高考物理二輪復習 專題五 物理實驗 第1講 力學實驗課件.ppt

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第1講力學實驗 圖1 1 Ep mgh計算鋼球重力勢能變化的大小 式中鋼球下落高度h應測量釋放時的鋼球球心到 之間的豎直距離 A 鋼球在A點時的頂端B 鋼球在A點時的球心C 鋼球在A點時的底端 圖2 3 下表為該同學的實驗結(jié)果 他發(fā)現(xiàn)表中的 Ep與 Ek之間存在差異 認為這是由于空氣阻力造成的 你是否同意他的觀點 請說明理由 4 請你提出一條減小上述差異的改進建議 答案 1 B 2 1 501 50 3 不同意理由見解析 4 見解析 2 2015 江蘇單科 11 某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律 實驗裝置如圖3所示 打點計時器的電源為50Hz的交流電 1 下列實驗操作中 不正確的有 A 將銅管豎直地固定在限位孔的正下方B 紙帶穿過限位孔 壓在復寫紙下面C 用手捏緊磁鐵保持靜止 然后輕輕地松開讓磁鐵下落D 在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源 圖3 2 該同學按正確的步驟進行實驗 記為 實驗 將磁鐵從管口處釋放 打出一條紙帶 取開始下落的一段 確定一合適的點為O點 每隔一個計時點取一個計數(shù)點 標為1 2 8 用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰兩計時點到O點的距離 記錄在紙帶上 如圖4所示 圖4計算相鄰計時點間的平均速度 粗略地表示各計數(shù)點的速度 抄入下表 請將表中的數(shù)據(jù)補充完整 3 分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知 在這段紙帶記錄的時間內(nèi) 磁鐵運動速度的變化情況是 磁鐵受到阻尼作用的變化情況是 4 該同學將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管 重復上述實驗操作 記為 實驗 結(jié)果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同 請問實驗 是為了說明什么 對比實驗 和 的結(jié)果可得到什么結(jié)論 答案 1 CD 2 39 0 3 逐漸增大到39 8cm s且增加的越來越慢逐漸增大到等于重力 4 為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用 磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用 3 2014 江蘇單科 11 小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則 1 實驗記錄紙如圖5所示 O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置 兩彈簧測力計共同作用時 拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點 一個彈簧測力計拉橡皮筋時 拉力F3的方向過P3點 三個力的大小分別為 F1 3 30N F2 3 85N和F3 4 25N 請根據(jù)圖中給出的標度作圖求出F1和F2的合力 圖5 2 仔細分析實驗 小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化 影響實驗結(jié)果 他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度 發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同 于是進一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響 實驗裝置如圖6甲所示 將一張白紙固定在豎直放置的木板上 橡皮筋的上端固定于O點 下端N掛一重物 用與白紙平行的水平力緩慢地移動N 在白紙上記錄下N的軌跡 重復上述過程 再次記錄下N的軌跡 圖6兩次實驗記錄的軌跡如圖乙所示 過O點作一條直線與軌跡交于a b兩點 則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa Fb的大小關系為 3 根據(jù) 2 中的實驗 可以得出的實驗結(jié)果有哪些 填寫選項前的字母 A 橡皮筋的長度與受到的拉力成正比B 兩次受到的拉力相同時 橡皮筋第2次的長度較長C 兩次被拉伸到相同長度時 橡皮筋第2次受到的拉力較大D 兩次受到的拉力相同時 拉力越大 橡皮筋兩次的長度之差越大 4 根據(jù)小明的上述實驗探究 請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項 3 兩次實驗結(jié)果表明 兩次受到的拉力相同時 橡皮筋第2次的長度較長 B對 橡皮筋的長度與受到的拉力不成正比 A錯 兩次被拉伸長度相同時 橡皮筋第1次受到的拉力較大 C錯 兩次受到的拉力相同時 拉力越大 對應的 角越大 兩次的長度之差越大 D對 4 見答案 答案 1 見下圖 F合 4 6 4 9都算對 2 Fa Fb 3 BD 4 橡皮筋拉伸不宜過長 選用新橡皮筋 或 拉力不宜過大 選用彈性好的橡皮筋 換用彈性好的輕彈簧 考情分析 近三年我省高考的實驗考題的第11題均為力學實驗 這些實驗的基礎都源于課本 但又高于課本 立足創(chuàng)新 2017年的考生應抓住兩點 1 熟知各種器材的特性 2 熟悉課本上的實驗 抓住實驗的靈魂 實驗原理 掌握數(shù)據(jù)處理的方法 熟知兩類誤差分析 基本儀器的使用和讀數(shù) 規(guī)律方法 1 關于基本儀器的使用 1 游標卡尺 測外徑或厚度在卡腳下方測量 不能將小測量物靠近主尺放置 要認準游標 0 刻度在哪 讀數(shù)時應輕輕 鎖定 游標 2 螺旋測微器 測量長度較小的物體 要注意0 5mm刻度線在上方還是下方 聽到 咯 咯 聲之后要換用微調(diào) 讀數(shù)時應輕輕 鎖定 可動部分 3 彈簧測力計 使用前應校零 選擇彈簧測力計時 要選力的方向通過彈簧軸線的 必要時要選對拉時讀數(shù)相同的彈簧測力計 4 打點計時器 電火花打點計時器使用的是220V交流電源 電磁打點計時器使用的是低壓4 6V交流電源 3 螺旋測微器要估讀 以毫米為單位小數(shù)點后必須保留三位小數(shù) 1 2015 海南單科 11 某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度 測量結(jié)果如圖7 a 和 b 所示 該工件的直徑為 cm 高度為 mm 精典題組 圖7 答案1 2206 860 2 2016 揚州二模 某同學用如圖8所示的實驗裝置探究力的平行四邊形定則 彈簧測力計A掛于固定點P 下端用細線掛一重物M 彈簧測力計B的一端用細線系于O點 手持另一端向左拉 使結(jié)點O靜止在某位置 分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù) 并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向 圖8 1 本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N 圖中A的示數(shù)為 2 下列不必要的實驗要求是 請?zhí)顚戇x項前對應的字母 A 應測量重物所受的重力B 彈簧測力計應在使用前校零C 拉線方向與木板平面平行D 改變拉力 進行多次實驗 每次都要使O點靜止在同一位置 3 某次實驗中 該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程 請你提出一個解決辦法 解析 1 彈簧測力計讀數(shù) 每1N被分成5格 則1格就表示0 2N 題圖中指針落在3N到4N的第3格處 所以示數(shù)為3 6N 2 實驗通過作出三個力的圖示 來驗證力的平行四邊形定則 因此重物的重力必須要知道 故A必要 彈簧測力計是測出力的大小 所以必須在測之前校零 故B必要 拉線方向必須與木板平面平行 這樣才確保力的大小的準確性 故C必要 重物的重力即合力的大小和方向是確定的 所以不需要每次都使O點靜止在同一位置 故D錯誤 本題選不必要的 答案為D 3 當彈簧測力計A超出其量程 則說明聯(lián)接彈簧測力計B與重物的兩根細線的力的合力已偏大 又由于掛重物的細線的方向已確定 所以要么減小重物的重量 要么改變彈簧測力計B拉細線的方向 或改變彈簧測力計B拉力的大小 從而使彈簧測力計A不超出量程 答案 1 3 6N 2 D 3 減小M的質(zhì)量 減小OP與豎直方向的夾角 減小彈簧測力計B拉力的大小 基本實驗方法與數(shù)據(jù)處理 規(guī)律方法 1 力學實驗的基本方法力學實驗的基本方法就是測量力 位移 時間等的方法 測力可以用彈簧測力計 也可以用天平測出質(zhì)量求得力 還可以根據(jù)牛頓運動定律或動能定理等測出相關物理量來求得力 測位移主要用到打點計時器 頻閃照相 位移傳感器結(jié)合示波器或給定圖象和用測長度的儀器測量 也可以根據(jù)牛頓運動定律或動能定理等求得相關物理量來求得位移 測時間主要用到打點計時器 秒表 光電門等儀器 也可根據(jù)題目中已知裝置 圖象結(jié)合相關規(guī)律求得時間 1 2016 揚州二模 某實驗小組利用如圖9所示的裝置進行實驗 鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端 鉤碼質(zhì)量均為M 在A的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C 在距地面為h1處有一寬度略比A大一點的狹縫 鉤碼A能通過狹縫 環(huán)形金屬塊C不能通過 開始時A距離狹縫的高度為h2 放手后 A B C從靜止開始運動 精典題組 圖9 1 利用計時儀器測得鉤碼A通過狹縫后到落地用時t1 則鉤碼A通過狹縫時的速度為 用題中字母表示 2 若通過此裝置驗證機械能守恒定律 還需測出環(huán)形金屬塊C的質(zhì)量m 當?shù)刂亓铀俣葹間 若系統(tǒng)的機械能守恒 則需滿足的等式為 用題中字母表示 3 為減小測量時間的誤差 有同學提出如下方案 實驗時調(diào)節(jié)h1 h2 h 測出鉤碼A從釋放到落地的總時間t來計算鉤碼A通過狹縫的速度 你認為可行嗎 若可行 寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達式 若不可行 請簡要說明理由 2 2016 海安 南外 金陵三校聯(lián)考 某同學采用如圖10所示的裝置研究勻變速直線運動 打點計時器工作頻率為50Hz 圖10該同學的操作步驟如下 a 將木板的左端墊起 平衡小車的摩擦力 b 在小車中放入砝碼 紙帶穿過打點計時器 連在小車后端 用細線連接小車和鉤碼 c 將小車停在打點計時器附近 接通電源 釋放小車 小車拖動紙帶 打點計時器在紙帶上打下一系列的點 斷開電源 d 改變鉤碼或小車中砝碼的質(zhì)量 更換紙帶 重復b c操作 1 設鉤碼質(zhì)量為m1 砝碼和小車總質(zhì)量為m2 重力加速度為g 則小車的加速度為a 用題中所給字母表示 2 圖11是某次實驗中得到的一條紙帶 在紙帶上取計數(shù)點O A B C D和E 用最小刻度是毫米的刻度尺進行測量 讀出各計數(shù)點對應的刻度x 通過計算得到各計數(shù)點到O的距離s以及對應時刻小車的瞬時速度v 某同學不小心將計數(shù)點C的數(shù)據(jù)弄模糊了 請你將C點對應的數(shù)據(jù)填在下表中的相應位置 圖11 圖12 3 實驗小組通過繪制 v2 s圖線來分析運動規(guī)律 其中 v2 v2 v v是各計數(shù)點對應時刻小車的瞬時速度 v0是O點對應時刻小車的瞬時速度 他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中標出了O A B C D E對應的坐標點 請你在該圖12中畫出 v2 s圖線 4 繪制的 v2 s圖線的斜率k 用題中所給字母表示 若發(fā)現(xiàn)該斜率大于理論值 其原因可能是 力學實驗設計 規(guī)律方法 1 設計要求力學實驗設計題的具體要求是 能發(fā)現(xiàn)問題 提出問題 并制定解決方案 能運用已學過的物理理論 實驗方法和實驗儀器去嘗試著解決實際問題 2 實驗特點力學實驗設計題重在考查實驗基本原理和思想方法的遷移應用 特點是 源于教材 但又高于材料 這類題雖?？汲Ｐ?但 題在書外 理在書中 3 做好這類題的方法首先要審清題意 明確實驗目的 然后聯(lián)想和遷移應用相關實驗原理即可求解 此類實驗題常常就是 穿著實驗外衣 的中等難度的推理 論證類題目 精典題組 3 若重錘的質(zhì)量約為300g 為使實驗測量數(shù)據(jù)合理 鐵片質(zhì)量m0比較恰當?shù)娜≈凳?A 1gB 5gC 40gD 100g 4 請?zhí)岢鲆粭l減小實驗誤差的建議 2 2016 南通市第二次調(diào)研測試 小明同學看了 神舟十號 宇航員王亞平在太空授課時 利用牛頓第二定律測量指令長聶海勝的質(zhì)量后深受啟發(fā) 在學校實驗室里設計了如圖14甲所示的實驗裝置 測量手機電池的質(zhì)量 為使滑塊平穩(wěn)運動 小明把兩塊質(zhì)量相等的手機電池用質(zhì)量不計的細棉線固定在滑塊的兩側(cè) 接通氣源 當空氣從導軌兩側(cè)穩(wěn)定噴出時 發(fā)現(xiàn)滑塊與氣墊導軌沒有直接接觸 裝置能正常使用 調(diào)節(jié)導軌水平 把細線的一端固定在滑塊上 另一端固定在鉤碼上 甲乙圖14 1 小明用圖乙中的螺旋測微器測得遮光條的寬度L mm 2 將附帶手機電池的滑塊由圖甲所示位置從靜止釋放 在鉤碼的牽引下先后通過兩個光電門 配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光條通過第一個光電門的時間為 t1 7 2 10 3s 通過第二個光電門的時間為 t2 2 3 10 3s 遮光條從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為 t 0 592s 則手機電池經(jīng)過光電門1時的瞬時速度v1 m s 保留2位有效數(shù)字 經(jīng)過光電門2時的瞬時速度v2 m s 保留3位有效數(shù)字 重力加速度g 10m s2 手機電池的加速度a m s2 保留2位有效數(shù)字 3 已知鉤碼的質(zhì)量為m1 200g 滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m2 510g 則一塊手機電池的質(zhì)量為m g 保留2位有效數(shù)字 答案 1 5 000或5 001或4 999 2 0 692 172 5 3 45