高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 增分策略 專題七 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新課件.ppt

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專題七實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 高考對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查 主要有以下十一個實(shí)驗(yàn) 研究勻變速直線運(yùn)動 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律 探究動能定理 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 測定金屬的電阻率 同時練習(xí)使用螺旋測微器 描繪小電珠的伏安特性曲線 測定電源的電動勢和內(nèi)阻 練習(xí)使用多用電表 傳感器的簡單使用 專題定位 高考除了對課本中原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查外 還增加了對演示實(shí)驗(yàn)的考查 利用學(xué)生所學(xué)過的知識 對實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)方法加以重組 來完成新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計 設(shè)計型實(shí)驗(yàn)的考查將逐步取代對課本中原有的單純學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查 1 熟知各種器材的特性 2 熟悉課本實(shí)驗(yàn) 抓住實(shí)驗(yàn)的靈魂 實(shí)驗(yàn)原理 掌握數(shù)據(jù)處理的方法 熟知兩類誤差分析 應(yīng)考策略 高考題型1探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 高考題型2驗(yàn)證力的平行四邊形定則 高考題型3驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律 高考題型4探究動能定理 欄目索引 第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 高考題型5驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 高考題型6力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 高考題型1探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 解題方略 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 1 列表法將測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入設(shè)計好的表格之中 可以分析兩物理量間的定性關(guān)系 2 圖象法根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行作圖 若是曲線應(yīng)平滑 若是直線要讓盡量多的點(diǎn)過直線 或在直線兩側(cè)均勻分布 3 函數(shù)法往往是根據(jù)圖象得到物理量間的函數(shù)關(guān)系方程式 例1 2015 福建理綜 19 某同學(xué)做 探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 1 圖1甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度 其示數(shù)為7 73cm 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 圖1 解析由題圖乙知 讀數(shù)為14 66cm 所以彈簧伸長 14 66 7 73 cm 6 93cm 答案6 93 2 本實(shí)驗(yàn)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(xiàng)中規(guī)范的做法是 填選項(xiàng)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 解析若隨意增減鉤碼 會作圖不方便 有可能會超出彈簧形變范圍 所以應(yīng)逐一增掛鉤碼 選項(xiàng)A正確 答案A 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 解析由圖知AB段伸長量與彈力不成線性關(guān)系 是因?yàn)殂^碼重力超過彈簧的彈性限度 鉤碼重力超過彈簧的彈性限度 預(yù)測1一名同學(xué)利用圖2裝置做 測定彈簧的勁度系數(shù) 的實(shí)驗(yàn) 圖2 1 以下是這位同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)想擬定的實(shí)驗(yàn)步驟 請按合理的操作順序?qū)⒉襟E的序號寫在橫線上 A 以彈簧長度l為橫坐標(biāo) 以鉤碼質(zhì)量m為縱坐標(biāo) 標(biāo)出各組數(shù)據(jù) l m 對應(yīng)的點(diǎn) 并用平滑的曲線連接起來 B 記下彈簧下端不掛鉤碼時 其下端A處指針在刻度尺上的刻度l0 C 將鐵架臺固定于桌子上 將彈簧的一端系于橫梁上 在彈簧附近豎直固定一把刻度尺 D 依次在彈簧下端掛上1個 2個 3個 鉤碼 待鉤碼靜止后 讀出彈簧下端指針指示的刻度記錄在表格內(nèi) 然后取下鉤碼 E 由圖象找出m l間的函數(shù)關(guān)系 進(jìn)一步寫出彈力與彈簧長度之間的關(guān)系式 重力加速度取g 10m s2 求出彈簧的勁度系數(shù) 解析本實(shí)驗(yàn)中首先要正確安裝儀器 并記下彈簧自然伸長時的位置 然后再掛上鉤碼分別得出對應(yīng)的長度 建立坐標(biāo)系 作出對應(yīng)的m l圖象即可 故答案為CBDAE 答案CBDAE 2 圖3為根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)標(biāo)出的對應(yīng)點(diǎn) 請作出鉤碼質(zhì)量m與彈簧長度l之間的關(guān)系圖線 圖3 解析利用描點(diǎn)法作出圖象如圖所示 答案見解析圖 3 寫出彈簧彈力F和彈簧長度l之間關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式 解析由圖象利用數(shù)學(xué)規(guī)律可知對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系為 F 12 5 l 0 15 F 12 5 l 0 15 4 此實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是 此彈簧的勁度系數(shù)k N m 計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 解析對比胡克定律F kx可知 勁度系數(shù)應(yīng)為 k 12 5N m 12 5 5 如果將指針分別固定在圖中A點(diǎn)上方的B處和A點(diǎn)下方的C處 作出鉤碼質(zhì)量m和指針刻度l的關(guān)系圖象 由圖象進(jìn)一步得出的彈簧的勁度系數(shù)kB kC kB kC與k相比 可能是 請將正確答案的字母填在橫線處 A kB大于kB kB等于kC kC小于kD kC等于k 解析如果將指針固定在A點(diǎn)的上方B處 由于選用的彈簧變短 則彈簧的勁度系數(shù)變大 得出彈簧的勁度系數(shù)與k相比 要大于k 故A正確 如果將指針固定在A點(diǎn)的下方C處 彈簧的長度不變 故勁度系數(shù)不變 得出彈簧的勁度系數(shù)仍等于k 故D正確 故選A D 答案AD 高考題型2驗(yàn)證力的平行四邊形定則 解題方略 1 本實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)是 力作用效果的等效性 2 對實(shí)驗(yàn)步驟中兩個分力和合力的大小和方向的確定也是考查的重點(diǎn) 例2一同學(xué)用電子秤 水壺 細(xì)線 墻釘和貼在墻上的白紙等物品 在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則 1 如圖4 a 在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺 記下水壺 時電子秤的示數(shù)F 解析要測量裝滿水的水壺的重力 則記下水壺靜止時電子秤的示數(shù)F 靜止 2 如圖 b 將三細(xì)線L1 L2 L3的一端打結(jié) 另一端分別拴在電子秤的掛鉤 墻釘A和水壺杯帶上 水平拉開細(xì)線L1 在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置 和電子秤的示數(shù)F1 解析要畫出平行四邊形 則需要記錄分力的大小和方向 所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時也要記錄三根細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1 三根細(xì)線的方向 3 如圖 c 將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上 并將L1拴在其上 手握電子秤沿著 2 中L2的方向拉開細(xì)線L2 使 和三根細(xì)線的方向與 2 中重合 記錄電子秤的示數(shù)F2 解析已經(jīng)記錄了一個分力的大小 還要記錄另一個分力的大小 則結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)位置不能變化 力的方向也都不能變化 所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與 2 中重合 記錄電子秤的示數(shù)F2 結(jié)點(diǎn)O的位置 4 在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F F1 F2的圖示 根據(jù)平行四邊形定則作出F1 F2的合力F 的圖示 若 則平行四邊形定則得到驗(yàn)證 解析根據(jù)平行四邊形定則作出F1 F2的合力F 的圖示 若F和F 在誤差允許的范圍內(nèi)重合 則平行四邊形定則得到驗(yàn)證 F和F 在誤差允許的范圍內(nèi)重合 預(yù)測2某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證平行四邊形定則 刻度尺 三角板 鉛筆 細(xì)繩 白紙 釘子 質(zhì)量不同的小重物若干 豎直木板 實(shí)驗(yàn)方案如下 將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)繩相連 測出橡皮筋的原長 將橡皮筋一端細(xì)繩用釘子固定在豎直木板上的A點(diǎn) 在橡皮筋的中點(diǎn)O再用細(xì)繩系重物 自然下垂 如圖5甲所示 圖5 將橡皮筋的另一端細(xì)繩固定在豎直木板上的B點(diǎn) 如圖乙所示 1 為完成本實(shí)驗(yàn) 下列還必須測量的物理量為 填選項(xiàng)前字母 A 小重物的質(zhì)量B 細(xì)繩的長度C 圖甲中OA段橡皮筋的長度D 圖乙中OA和OB段橡皮筋的長度 解析測得橡皮筋的原長為2x0 圖甲中OA的長度為x1 對于圖甲則有F k x1 x0 mg 測得圖乙中OA OB段橡皮筋的長度分別為x2 x3 則F1 k x2 x0 F2 k x3 x0 故測量橡皮筋的原長和圖甲中OA段橡皮筋的長度以及圖乙中OA OB段橡皮筋的長度即可驗(yàn)證平行四邊形定則 選項(xiàng)C D正確 答案CD 2 在完成本實(shí)驗(yàn)的過程中 必須注意的事項(xiàng)是 填選項(xiàng)前字母 A 橡皮筋兩端連接的細(xì)繩長度必須相同B 圖乙中A B兩點(diǎn)必須等高C 圖乙中連接小重物的細(xì)繩必須在OA OB夾角的角平分線上D 記錄圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向E 記錄圖乙中O點(diǎn)的位置和OA OB的方向 解析由 1 分析可知橡皮筋兩端連接的細(xì)繩長度不需相同 選項(xiàng)A錯誤 圖乙中A B兩點(diǎn)可以等高 也可以不等高 選項(xiàng)B錯誤 圖乙中連接小重物的細(xì)繩可以在OA OB夾角的角平分線上 也可以不在 選項(xiàng)C錯誤 圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向不需要記錄 選項(xiàng)D錯誤 圖乙中O點(diǎn)的位置和OA OB的方向需要記錄 選項(xiàng)E正確 答案E 3 釘子位置固定 若利用現(xiàn)有器材 改變條件 可采用的方法是 解析更換質(zhì)量大小不同的重物 可以多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平行四邊形定則 更換不同質(zhì)量的重物 考試大綱 規(guī)定的六個力學(xué)實(shí)驗(yàn)中有四個涉及打點(diǎn)計時器 研究勻變速直線運(yùn)動 探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 探究做功和物體速度變化的關(guān)系和驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 這類實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要掌握紙帶的分析處理方法 對于紙帶常有以下三大應(yīng)用 1 由紙帶確定時間要區(qū)別打點(diǎn)計時器打出的點(diǎn)與人為選取的計數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián) 高考題型3驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律 解題方略 系 便于測量和計算 一般每五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn) 這樣時間間隔為 t 0 02 5s 0 1s 2 求解瞬時速度利用做勻變速直線運(yùn)動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度 如圖6所示 打n點(diǎn)時的瞬時速度 圖6 3 用 逐差法 求加速度如圖7所示 圖7 有些實(shí)驗(yàn)用光電門代替打點(diǎn)計時器來完成瞬時速度和加速度的測量 具體做法如下 求瞬時速度 把遮光條 寬度為d 通過光電門的時間 t內(nèi)的平均速度看做物體經(jīng)過光電門的瞬時速度 即v 求加速度 若兩個光電門之間的距離為L 則利用速度與位移的關(guān)系可求加速度 即a 例3某同學(xué)采用如圖8甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律 用沙桶和沙的重力提供小車所受合力F 圖8 1 圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分 其中O A B C D是計數(shù)點(diǎn) 每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn) 圖中未標(biāo)出 已知打點(diǎn)計時器使用的交流電源的頻率為50Hz 打B點(diǎn)時小車的速度大小為 m s 由紙帶求出小車的加速度的大小為 m s2 計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字 答案0 541 5 2 用增減沙子的方法改變拉力的大小與增減鉤碼的方法相比 它的優(yōu)點(diǎn)是 填序號 A 可以改變滑動摩擦力的大小B 可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C 可以比較精確地平衡摩擦力D 可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度解析緩慢加沙子 重力改變范圍大 可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 而鉤碼的質(zhì)量是固定的 只能取一些固定的質(zhì)量 故選B B 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描出如圖9所示的圖線 發(fā)現(xiàn)該圖線不過原點(diǎn)且圖線后半段偏離直線 產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是 填序號 A 在平衡摩擦力時將木板右端墊得過高B 沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時將木板右端墊得過低C 圖線的后半段偏離直線 是因?yàn)樯澈蜕惩暗馁|(zhì)量一定大于小車的質(zhì)量D 圖線的后半段偏離直線 是因?yàn)樯澈蜕惩暗馁|(zhì)量不再遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 圖9 解析圖線不經(jīng)過原點(diǎn) 當(dāng)拉力為零時 加速度不為零 知平衡摩擦力過度 即長木板的末端抬得過高了 故A正確 B錯誤 隨著F的增大 即沙和沙桶質(zhì)量的增大 不再滿足沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 因此圖線后半段出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象 故C錯誤 D正確 答案AD 預(yù)測3某同學(xué)利用如圖10所示裝置研究外力與加速度的關(guān)系 將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上 通過細(xì)繩繞過定滑輪懸掛鉤碼 小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計 開始實(shí)驗(yàn)后 依次按照如下步驟操作 圖10 同時打開力傳感器和速度傳感器 釋放小車 關(guān)閉傳感器 根據(jù)F t v t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a 重復(fù)上述步驟 1 某次釋放小車后得到的F t v t圖象如圖11所示 根據(jù)圖象 此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為 N 對應(yīng)的加速度a為 m s2 保留2位有效數(shù)字 圖11 答案0 791 8 2 利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象 a F圖象 如圖12所示 若圖線斜率為k 則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為 圖12 高考題型4探究動能定理 在探究動能定理時 通常有定性分析和定量計算兩種考查方式 定性分析一般要求作出W v2圖象 也可以拓展為與W或v2相關(guān)的物理量間的關(guān)系圖象 如l v2等 定量計算時需要用W Fl計算合外力做的功 再利用計算出動能的變化量 比較即可 解題方略 例4某實(shí)驗(yàn)小組要探究力對原來靜止的物體做功與物體獲得速度的關(guān)系 選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖13所示 實(shí)驗(yàn)主要步驟如下 圖13 1 實(shí)驗(yàn)時為使橡皮筋對小車所做的功即為合外力對小車所做的功 在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起 使木板傾斜合適的角度 打開打點(diǎn)計時器 輕推小車 得到的紙帶應(yīng)該是 填甲或乙 解析平衡摩擦力后 小車應(yīng)做勻速運(yùn)動 所以紙帶應(yīng)該是圖乙 乙 2 使小車在一條橡皮筋的作用下彈出 沿木板滑行 這時橡皮筋對小車做的功為W 3 再用完全相同的2條 3條 橡皮筋作用于小車 并使每次釋放小車時橡皮筋的 橡皮筋對小車做的功分別為2W 3W 伸長量 或形變量 長度等 都相同 解析橡皮筋拉力是變力 采用倍增法增加功 使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出 這時橡皮筋對小車做的功為W 再用完全相同的2條 3條 橡皮筋作用于小車 每次由靜止釋放小車時橡皮筋的伸長量 或形變量 長度等 都相同 則橡皮筋對小車做的功分別為2W 3W 4 分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶 分別求出小車每次獲得的最大速度v1 v2 v3 5 按科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作 作出W v圖象 則下列符合實(shí)際的圖象是 D 解析功與速度的平方相對應(yīng) 所以圖象應(yīng)為D 預(yù)測4某興趣小組準(zhǔn)備探究 動能定理 實(shí)驗(yàn)前組員們提出了以下幾種猜想 W v W v2 W 為了驗(yàn)證猜想 他們設(shè)計了如圖14甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置 PQ為一塊傾斜放置的木板 在Q處固定一個速度傳感器 用來測量物體每次通過Q點(diǎn)的速度 在剛開始實(shí)驗(yàn)時 小剛同學(xué)提出 不需要測出物體的質(zhì)量 只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離L和讀出速度傳感器的讀數(shù)v就行了 大家經(jīng)過討論采納了小剛的建議 圖14 1 請你說明小剛建議的理由 做功和物體動能的表達(dá)式中都有質(zhì)量m 可以簡化約去 2 讓物體分別從不同高度無初速度釋放 測出物體初始位置到速度傳感器的距離L1 L2 L3 L4 讀出物體每次通過Q點(diǎn)的速度v1 v2 v3 v4 并繪制了如圖乙所示的L v圖象 若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系 他們下一步應(yīng)該作出 解析采用表格方法記錄數(shù)據(jù) 合理繪制的L v圖象是曲線 不能得出結(jié)論W v 為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系 應(yīng)該繪制L v2圖象 A 3 實(shí)驗(yàn)中 木板與物體間摩擦力 選填 會 或 不會 影響探究的結(jié)果 解析重力和摩擦力的總功W也與距離L成正比 因此不會影響探究的結(jié)果 不會 高考題型5驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的數(shù)據(jù)處理 解題方略 2 誤差分析教材中驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)是利用自由落體運(yùn)動進(jìn)行研究的 在重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功 故動能的增加量一定略小于重力勢能的減少量 這是不可避免的 屬于系統(tǒng)誤差 而利用豎直上拋運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 動能的減少量略大于重力勢能的增加量 所以在對誤差進(jìn)行分析時 要根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法和條件合理分析 不能盲目套用公式或結(jié)論 例5利用如圖15所示實(shí)驗(yàn)裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題 實(shí)驗(yàn)操作步驟如下 圖15 A 按實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置 B 使重物靠近打點(diǎn)計時器 接著先接通電源 后放開紙帶 打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn) C 如圖16為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶 O點(diǎn)為打點(diǎn)計時器打下的第一個點(diǎn) 分別測出若干連續(xù)點(diǎn)A B C 與O點(diǎn)之間的距離h1 h2 h3 圖16 1 已知打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期為T 重物質(zhì)量為m 重力加速度為g 結(jié)合實(shí)驗(yàn)中所測得的h1 h2 h3 可得紙帶從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中 重物增加的動能為 減少的重力勢能為 2 取打下O點(diǎn)時重物的重力勢能為零 計算出該重物下落不同高度h時所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能Ep 建立坐標(biāo)系 橫軸表示h 縱軸表示Ek和Ep 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在圖17中繪出圖線 和圖線 已求得圖線 斜率的絕對值為k1 圖線 的斜率的絕對值為k2 則可求出重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為 用k1和k2表示 圖17 預(yù)測5利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置如圖18甲所示 水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌 導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊 其總質(zhì)量為M 左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連 遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直 導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門 可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t 用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離 b表示遮光片的寬度 將遮光片通過光電門的平均速度看做滑塊通過B點(diǎn)時的瞬時速度 實(shí)驗(yàn)時滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動 甲 乙丙 圖18 1 用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度b 結(jié)果如圖乙所示 由此讀出b mm 解析寬度b的讀數(shù)為 3mm 17 0 05mm 3 85mm 3 85 2 滑塊通過B點(diǎn)的瞬時速度可表示為 3 某次實(shí)驗(yàn)測得傾角 30 重力加速度用g表示 滑塊從A處到達(dá)B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為 Ek 系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為 Ep 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi) 若 Ek Ep 則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 4 在上述實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)改變A B間的距離 作出的v2 d圖象如圖丙所示 并測得M m 則重力加速度g m s2 9 6 高考題型6力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 例6 2015 新課標(biāo)全國 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(diǎn)時的速度的實(shí)驗(yàn) 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 20m 完成下列填空 1 將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上 如圖19 a 所示 托盤秤的示數(shù)為1 00kg 2 將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時 托盤秤的示數(shù)如圖 b 所示 該示數(shù)為 kg 圖19 解析由題圖 b 可知托盤稱量程為10kg 指針?biāo)傅氖緮?shù)為1 40kg 1 40 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(diǎn)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(diǎn)時對橋的壓力為 N 小車通過最低點(diǎn)時的速度大小為 m s 重力加速度大小取9 8m s2 計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字 解析由多次測出的m值 利用平均值可求m 1 81kg 而模擬器的重力為G m0g 9 8N 所以小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時對橋的壓力為FN mg m0g 7 9N 根據(jù)徑向合力提供向心力 即FN m車g 解得v 1 4m s 7 9 1 4 預(yù)測6如圖20甲所示 通過實(shí)驗(yàn)測量正方體鐵塊與長木板間的動摩擦因數(shù) 在水平桌面上放一塊長木板 適當(dāng)墊高木板的一端 讓鐵塊從木板的頂端a由靜止滑到底端b 鐵塊與b處的垂直長木板的光滑彈性擋板相碰后被反彈到c時速度變?yōu)榱?現(xiàn)用刻度尺量出長木板的長度L a c間的距離x 圖20 1 要完成實(shí)驗(yàn)還需要用刻度尺測量出 根據(jù)測出的數(shù)據(jù) 若不考慮鐵塊的寬度和空氣阻力的影響 則鐵塊與長木板間的動摩擦因數(shù)可表示為 用測得的量的符號表示 解析根據(jù)動能定理 選取從靜止到停止過程 鐵塊開始運(yùn)動時離桌面 的高度h 2 為了提高實(shí)驗(yàn)的精度 需考慮鐵塊的寬度 圖乙是進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)時用游標(biāo)卡尺測量鐵塊寬度的示意圖 由圖可知鐵塊的寬度為 cm 解析游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為31mm 3 1cm 游標(biāo)讀數(shù)為0 05 8mm 0 40mm 0 040cm 所以最終讀數(shù)為3 1cm 0 040cm 3 140cm 3 140 3 以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是 填選項(xiàng)序號 A 鐵塊的質(zhì)量B 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菴 鐵塊與擋板碰撞時有能量損失D 測量長度時的讀數(shù)誤差 解析實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因有 鐵塊與擋板碰撞時有能量損失 及測量長度時的讀數(shù)誤差 而鐵塊的質(zhì)量與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?在等式兩邊約去 故C D正確 A B錯誤 CD