(江蘇專用)2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 要點(diǎn)回扣 專題16 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

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1、要點(diǎn)16 力學(xué)實(shí)驗(yàn) [規(guī)律要點(diǎn)] 1.誤差和有效數(shù)字 (1)誤差 產(chǎn)生原因 大小特點(diǎn) 減小方法 系統(tǒng)誤差 實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)原理不完善、實(shí)驗(yàn)方法粗略 總是偏大或偏小 更新儀器,完善實(shí)驗(yàn)原理 偶然誤差 測量、讀數(shù)不準(zhǔn)確 忽大忽小 畫圖象或取平均值 (2)絕對(duì)誤差=|測量值-真實(shí)值|,相對(duì)誤差=×100%。 (3)誤差不可避免,但可以減小誤差。 (4)有效數(shù)字:從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起,如0.020 6 為3位有效數(shù)字。 2.基本儀器的使用 物理量 測量儀器 讀數(shù)方法及注意事項(xiàng) 長度 刻度尺 分度值一般為1 mm(此時(shí)叫毫米刻度尺)。毫

2、米刻度尺可精確到毫米位、估讀到十分之一毫米位(能讀取十分之幾毫米)。讀數(shù)若以mm為單位,則小數(shù)點(diǎn)后有1位有效數(shù)字,讀數(shù)時(shí)估讀的“0”不能舍去 游標(biāo)卡尺 d=主尺讀數(shù)(mm)+精度×游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線數(shù)值(mm),不估讀 10分度游標(biāo),精度0.1 mm 20分度游標(biāo),精度0.05 mm 50分度游標(biāo),精度0.02 mm 螺旋測微器 測量值=固定刻度+可動(dòng)刻度(估讀)×0.01 mm。注意要估讀到0.001 mm 時(shí)間 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 f=50 Hz時(shí),相鄰點(diǎn)跡間隔為0.02 s 光電計(jì)時(shí)器 光電計(jì)時(shí)器能自動(dòng)記錄擋光時(shí)間,顯示在讀數(shù)窗口 停表 電子停表的準(zhǔn)確值可以達(dá)到0.01

3、 s。機(jī)械停表的準(zhǔn)確值為0.1 s 質(zhì)量 天平 測量讀數(shù)由右盤中砝碼和游標(biāo)共同讀出 力 彈簧測力計(jì) 先看彈簧測力計(jì)的分度值,若精度的末位是1,需要估讀到精度的下一位,若精度的末位不是1,如0.2或0.5,只需估讀到精度這一位 3.實(shí)驗(yàn)要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)名稱 裝置圖 ??家c(diǎn) 研究勻 變速直 線運(yùn)動(dòng) (1)數(shù)據(jù)處理方法: ①公式法:v=, Δx=aT2 ②圖象法:v-t圖象 (2)摩擦力:無需平衡(木板平放或斜放均可) 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 ①考讀數(shù):彈簧測力計(jì)示數(shù)②考操作:兩次拉橡皮筋時(shí)需將結(jié)點(diǎn)O拉到同一位置(等效替代法) ③求合力:根據(jù)分力F1

4、、F2的大小與方向用作圖法求合力 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 ①考裝置:器材裝配正誤;平衡摩擦力的方法、標(biāo)準(zhǔn);質(zhì)量控制要求 ②控制變量法的應(yīng)用 ③圖象的處理以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) ④判成因:給定異常a-F圖象,判斷其可能成因 探究動(dòng)能定理 ①考裝置:平衡摩擦力的方法、判斷標(biāo)準(zhǔn) ②求速度:小車獲得的速度就是紙帶上點(diǎn)距均勻的部分對(duì)應(yīng)速度 ③考圖象:作W-v或W-v2圖象,得出結(jié)論 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ①考運(yùn)算:下落速度的計(jì)算;減少的重力勢能與增加的動(dòng)能的計(jì)算 ②考圖象:根據(jù)-h(huán)或-Δh圖象的斜率判斷機(jī)械能是否守恒 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 ①考裝置:斜槽末端切線應(yīng)調(diào)整水平;a

5、球質(zhì)量大于b球 ②考原理:小球落地點(diǎn)的判定及精準(zhǔn)定位;必要的物理量的測量;碰撞前后守恒式的計(jì)算 ③考拓展:驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律其他實(shí)驗(yàn)裝置、方法及關(guān)系式 4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 方法 優(yōu)點(diǎn) 平均值法 可減小偶然誤差,但對(duì)系統(tǒng)誤差無效 列表法 數(shù)據(jù)列表可以簡單而又明確地展示各物理量之間的關(guān)系,有助于找出物理量之間的規(guī)律與聯(lián)系 作圖法 直觀、簡便,有取平均的效果。由圖線的斜率、截距、所圍面積等可以確定物理量之間的變化關(guān)系,找出規(guī)律,還可剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù) [保溫訓(xùn)練] 1.(2018·南通調(diào)研)某小組利用如圖1所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)中,他們平衡了摩擦力,用天平測出小車的總

6、質(zhì)量,用細(xì)線所掛鉤碼的總重力代替小車所受的牽引力大小F。 圖1 (1)他們還在實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募?xì)線與木板平行。這樣做的目的是________。 A.避免小車在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生抖動(dòng) B.使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C.保證小車最終能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.使細(xì)線拉力等于小車受到的合力 (2)實(shí)驗(yàn)得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示,O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,AB、CD間的距離分別為x1、x2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為________。 圖2 (3)下表記錄了小車質(zhì)量一定時(shí),

7、牽引力大小F與對(duì)應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谙聢D的坐標(biāo)中描點(diǎn)作出a-F圖線。 鉤碼個(gè)數(shù) 1 2 3 4 5 F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 a/(m·s-2) 0.92 1.68 2.32 2.88 3.32 (4)實(shí)驗(yàn)中畫出的a-F圖線與理論計(jì)算的圖線(圖中已畫出)有明顯偏差,其原因主要是____________________。 解析 (1)使?fàn)恳≤嚨募?xì)線與木板平行,這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使細(xì)線拉力等于小車受到的合力。故選項(xiàng)D正確。 (2)因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為

8、t=5T,勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù),即Δx=at2, 則有a==。 (3)根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象,如圖所示。 (4)探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí),可以認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼重力,如果鉤碼質(zhì)量太大,沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,小車受到的拉力明顯小于鉤碼重力,實(shí)驗(yàn)誤差較大,a-F圖象發(fā)生彎曲,變成曲線。 答案 見解析 2.(2018·福建福州十中月考)利用如圖3所示的方式驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒,豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切,先將小滑塊A從圓弧軌道的最高點(diǎn)無初速度釋放,測量出滑塊在水平桌面滑行的距離x1(圖甲);然后將小滑塊B放

9、在圓弧軌道的最低點(diǎn),再將A從圓弧軌道的最高點(diǎn)無初速度釋放,A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體,測量出整體沿桌面滑動(dòng)的距離x2(圖乙)。圓弧軌道的半徑為R,A和B完全相同,重力加速度為g。 圖3 (1)滑塊A運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度v =________(用R和g表示); (2)滑塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = ________(用R和x1表示); (3)若x1和x2的比值是________,則驗(yàn)證了 A和B的碰撞動(dòng)量守恒。 解析 (1)A在圓弧面上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,取桌面為零勢能參考平面,則有 mgR=mv2 解得v=。 (2)對(duì)A下滑的全過程由動(dòng)能定理分析可知 mgR-μmgx1=0 解得μ=。 (3)如果碰撞中動(dòng)量守恒,則有mv=2mv′ 再對(duì)碰后的AB滑塊分析,由動(dòng)能定理可知 ·2mv′2=μ·2mgx2 則x2= 故=4;因此只要滿足=4,即可證明動(dòng)量守恒。 答案 (1) (2) 4 6

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