高考物理 沖刺復(fù)習(xí)（考綱快訊+熱點(diǎn)考題+三年真題+解題技能）專題7 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.pptVIP

專題七力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1 實(shí)驗(yàn)一 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)2 實(shí)驗(yàn)二 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系3 實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證力的平行四邊形定則4 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律5 實(shí)驗(yàn)五 探究動(dòng)能定理6 實(shí)驗(yàn)六 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1 學(xué)會(huì)正確使用的儀器主要有 刻度尺 天平 秒表 電火花計(jì)時(shí)器 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 彈簧測(cè)力計(jì)等 2 理解各實(shí)驗(yàn)原理 并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作 還要會(huì)一些簡單的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 3 掌握常用的實(shí)驗(yàn)方法 例如控制變量法 圖象法處理數(shù)據(jù) 4 了解誤差的概念 知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差 知道多次測(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差 能在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源 不要求計(jì)算誤差 但要知道如何采取措施盡可能地減小誤差 5 知道有效數(shù)字的概念 會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測(cè)量的結(jié)果 間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 典例1 2012 山東高考 某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置 探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng) 重物落地后 物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上 尚未到達(dá)滑輪處 從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始 每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50hz 1 通過分析紙帶數(shù)據(jù) 可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn) 和 之間某時(shí)刻開始減速 2 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為 m s 計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為 m s 保留三位有效數(shù)字 3 物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a m s2 若用來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) g為重力加速度 則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值 選填 偏大 或 偏小 審題視角 解答本題應(yīng)明確以下三點(diǎn) 關(guān)鍵點(diǎn) 1 從點(diǎn)跡的間距正確判斷物塊的運(yùn)動(dòng)情況 2 中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度 3 正確應(yīng)用逐差法公式 s at2解題 精講精析 1 由于計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間距離之差約為2cm 而計(jì)數(shù)點(diǎn)6 7之間的距離比計(jì)數(shù)點(diǎn)5 6之間的距離多1 27cm 故可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)6和7之間某時(shí)刻開始減速 2 計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度物塊做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小 3 物塊做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為由牛頓第二定律得 mg ma 所以由于除去物塊與桌面間的摩擦力 紙帶還受到摩擦力的作用 故計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值偏大 答案 1 67 或76 2 1 001 20 3 2 00偏大 命題人揭秘 處理紙帶數(shù)據(jù)應(yīng)明確三個(gè)問題 1 每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間所對(duì)應(yīng)的打點(diǎn)的時(shí)間間隔 2 瞬時(shí)速度的求解方法 3 根據(jù) 逐差法 求加速度 探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系 典例2 2011 安徽高考 為了測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù) 將該彈簧豎直懸掛起來 在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼 實(shí)驗(yàn)測(cè)出了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù) 其對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出 g 9 8m s2 1 作出m l的關(guān)系圖線 2 彈簧的勁度系數(shù)為 n m 審題視角 分析該題的關(guān)鍵是 關(guān)鍵點(diǎn) 1 明確坐標(biāo)軸所表示的物理量及單位 2 明確描點(diǎn)畫線的原則 3 分析圖線斜率的物理意義 精講精析 1 如圖所示 讓直線通過盡可能多的點(diǎn) 使不能落在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè) 2 由胡克定律得 mg k l 故從圖線中取兩相距較遠(yuǎn)的點(diǎn) 代入上式得 答案 1 見精講精析 2 0 250 0 255 命題人揭秘 本題考查 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 重在考查學(xué)生利用圖象處理數(shù)據(jù)的能力 該實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 所掛砝碼不要過重 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 要注意觀察 適可而止 2 每次所掛砝碼的質(zhì)量差盡量大一些 從而使坐標(biāo)系上描的點(diǎn)盡可能稀 這樣作出的圖線精確 3 描點(diǎn)畫線時(shí) 所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上 但應(yīng)注意一定要使不能落在曲線上的點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè) 4 記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 典例3 2011 江蘇高考 某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證 力的平行四邊形定則 彈簧測(cè)力計(jì)a掛于固定點(diǎn)p 下端用細(xì)線掛一重物m 彈簧測(cè)力計(jì)b的一端用細(xì)線系于o點(diǎn) 手持另一端向左拉 使結(jié)點(diǎn)o靜止在某位置 分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)a和b的示數(shù) 并在貼于豎直木板的白紙上記錄o點(diǎn)的位置和拉線的方向 1 本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為n 圖中a的示數(shù)為 n 2 下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是 請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母 a 應(yīng)測(cè)量重物m所受的重力b 彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零c 拉線方向應(yīng)與木板平面平行d 改變拉力 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 每次都要使o點(diǎn)靜止在同一位置 3 某次實(shí)驗(yàn)中 該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)a的指針稍稍超出量程 請(qǐng)您提出兩個(gè)解決辦法 審題視角 解答該題應(yīng)注意 關(guān)鍵點(diǎn) 1 彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)要求 2 當(dāng)測(cè)知重物m的重量后 作用于o點(diǎn)的三力大小 方向確定 由此判定是否使o靜止于同一位置 精講精析 1 根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置以及讀數(shù)規(guī)則可知a的示數(shù)為3 6n 2 要驗(yàn)證的關(guān)系是a b兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力的合力與m的重力等大反向 所以應(yīng)測(cè)量m的重力 為減小測(cè)量誤差應(yīng)該做到彈簧測(cè)力計(jì)使用前校零 拉線的方向與木板平面平行 a b c對(duì) 改變拉力進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) o點(diǎn)位置可以不同 d錯(cuò) 3 a的拉力超過其量程 為減小a的數(shù)值 有多個(gè)方法 例如 使b拉力減小 減小m的重力大小 a換成量程更大的彈簧測(cè)力計(jì) 改變b的拉力方向等 答案 1 3 6 2 d 3 使b拉力減小 減小m的重力大小 a換成量程更大的彈簧測(cè)力計(jì)或改變b的拉力方向等 任選兩種 命題人揭秘 本題考查驗(yàn)證力的平行四邊形定則 意在考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與探究能力 該題是在課本實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上遷移創(chuàng)新而來 要求學(xué)生不能生搬硬套 要靈活地根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行判斷分析 體現(xiàn)了高考對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊?即能運(yùn)用已學(xué)過的物理理論 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問題 包括簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 加速度的分析測(cè)定 典例4 2011 新課標(biāo)全國卷 利用圖1所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度 一斜面上安裝有兩個(gè)光電門 其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處 光電門甲的位置可移動(dòng) 當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí) 與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間t 改變 光電門甲的位置進(jìn)行多次測(cè)量 每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑 并用米尺測(cè)量甲 乙之間的距離s 記下相應(yīng)的t值 所得數(shù)據(jù)如表所示 完成下列填空和作圖 1 若滑塊所受摩擦力為一常量 滑塊加速度的大小a 滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度v1 測(cè)量值s和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是 2 根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù) 在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫出圖線 審題視角 解答該題的思路是 關(guān)鍵點(diǎn) 1 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 寫出a與v1 s和t之間的關(guān)系式 2 由以上公式變形得出關(guān)系式 然后分析斜率的意義 3 由所畫出的圖線 得出滑塊加速度的大小為a m s2 保留2位有效數(shù)字 精講精析 1 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式從此式可知 圖線是一條斜率為負(fù)數(shù)的直線 2 根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)按進(jìn)行處理 把處理的數(shù)值對(duì)應(yīng)描點(diǎn) 然后用一條直線連接這些點(diǎn) 所得圖象如圖所示 3 由圖線知斜率絕對(duì)值為又從斜率的絕對(duì)值為故有即a 2 0m s2 答案 1 2 見精講精析圖 3 2 0 1 8 2 2范圍內(nèi)均正確 命題人揭秘 本題主要考查學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力 通過物理公式得出所研究的圖象縱橫坐標(biāo)物理量關(guān)系 然后分析圖線的斜率的意義 該題中 是由得出結(jié)論由此可知a的大小為圖象斜率的2倍 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 典例5 2010 新課標(biāo)全國卷 如圖為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 現(xiàn)有的器材為 帶鐵夾的鐵架臺(tái) 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶 帶鐵夾的重錘 天平 回答下列問題 1 為完成此實(shí)驗(yàn) 除了所給的器材 還需要的器材有 填入正確選項(xiàng)前的字母 a 米尺b 秒表c 0 12v的直流電源d 0 12v的交流電源 2 實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有 寫出兩個(gè)原因 審題視角 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) 關(guān)鍵點(diǎn) 1 明確驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理 在此基礎(chǔ)上選擇實(shí)驗(yàn)器材 2 能夠分析本實(shí)驗(yàn)的誤差來源 精講精析 1 用米尺測(cè)量紙帶兩點(diǎn)間的距離 故選a 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要低壓交流電源供電 故選用d項(xiàng)交流電源 不選低壓直流電源c 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就是計(jì)時(shí)儀器 不需要秒表 故不選b 2 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦和下落過程有空氣阻力 這將導(dǎo)致增加的動(dòng)能小于減少的重力勢(shì)能 用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)距讀數(shù)時(shí)存在誤差 這屬于偶然誤差 交流電頻率不穩(wěn)定 計(jì)時(shí)點(diǎn)之間時(shí)間間隔不均勻等 答案 1 a d 2 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦 下落過程有空氣阻力 用米尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的位置時(shí)讀數(shù)有誤差 交流電頻率不穩(wěn)定 任選其二 命題人揭秘 本題用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)命題 考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選擇和實(shí)驗(yàn)誤差的分析 選擇實(shí)驗(yàn)器材的依據(jù)是實(shí)驗(yàn)原理 所以理解實(shí)驗(yàn)原理是做好一個(gè)實(shí)驗(yàn)的重中之重 本實(shí)驗(yàn)原理是以自由落體運(yùn)動(dòng)情景為載體 因?yàn)閺睦碚撋戏治?在自由落體運(yùn)動(dòng)中只有重力做功 機(jī)械能守恒 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 檢驗(yàn)下落過程減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能 即檢驗(yàn)其中質(zhì)量可以約去 不必測(cè)量重錘質(zhì)量 驗(yàn)證牛頓第二定律 典例6 2010 山東高考 請(qǐng)完成以下三小題 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系 彈簧測(cè)力計(jì)固定在一合適的木板上 桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪 細(xì)繩的兩端分別與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤和礦泉水瓶連接 在桌面上畫出兩條平行線mn pq 并測(cè)出間距d 開始時(shí)將木板置于mn處 現(xiàn)緩慢向瓶中加水 直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)為止 記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f0 以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小 再將木板放回原處并按住 繼續(xù)向瓶中加水后 記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f1 然后釋放木板 并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到pq處的時(shí)間t 1 木板的加速度可以用d t表示為a 為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是 一種即可 2 改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn) 確定加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)f1的關(guān)系 下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是 3 用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比 它的優(yōu)點(diǎn)是 a 可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小b 可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)c 可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小d 可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度 審題視角 解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn) 關(guān)鍵點(diǎn) 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析該實(shí)驗(yàn)中提供的測(cè)量合外力的方法 2 能夠分析誤差來源并采取措施盡可能減小 3 該實(shí)驗(yàn)未平衡摩擦力 而是測(cè)出滑動(dòng)摩擦力 體會(huì)加水法與掛鉤碼相比的好處 精講精析 1 木板在繩子拉力的作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 由為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是保持f1不變 重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量d t 取平均值 2 該實(shí)驗(yàn)原理與教材實(shí)驗(yàn)原理類似 同樣需要滿足木板的質(zhì)量m遠(yuǎn)大于礦泉水瓶的質(zhì)量m 此時(shí)可認(rèn)為繩上的拉力t近似等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)f1 本實(shí)驗(yàn)中沒有平衡摩擦力 但通過題意可知受到的摩擦力為f0 木板受到的合外力為 f1 f0 圖象反映的是a與f1的關(guān)系 而不是a與 f1 f0 的關(guān)系 所以圖象不 過原點(diǎn) 當(dāng)f1增大時(shí) 即礦泉水瓶的質(zhì)量m增大時(shí) 該實(shí)驗(yàn)不再滿足mm 此時(shí)a越大 繩上的拉力t就越小于彈簧測(cè)力計(jì)開始加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的示數(shù)f1 加速度增加得就越慢 圖線彎曲 斜率變小 c正確 3 用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比 它的優(yōu)點(diǎn)是可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和比較精確地測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小 b c說法是正確的 兩種實(shí)驗(yàn)方法都不可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小 a說法錯(cuò)誤 通過 2 中分析可以知道當(dāng) 加速度增大時(shí) 實(shí)驗(yàn)條件便不再滿足 此時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差變大 d說法錯(cuò)誤 答案 1 2d t2保持f1不變 重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量d t 取平均值 2 c 3 b c 閱卷人點(diǎn)撥 紙帶數(shù)據(jù)處理問題高考指數(shù) 1 2011 廣東高考 如圖甲是 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶 o a b c d和e為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 加速度大小用a表示 1 od間的距離為 cm 2 如圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s t2圖線 s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離 斜率表示 其大小為 m s2 保留三位有效數(shù)字 解題指南 解答該題應(yīng)抓住以下兩點(diǎn) 1 毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)要注意估讀 2 通過兩個(gè)變量之間的函數(shù)關(guān)系式確定斜率的意義 解析 由圖甲d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值可以讀出od之間的距離為1 20cm 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 位移和時(shí)間之間的關(guān)系為可見在s t2圖象中的斜率表示加速度的一半 可得加速度為0 933m s2 答案 1 1 20 2 加速度的一半0 933 2 2010 廣東高考 如圖是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶 1 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50hz 則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為 2 a b c d是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出 從圖中讀出a b兩點(diǎn)間距s c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是 計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 解析 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50hz 即打點(diǎn)的頻率也為50hz 則打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔 2 方法一 讀a b兩點(diǎn)數(shù)值 1 00cm 1 70cm 毫米刻度尺精確到1mm 估讀到0 1mm a b兩點(diǎn)間距 s 1 70cm 1 00cm 0 70cm 方法二 由sbc sab scd sbc得 sab 2sbc scd 0 70cm 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度 可知 答案 1 0 02s 2 0 70cm0 100m s 3 2010 重慶高考 某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度 電源頻率f 50hz 在紙帶上打出的點(diǎn)中 選出零點(diǎn) 每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 因保存不當(dāng) 紙帶被污染 如圖所示 a b c d是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到o點(diǎn)的距離 xa 16 6mm xb 126 5mm xd 624 5mm 若無法再做實(shí)驗(yàn) 可由以上信息推知 1 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為 s 2 打c點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為 m s 取2位有效數(shù)字 3 物體的加速度大小為 用xa xb xd和f表示 解析 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為t 0 02 5s 0 1s 2 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間的平均速度 可得 3 勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移特征是相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移以at2均勻增大 有 bc ab at2 cd bc at2 ab 2at2bd 2ab 3at2 所以答案 1 0 1 2 2 5 3 探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系高考指數(shù) 4 2012 廣東高考 某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系 1 將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上 將刻度尺固定在彈簧一側(cè) 彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在 選填 水平 或 豎直 方向 2 彈簧自然懸掛 待彈簧 時(shí) 長度記為l0 彈簧下端掛上砝碼盤時(shí) 長度記為lx 在砝碼盤中每次增加10g砝碼 彈簧長度依次記為l1至l6 數(shù)據(jù)如表 表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范 代表符號(hào)為 由表可知所用刻度尺的最小分度為 3 如圖是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖 縱軸是砝碼的質(zhì)量 橫軸是彈簧長度與 選填 l0 或 lx 的差值 4 由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為 n m 通過圖和表可知砝碼盤的質(zhì)量為 g 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 重力加速度取9 8m s2 解題指南 本題要注意測(cè)量儀器的精度及正確讀數(shù) 同時(shí)要注意利用圖象法求解問題的幾個(gè)重要的物理量 如斜率 截距等 解析 2 測(cè)量儀器是10分度的 需要估讀到最小精度的下一位 則此刻度尺的最小精度應(yīng)為1mm 故l3讀數(shù)錯(cuò)誤 3 橫軸表示的是彈簧的形變量 故為彈簧長度與l0的差值 4 由mg kx得圖象的斜率故k 4 9n m 掛了砝碼盤后彈簧伸長了2cm 由mg kx知其質(zhì)量為10g 答案 1 豎直 2 穩(wěn)定l31mm 3 l0 4 4 910 5 2010 福建高考 某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí) 將原長約200mm的橡皮筋上端固定 在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼 質(zhì)量均為20g 每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長量 當(dāng)掛上10只鉤碼后 再逐一把鉤碼取下 每取下一只鉤碼 也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長量 根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù) 作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長 量 l與拉力f關(guān)系的圖象如圖所示 從圖象中可以得出 填選項(xiàng)前的字母 a 增掛鉤碼時(shí) l與f成正比 而減掛鉤碼時(shí) l與f不成正比b 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí) 增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的大c 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí) 增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時(shí)的相等d 增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多 導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度 解析 選d 增掛鉤碼時(shí)圖線為曲線 l與f不成正比 故a不正確 當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí) 即f相同時(shí) 由圖象可知增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼時(shí)的小 是因?yàn)樵鰭煦^碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多 超出了橡皮筋的彈性限度 故b c不正確 d正確 6 2010 浙江高考 在 探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)中 甲 乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧 為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù) 他們?cè)谙鹌だK下面依次逐個(gè)掛上鉤碼 每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m 0 1kg 取g 10m s2 并記錄繩下端的坐標(biāo)x加i 下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù) 然后逐個(gè)拿下鉤碼 同樣記錄繩下端的坐標(biāo)x減i 繩下端坐標(biāo)的平均值xi x加i x減i 2的數(shù)據(jù)如表 1 同一橡皮繩的x加i x減i 大于或小于 2 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求 甲或乙 3 選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k n m 4 為了更好的測(cè)量勁度系數(shù) 在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有哪些 解析 1 因橡皮繩被拉伸后不是完全彈性形變 不可能恢復(fù)到原長 故x加i小于x減i 2 乙同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求 橡皮繩長度的改變量如下表所示 由下表數(shù)據(jù)知乙同學(xué)的數(shù)據(jù)中的改變量與增減的鉤碼數(shù)的正比例關(guān)系更明顯 3 由上表根據(jù)乙同學(xué)的數(shù)據(jù)作圖得由圖可得k乙 57n m 70n m 4 盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi) 同時(shí)有足夠大的伸長量 以減小長度測(cè)量的誤差 答案 1 小于 2 乙 3 見解析 4 盡可能使伸長量在彈性范圍內(nèi) 同時(shí)有足夠大的伸長量 以減小長度測(cè)量的誤差 驗(yàn)證力的平行四邊形定則高考指數(shù) 7 2012 浙江高考 在 探究求合力的方法 實(shí)驗(yàn)中 現(xiàn)有木板 白紙 圖釘 橡皮筋 細(xì)繩套和一把彈簧秤 1 為完成實(shí)驗(yàn) 某同學(xué)另找來一根彈簧 先測(cè)量其勁度系數(shù) 得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k n m 2 某次實(shí)驗(yàn)中 彈簧秤的指針位置如圖所示 其讀數(shù)為 n 同時(shí)利用 1 中結(jié)果獲得彈簧上的彈力值為2 50n 請(qǐng)畫出這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力f合 3 由圖得到f合 n 解題指南 在f x圖象中 圖線的斜率等于彈簧的勁度系數(shù) 彈簧秤的讀數(shù)要估讀一位 用平行四邊形定則畫合力 解析 1 根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn) 然后連成一條過原點(diǎn)的直線 直線的斜率等于彈簧的勁度系數(shù) 2 讀出彈簧秤的讀數(shù)為2 10n 保留三位有效數(shù)字 以o為頂點(diǎn) 畫出兩彈簧的繩套方向就是兩拉力方向 再確定并畫好力的標(biāo)度 畫出兩拉力的圖示 以兩拉力為鄰邊作出平行四邊形 畫出平行四邊形的對(duì)角線 即合力f合 3 用刻度尺量出合力的長度 根據(jù)確定的標(biāo)度算出合力的大小 答案 1 如圖55 2內(nèi)均可 2 2 10 說明 有效數(shù)字位數(shù)正確 0 02內(nèi)均可 畫法見解析 3 3 3 說明 0 2內(nèi)均可 8 2010 天津高考 在探究求合力的方法時(shí) 先將橡皮條的一端固定在水平木板上 另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩 實(shí)驗(yàn)時(shí) 需要兩次拉伸橡皮條 一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條 另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)繩拉橡皮條 1 實(shí)驗(yàn)對(duì)兩次拉伸橡皮條的要求中 下列哪些說法是正確的 填字母代號(hào) a 將橡皮條拉伸相同長度即可b 將橡皮條沿相同方向拉到相同長度 c 將彈簧測(cè)力計(jì)都拉伸到相同刻度d 將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 2 同學(xué)們?cè)诓僮鬟^程中有如下議論 其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是 填字母代號(hào) a 兩細(xì)繩必須等長b 彈簧測(cè)力計(jì) 細(xì)繩 橡皮條都應(yīng)與木板平行c 用兩彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差應(yīng)盡可能大d 拉橡皮條的細(xì)繩要長些 標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 解析 1 本實(shí)驗(yàn)利用等效法 使一個(gè)力f 的作用效果和兩個(gè)力f1 f2的作用效果相同 都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn) 這要求將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 即將橡皮條沿相同方向拉到相同長度 故b d正確 a c都未限制方向 無法保證效果相同 2 若驗(yàn)證一個(gè)力f 是否為力f1和f2的合力時(shí) 需作出各力的圖示 則應(yīng)記錄力的三要素 作用點(diǎn) 大小 方向 細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些 標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些 便于確定力的 方向 減小偏差 但兩細(xì)繩不必等長 故a不正確 d正確 為了避免彈簧測(cè)力計(jì)的外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位卡之間有摩擦 應(yīng)確保彈簧測(cè)力計(jì) 細(xì)繩 橡皮條都與木板平行 并使細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上 故b正確 在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下 拉力的數(shù)值應(yīng)盡量大些 以減小相對(duì)誤差 但沒必要使拉力之差盡可能的大 故c不正確 答案 1 b d 2 b d 方法技巧 解答 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 問題的注意事項(xiàng) 1 注意實(shí)驗(yàn)中等效思想的應(yīng)用 2 熟知實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) 3 掌握簡單的實(shí)驗(yàn)誤差分析 牛頓第二定律的驗(yàn)證及應(yīng)用高考指數(shù) 9 2012 安徽高考 圖甲為 驗(yàn)證牛頓第二定律 的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 砂和砂桶的總質(zhì)量為m 小車和砝碼的總質(zhì)量為m 實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮?1 實(shí)驗(yàn)中 為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力 先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度 使細(xì)線與長木板平行 接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是 a 將長木板水平放置 讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶 給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電 調(diào)節(jié)m的大小 使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng) 從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)b 將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶 撤去砂和砂桶 給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電 輕推小車 從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)c 將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?撤去紙帶以及砂和砂桶 輕推小車 觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng) 2 實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和m的選取 以下最合理的一組是 a m 200g m 10g 15g 20g 25g 30g 40gb m 200g m 20g 40g 60g 80g 100g 120gc m 400g m 10g 15g 20g 25g 30g 40gd m 400g m 20g 40g 60g 80g 100g 120g 3 圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶 a b c d e f g為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn) 相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出 量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為 sab 4 22cm sbc 4 65cm scd 5 08cm sde 5 49cm sef 5 91cm sfg 6 34cm 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50hz 則小車的加速度a m s2 結(jié)果保留2位有效數(shù)字 解題指南 解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn) 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意分析誤差來源及減小誤差的方法 2 利用紙帶求加速度時(shí)應(yīng)用位移逐差法 解析 1 選b 要使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力 應(yīng)將長木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端墊起 使小車所受重力沿木板向下的分力與小車及紙帶所受摩擦力平衡 即選項(xiàng)b正確 2 選c 要使砂和砂桶的總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮?必須使m m 只有選項(xiàng)c符合這個(gè)要求 3 小車的加速度為 其中t 0 1s 代入數(shù)據(jù)得 a 0 42m s2 答案 1 b 2 c 3 0 42 10 2011 山東高考 某探究小組設(shè)計(jì)了 用一把尺子測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù) 的實(shí)驗(yàn)方案 如圖所示 將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接 跨在斜面上端 開始時(shí)小球和滑塊均靜止 剪斷細(xì)繩后 小球自由下落 滑塊沿斜面下滑 可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音 保持小球和滑塊釋放的位置不變 調(diào)整擋板位置 重復(fù)以上操作 直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音 用刻度尺測(cè)出小球下落 的高度h 滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x 空氣阻力對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略 1 滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值為 2 滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 3 以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是 a 滑塊的質(zhì)量b 當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮 長度測(cè)量時(shí)的讀數(shù)誤差d 小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí) 解題指南 解答該題要把握以下三點(diǎn) 1 滑塊 小球同時(shí)運(yùn)動(dòng) 同時(shí)聽到撞擊聲 說明運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 2 滑塊在粗糙的斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 小球做自由落體運(yùn)動(dòng) 3 根據(jù)牛頓第二定律和幾何關(guān)系求出動(dòng)摩擦因數(shù) 解析 1 由于小球落地和滑塊撞擊擋板是同時(shí)的 可以得出兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同 即滑塊 小球 2 對(duì)滑塊受力分析可知 3 由上面的表達(dá)式可知所測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)與h h x有關(guān) 故正確選項(xiàng)為c d 答案 3 c d 11 2010 江蘇高考 為了探究受到空氣阻力時(shí) 物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律 某同學(xué)采用了 加速度與物體質(zhì)量 物體受力關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)裝置 如圖所示 實(shí)驗(yàn)時(shí) 平衡小車與木板之間的摩擦力后 在小車上安裝一薄板 以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力 1 往砝碼盤中加入一小砝碼 在釋放小車 選填 之前 或 之后 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 在紙帶上打出一系列的點(diǎn) 2 從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量 得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表 請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車的v t圖象 3 通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析 該同學(xué)認(rèn)為 隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加 小車所受的空氣阻力將變大 你是否同意他的觀點(diǎn) 請(qǐng)根據(jù)v t圖象簡要闡述理由 解析 1 為了充分利用紙帶 盡可能多地記錄小車運(yùn)動(dòng)情況 應(yīng)先接通電源再釋放小車 2 作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí) 將描出的點(diǎn)用平滑的曲線連起來 不在圖線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在圖線兩側(cè) 不要用折線 如圖所示 3 從v t圖象中可觀察到速度越來越大 斜率越來越小即加速度越來越小 小車受到的合外力越來越小 則可知空氣阻力越來越大 故該同學(xué)的觀點(diǎn)是正確的 答案 1 之前 2 見解析 3 同意 在v t圖象中 速度越大時(shí) 加速度越小 小車受到的合力越小 則小車受到的空氣阻力越大 探究動(dòng)能定理高考指數(shù) 12 2012 江蘇高考 為測(cè)定木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 小亮設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)木塊a位于水平桌面上的o點(diǎn)時(shí) 重物b剛好接觸地面 將a拉到p點(diǎn) 待b穩(wěn)定后靜止釋放 a最終滑到q點(diǎn) 分別測(cè)量op oq的長度h和s 改變h 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) 分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 實(shí)驗(yàn)開始時(shí) 發(fā)現(xiàn)a釋放后會(huì)撞到滑輪 請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方法 2 請(qǐng)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出s h關(guān)系的圖象 3 實(shí)驗(yàn)測(cè)得a b的質(zhì)量分別為m 0 40kg m 0 50kg 根據(jù)s h圖象可計(jì)算出a木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 4 實(shí)驗(yàn)中 滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致 的測(cè)量結(jié)果 選填 偏大 或 偏小 解析 1 為使a不撞到滑輪 應(yīng)設(shè)法減小b落地瞬間a的速度 因而可以減小b的質(zhì)量 增加細(xì)線的長度或增大a的質(zhì)量 降低b的起始高度 2 如圖 3 對(duì)a木塊應(yīng)用動(dòng)能定理 有由圖可知代入數(shù)據(jù)可以解得 0 38 0 4 4 考慮到滑輪的摩擦力做負(fù)功 實(shí)驗(yàn)中要克服滑輪的摩擦力做功 造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大 答案 1 減小b的質(zhì)量 增加細(xì)線的長度 或增大a的質(zhì)量 降低b的起始高度 2 見解析圖 3 0 4 4 偏大 13 2009 安徽高考 探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 實(shí)驗(yàn)主要過程如下 1 設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為w 2w 3w 2 分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶 求出小車的速度v1 v2 v3 3 作出w v草圖 4 分析w v圖象 如果w v圖象是一條直線 表明w v 如果不是直線 可考慮是否存在w v2 w v3 w 等關(guān)系 以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確 它是 a 本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為w 2w 3w 所采用的方法是選用同樣的橡皮筋 并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致 當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮筋對(duì)小車做的功為w 用2條 3條 橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次 第3次 實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2w 3w b 小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力 補(bǔ)償?shù)姆椒?可以使木板適當(dāng)傾斜c 某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中 得到一條記錄紙帶 紙帶上打出的點(diǎn) 兩端密 中間疏 出現(xiàn)這種情況的原因 可能是沒有使木板傾斜或傾角太小d 根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn) 求小車獲得的速度的方法 是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來進(jìn)行計(jì)算 解析 選d 放開小車之后 小車在橡皮筋的作用下開始加速運(yùn)動(dòng) 等到橡皮筋恢復(fù)原長之后 小車做勻速直線運(yùn)動(dòng) 本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的速度是小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度 而不是整個(gè)過程的平 均速度 因此研究紙帶上打下的點(diǎn)一定是那些均勻分布的點(diǎn) 所以d說法是錯(cuò)誤的 該實(shí)驗(yàn)利用倍增法 并未具體測(cè)量做功數(shù)值 而是以一根橡皮筋從拉伸到原長的過程所做的功作為單位功 通過改變橡皮筋的根數(shù)成倍地增加做功 故a說法正確 小車運(yùn)動(dòng)中受到木板的摩擦力 為了確保橡皮筋的彈力充當(dāng)合外力 需要平衡摩擦力 故b說法正確 若得到的紙帶中間疏 兩端密 說明最后小車減速運(yùn)動(dòng) 而不是勻速運(yùn)動(dòng) 可能是摩擦力導(dǎo)致 這意味著沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 故c說法正確 利用光電門測(cè)速度和加速度高考指數(shù) 14 2009 上海高考 小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了dis實(shí)驗(yàn)后 設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)物體瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn) 其裝置如圖所示 在小車上固定擋光片 使擋光片的前端與車頭齊平 將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面 墊高軌道的一端 小明同學(xué)將小車從該端同一位置由靜止釋放 獲得了如下幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 則以下表述正確的是 四個(gè)擋光片中 擋光片i的寬度最小 四個(gè)擋光片中 擋光片 的寬度最小 四次實(shí)驗(yàn)中 第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的速度最接近小車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度 四次實(shí)驗(yàn)中 第四次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的速度最接近小車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度a b c d 解析 選d 將小車從該端同一位置由靜止釋放 則到光電門時(shí)速度不變 通過光電門的時(shí)間越短說明擋光片的寬度越小 故擋光片 寬度最小 擋光片 寬度最大 故 不正確 正確 擋光片寬度越小 小車通過光電門的平均速度越接近于該點(diǎn)的瞬時(shí)速度 故 不正確 正確 15 2009 全國卷 某同學(xué)為了探究物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力與斜面傾角的關(guān)系 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖 長直平板一端放在水平桌面上 另一端架在一物塊上 在平板上標(biāo)出a b兩點(diǎn) b點(diǎn)處放置一光電門 用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊通過光電門時(shí)擋光的時(shí)間 實(shí)驗(yàn)步驟如下 用游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的擋光長度d 用天平測(cè)量滑塊的質(zhì)量m 用直尺測(cè)量ab之間的距離s a點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h1 b點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h2 將滑塊從a點(diǎn)靜止釋放 由光電計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t 重復(fù)步驟 數(shù)次 并求擋光時(shí)間的平均值 利用所測(cè)數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cos 多次改變斜面的傾角 重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 做出f cos 關(guān)系曲線 用測(cè)量的物理量完成下列各式 重力加速度為g 1 斜面傾角的余弦cos 2 滑塊通過光電門時(shí)的速度v 3 滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a 4 滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力f 解析 1 根據(jù)三角形關(guān)系可得 2 滑塊通過光電門時(shí)速度 3 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式則有 4 滑塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 受重力 支持力 滑動(dòng)摩擦力 根據(jù)牛頓第二定律mgsin f ma 則有答案 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律高考指數(shù) 16 2010 四川高考 有4條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 所用交流電頻率為50hz 打出的紙帶a b c d 其中一條是做 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的 為找出該紙帶 某同學(xué)在每條紙帶上取了點(diǎn)跡清晰的 連續(xù)的4個(gè)點(diǎn) 用刻度尺測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間距離依次為s1 s2 s3 請(qǐng)你根據(jù)下列s1 s2 s3的測(cè)量結(jié)果確定該紙帶為 已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹? 791m s2 a 61 0mm65 8mm70 7mmb 41 2mm45 1mm53 0mmc 49 6mm53 5mm57 3mmd 60 5mm61 0mm60 6mm 解析 選c 在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的距離之差 s at2 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)以重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)情景為載體 所以相鄰的0 02s內(nèi)的位移增加量為 s gt2 9 791 0 022mm 3 9mm 只有c選項(xiàng)符合 故c正確 17 2010 全國卷 利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)整好儀器 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 松開紙帶 使重物下落 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打出一系列的小點(diǎn) 1 為了測(cè)試重物下落的加速度 還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 填入正確選項(xiàng)前的字母 a 天平b 秒表c 米尺 2 若實(shí)驗(yàn)中所得到的重物下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?而實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理均無錯(cuò)誤 寫出一個(gè)你認(rèn)為可能引起此誤差的原因 解析 1 下落時(shí)間由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定 下落位移由米尺測(cè)定 故選c 由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在摩擦力 由牛頓第二定律可知mg f ma mg 則下落的加速度值小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?答案 c 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在摩擦力 18 2010 安徽高考 利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí) 需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h 某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶 設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案 a 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h 并測(cè)出下落時(shí)間t 通過v gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v0b 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h 并通過計(jì)算出瞬時(shí)速度c 根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度 測(cè)算出瞬時(shí)速度 并通過計(jì)算得出高度hd 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h 根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度 測(cè)算出瞬時(shí)速度v0以上方案中只有一種正確 正確的是 填入相應(yīng)的字母 解析 選d 速度不能用v gt或計(jì)算 因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為g 機(jī)械能當(dāng)然守恒 即相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 況且用v gt計(jì)算出的速度比實(shí)際值大 會(huì)得出機(jī)械能增加的錯(cuò)誤結(jié)論 而因?yàn)槟Σ磷枇Φ挠绊?機(jī)械能應(yīng)該減小 所以速度應(yīng)從紙帶上直接測(cè)量計(jì)算 同樣的道理 重物下落的高度h 也只能用刻度尺直接測(cè)量 而不能用計(jì)算得到 答案 d 19 2010 海南高考 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示 1 實(shí)驗(yàn)步驟 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上 桌面高度不低于1m 將導(dǎo)軌調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光條的寬度l 9 30mm 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s cm 將滑塊移至光電門1左側(cè)某處 待砝碼靜止不動(dòng)時(shí) 釋放滑塊 要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2 從數(shù)字計(jì)時(shí)器 圖中未畫出 上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間 t1和 t2 用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量m 再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m 2 用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式 滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1 和v2 當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時(shí) 系統(tǒng) 包括滑塊 擋光條 托盤和砝碼 的總動(dòng)能分別為ek1 和ek2 在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中 系統(tǒng)勢(shì)能的減少 ep 重力加速度為g 3 如果 ep 則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律 解析 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s 80 30cm 20 30cm 60 00cm 由于擋光條寬度很小 因此將擋光條通過光電門時(shí)的平均速度看做瞬時(shí)速度 擋光條的寬度l可用游標(biāo)卡尺測(cè)量 擋光時(shí)間 t可從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出 因此 滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度為則通過光電門1時(shí)瞬時(shí)速度為通過光電門2時(shí)瞬時(shí)速度為 由于質(zhì)量事先已用天平測(cè)出 由公式可得 滑塊通過光電門1時(shí)動(dòng)能滑塊通過光電門2時(shí)動(dòng)能末動(dòng)能減初動(dòng)能可得動(dòng)能的增加值 兩光電門中心之間的距離s即砝碼和托盤下落的高度 系統(tǒng)勢(shì)能的減小值 ep mgs 最后對(duì)比ek2 ek1與 ep數(shù)值大小 在誤差允許的范圍內(nèi)相等 就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律 答案 1 60 00 59 96 60 04 mgs 3 ek2 ek1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1 實(shí)驗(yàn)原理對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的認(rèn)識(shí) 1 作用 計(jì)時(shí)儀器 每隔0 02s打一次點(diǎn) 2 工作條件 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 4 6v低壓交流電 電火花計(jì)時(shí)器 220v交流電 3 紙帶上點(diǎn)的意義 表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置 通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔 可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況 2 利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法 1 沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間間隔的不同時(shí)刻的速度分別為v1 v2 v3 v4 若v2 v1 v3 v2 v4 v3 則說明物體在相等時(shí)間內(nèi)速度的增量相等 由此說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 即加速度恒定不變 2 沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1 x2 x3 x4 若 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 且 x at2 3 利用紙帶數(shù)據(jù)求解速度 加速度的方法 1 平均速度法 求某點(diǎn)瞬時(shí)速度 即如圖所示 2 逐差法 求加速度 即然后取平均值 即這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用 以提高準(zhǔn)確度 3 圖象法 求加速度 即由 平均速度法 求出多個(gè)點(diǎn)的速度 畫出v t圖象 直線的斜率即代表加速度 4 數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v t圖象 1 根據(jù)表格中的v t數(shù)據(jù) 在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn) 如圖所示 對(duì)于每次實(shí)驗(yàn) 描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上 2 作一條直線 使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上 落不到直線上的點(diǎn) 應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè) 這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的v t圖象 它是一條傾斜的直線 名師點(diǎn)睛 1 開始釋放小車時(shí) 應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 先接通電源 計(jì)時(shí)器工作后 再放開小車 當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開電源 3 要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞 在小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它 4 牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng) 以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少 或者加速度太小 而使各段位移無多大差別 從而使誤差增大 加速度的大小以能在50cm長的紙帶上清楚地取得六 七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜 狀元心得 1 要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn) 一般在紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 即時(shí)間間隔為t 0 02 5s 0 1s 2 多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 盡量減小偶然誤差 名師點(diǎn)睛 由實(shí)驗(yàn)得出的v t圖象 進(jìn)一步得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 有兩條途徑進(jìn)行分析 1 小車運(yùn)動(dòng)的v t圖象是一條傾斜的直線 如圖所示 當(dāng)時(shí)間增加相同的值 t 速度也會(huì)增加相同的值 v 由此得出結(jié)論 小車的速度隨時(shí)間均勻變化 2 既然小車的v t圖象是一條傾斜的直線 那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v kt b 所以小車的速度隨時(shí)間均勻變化 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1 實(shí)驗(yàn)原理 1 如圖所示 在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長 平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等 2 彈簧的長度可用刻度尺直接測(cè)出 伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算 這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系了 2 要點(diǎn)步驟 1 將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上 讓其自然下垂 用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度l0 即原長 2 如圖所示 將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端 在平衡時(shí)測(cè)量彈簧的總長并測(cè)出鉤碼的重力 填寫在表格里 3 改變所掛鉤碼的質(zhì)量 多次重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過程 4 以彈力f 大小等于所掛鉤碼的重力 為縱坐標(biāo) 以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo) 用描點(diǎn)法作圖 3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)在 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中 也可以不測(cè)量彈簧的自然長度 而以彈簧的總長作為自變量 彈力為函數(shù) 作出彈力隨彈簧長度的關(guān)系圖線 這樣可避免因測(cè)彈簧的自然長度而帶來誤差 名師點(diǎn)睛 一 實(shí)驗(yàn)操作時(shí)注意以下三點(diǎn)1 所掛鉤碼不要過重 以免彈簧被過分拉伸 超出它的彈性限度 要注意觀察 適可而止 2 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些 從而使坐標(biāo)系上描的點(diǎn)盡可能稀 這樣作出的圖線精確 3 測(cè)彈簧長度時(shí) 一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量 以免增大誤差 二 處理數(shù)據(jù)時(shí)注意以下兩點(diǎn)1 記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 2 按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向 嘗試作出一條平滑的曲線 包括直線 所描的點(diǎn)不一定正好都在這條曲線上 但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)分布大致均勻 切忌畫成折線 驗(yàn)證力的平行四邊形定則1 實(shí)驗(yàn)原理 1 等效法 一個(gè)力f 的作用效果和兩個(gè)力f1 f2的作用效果相同 就是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點(diǎn) 所以力f 就是這兩個(gè)力f1和f2的合力 作出力f 的示意圖 如圖所示 2 平行四邊形法 根據(jù)平行四邊形定則作出力f1和f2的合力f的示意圖 3 驗(yàn)證 比較f和f 的大小和方向是否相同 若在誤差允許的范圍內(nèi)相同 則就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則 2 要點(diǎn)步驟 1 在水平桌面上平放一塊方木板 在方木板上鋪一張白紙 用圖釘把白紙固定在方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的a點(diǎn) 在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩 細(xì)繩的另一端各系上細(xì)繩套 3 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮條 將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置o 如圖所示 4 用鉛筆描下o點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向 讀出并記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 5 用鉛筆和刻度尺在白紙上從o點(diǎn)沿兩條細(xì)繩的方向畫直線 按一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力f1和f2的圖示 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形 過o點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線即為合力f 6 只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì) 通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置o 讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) 描下細(xì)繩的方向 按同一標(biāo)度用刻度尺從o點(diǎn)作出這個(gè)力f 的示意圖 7 比較f 與用平行四邊形定則求出的合力f的大小和方向 看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 8 改變f1和f2的大小和方向 再做兩次實(shí)驗(yàn) 3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)也可以完成 具體操作如下 1 把兩條細(xì)繩中的一條細(xì)繩與彈簧測(cè)力計(jì)連接 另一條細(xì)繩用手直接抓住 然后同時(shí)拉這兩條細(xì)繩 使結(jié)點(diǎn)至o點(diǎn) 記下兩條細(xì)繩的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f1 2 放回橡皮條后 將彈簧測(cè)力計(jì)連接到另一細(xì)繩上 再用手抓住另一條細(xì)繩 同時(shí)拉這兩條細(xì)繩 使結(jié)點(diǎn)至o點(diǎn) 并使兩條細(xì)繩位于記錄下來的方向上 讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f2 其他步驟與提供兩只彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)相同 這種操作的優(yōu)點(diǎn)是能減小因兩彈簧測(cè)力計(jì)的不同而帶來的誤差 但實(shí)驗(yàn)過程稍麻煩 狀元心得 驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了物理等效替代的思想 所以本節(jié)實(shí)驗(yàn)要牢牢控制好效果相同 名師點(diǎn)睛 1 注意事項(xiàng) 1 同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是 將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉 若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過程中 讀數(shù)相同 則可選 若讀數(shù)不同 應(yīng)調(diào)整或另換 直至相同為止 2 在同一次實(shí)驗(yàn)中 使橡皮條拉長時(shí) 結(jié)點(diǎn)o位置一定要相同 3 用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí) 夾角不宜太大也不宜太小 在60 100 之間為宜 4 讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行 并使細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上 避免彈簧測(cè)力計(jì)的外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位孔之間有摩擦 讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度 在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下 拉力的數(shù)值盡量大些 5 細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些 便于確定力的方向 不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線 應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn) 去掉細(xì)繩套后 再將所標(biāo)點(diǎn)與o點(diǎn)連接 即可確定力的方向 6 在同一次實(shí)驗(yàn)中 畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同 并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度 使所作力的圖示稍大一些 2 誤差分析 1 彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差 2 讀數(shù)誤差和作圖誤差 3 兩分力f1 f2間的夾角 越大 用平行四邊形定則作圖得出的合力f的誤差 f也越大 驗(yàn)證牛頓第二定律1 實(shí)驗(yàn)原理探究