高三物理二輪復習 專題十 力學實驗課件.ppt

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專題十力學實驗 展示考綱 明晰考向 方法歸納 重點點撥 鎖定考點 高效突破 閱卷評析 劍指滿分 展示考綱 明晰考向 方法歸納 重點點撥 一 誤差與有效數字1 誤差 2 有效數字 1 有效數字的最后一位是測量者估讀出來的 是誤差的來源 2 有效數字位數為從數的左邊第一個不為零的數字算起的位數 如0 0125為三位有效數字 2 螺旋測微器的讀數方法 測量值 固定刻度整毫米數 半毫米數 可動刻度讀數 含估讀 0 01mm 注意半毫米刻度線是否露出 估讀 最后結果要估讀一位數 即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊 千分位上也應讀取為 0 2 時間測量類儀器 1 打點計時器 要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數點 為便于測量和計算 某些實驗中每五個點取一個計數點 這樣時間間隔 t 0 02 5s 0 1s 2 頻閃照相機 它是用等時間間隔獲取信息的方法 是將物體在不同時刻的位置記錄下來 使用時要明確頻閃的時間間隔 3 光電計時器 記錄遮光時間 2 操作關鍵 不要分段測量各段位移 應依次測出各計數點與第0個計數點的距離 再逐個計算x1 x2 x3 讀數時要注意有效數字的要求 盡可能保證小車做勻加速直線運動的方法a 細繩盡可能與長木板面保持平行 b 長木板表面粗糙程度 紙帶與打點計時器之間的摩擦基本保持一致 2 探究加速度與力 質量的關系 1 實驗原理小車的質量m不變 討論a與F的關系 再控制小桶和沙的質量不變 即F不變 討論a與m的關系 2 操作關鍵 平衡摩擦力 小車與車上所加砝碼的總質量遠大于小桶和沙的總質量 3 探究功與速度變化的關系 1 實驗原理小車在一根橡皮筋的作用下彈出 用2根 3根 同樣的橡皮筋進行第2次 第3次 實驗時 每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致 如果把第一次實驗時橡皮筋做的功記為W 以后各次做的功就是2W 3W 小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出 作出W v 或W v2 W v3等 曲線探究 2 操作關鍵 平衡摩擦力 選間距均勻的那一段紙帶來計算小車的速度 四 靜止平衡類 實驗1 探究彈力和彈簧伸長量的關系 1 實驗原理要測出每次懸掛重物的重力大小F和彈簧伸長的長度x 建立F x坐標系 描點作圖探究 2 操作關鍵 實驗中不能掛過多的鉤碼 以防使彈簧超過彈性限度 作圖像時 不要連成 折線 而應盡量讓坐標點落在直線上或均勻分布在直線兩側 2 探究求合力的方法 1 實驗原理使一個力作用效果跟兩個力共同作用效果相同 2 操作關鍵 每次拉伸結果位置O必須保持不變 記下每次各力的大小和方向 畫力的圖示時應選擇適當的標度 鎖定考點 高效突破 考點一 基本儀器的讀數 典例 2014福建理綜 某同學測定一金屬桿的長度和直徑 示數如圖 甲 乙 所示 則該金屬桿的長度和直徑分別為cm和mm 思路探究 1 高中階段對長度的測量有什么要求 還有一種更精密的器材圖中沒有 是什么 答案 必須有估讀值 注意 零 刻度線位置 螺旋測微器 2 你見過的游標卡尺有哪幾種 它們的最小分度值分別是多少 讀數時你對 估讀 是怎么理解的 答案 有10分度 20分度 50分度 其最小分度值分別為0 1mm 0 05mm 0 02mm 讀數時上下刻度線是否對齊 本身就是估讀 不需估讀到下一位 解析 用毫米刻度尺測量時 讀數應讀到mm的下一位 即長度測量值為60 10cm 題圖 乙 中游標卡尺為五十分度 精確度為0 02mm 主尺讀數為4mm 游標尺第10條刻度線與主尺刻度線對齊 故游標尺讀數為10 0 02mm 0 20mm 所以金屬桿直徑測量值為4 20mm 答案 60 104 20 以例說法游標卡尺和螺旋測微器讀數時應注意的問題 1 10分度的游標卡尺 以mm為單位 小數點后只有1位 20分度和50分度的游標卡尺以mm為單位 小數點后有2位 不估讀 2 螺旋測微器以mm為單位 小數點后必須有3位 格數要估讀 同時還要注意半毫米刻度線是否露出 針對訓練 1 2015鹽城一模 如圖中游標卡尺讀數為mm 螺旋測微器讀數為mm 解析 游標卡尺的固定刻度讀數為52mm 游標尺讀數為0 05 7mm 0 35mm 所以游標卡尺的讀數為52mm 0 35mm 52 35mm 螺旋測微器的固定刻度讀數為1 5mm 可動刻度讀數為0 01 49 0mm 0 490mm 所以螺旋測微器的讀數為1 5mm 0 490mm 1 990mm 答案 52 351 990 2 2014江蘇卷 用螺旋測微器測量合金絲的直徑 為防止讀數時測微螺桿發(fā)生轉動 讀數前應先旋緊如圖所示的部件 選填 A B C 或 D 從圖中的示數可讀出合金絲的直徑為mm 解析 讀數前先旋緊B 示數為0 01mm 41 0 0 410mm 答案 B0 410 考點二 與紙帶相關的實驗 答案 1 平衡摩擦力時不能掛著小桶砝碼 答案 2 0 16 3 以合外力F為橫軸 以加速度a為縱軸 根據測得的數據畫出a F圖象 發(fā)現圖象是一條過原點的直線 由此得到的實驗結論是 答案 3 在實驗誤差范圍內 質量一定時 加速度與力成正比 以例說法打點計時器及紙帶問題的處理方法 1 打點計時器的認識和正確使用 電磁打點計時器工作電壓為低壓交流4 6V 電火花計時器工作電壓為交流220V 工作時應先接通電源 后釋放紙帶 針對訓練 1 2015大連一模 某實驗小組要探究力對原來靜止的物體做功與物體獲得速度的關系 選取的實驗裝置如圖所示 實驗主要步驟如下 1 實驗時 為使小車只在橡皮筋作用下運動 在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起 使木板傾斜合適的角度 打開打點計時器 輕推小車 得到的紙帶應該是 填 甲 或 乙 2 使小車在一條橡皮筋的作用下彈出 沿木板滑行 這時橡皮筋對小車做的功為W 3 再用完全相同的2條 3條 橡皮筋作用于小車 并使每次釋放小車時橡皮筋的 橡皮筋對小車做的功分別為2W 3W 4 分析打點計時器打出的紙帶 分別求出小車每次獲得的最大速度v1 v2 v3 5 作W v圖像 則下列符合實際的圖像是 解析 1 在該實驗中要求橡皮筋對小車所做功為倍數關系 因此需要平衡摩擦力 要求未連接橡皮筋時小車做勻速運動 故選乙 3 本實驗中通過增加橡皮筋的條數可以使橡皮筋對小車做的功成整數倍增加 因此要求橡皮筋是相同的 每次拉伸長度相同 5 根據數學知識可知 A D圖像基本為一拋物線 但符合實際的是D選項 答案 1 乙 3 伸長量 或形變量 長度等 都相同 5 D 2 2015浙江衢州市模擬 如圖1所示是三個涉及紙帶和打點計時器的實驗裝置圖 1 如圖1三個實驗裝置中 摩擦力對實驗結果沒有影響的是 選填 A B 或 C A 甲B 乙C 丙 答案 1 A 2 若某同學實驗時所用的電源如圖2 甲 所示 則打點計時器應選圖2 乙 中的 選填 A 或 B 答案 2 B 解析 2 由于電源是學生電源 電磁打點計時器的電壓為4 6V 所以要選擇電磁打點計時器 故選B 3 如果操作都正確 則通過裝置 選填圖1中的 甲 乙 或 丙 可打出圖3中的紙帶 選填 或 答案 3 乙 解析 3 分析紙帶可以得到 紙帶 中兩點間的距離逐漸增大 說明是加速運動 紙帶 中cf段兩點間的距離相等 說明是勻速運動 紙帶 應該是從研究功和速度的關系的實驗中得到的 即乙 所以通過裝置乙可以得到紙帶 考點三 橡皮條 彈簧 類實驗 典例 2015山東理綜 某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則 實驗步驟 將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上 使其軸線沿豎直方向 如圖 甲 所示 將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧秤的秤鉤上 另一端用圓珠筆尖豎直向下拉 直到彈簧秤示數為某一設定值時 將橡皮筋兩端的位置標記為O1 O2 記錄彈簧秤的示數F 測量并記錄O1 O2間的距離 即橡皮筋的長度l 每次將彈簧秤示數改變0 50N 測出所對應的l 部分數據如下表所示 找出 中F 2 50N時橡皮筋兩端的位置 重新標記為O O 橡皮筋的拉力記為FOO 在秤鉤上涂抹少許潤滑油 將橡皮筋搭在秤鉤上 如圖 乙 所示 用兩圓珠筆尖成適當角度同時拉橡皮筋的兩端 使秤鉤的下端達到O點 將兩筆尖的位置標記為A B 橡皮筋OA段的拉力記為FOA OB段的拉力記為FOB 完成下列作圖和填空 1 利用表中數據在圖 丙 中畫出F l圖線 根據圖線求得l0 cm 解析 1 根據表格數據描點 作出F l圖線 圖線的橫截距即表示橡皮筋原長 因此l0 10 0cm 2 測得OA 6 00cm OB 7 60cm 則FOA的大小為N 3 根據給出的標度 在圖 丁 中作出FOA和FOB的合力F 的圖示 4 通過比較F 與的大小和方向 即可得出實驗結論 解析 2 橡皮筋總長l OA OB 13 60cm 根據F l圖線 可讀出彈簧長度l 13 6cm時橡皮筋的拉力為1 80N 3 根據平行四邊形定則作圖 對角線表示合力F 4 若F 與FOO 在誤差范圍內大小相等 方向相同 就表明力的平行四邊形定則是正確的 答案 2 1 80 1 70 1 90均正確 3 如圖 乙 所示 4 FOO 以例說法用圖像法處理實驗數據的六個要求圖像法是物理實驗中廣泛應用的處理實驗數據的方法 以下為作圖的規(guī)則 1 作圖一定要用坐標紙 坐標紙的大小要根據有效數字的位數和結果的需要來定 2 要標明軸名 單位 在軸上每隔一定的間距按有效數字的位數標明數值 3 圖上的連線不一定通過所有的數據點 應盡量使數據點合理地分布在線的兩側 且線要細 4 作圖時常通過選取適當的坐標軸使圖線線性化 即 變曲為直 5 注意區(qū)別橫 縱坐標軸的物理意義 標度及單位 6 明確圖像的斜率 截距的物理意義 針對訓練 1 2015河北省唐山市一模 某同學利用鐵架臺 彈簧 刻度尺及鉤碼探究 彈力和彈簧伸長的關系 如圖 甲 所示 1 實驗中 下列操作正確的是 A 彈簧水平放置在桌面上 穩(wěn)定后測出原始長度B 彈簧豎直懸掛在鐵架臺上 穩(wěn)定后測出原始長度C 每次懸掛鉤碼后應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)D 用刻度尺測出彈簧的長度即為彈簧的伸長量 答案 1 BC 解析 1 在實驗中 彈簧需豎直懸掛 彈簧本身重力會對彈簧原長帶來一定影響 因此在實驗操作中要將彈簧豎直懸掛 測量其長度即為原長 A錯 B對 穩(wěn)定后 在豎直方向彈簧彈力等于懸掛物體的重力 故C對 未懸掛重物時 彈簧長度為原長 懸掛重物后 彈簧長度與原長的差值 為彈簧的伸長量 D錯 2 下表是該同學實驗中所測的幾組數據 請你在圖 乙 中的坐標紙上作出F x圖線 解析 2 根據表格中數據描點連線可作出圖像 如圖 答案 2 見解析 3 由 2 中的F x圖線可求得彈簧的勁度系數k N m 保留三位有效數字 答案 3 19 8 18 8 20 0均可 2 2015嘉興一中適應性考試 如圖 甲 所示 某同學在做 探究功與速度變化的關系 的實驗 當小車在1條橡皮筋的作用下沿木板滑行時 橡皮筋對小車做的功記為W 當用2條 3條 橡皮筋重復實驗時 使每次實驗中橡皮筋所做的功分別為2W 3W 1 圖 甲 中電火花計時器的工作電壓是V 解析 1 電火花計時器的工作電壓是220V的交流 答案 1 220 2 實驗室提供的器材如下 長木板 小車 橡皮筋 打點計時器 紙帶 電源等 還缺少的測量工具是 3 圖 甲 中小車上有一固定小立柱 如圖 乙 給出了4種橡皮筋與小立柱的套接方式 為減小實驗誤差 你認為最合理的套接方式是 解析 2 處理實驗數據時需要測量兩計數點間的距離 因此還需要刻度尺 3 由圖示可知 橡皮筋最合理的套接方式是A 以A的方式套接釋放小車后 橡皮筋不會影響小車的運動 答案 2 刻度尺 3 A 4 在正確操作的情況下 某次所打的紙帶如圖 丙 所示 打點頻率為50Hz 打在紙帶上的點并不都是均勻的 為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度 應選用紙帶的部分進行測量 根據圖 乙 所示的紙帶回答 小車獲得的速度是m s 計算結果保留兩位有效數字 答案 4 GJ0 65 閱卷評析 劍指滿分 力學實驗 考題精選 2015浙江理綜 10分 甲同學準備做 驗證機械能守恒定律 實驗 乙同學準備做 探究加速度與力 質量的關系 實驗 1 圖 甲 中A B C D E表示部分實驗器材 甲同學需在圖中選用的器材 乙同學需在圖中選用的器材 用字母表示 解析 1 要采用落體法做 驗證機械能守恒定律 實驗 需要下落的重物A和計時用的打點計時器B 要做 探究加速度與力 質量關系 實驗 需要研究對象小車D 拉動小車的鉤碼E及計時用的打點計時器B 答案 1 ABBDE 2 乙同學在實驗室選齊所需器材后 經正確操作獲得如圖 乙 所示的兩條紙帶 和 紙帶的加速度大 填 或 其加速度大小為 答案 2 2 5m s2 評分細則 每小問各5分 共10分 失分警示 1 錯誤的認為驗證機械能守恒定律需要測質量 2 讀數時未估讀 搶分策略 1 探究加速度與力 質量的關系實驗時需考慮F m a三者的測量 用鉤碼的重力作為小車所受的合力 用打點計時器打出的紙帶計算加速度 故應選BDE 2 記錄各點讀數 求出相鄰的相等時間內的位移量 x 利用 x aT2求加速度