高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 物理實驗 第1講 力學(xué)實驗課件.ppt

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第1講力學(xué)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(yīng)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(xué)的實驗結(jié)果 他發(fā)現(xiàn)表中的 Ep與 Ek之間存在差異 認(rèn)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(jìn)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(xué)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(fù)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(xué)按正確的步驟進(jìn)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(biāo)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(bǔ)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(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管 重復(fù)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(biāo)度作圖求出F1和F2的合力 圖5 2 仔細(xì)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(jìn)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(fù)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(guān)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(yīng)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(xué)實驗 這些實驗的基礎(chǔ)都源于課本 但又高于課本 立足創(chuàng)新 2017年的考生應(yīng)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(guān)于基本儀器的使用 1 游標(biāo)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(rèn)準(zhǔn)游標(biāo) 0 刻度在哪 讀數(shù)時應(yīng)輕輕 鎖定 游標(biāo) 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(yīng)輕輕 鎖定 可動部分 3 彈簧測力計 使用前應(yīng)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(xué)利用游標(biāo)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(xué)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(xì)線掛一重物M 彈簧測力計B的一端用細(xì)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(yīng)的字母 A 應(yīng)測量重物所受的重力B 彈簧測力計應(yīng)在使用前校零C 拉線方向與木板平面平行D 改變拉力 進(jìn)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(xué)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(zhǔn)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(dāng)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(xì)線的力的合力已偏大 又由于掛重物的細(xì)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(xì)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(xué)實驗的基本方法力學(xué)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(guān)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(guān)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(guān)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(jìn)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(jī)械能守恒定律 還需測出環(huán)形金屬塊C的質(zhì)量m 當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間 若系統(tǒng)的機(jī)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(xué)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(rèn)為可行嗎 若可行 寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達(dá)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(xué)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(xué)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(xì)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(fù)b c操作 1 設(shè)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(jìn)行測量 讀出各計數(shù)點對應(yīng)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(yīng)時刻小車的瞬時速度v 某同學(xué)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(yīng)的數(shù)據(jù)填在下表中的相應(yīng)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(yīng)時刻小車的瞬時速度 v0是O點對應(yīng)時刻小車的瞬時速度 他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中標(biāo)出了O A B C D E對應(yīng)的坐標(biāo)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(xué)實驗設(shè)計 規(guī)律方法 1 設(shè)計要求力學(xué)實驗設(shè)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(xué)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(xué)實驗設(shè)計題重在考查實驗基本原理和思想方法的遷移應(yīng)用 特點是 源于教材 但又高于材料 這類題雖常考常新 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?zāi)康?然后聯(lián)想和遷移應(yīng)用相關(guān)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(dāng)?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(xué)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(xué)校實驗室里設(shè)計了如圖14甲所示的實驗裝置 測量手機(jī)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(jī)電池用質(zhì)量不計的細(xì)棉線固定在滑塊的兩側(cè) 接通氣源 當(dāng)空氣從導(dǎo)軌兩側(cè)穩(wěn)定噴出時 發(fā)現(xiàn)滑塊與氣墊導(dǎo)軌沒有直接接觸 裝置能正常使用 調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平 把細(xì)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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