2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第13講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新課件.ppt

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專題整合突破 專題五實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 第13講力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 微網(wǎng)構(gòu)建 高考真題 1 2018 全國 22 如圖 a 一彈簧上端固定在支架頂端 下端懸掛一托盤 一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成 主尺豎直固定在彈簧左邊 托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對(duì)齊的裝置 簡(jiǎn)化為圖中的指針 現(xiàn)要測(cè)量圖 a 中彈簧的勁度系數(shù) 當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí) 移動(dòng)游標(biāo) 使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針 此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1 950cm 當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0 100kg的砝碼時(shí) 移動(dòng)游標(biāo) 再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針 標(biāo)尺示數(shù)如圖 b 所示 其讀數(shù)為 cm 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? 80m s2 此彈簧的勁度系數(shù)為 N m 保留3位有效數(shù)字 3 775 53 7 2 2018 全國 23 某同學(xué)用圖 a 所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連 滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平 在木塊上方放置砝碼 緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板 當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí) 彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小 某次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出 其中f4的值可從圖 b 中彈簧秤的示數(shù)讀出 圖 a 圖 b 圖 c 回答下列問題 1 f4 N 2 在圖 c 的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出f m圖線 答案 2 75 3 f與m 木塊質(zhì)量M 木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f f m圖線 直線 的斜率的表達(dá)式為k 4 取g 9 80m s2 由繪出的f m圖線求得 保留2位有效數(shù)字 M m g g 0 40 解析 1 由圖b可讀出彈簧秤的示數(shù)f4 2 75N 2 f m圖線如圖所示 0 20 多次測(cè)量取平均值 初始時(shí)乙的手指盡可能接近尺子 4 2018 北京 21 用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 圖1 d 以速度v為縱軸 時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 如圖3所示 圖3 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟 請(qǐng)你完成下列任務(wù) 1 在下列儀器和器材中 還需要使用的有 和 填選項(xiàng)前的字母 A 電壓合適的50Hz交流電源B 電壓可調(diào)的直流電源C 刻度尺D 秒表E 天平 含砝碼 A C 2 在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A B D E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn) 請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn) 并畫出v t圖象 答案 小車的速度隨時(shí)間均勻變化 加速度 越小越好 有關(guān) 5 早在16世紀(jì)末 伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的 當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí) 為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的 斜面實(shí)驗(yàn) 反復(fù)做了上百次 驗(yàn)證了他的猜想 請(qǐng)你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí) 分析說明如何利用伽利略 斜面實(shí)驗(yàn) 檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的 圖4 如果小球的初速度為0 其速度v t 那么它通過的位移x t2 因此 只要測(cè)量小球通過不同位移所用的時(shí)間 就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化 解析 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源 故選A 不選B 相鄰打點(diǎn)間的時(shí)間是已知的 故不選D 計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離需要用刻度尺測(cè)量 故選C 由于不需要知道小車和重物的質(zhì)量 故不需要天平 含砝碼 故不選E 2 連線時(shí)要讓盡量多的點(diǎn)在一條直線上 3 可以依據(jù)v t圖象是傾斜的直線 斜率一定 即小車的速度隨時(shí)間均勻變化 判斷出小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng) v t圖象的斜率表示加速度 5 2018 天津 9 2 某研究小組做 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn) 所用器材有 方木板一塊 白紙 量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)兩個(gè) 橡皮條 帶兩個(gè)較長(zhǎng)的細(xì)繩套 刻度尺 圖釘 若干個(gè) 具體操作前 同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議 其中正確的有 A 橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B 重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí) 結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同C 使用測(cè)力計(jì)時(shí) 施力方向應(yīng)沿測(cè)力計(jì)軸線 讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度D 用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)測(cè)力計(jì)的拉力 BC 該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn) 白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)位置O 力的標(biāo)度 分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn) 如下圖所示 其中對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是 B 解析 A錯(cuò) 兩繩套拉力的合力不一定沿角平分線 B對(duì) 同一次實(shí)驗(yàn) 用一繩套拉橡皮條和用兩繩套拉橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置相同 不同次實(shí)驗(yàn)結(jié)點(diǎn)O的位置可以不同 C對(duì) 為減小摩擦和誤差 施力方向沿測(cè)力計(jì)軸線 讀數(shù)時(shí)視線正對(duì)測(cè)力計(jì)刻度 D錯(cuò) 合力可以比分力大 也可以比分力小 為了提高實(shí)驗(yàn)精度 測(cè)力計(jì)讀數(shù)應(yīng)盡可能大一些 標(biāo)注細(xì)線方向的兩點(diǎn)離結(jié)點(diǎn)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)一些 標(biāo)度應(yīng)盡可能小一些 故選B 6 2018 江蘇 11 某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量重力加速度g 細(xì)繩跨過固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)滑輪 兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘 實(shí)驗(yàn)操作如下 用米尺量出重錘1底端距地面的高度H 在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼 左手將重錘2壓在地面上 保持系統(tǒng)靜止 釋放重錘2 同時(shí)右手開啟秒表 在重錘1落地時(shí)停止計(jì)時(shí) 記錄下落時(shí)間 重復(fù)測(cè)量3次下落時(shí)間 取其平均值作為測(cè)量值t 請(qǐng)回答下列問題 1 步驟 可以減小對(duì)下落時(shí)間t測(cè)量的 選填 偶然 或 系統(tǒng) 誤差 2 實(shí)驗(yàn)要求小鉤碼的質(zhì)量m要比重錘的質(zhì)量M小很多 主要是為了 A 使H測(cè)得更準(zhǔn)確B 使重錘1下落的時(shí)間長(zhǎng)一些C 使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2MD 使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 偶然 B 3 滑輪的摩擦阻力會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差 現(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差 可以怎么做 在重錘1上粘上橡皮泥 調(diào)整橡皮泥質(zhì)量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落 熱點(diǎn)聚焦 計(jì)時(shí)儀器的測(cè)量方法1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1 t nT n表示打點(diǎn)的時(shí)間間隔的個(gè)數(shù) T表示打點(diǎn)周期 2 打點(diǎn)頻率 周期 與所接交流電的頻率 周期 相同2 光電計(jì)時(shí)器光電計(jì)時(shí)器能自動(dòng)記錄擋光時(shí)間 顯示在讀數(shù)窗口 3 頻閃照相機(jī)計(jì)時(shí)用相等時(shí)間間隔獲取圖象信息的方法記下物體在不同時(shí)刻的位置 熱點(diǎn)一紙帶類實(shí)驗(yàn) 2018 吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期模擬 實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù) 提供的器材有 帶定滑輪的長(zhǎng)木板 有凹槽的木塊 質(zhì)量為20g的鉤碼若干 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電源 紙帶 細(xì)線等 實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下 剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中 保持長(zhǎng)木板水平 利用打出的紙帶測(cè)量木塊的加速度 典例1 1 正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作 得到一條紙帶 從某個(gè)清晰的打點(diǎn)開始 依次標(biāo)注0 1 2 3 4 5 6 分別測(cè)出位置0到位置3 位置6間的距離 如圖乙所示 已知打點(diǎn)周期T 0 02s 則木塊的加速度a m s2 2 將木塊凹槽中的鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線下端 改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m 測(cè)得相應(yīng)的加速度a 作出a m圖象如圖丙所示 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 9 8m s2 則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù) 保留兩位有效數(shù)字 3 實(shí)驗(yàn)中 選填 需要 或 不需要 滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量 3 33 0 34 0 32 0 36均可 不需要 方法總結(jié) 長(zhǎng)木板 小車 紙帶 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 實(shí)驗(yàn)裝置中的細(xì)節(jié)及注意事項(xiàng) 1 在驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中 都需要平衡摩擦力 平衡摩擦力的方法是將小車放在木板上 把木板不帶滑輪的一端墊高 在小車后面接一條紙帶 穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 讓小車在沒有牽引力的情況下恰能勻速下滑 判斷其勻速下滑的依據(jù)是 紙帶上的點(diǎn)間距是一樣的 2 在測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)中 木板必須水平 細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行 這樣才能使壓力等于木塊的重力 細(xì)線對(duì)木塊的拉力沿水平方向 3 小車在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 繩上的拉力并不等于懸掛物的重力 只有當(dāng)M車 m掛時(shí) 繩上的力近似等于懸掛物的重力 如果繩上連接著力傳感器或測(cè)力器 則可直接讀出繩上的拉力 不需要M車 m掛 類題演練1 2018 山西省孝義市高三下學(xué)期一模理綜 利用圖甲的裝置探究 恒力做功與物體動(dòng)能變化 的關(guān)系 小車的質(zhì)量為M 鉤碼的質(zhì)量為m 且不滿足m M 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源是頻率為f的交流電 1 實(shí)驗(yàn)中 把長(zhǎng)木板右端墊高 在不掛鉤碼且 的情況下 輕推一下小車 若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng) 表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響 填選項(xiàng)前的字母 A 計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)B 計(jì)時(shí)器打點(diǎn) B 2 圖乙是正確操作后得到的一條紙帶 紙帶上各點(diǎn)是打出的計(jì)時(shí)點(diǎn) 其中O點(diǎn)為打出的第一個(gè)點(diǎn) 小車發(fā)生的位移從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離可以直接測(cè)出 利用下列測(cè)最值和題中已知條件能簡(jiǎn)單 準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)是 填選項(xiàng)前的字母 A OA AD和EG的長(zhǎng)度B BD CF和EG的長(zhǎng)度C OE DE和EF的長(zhǎng)度D AC EG和BF的長(zhǎng)度 C 解析 1 平衡摩擦力的方法是 把木板一端墊高 讓小車滑下 當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) 就意味著摩擦力抵消了 此時(shí)應(yīng)當(dāng)讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn) 因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器也會(huì)有摩擦力 故選B 2 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度 結(jié)合動(dòng)能與重力勢(shì)能表達(dá)式進(jìn)行分析 當(dāng)知道OA AD和EG的長(zhǎng)度時(shí) 只有求得F點(diǎn)與BC的中點(diǎn)的瞬時(shí)速度 從而確定兩者的動(dòng)能變化 卻無法求解重力做功 故A不符合 當(dāng)知道BD CF和EG的長(zhǎng)度時(shí) 可分別求得C點(diǎn)和F點(diǎn)的瞬時(shí)速度 從而求得C到F點(diǎn)的動(dòng)能變化 因知道CF間距 則可求得重力做功 但不是最簡(jiǎn)單的方法 故B不符合 當(dāng)知道OE DE和EF的長(zhǎng)度 依據(jù)DE和EF的長(zhǎng)度 可求得E點(diǎn)的瞬時(shí)速度 從而求得O點(diǎn)到E點(diǎn)動(dòng)能的變化 再由OE確定重力做功 因O點(diǎn)速度為0 故只需要測(cè)E點(diǎn)的速度即可 故這種方法更簡(jiǎn)單 故C符合 1 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的操作關(guān)鍵 1 實(shí)驗(yàn)中不能掛過多的鉤碼 防止彈簧超過彈性限度 2 畫圖象時(shí) 不要連成 折線 而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè) 2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則的操作關(guān)鍵 1 每次拉伸結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變 2 記下每次各力的大小和方向 3 畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度 熱點(diǎn)二彈簧 橡皮條類實(shí)驗(yàn) 2018 安徽省蚌埠市高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè) 某小組利用橡皮筋 彈力滿足胡克定律 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 如圖甲所示 把貼有白紙的木板放在水平桌面上 他們將完全相同的三根橡皮筋的一端都固定在結(jié)點(diǎn)O處 另一端分別系上細(xì)線 仍保證橡皮筋原長(zhǎng)相同 測(cè)得原長(zhǎng)L0 4 40cm 沿平行于紙面的方向分別通過細(xì)線將三根橡皮筋拉至某一長(zhǎng)度 在彈性限度內(nèi) 保持狀態(tài)不變 如圖乙所示 記錄此時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置和三個(gè)橡皮筋另一端的位置 量出三個(gè)端點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)O的距離分別為L(zhǎng)1 9 40cm L2 8 40cm L3 7 40cm 若三根橡皮筋產(chǎn)生的彈力分別為F1 F2 F3 圖中已作出F1的圖示 典例2 1 請(qǐng)根據(jù)F1的大小比例分別作出F2和F3的圖示 并根據(jù)平行四邊形定則畫出F2和F3的合力F合 2 請(qǐng)?jiān)趫D中畫出與F2和F3共同作用效果相同的力F的圖示 若F合與F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi) 則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則 答案 解析 根據(jù)題意得出三個(gè)橡皮條的形變量分別為 x1 9 40 4 40 cm 5 00cm x2 8 40 4 40 cm 4 00cm x3 7 40 4 40 cm 3 00cm 則橡皮條的彈力與形變量成正比 按比例作出平衡時(shí)F2和F3的圖示及兩個(gè)力的合力的圖示 共同效果作用力F的圖示 如圖 類題演練2 2018 寧夏銀川二中高三下學(xué)期模擬三試題 某實(shí)驗(yàn)小組研究木塊與某粗糙木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 步驟如下 1 如圖甲 在該木板上放置一木塊 木塊與一水平彈簧左端相連 彈簧右端連接在位置固定的傳感器上 傳感器與木板未接觸 傳感器可以測(cè)出彈簧拉力F和對(duì)應(yīng)的木塊位移大小x 數(shù)據(jù) F x 可以通過電腦實(shí)時(shí)同步保存并自動(dòng)畫出F x圖象 2 調(diào)節(jié)裝置使F x均為0 然后緩慢向左拉動(dòng)木板 得到多組數(shù)據(jù) F x 木塊與木板相對(duì)滑動(dòng)后 控制木板立即靜止 整個(gè)過程彈簧始終在彈性限度內(nèi) 電腦中得到如圖乙F x圖象 其中Fm xm為記錄數(shù)據(jù)F x中的最大值 己知木塊質(zhì)量為m 重力加速度取g 滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力 用圖象中獲得的數(shù)據(jù)和己知量表示下列物理量 整個(gè)過程中彈簧彈性勢(shì)能最大值為 摩擦力對(duì)木塊所做的功為 木塊與粗糙木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 一 注意事項(xiàng)1 前提條件 碰撞的兩物體應(yīng)保證 水平 和 正碰 2 方案提醒 1 若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí) 注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平 2 若利用擺球進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 兩小球靜放時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上 且剛好接觸 擺線豎直 將小球拉起后 兩條擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi) 3 若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 可在長(zhǎng)木板下墊一小木片用以平衡摩擦力 3 探究結(jié)論 尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變 熱點(diǎn)三驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 二 誤差分析1 系統(tǒng)誤差 主要來源于裝置本身 是否符合要求 1 碰撞是否為一維碰撞 2 實(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件 如氣墊導(dǎo)軌是否水平 兩球是否等大 長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)時(shí)是否平衡掉摩擦力 2 偶然誤差 主要來源于質(zhì)量m和速度v的測(cè)量 3 改進(jìn)措施 1 設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)保證碰撞為一維碰撞 且盡量滿足動(dòng)量守恒的條件 2 采取多次測(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差 2018 福建省莆田市高三下學(xué)期模擬 某同學(xué)用如圖所示的裝置做 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 實(shí)驗(yàn) 其中斜槽軌道末端切線水平 O點(diǎn)是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)主要步驟如下 典例3 讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始運(yùn)動(dòng) 落在位于水平地面上的記錄紙上 重復(fù)這一操作10次 找出a球的平均落地點(diǎn)位置P 把同樣大小的b球靜止放置在斜槽軌道末端 讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止釋放 和b球相碰后 兩球均落在記錄紙上 重復(fù)這一操作10次 找出a b球的平均落地點(diǎn)位置M N 1 本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有 A 小球a b的質(zhì)量ma mbB 斜槽軌道末端到水平地面的高度HC 小球a b離開斜槽軌道末端后平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tD 記錄紙上O點(diǎn)到P M N各點(diǎn)的距離OP OM ONE a球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端的高度差h 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求 ma mb 填 大于 小于 或 等于 3 若兩球碰撞前后動(dòng)量守恒 其表達(dá)式可表示為 用 1 中測(cè)量的物理量表示 AD 大于 ma OP ma OM mb ON 解析 1 小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等 如果碰撞過程動(dòng)量守恒 則有 mav0 mavA mbvB 由圖可知 只放小球a時(shí) 其落地點(diǎn)為P點(diǎn) 而兩小球相碰時(shí) a球的落地點(diǎn)為M點(diǎn) 而B球的落地點(diǎn)為N點(diǎn) 兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t得 mav0t mavAt mbvBt 得 maOP maOM mbON 則本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有AD 故選 AD 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求 入射球的質(zhì)量必須大于被碰球的質(zhì)量 防止入射球碰后反彈 則ma大于mb 3 若兩球碰撞前后動(dòng)量守恒 其表達(dá)式可表示為 maOP maOM mbON 類題演練3 2018 東北三省四市高三第二次聯(lián)合模擬 氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器 它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊 使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上 滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦 我們可以用兩個(gè)光電門以及滑塊A和B來探究動(dòng)量守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下 a 用天平分別測(cè)出滑塊A B的質(zhì)量mA mBb 調(diào)整氣墊導(dǎo)軌 使導(dǎo)軌處于水平c 給B一個(gè)水平向左初速度 記錄B通過光電門2的擋光時(shí)間為tBd B與靜止在導(dǎo)軌上的A發(fā)生碰撞后 A向左運(yùn)動(dòng)通過光電門1的擋光時(shí)間為tA B向右運(yùn)動(dòng)通過光電門2的擋光時(shí)間為tB 1 實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊B上遮光條的寬度為dB 還應(yīng)測(cè)量的物理量是 2 利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得出關(guān)系式 成立 即可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 滑塊A上遮光條的寬度dA 1 實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 主要有3個(gè)方面的創(chuàng)新 1 用電子秤或已知質(zhì)量的鉤碼替代彈簧秤 2 氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板 3 用光電門 閃光照相機(jī)替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論的拓展與延伸 主要通過一些實(shí)驗(yàn)裝置得出物體的加速度 再利用牛頓第二定律求出物體所受阻力或小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 3 情景的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 近幾年在試題情景的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了較多的創(chuàng)新 不過考查的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)處理方法仍然不變 因此只要把最根本的方法從新情景中分離出來 找出與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相同之處就可以 熱點(diǎn)四力學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn) 2018 山東 湖北部分重點(diǎn)中學(xué)沖刺模擬 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)研究做功與速度之間的關(guān)系 在桌面上放置一個(gè)粗糙程度處處相同的長(zhǎng)木板 并將一刻度軟尺固連在長(zhǎng)木板一側(cè) 將帶有滑輪的一端稍伸出桌外 并在其附近固定光電門 小車通過細(xì)線繞過滑輪與鉤碼相連 調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與木板平面平行 在小車上固定擋光片 將小車從距光電門一定距離處由靜止釋放 利用刻度尺測(cè)出擋光片到光電門的距離 擋光片和光電門中部均有指示箭頭輔助讀數(shù) 計(jì)算出小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度 然后保持鉤碼質(zhì)量和小車質(zhì)量不變 改變小車的釋放位置重復(fù)實(shí)驗(yàn) 測(cè)得多組數(shù)據(jù) 從而研究其關(guān)系 如圖所示 典例4 1 這位同學(xué)找到了兩個(gè)擋光片 用游標(biāo)卡尺測(cè)出擋光片a的寬度 圖甲 用螺旋測(cè)微器測(cè)出擋光片b的寬度 圖乙 讀數(shù)分別為 mm mm 他應(yīng)該選擇擋光片 填a或b 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 25 80 7 830 b 2 他的實(shí)驗(yàn)是否需要平衡摩擦力 是否需要鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量 A 需要 需要B 不需要 不需要C 需要 不需要D 不需要 需要 B 類題演練4 2018 山東省淄博市高三下學(xué)期第二次模擬 某同學(xué)用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來測(cè)量重力加速度 在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上有一帶有方盒的滑塊 質(zhì)量為M 氣墊導(dǎo)軌右端固定一定滑輪 細(xì)線繞過滑輪 一端與滑塊相連 另一端掛有8個(gè)鉤碼 每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m 0 520