2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實驗 14 力學(xué)實驗課件

1、 考情分析考情分析備考定向備考定向 -5- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引 -6- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引 1.知識規(guī)律 (1)誤差和有效數(shù)字。 系統(tǒng)誤差:由于儀器本身不精密、實驗方法粗略或?qū)嶒炘聿?完善而產(chǎn)生的誤差。其特點是測量結(jié)果較真實值總是偏大或偏小。 系統(tǒng)誤差不能用多次測量求平均值的方法消除或減小。 偶然誤差:由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量 的影響而產(chǎn)生的誤差。其特點是多次重復(fù)做同一實驗時誤差總是 時大時小。減小這種誤差的方法是多次測量取其平均值。 有效數(shù)字:帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字。有效 數(shù)字從左邊第一位不為零的數(shù)字算起。 -7- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引

2、(2)長度的測量。 毫米刻度尺的讀數(shù):精確到毫米,估讀一位。 游標(biāo)卡尺的讀數(shù):測量值=主尺上的讀數(shù)+mn(其中m為游標(biāo) 卡尺的精確度,n為游標(biāo)尺上與主尺上某刻度線對齊的格數(shù))。 螺旋測微器的讀數(shù):測量值=固定刻度+可動刻度(估讀一 位)0.01 mm。 (3)光電門的使用。 如果擋光片的寬度為d,擋光時間為t,則物體經(jīng)過光電門時的瞬 時速度 -8- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引 (4)紙帶類實驗。 能夠利用打點計時器的力學(xué)實驗 -9- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引 利用紙帶求瞬時速度的方法 在勻變速直線運(yùn)動中,利用物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中 間時刻的瞬時速度求解。 測出與第n點相鄰的前、后兩段相

3、等時間T內(nèi)的距離xn和xn+1,由 公式 算出。在驗證機(jī)械能守恒定律實驗中,就是根據(jù)此 法求得物體瞬時速度的。 -10- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引 -11- 知識脈絡(luò)梳理規(guī)律方法導(dǎo)引 ()圖象法: a.由 ,求出各相應(yīng)時刻的速度。 b.確定各計數(shù)點的坐標(biāo)值(T,v1)、(2T,v2)、(nT,vn)。 c.畫出v-t圖象,圖線的斜率為物體做勻變速直線運(yùn)動的加速度。 利用紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法 若相鄰兩計數(shù)點之間的距離滿足x=x2-x1=x3-x2=xn-xn- 1=aT2(恒量),說明物體做勻變速直線運(yùn)動。 2.思想方法 (1)物理思想:等效替代思想、控制變量思想。 (2)物理方法

4、:等效替代法、控制變量法、逐差法、平均值法、圖 象法。 -12- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù) 主要以填空題的形式考查游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)。 例1(1)某同學(xué)用自己發(fā)明的新式游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑,新式 卡尺將主尺上 39 mm在游標(biāo)尺上均分成20等份。如圖甲所示,則小 鋼球的直徑為d=cm。 (2)該同學(xué)又用螺旋測微器測量某電阻絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示, 則該金屬絲的直徑為mm。 答案 (1)1.035(2)1.195(0.002) -13- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 解析 (1)游標(biāo)卡尺上精確度為 mm=0.05 mm, 所以d=10 mm+0.0

5、5 mm7=10.35 mm=1.035 cm。 (2)金屬絲的直徑d=1 mm+0.01 mm19.5=1.195 mm。 -14- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 -15- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 規(guī)律方法1.游標(biāo)卡尺的原理 游標(biāo)卡尺主要分為10、20、50分度三種,其原理和讀數(shù)方法基本 相同。對于n分度的游標(biāo)卡尺,如果游標(biāo)尺的分度值為x,主尺上的 分度值為y,則nx=(n-1)y,故游標(biāo)尺與主尺兩者分度值之差為k=y- x= 。其中 叫游標(biāo)卡尺的精度。 2.螺旋測微器的基本原理 螺旋測微器螺紋螺距為0.5 mm,即可動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一圈,螺桿前進(jìn) 或后退0.5 mm,可動轉(zhuǎn)筒

6、上可動刻度分成50等份,每一等份表示0.01 mm,即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等份,測微螺桿前進(jìn)或后退0.01 mm。這 樣就能把沿軸線方向不便于測量的微小距離用圓周上的點移動較 大的距離表示出來(機(jī)械放大原理)。 -16- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 3.游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應(yīng)注意的問題 (1)10分度的游標(biāo)卡尺,以mm為單位,小數(shù)點后只有1位,20分度和 50分度的游標(biāo)卡尺以mm為單位,小數(shù)點后有2位,且對齊格數(shù)不估 讀。 (2)螺旋測微器以mm為單位,小數(shù)點后必須有3位,對齊格數(shù)要估 讀,同時還要注意半毫米刻度線是否露出。 -17- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 拓展訓(xùn)練1某同學(xué)測定

7、一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙 所示,則該金屬桿的長度和直徑分別為cm和mm。 答案 60.104.20 解析 刻度尺的最小刻度為0.1 cm,因此讀數(shù)應(yīng)為60.10 cm;游標(biāo)卡 尺是50分度,精確到0.02 mm,因此讀數(shù)為4.20 mm。 -18- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 紙帶類實驗的處理方法 主要考查利用處理紙帶的思想來解決實際問題。 例2研究小車做勻變速直線運(yùn)動的實驗裝置如圖甲所示,其中斜 面傾角可調(diào)。打點計時器的工作頻率為50 Hz。紙帶上計數(shù)點的 間距如圖乙所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。 -19- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (1)部分實驗步驟如

8、下: A.測量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶。 B.接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車。 C.將小車?？吭诖螯c計時器附近,小車尾部與紙帶相連。 D.把打點計時器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔。 上述實驗步驟的正確順序是(用字母填寫)。 (2)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T= s。 (3)計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5=。 (4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式 應(yīng)為a=。 -20- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 -21- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 -22- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 例3甲、乙兩位同學(xué)在驗證牛頓第二定律的實驗中,使用

9、了如圖 所示的實驗裝置。 (1)實驗時他們先調(diào)整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜的 長木板上做勻速直線運(yùn)動,這樣做的目的是。 -23- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (2)此后,甲同學(xué)把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪懸掛若干配重片。 在小車質(zhì)量一定的情況下,多次改變配重片數(shù)量,每改變一次就釋 放一次小車,利用打點計時器打出記錄小車運(yùn)動情況的多條紙帶。 右圖是其中一條紙帶的一部分,O、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點, 相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出。打點計時器 接在頻率為50 Hz的交流電源上。通過對紙帶的測量,可知小車運(yùn) 動過程中的加速度大小為 m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 -

10、24- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (3)根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù),甲同學(xué)繪制了小車加速度與小車所受拉 力(測量出配重的重力作為小車所受拉力大小)的a-F圖象,如圖所示。 由圖象可知。(選填選項前的字母) A.當(dāng)小車質(zhì)量一定時,其加速度與所受合外力成正比 B.當(dāng)小車所受合外力一定時,其加速度與質(zhì)量成反比 C.小車的質(zhì)量約等于0.3 kg D.小車的質(zhì)量約等于3.3 kg -25- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (4)乙同學(xué)在實驗時,因配重片數(shù)量不足改用5個質(zhì)量為20 g的鉤 碼進(jìn)行實驗。他首先將鉤碼全部掛上,用打點計時器打出記錄小車 運(yùn)動情況的紙帶,并計算出小車運(yùn)動的加速度;之后每次將懸掛的

11、鉤碼取下一個并固定在小車上,重復(fù)多次實驗,且每次實驗前均調(diào) 整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線 運(yùn)動。若根據(jù)測得的數(shù)據(jù),繪制出小車加速度與懸掛的鉤碼所受重 力的關(guān)系圖線,則關(guān)于這一圖線下列說法錯誤的是。(選填 選項前的字母) A.可由該圖線計算出小車和5個鉤碼質(zhì)量之和 B.只有當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于懸掛鉤碼的質(zhì)量時,該圖線才是一條直 線 C.無論小車質(zhì)量是否遠(yuǎn)大于懸掛鉤碼的質(zhì)量,該圖線都是一條直 線 -26- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 答案 (1)為了平衡小車運(yùn)動過程中所受的摩擦力(2)0.50(或0.49) (3)AC(4)B -27- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三

12、 解析 (1)這樣做的目的是平衡小車運(yùn)動過程中所受的摩擦力。 (2)因為OA=2.86 cm,AB=3.35 cm,BC=3.85 cm,T=0.1 s, (4)對整個系統(tǒng)來說,系統(tǒng)的總質(zhì)量保持不變,總等于5個砝碼的質(zhì) 量與小車質(zhì)量的和,故根據(jù)小車加速度與懸掛的鉤碼所受重力的關(guān) 系圖線,也就是a-F圖線斜率的倒數(shù)可求得小車和5個鉤碼質(zhì)量之和, 選項A正確;因?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行研究且保持系統(tǒng)的總質(zhì)量不變,故砝碼的 重力總等于系統(tǒng)的牽引力,故無論小車質(zhì)量是否遠(yuǎn)大于懸掛鉤碼的 質(zhì)量,該圖線都是一條直線,選項C正確,B錯誤。 -28- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 -29- 命題熱點一命題熱點二命

13、題熱點三 例4如圖甲所示的裝置可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系。 水平軌道上安裝兩個光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細(xì) 線一端與力傳感器連接,另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤。實驗首先 保持軌道水平,通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動以 實現(xiàn)平衡摩擦力,再進(jìn)行后面的操作,并在實驗中獲得以下測量數(shù) 據(jù):小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量m,平衡摩擦力時砝碼和砝碼 盤的總質(zhì)量m0,擋光板的寬度d,光電門1和2的中心距離s。 -30- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 -31- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量 (選填“需要”或“不需要”

14、)。 (2)實驗需用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d,如圖乙所示,d= mm。 (3)某次實驗過程:力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋 光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后,砝碼盤才落地),已知重力 加速度為g,則對該小車實驗要驗證的表達(dá)式是。 -32- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 解析 (1)不需要,因為有力的傳感器,可直接測出拉力的大小,而不必 根據(jù)砝碼和砝碼盤的總重力約等于拉力來計算。 (2)擋光板的寬度d=5 mm+0.05 mm10=5.50 mm。 (3)以小車作為研究對象,小車所受的合力為F-m0g, -33- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 -34- 命

15、題熱點一命題熱點二命題熱點三 例5某實驗小組利用如圖所示的裝置進(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m0,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(yùn)動。 -35- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (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

16、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。,。 -36- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 -37- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 -38- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 規(guī)律方法紙帶類問題是力學(xué)實驗中出現(xiàn)率最高的內(nèi)容,多以教材 實驗為藍(lán)本進(jìn)行升級變形,從整體角度看,力學(xué)中的四個打點描跡 類實驗都存在共性,因此在某種程度上可以實現(xiàn)“一個裝置多種用 途”的效果。 從測定物理量角度

17、看,可以以最基本的實驗逐漸升華到探究測量 多個物理量的效果,創(chuàng)新的流程主要如下。 在計算中還涉及有效數(shù)字,所以審題要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。 -39- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 拓展訓(xùn)練2(2017全國卷)某探究小組為了研究小車在桌面上 的直線運(yùn)動,用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固 定在小車旁,如圖甲所示。實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小 車。在小車運(yùn)動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖 乙記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s 內(nèi)共滴下46個小水滴) -40- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (1)由圖乙可知,小車在桌面上是(填“從右向左” 或“

18、從左向右”)運(yùn)動的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動。小車 運(yùn)動到圖乙中A點位置時的速度大小為 m/s,加速度大小為 m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 答案 (1)從右向左(2)0.190.037 -41- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 解析 (1)輕推小車,由于阻力小車做減速運(yùn)動,相同時間內(nèi)位移逐漸 減小,故小車由右向左運(yùn)動。 -42- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 橡皮條、彈簧類實驗的處理方法 主要考查胡克定律以及力的平行四邊形定則。 例6某同學(xué)做探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系的實驗。 -43- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)?/p>

19、指的標(biāo)尺刻度,其示數(shù)為 7.73 cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,此時 彈簧的伸長量l為 cm。 (2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力,關(guān) 于此操作,下列選項中規(guī)范的做法是。(填選項前的字母) A.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和 對應(yīng)的鉤碼總重 B.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的 鉤碼總重 (3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關(guān)系圖線,圖 線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是。 答案 (1)6.93(6.926.94)(2)A (3)超過彈簧的彈性限度 -44- 命題熱點一命題熱

20、點二命題熱點三 解析 (1)題圖甲示數(shù)為7.73 cm,題圖乙示數(shù)為14.66 cm,彈簧的伸長 量l=(14.66-7.73) cm=6.93 cm。(2)逐一增掛鉤碼,彈簧的伸長量逐 漸地增大,不會出現(xiàn)超過彈性限度的情況,選項A正確。(3)當(dāng)超過彈 簧的彈性限度時,彈力與彈簧伸長量不再成正比。 -45- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 -46- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 例7小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。 (1)實驗記錄紙如圖甲所示,O點為橡皮條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 彈簧測力計拉橡皮條時,拉力F3

21、的方向過P3點。三個力的大小分別 為F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N。請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作 圖求出F1和F2的合力。 (2)仔細(xì)分析實驗,小明懷疑實驗中的橡皮條被多次拉伸后彈性 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條拉 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 皮條彈性的影響。 -47- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 實驗裝置如圖乙所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡 皮條的上端固定于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。 兩次實驗記錄的軌跡如

22、圖丙所示,過O點作一條直線與軌跡交于a、 b兩點,則實驗中橡皮條分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大 小關(guān)系為。 -48- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 -49- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 -50- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (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.橡皮條的長度與受到的拉力成正比 B.兩次受到的拉力相同時,橡皮條第2次的長度較長 C.兩次被拉伸到相同長度時,橡皮條第2次受到的拉力較大 D.兩次受到的拉力相同時,拉力越大,橡皮條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

23、意事項。 -51- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 答案 (1)(見下圖,F合=4.604.90 N都算對) (2)Fa=Fb (3)BD (4)橡皮條拉伸不宜過長;選用新橡皮條。(或:拉力不宜過大;選用 彈性好的橡皮條;換用彈性好的彈簧。) -52- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 解析 (1)作出力F1、F2和合力的圖示如答案圖所示;經(jīng)測量可得合 力大小為4.70 N。 (2)橡皮條被拉伸到a(或b)時,根據(jù)平衡條件,因重物的重力一定, 橡皮條與豎直方向的夾角一定,如圖所示,則橡皮條受的拉力 FT= ,大小一定,故Fa=Fb。 -53- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (3)由(2)可知橡

24、皮條的長度與受的拉力不是正比關(guān)系,橡皮條第2 次的長度較長,但受到的拉力與第1次相同,選項A錯誤,B正確;若兩 次被拉伸到相同長度,第2次橡皮條與豎直方向的夾角小,由FT= 可知,第2次受的拉力較小,選項C錯誤;拉力越大時,橡皮條與豎直方 向的夾角越大,由題圖可知,橡皮條兩次的長度之差越大,選項D正 確。 -54- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 思維導(dǎo)引 規(guī)律方法驗證力的平行四邊形定則操作注意事項 用兩個彈簧測力計拉橡皮條時的“三記錄”(記錄兩彈簧測力計示 數(shù)、兩細(xì)繩方向和結(jié)點O的位置),用一個彈簧測力計拉橡皮條時的 “二記錄”(記錄彈簧測力計示數(shù)和細(xì)繩方向)及“一注意”(結(jié)點O必 須在同一

25、位置)。 -55- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 拓展訓(xùn)練3小莉和她的同學(xué)利用簡易實驗器材,一把刻度尺,一質(zhì) 量為m=300 g的重物,測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力,并與網(wǎng)上 獲取的正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對比(頭發(fā)能承受的拉力隨年齡變化;20歲組, 頭發(fā)能承受的拉力最大,平均約1.72 N;30歲組,平均約1.50 N) 實驗步驟如下: (1)水平固定刻度尺; (2)用手指尖緊握頭發(fā)絲兩端,用刻度尺測量出兩手指尖之間的頭 發(fā)絲長度l=50.00 cm; -56- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 (3)將重物通過細(xì)繩掛在頭發(fā)絲上,兩手緩慢沿刻度尺水平移動, 直至頭發(fā)絲恰好被拉斷。從刻度尺上讀出兩手指尖

26、之間的距離 d=30.00 cm。(重力加速度g取10 m/s2,掛鉤光滑且質(zhì)量不計) 由以上數(shù)據(jù)可知所用刻度尺最小刻度為;頭發(fā)絲的拉力 表達(dá)式F=(用以上物理量符號表示);利用所測數(shù)據(jù) 可獲得最大拉力為 N(保留三位有效數(shù)字),在正常范圍。 -57- 命題熱點一命題熱點二命題熱點三 -58- 12345 1.在測金屬的電阻率的實驗中,分別用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測出 用金屬材料制成的一段圓柱體的長度和橫截面的直徑如圖所示。 則該圓柱體的長度為mm,橫截面的直徑為mm。 答案 49.154.699 解析 根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則,該圓柱體的長度為49 mm+30.05 mm=49.15 mm;根據(jù)螺

27、旋測微器讀數(shù)規(guī)則,圓柱體橫截面的直徑為 4.5 mm+0.199 mm=4.699 mm。 -59- 12345 2.圖甲為驗證動能定理的實驗裝置。鉤碼的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量 m車=300 g。實驗中用鉤碼重力的大小作為細(xì)繩對小車?yán)Φ拇笮　?實驗主要過程如下: 甲 安裝實驗裝置。 分析打點計時器打出的紙帶,求出小車的速度。 計算小車的動能增量和對應(yīng)細(xì)繩拉力做的功,判斷兩者是否相等。 -60- 12345 (1)下列關(guān)于該實驗的說法正確的是。 A.調(diào)整滑輪高度使細(xì)繩與木板平行 B.為消除阻力的影響,應(yīng)使木板右端適當(dāng)傾斜 C.在質(zhì)量為10 g、50 g、80 g的三種鉤碼中,挑選質(zhì)量為80 g的

28、鉤碼 掛在掛鉤P上最為合理 D.先釋放小車,然后接通電源,打出一條紙帶 (2)在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中選擇點跡清晰的一條,測量如圖乙 所示,打點周期為T,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。用題中的有關(guān)字母寫出 驗證動能定理的表達(dá)式為。 (3)寫出兩條引起實驗誤差的原因: 。 -61- 12345 -62- 12345 3.(2018全國卷)某同學(xué)用圖甲所示的裝置測量木塊與木板之間 的動摩擦因數(shù),跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧測力 計相連,滑輪和木塊間的細(xì)線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩 慢向左拉動水平放置的木板,當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍 在繼續(xù)滑動時,彈簧測力計的示數(shù)即為木塊受到的滑動

29、摩擦力的大 小。某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出,其中Ff4的值可從圖乙中彈簧 測力計的示數(shù)讀出。 -63- 12345 -64- 12345 回答下列問題: (1)Ff4= N; (2)在圖丙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出Ff-m圖線; (3)Ff與m、木塊質(zhì)量m0、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)及重力加 速度大小g之間的關(guān)系式為Ff=,Ff-m圖線(直線)的斜率的 表達(dá)式為k=; (4)取g=9.80 m/s2,由繪出的Ff-m圖線求得=。(保留2位有 效數(shù)字) 答案:(1)2.75 (2)見解析圖 (3)(m0+m)gg (4)0.40 -65- 12345 解析:(1)彈簧測力計的最小刻度

30、為 0.1 N,讀數(shù)時應(yīng)估讀到0.01 N,題 中示數(shù)為2.75 N。 (2) (3)實驗中木塊處于平衡狀態(tài),有Ff=(m0+m)g=m0g+mg,即Ff-m圖 象的斜率k=g。 -66- 12345 -67- 12345 4.(2016全國卷)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究,實驗 裝置如圖甲所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右 端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向 左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算, 可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 -68- 12345 (1)實驗中涉及下列操作步驟: 把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點計時器

31、電源 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。 (2)圖乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實 際打點結(jié)果。打點計時器所用交流電源的頻率為50 Hz。由M紙帶 所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度 為m/s。比較兩紙帶可知,(選填“M”或“L”)紙 帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。 -69- 12345 答案 (1)(2)1.29M 解析 (1)實驗原理為把壓縮彈簧所具有的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的 動能,當(dāng)彈簧處于原長時,彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,此時速度最大。 (2)當(dāng)物塊速度最大時, 。由于兩相鄰 點時間

32、間隔相等,所以時間一定時,距離越大,速度越大,動能越大,初 位置彈性勢能越大,所以M紙帶對應(yīng)實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢 能大。 -70- 12345 5.為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為完全 彈性碰撞(碰撞過程中沒有機(jī)械能損失),某同學(xué)選取了兩個體積相 同、質(zhì)量不等的小球,按下述步驟做如下實驗: 用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2,m1m2; 按照如圖所示安裝好實驗裝置。將斜槽AB固定在桌邊,使槽的 末端點的切線水平,將一斜面BC連接在斜槽末端; 先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小 球在斜面上的落點位置; -71- 12345 將小球m2放在

33、斜槽前端邊緣處,讓小球m1仍從斜槽頂端A處靜止 開始滾下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球m1和小球m2在斜面上的落點 位置; 用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離。圖中D、 E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置,它們到B點 的距離分別為lD、lE、lF。 根據(jù)該同學(xué)的實驗,回答下列問題: (1)在沒有放m2時,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,m1的落 點是圖中的點; (2)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式 , 則說明碰撞中動量是守恒的; (3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關(guān)系式, 則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞。 -72- 12345 解析 (1)由于發(fā)生彈性正

34、碰,且m1m2,則碰后小球m1的速度比未碰 撞時的速度小,小球m2的速度比未碰撞時小球m1的速度大,因此可 判定小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,未碰時的落點在圖中 的E點。 -73- 12345 -74- 力學(xué)創(chuàng)新實驗分析技巧力學(xué)創(chuàng)新實驗分析技巧 【典例示范】 用如圖所示的實驗裝置測量滑塊A與木板間的動摩 擦因數(shù)。長木板水平固定,細(xì)線跨過定滑輪與滑塊A、重錘B相連。 將細(xì)線拉直,測出B離地面的高度h,將重錘從h高處靜止釋放,B落地 后,測出A在木板上滑動的距離x;改變B釋放高度重復(fù)實驗,實驗數(shù) 據(jù)如下表所示。 -75- (1)若測得A的質(zhì)量mA=3 kg,B的質(zhì)量mB=1 kg,A和B間細(xì)線的長度 l0=112.0 cm,木板的長度l=98.0 cm,要達(dá)到實驗?zāi)康?以上四個量中 沒有必要測量的是(用物理量的符號表示)。 (2)作出x隨h變化的圖象。 (3)由(2)中作出的圖象并結(jié)合(1)中所測數(shù)值求得滑塊與木板間 的動摩擦因數(shù)為。 答案 (1)l0、l(2)見解析中圖 (3)0.2 -76- 解析 (