秤钩上拉至 O 点效果 相同，F′应与 FOO′比较．
4．利用如图甲所示实验装置验证物块 A、B 组成的系统机械能 守恒．B 从高处由静止开始下落，A 拖着的纸带被打上一系列的点， 对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图乙给出 的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两个计 数点间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示．已 知物块 A、B 的质量分别为 m1＝50 g、m2＝150 g，则：(重力加速 度 g 取 10 m/s2，打点计时器所用交流电源的频率为 50 Hz，结果保 留两位有效数字)
甲
乙
(1)打下计数点 5 时纸带的速度 v＝________ m/s. (2)在打点 0～5 过程中系统动能的增加量 ΔEk＝________ J， 系 统 势 能 的 减 少 量 ΔEp ＝ ________ J ， 由 此 得 出 的 结 论 是 ________________________． v2 (3)若某同学作出的 2 －h 图象如图丙所示，则当地的实际重力 加速度 g＝________ m/s2.
四、力学实验 1．验证性实验：验证力的平行四边形定则，验证机械能守恒定律． 2．探究性实验：探究弹力与弹簧伸长的关系，探究加速度与力、质 量的关系，探究动能定理． 3．两种实验过程的比较： 类型 探究性实验 验证性实验 ①提出问题 ①实验目的 ②猜想与假设 ②实验器材 实 ③制定计划与设计实验方案 验 ③实验原理 ④进行实验与收集数据 ④实验步骤 过 ⑤分析与论证 程 ⑤数据分析 ⑥评估 ⑥实验结论 ⑦交流与合作
解析：(1)小车做匀速直线运动过程中，一段时间内中间时刻的 s1＋s2 s1＋s2 速度等于该段过程中的平均速度，所以有 vB＝ 4T ＝ 4 f，根据 s5＋s6＋s7＋s8－s1＋s2＋s3＋s4 2 逐差法可得 a＝ f .(2) 根据牛顿第二 64 h 定律可得 mg －F 阻＝ma，所以还需要测量出小车的质量 m 以及斜 l h 面上任意两点间距离 l 及这两点的高度差 h，解得 F 阻＝mg l －ma. s1＋s2 s5＋s6＋s7＋s8－s1＋s2＋s3＋s4 2 答案：(1) f f 4 64 (2)小车质量 m，斜面上任意两点间距离 l 及这两点的高度差 h h mg l －ma
甲
乙
解析：根据胡克定律 F 与 l 的关系式为：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋ k(h－l0)，从图象中得到直线的斜率为 2 N/cm，纵截距为 20 N，故 弹簧的劲度系数为 k＝2 N/cm＝200 N/m，由 k(h－l0)＝20 N，于是 l0＝20 cm. 答案：200 20
3．某实验小组要测量小车从斜面上下滑所受到的阻力大小， 他们将一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时 器的纸带从斜面上滑下，如图甲所示．图乙是打出的纸带的一段， 各相邻计数点间的距离分别为 s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8. 甲 乙 (1)已知打点计时器使用的交流电频率为 f，则打下 B 点时小车 的速度 vB＝________， 小车下滑的加速度计算式为 a＝________.(用 题中所给的物理量的字母表示) (2)已知当地的重力加速度为 g，本实验中只有毫米刻度尺，没 有量角器，为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物 理量有________(要用文字及物理量的字母表示)，用加速度 a 及其 他需要测得的量表示阻力的计算式为 F 阻＝________.