高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 高考物理實驗 第11講 力學(xué)實驗課件.ppt

《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 高考物理實驗 第11講 力學(xué)實驗課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題五 高考物理實驗 第11講 力學(xué)實驗課件.ppt（58頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第11講 力學(xué)實驗,1.(2013江蘇單科，11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動測定重力加速度，實驗裝置如圖1所示。傾斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個小球。手動敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個小球。當(dāng)?shù)?個小球撞擊M時，M與觸頭分開，第2個小球開始下落……這樣，就可測出多個小球下落的總時間。,圖1,(1)在實驗中，下列做法正確的有________。 A.電路中的電源只能選用交流電源 B.實驗前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方 C.用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度 D.手動敲擊M的同時按下秒表開始計時 (2)實驗測得小球下落的高度H＝1.980 m，10個小球下落的總時間T＝6.5 s?？汕蟪鲋亓铀俣萭＝________m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),(3)在不增加實驗器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法。 (4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間Δt磁性才消失，因此，每個小球的實際下落時間與它的測量時間相差Δt，這導(dǎo)致實驗誤差。為此，他分別取高度H1和H2，測量n個小球下落的總時間T1和T2。他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt對實驗結(jié)果的影響？請推導(dǎo)說明。,答案 (1)BD (2)9.4 (3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實驗，結(jié)果取平均值。(其他答案只要合理也可) (4)可以消除Δt對實驗結(jié)果的影響，推導(dǎo)過程見解析,2.(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2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＝3.30 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。,圖2,(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3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3,兩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θ角越大，兩次的長度之差越大，D對。 (4)見答案。,答案 (1)見右圖，F(xiàn)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。),3.(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(yùn)動規(guī)律。實驗裝置如圖4所示，打點計時器的電源為50 Hz的交流電。,圖4,(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 (2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實驗(記為“實驗①”)，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5所示。,圖5,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(yùn)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②”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動規(guī)律與自由落體運(yùn)動規(guī)律幾乎相同。請問實驗②是為了說明什么？對比實驗①和②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39.8 cm/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,主要題型：填空題 知識熱點 (1)命題規(guī)律 從近三年高考對力學(xué)實驗的考查，處處滲透著新課程信息，試題“來源于教材而不拘泥于教材”。試題側(cè)重對學(xué)生獨立完成實驗的能力的考查，實驗命題并不回避學(xué)生做過的經(jīng)典實驗，只是在經(jīng)典實驗基礎(chǔ)上做有限的變化，考查學(xué)生獨立解決新問題的能力和知識遷移能力，體現(xiàn)新課程倡導(dǎo)的三維目標(biāo)。,(2)題型特點 ①“常規(guī)實驗題”：該小題命題立足教材，側(cè)重考查完成實驗的能力。涉及基本儀器的使用(含讀數(shù))、實驗原理和測量方法的理解、實驗條件的控制、實驗步驟的編排、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗誤差的分析。 ②“能力遷移題”：該命題立足遷移，側(cè)重考查設(shè)計簡單實驗方案的能力。突出實驗原理的遷移、測量方法的遷移、數(shù)據(jù)處理方法的遷移(圖象法和平均值法)等。 ③“創(chuàng)新實驗題”：“新”可以更加有效地考查學(xué)生分析問題的能力，區(qū)分度也很明顯。其實這類題依然是以實驗基礎(chǔ)為依據(jù)，只不過在新的背景、新的命題方式下進(jìn)行考查。,考向一 “紙帶類”實驗(一套裝置、一條紙帶串聯(lián)力學(xué)五個實驗),1.(探究速度隨時間變化的規(guī)律)(2015南京市高三教學(xué)測試)(1)如圖6所示為“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗裝置圖，按照實驗要求應(yīng)該( ),圖6,A.先釋放小車，再接通電源 B.先接通電源，再釋放小車 C.同時釋放小車和接通電源 (2)本實驗必須( ) A.要平衡摩擦力 B.要求懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C.上述兩項要求都不需要,(3)如圖7為在“探究小車速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中，得到的紙帶，從中確定五個計數(shù)點，量得d1＝8.00 cm，d2＝17.99 cm，d3＝30.00 cm，d4＝44.01 cm。每相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.1 s。則打C點時小車的速度vC＝________ m/s，小車的加速度a＝________ m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),圖7,答案 (1)B (2)C (3)1.1 2.0,2.(探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系) 某同學(xué)利用如圖8甲所示的裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。,圖8,(2)在實驗中，利用打點計時器打出了多條紙帶，該同學(xué)選取了其中較為理想的一條進(jìn)行分析，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1 s，距離如圖乙所示，單位是cm，則小車的加速度為________m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),答案 (1)CD (2)1.59,3.(驗證機(jī)械能守恒定律)某同學(xué)利用如圖9所示的裝置來驗證由小車與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圖9,(1)現(xiàn)提供如下器材： A.小車 B.鉤碼 C.一端帶滑輪的長木板 D.細(xì)繩 E.電火花打點計時器 F.紙帶 G.毫米刻度尺 H.游標(biāo)卡尺 I.低壓交流電源 J.220 V交流電源 實驗中不需要的器材是________(填寫器材前的字母)，還需要的器材是________。 (2)為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系應(yīng)該滿足________。 (3)小明和小軍同學(xué)在做該實驗時，小明認(rèn)為只要采用平衡摩擦力的方法將摩擦力平衡掉就可以了，無須滿足(2)問中小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系，而小軍卻否認(rèn)小明的看法，你認(rèn)為小明的看法________(選填“正確”或“不正確”)，理由是_____________________________________________________。,(4)兩位同學(xué)統(tǒng)一觀點后完成實驗，得到一條紙帶，去掉前面比較密集的點，選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)7個點(標(biāo)號為0～6)，測出相關(guān)距離如圖10所示，要驗證在第2點與第5點時系統(tǒng)的機(jī)械能相等，則應(yīng)滿足關(guān)系式____________________________。(設(shè)小車質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m，打點周期為T),圖10,解析 (1)實驗不需要游標(biāo)卡尺，距離由刻度尺測量，電火花計時器直接使用220 V交流電源，不需要低壓交流電源，不需要的器材是H、I，還需要天平測量鉤碼的質(zhì)量。 (2)為盡可能消除摩擦力對本實驗的影響，使驗證結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，則小車質(zhì)量M和鉤碼質(zhì)量m的關(guān)系應(yīng)該滿足M?m，這樣能使摩擦力做的功相對少些，以減少機(jī)械能的損失。 (3)小明的看法不正確，因為平衡摩擦力后，摩擦力還做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。,4.(測重力加速度)[2015廣東理綜，34(1)]某同學(xué)使用打點計時器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?①請完成以下主要實驗步驟：按圖11(a)安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物________(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計時器下端；________，________，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實驗。 ②圖(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶，應(yīng)選取________(填“b”或“c”)來計算重力加速度。在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋饕蚴强諝庾枇蚠_______________。,圖11,解析 ①為了使紙帶打下的點多一些，豎直提起懸吊重物的紙帶時應(yīng)使重物靠近打點計時器下端，且應(yīng)先接通電流，再釋放紙帶，使重物自由下落。 ②重物下落是勻加速運(yùn)動，故應(yīng)選“b”來計算重力加速度；重物下落過程中系統(tǒng)受重力，空氣阻力，紙帶與打點計時器間的摩擦力等。 答案 ①靠近 先接通打點計時器電源，再釋放紙帶 ②b 紙帶與打點計時器之間有摩擦,5.(測定動摩擦因數(shù)) 測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖12甲所示的裝置，圖中長木板水平固定。,圖12,(1)實驗過程中，電火花計時器接在頻率為50 Hz的交流電源上。調(diào)整定滑輪高度，使____________________________________。 (2)已知重力加速度為g，測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________。 (3)如圖乙所示為木塊在水平木板上帶動紙帶運(yùn)動時打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出。從紙帶上測出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm，x5＝8.42 cm，x6＝9.70 cm。則木塊加速度大小a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。,考向二 “橡皮條、彈簧”類實驗,6.(2015安徽理綜，21Ⅰ)在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點，兩個細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個彈簧測力計分別拉住兩個細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)紙面上某一位置，如圖13所示。請將以下的實驗操作和處理補(bǔ)充完整：,圖13,①用鉛筆描下結(jié)點位置，記為O； ②記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應(yīng)的點連成線； ③只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點仍拉到位置O，記錄測力計的示數(shù)F3，________________； ④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3； ⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F； ⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實驗。,解析 ③此步驟中應(yīng)記錄此時拉力的大小和方向，結(jié)合②的操作，③中橫線應(yīng)填寫：沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線。⑥要驗證平行四邊形定則，需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故⑥中橫線應(yīng)填寫F和F3 答案 ③沿此時細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線 ⑥F和F3,7.(2015山東理綜，21)某同學(xué)通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則。實驗步驟： ①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。 ②如圖14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(shù)為某一設(shè)定值時，將橡皮筋兩端的位置標(biāo)記為O1、O2，記錄彈簧秤的示數(shù)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(shù)改變0.50 N，測出所對應(yīng)的l，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：,③找出②中F＝2.50 N時橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為O、O′，橡皮筋的拉力記為FO O′。,④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(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端達(dá)到O點，將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B，橡皮筋OA段的拉力記為FOA，OB段的拉力記為FOB。,圖14,完成下列作圖和填空： (1)利用表中數(shù)據(jù)在給出的坐標(biāo)紙上畫出F－l圖線，根據(jù)圖線求得l0＝________cm。,(2)測得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，則FOA的大小為________N。,(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，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(jié)論。,解析 (1)做出F－l圖象，如圖甲所示，求得直線的截距即為l0，可得l0＝10.0 cm,答案 (1)如圖甲所示 10.0(9.8、9.9、10.1均正確) (2)1.80(1.70～1.90均正確) (3)如圖乙所示 (4)FO O′,高頻考點十二 力學(xué)探究實驗,探究型實驗通?？煞譃閮深悾旱谝活悶橥ㄟ^實驗和實驗數(shù)據(jù)的分析得出物理規(guī)律；第二類為給出實驗規(guī)律，讓你選擇實驗儀器，設(shè)計實驗步驟，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。第一類必須在實驗數(shù)據(jù)上下工夫，根據(jù)數(shù)據(jù)特點，掌握物理量間的關(guān)系，得出實驗規(guī)律；第二類必須從已知規(guī)律入手，正確選擇測量的物理量，根據(jù)問題聯(lián)想相關(guān)的實驗?zāi)Ｐ停_定實驗原理，選擇儀器設(shè)計實驗步驟，記錄實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。,(10分)(2015新課標(biāo)全國卷Ⅰ，22)某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R＝0.20 m)。,圖15,完成下列填空： (1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖15(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg； (2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為________ kg； (3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：,(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為________ N；小車通過最低點時的速度大小為________ m/s。(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),答案 (2)1.40(3分) (4)7.9(3分) 1.4(4分),(10分)某同學(xué)在做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗時，得到一條點跡清晰的紙帶如圖16，在紙帶上依次選出7個計數(shù)點，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E和F，每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，打點計時器所用電源的頻率是50 Hz。,圖16,(1)如果測得C、D兩點間距s4＝2.70 cm，D、E兩點間距s5＝2.90 cm，則據(jù)此數(shù)據(jù)計算在打D點時小車的速度公式____________，小車的速度值vD＝________m/s。(保留三位有效數(shù)字),(2)該同學(xué)分別算出在打其他點時小車的速度：vA＝0.220 m/s，vB＝0.241 m/s，vC＝0.258 m/s，vE＝0.300 m/s，請設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格填入框中，并在坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動的v－t圖象，設(shè)O點為計時起點。,(3)由所作v－t圖象判斷，小車所做的運(yùn)動為________________。,(3)勻加速直線運(yùn)動(2分),