2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新 1-7-14 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新課件.ppt

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1、第14講力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新,1(2018課標(biāo))甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1)甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L(zhǎng)的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺)，準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L(zhǎng)1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時(shí)間為__________(用L、L1和g表示)。,(3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間9.80 m/s2，L30.0 cm，L110.4 cm。乙的反應(yīng)時(shí)間為__________s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。 (4

2、)寫出一條能提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議： ______________________________________________。,,2(2018課標(biāo))如圖(a)，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對(duì)齊的裝置，簡(jiǎn)化為圖中的指針。,現(xiàn)要測(cè)量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示，其讀數(shù)為__________cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却?/p>

3、小為9.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為__________N/m(保留3位有效數(shù)字)。,解析 此游標(biāo)卡尺的精確度為0.05 mm，讀數(shù)整毫米數(shù)(主尺)n精確度，所以讀數(shù)為37 mm150.05 mm37.75 mm3.775 cm。 當(dāng)托盤中放入砝碼穩(wěn)定時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量x3.775 cm1.950 cm1.825 cm。由平衡條件得Fmg，由胡克定律得Fkx，聯(lián)立得k53.7 N/m。 答案 3.775 53.7,3(2018課標(biāo))某同學(xué)用圖(a)所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，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

4、左拉動(dòng)水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)即木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。某次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出。,,回答下列問題： (1)f4__________N； (2)在圖(c)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出f-m圖線； (3)f與m、木板質(zhì)量M、木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f__________，f-m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k__________； (4)取g9.80 m/s2，由繪出的f-m圖線求得__________。(保留2位有效數(shù)字),解析 (1)由圖可知彈簧秤的讀數(shù)

5、為2.75 N。 (2)畫圖線時(shí)應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在線上，不在線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在線的兩側(cè)。 (3)以木塊和砝碼為研究對(duì)象，整體水平方向受木板的滑動(dòng)摩擦力和細(xì)線的拉力，f(Mm)g，整理得fmgMg，故f-m圖線的斜率kg。 (4)由圖知k3.9 N/kg，故 0.40。,答案 (1)2.75(2)如圖所示 (3)(Mm)gg(4)0.40,1游標(biāo)卡尺的讀數(shù),2.螺旋測(cè)微器的讀數(shù) 測(cè)量值固定刻度整毫米數(shù)半毫米數(shù)可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀)0.01 mm。 例1(1)如圖甲所示的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次

6、為__________ mm、__________ mm、__________ mm。 (2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑是__________ mm。,解析 (1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，三把游標(biāo)卡尺的讀數(shù)依次為： 17 mm70.1 mm17.7 mm 23 mm170.05 mm23.85 mm 3 mm90.02 mm3.18 mm (2)根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則，讀數(shù)為 2 mm15.00.01 mm2.150 mm。 答案 (1)17.723.853.18(2)2.150,創(chuàng)新預(yù)測(cè) 1某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的

7、長(zhǎng)度和直徑分別為________cm和________cm。,解析 直尺的最小刻度為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。 答案 60.104.20,2在一次實(shí)驗(yàn)中，張華同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)某長(zhǎng)方體工 件的厚度如圖所示，根據(jù)圖示可判斷其厚度為__________mm；該同學(xué)用下列某種儀器測(cè)得該工件的寬度為1.275 cm，則該同學(xué)所用的儀器可能是__________(將答案的序號(hào)填在橫線上)。,螺旋測(cè)微器10分度游標(biāo)卡尺 20分度游標(biāo)卡尺 50分度游標(biāo)卡尺 解析 螺旋測(cè)微器固定刻度部分讀數(shù)為1.5 mm，可動(dòng)刻度部

8、分最小分度值為0.01 mm，可動(dòng)刻度部分讀數(shù)為0.200 mm，故該工件的厚度為1.5 mm0.200 mm1.700 mm。若用某種儀器測(cè)出該工件的寬度為1.275 cm12.75 mm，由于以毫米為單位，小數(shù)點(diǎn)后有兩位數(shù)字，測(cè)量?jī)x器不可能是螺旋測(cè)微器和10分度的游標(biāo)卡尺，又由于最后一位是5，只有20分度的游標(biāo)卡尺最后一位才是0或5，所以應(yīng)是。 答案 1.700(1.6991.701均可),3某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為__________cm，高度為________mm。,解析 20分度游標(biāo)卡尺的精度為0.

9、05 mm，主尺讀數(shù)為12 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為40.05 mm0.20 mm，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為12.20 mm1.220 cm。 螺旋測(cè)微器讀數(shù)：固定尺讀數(shù)可動(dòng)尺讀數(shù)6.5 mm36.00.01 mm6.860 mm。 答案 1.2206.860(6.8596.861均可),紙帶的三大應(yīng)用 1由紙帶確定時(shí)間 要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，便于測(cè)量和計(jì)算，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣時(shí)間間隔為t0.025 s0.1 s。,2求解瞬時(shí)速度 利用做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。如圖所示，求打某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)

10、間間隔T的兩段位移sn和sn1，則打n點(diǎn)時(shí)的速度vn 。,3用“逐差法”求加速度 如圖所示 因?yàn)閍1 a2 a3 所以a 。,例2物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。,(1)如圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、

11、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a__________(保留3位有效數(shù)字)。,(2)為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有________(填入所選物理量前的字母)。,A木板的長(zhǎng)度l B木板的質(zhì)量m1 C滑塊的質(zhì)量m2 D托盤和砝碼的總質(zhì)量m3 E滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t (3)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)________(用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g)，與真實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)________(選填“偏大”或“偏小”)。寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù)：______________________。,解析 (1)由

12、逐差法公式得 a 0.496 m/s2。 (2)由牛頓第二定律得m3gm2g(m2m3)a，則需要測(cè)定滑塊的質(zhì)量m2和托盤和砝碼的總質(zhì)量m3，則選C、D。 (3)由(2)中等式可得 ， 因存在紙帶與限位孔之間的阻力等，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)偏大。,創(chuàng)新預(yù)測(cè) 4(2018廣東惠州市第三次調(diào)研)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案。操作如下： (1)平衡摩擦力時(shí)，若所有的操作均正確，打出的紙帶如圖乙所示，應(yīng)__________(填“減小”或“增大”)木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡__________為止。 (2)已知小

13、車質(zhì)量為M，盤和砝碼的總質(zhì)量為m，要使細(xì)線的拉力近似等于盤和砝碼的總重力，應(yīng)該滿足的條件是 m __________M(填“遠(yuǎn)小于”“遠(yuǎn)大于”或“等于”)。,(3)圖丙為小車質(zhì)量一定時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的小車加速度a的倒數(shù)與盤和砝碼的總質(zhì)量m的倒數(shù)之間的實(shí)驗(yàn)關(guān)系圖像。若牛頓第二定律成立，則小車的質(zhì)量M__________kg(g取10 m/s2)。,答案 (1)增大間距相等(2)遠(yuǎn)小于(3)0.08,5某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間

14、間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴),,(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)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)。,解析 本題考查研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減速運(yùn)動(dòng)，故相鄰水滴間的距離逐漸減小，結(jié)合圖(b)可知小車向左運(yùn)動(dòng)。 (2)由題意知，30 s內(nèi)滴下46滴水，共45個(gè)時(shí)間間隔，故相

15、鄰兩滴水的時(shí)間間隔T s s。由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得vA mm/s0.19 m/s。,由逐差法得小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a mm/s20.037 m/s2。 答案 (1)從右向左(2)0.190.037,6為了“探究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 第一步：把帶有定滑輪的木板(有滑輪的)一端墊起，把質(zhì)量為M的滑塊通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的重錘相連，重錘后連一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊后，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示。,第二步：保持長(zhǎng)木板的傾角不變，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處，取下細(xì)繩和重錘，將

16、滑塊與紙帶相連，使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng)，打出紙帶，如圖乙所示。打出的紙帶如圖丙所示。,請(qǐng)回答下列問題： (1)已知O、A、B、C、D、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t，根據(jù)紙帶求滑塊速度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度vB________。 (2)已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，要測(cè)出某一過程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過程滑塊________(寫出物理量名稱及符號(hào)，只寫一個(gè)物理量)，合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W合________。,(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng)OA、OB、OC、OD、OE段合外力對(duì)滑塊所做的功W以及在A、B、C、D、E各點(diǎn)的速度v

17、，以v2為縱軸、W為橫軸建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)作出v2W圖像，可知該圖像是一條________________，根據(jù)圖像還可求得________________。,解析 (1)由打出的紙帶可知B點(diǎn)的速度為v 。 (2)由做功定義式可知還需要知道滑塊下滑的位移，由動(dòng)能定理可知W合Ek，即mgxEk。 (3)v2W圖像應(yīng)該為一條過原點(diǎn)的直線。 根據(jù)圖像還可以求得滑塊的質(zhì)量M。,1橡皮條、彈簧的彈力大小與伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系滿足胡克定律，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)一般選用圖像法。 2胡克定律描述的是在彈性限度內(nèi)，橡皮條(彈簧)的彈力與形變量成正比，如果超出彈性限度，正比關(guān)系不再成立。,例3某探究小組做“驗(yàn)證力的平

18、行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上，如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長(zhǎng)。 (1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O。此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為________N。,(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)，現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F14.2 N和F25.6 N。 ()用5 m

19、m長(zhǎng)度的線段表示1 N的力，以O(shè)點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；,()F合的大小為__________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為__________。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。,解析 (1)測(cè)力計(jì)的分度值為0.2 N，F(xiàn)的大小為4.0 N。 (2)()分別以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，并作出對(duì)角線，即得F合。 ()表示F合的線段的長(zhǎng)度為20.0 mm，F(xiàn)合 1 N4.0 N。 F合與拉力F的夾角的正切值為tan 0.05。 答案 (1)4.0(2)()F1、

20、F2和F合如圖所示 ()4.00.05,創(chuàng)新預(yù)測(cè) 7將兩根自然長(zhǎng)度相同、勁度系數(shù)不同、粗細(xì)也不同的彈簧套在一起，看作一根新彈簧，設(shè)原粗彈簧(記為A)勁度系數(shù)為k1，原細(xì)彈簧(記為B)勁度系數(shù)為k2、套成的新彈簧(記為C)勁度系數(shù)為k3。關(guān)于k1、k2、k3的大小關(guān)系，同學(xué)們做出了如下猜想：,甲同學(xué)：和電阻并聯(lián)相似，可能是 乙同學(xué)：和電阻串聯(lián)相似，可能是k3k1k2 丙同學(xué)：可能是k3,(1)為了驗(yàn)證猜想，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(裝置如圖1)。 (2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)填空。 a將彈簧A懸掛在鐵架臺(tái)上，用刻度尺測(cè)量彈簧A的自然長(zhǎng)度L0； b在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)n

21、、每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮，并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1；,c由F__________計(jì)算彈簧的彈力，由xL1L0計(jì)算彈簧的伸長(zhǎng)量，由k 計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)； d改變__________，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧A的勁度系數(shù)的平均值k1； e僅將彈簧分別換為B、C，重復(fù)上述操作步驟，求出彈簧B、C的勁度系數(shù)的平均值k2、k3。比較k1、k2、k3并得出結(jié)論。 (3)圖2是實(shí)驗(yàn)得到的圖線，由此可以判斷__________同學(xué)的猜想正確。,答案 (2)nmg鉤碼的個(gè)數(shù)(3)乙,8某同學(xué)為了探究求合力的方法，先用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過細(xì)線懸吊一個(gè)鉤碼，當(dāng)鉤碼靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示

22、數(shù)為2.00 N；再用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)a和b通過兩根細(xì)線互成角度將該鉤碼懸吊，其中a所拉細(xì)線方向水平(如圖甲所示)，當(dāng)鉤碼靜止時(shí)，b的示數(shù)如圖乙所示。,(1)b的示數(shù)為__________N，a的拉力為__________N。 (2)保持a及其拉的細(xì)繩方向不變，將b及其拉的細(xì)繩方向沿逆時(shí)針在圖示平面緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中，b的示數(shù)__________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 解析 (1)由題圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的最小刻度為0.1 N，估讀到下一位0.01 N，則b的拉力為2.50 N；對(duì)O點(diǎn)分析受三個(gè)力而平衡，根據(jù)勾股定理可求得Fa 1.50 N。,(2)以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，

23、分析受力情況，其受重力G、Fb和Fa，作出受力圖，并作出b所拉細(xì)繩在不同位置的力的合成圖。 由圖可以看出，在測(cè)力計(jì)b沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中，b所拉細(xì)繩的拉力一直減小，當(dāng)兩根繩相垂直時(shí)，b所拉細(xì)繩的拉力最小，故b的示數(shù)變小。 答案 (1)2.501.50(2)變小,用圖像處理數(shù)據(jù)的四個(gè)要求 圖像法是物理實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，以下為作圖的規(guī)則： (1)作圖一定要用坐標(biāo)紙，坐標(biāo)紙的大小要根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)和結(jié)果的需要來定；,(2)要標(biāo)明軸名、單位，在軸上每隔一定的間距按有效數(shù)字的位數(shù)標(biāo)明數(shù)值； (3)圖上的連線不一定通過所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，應(yīng)盡量使數(shù)據(jù)點(diǎn)合理地分布在線的兩側(cè)；

24、 (4)作圖時(shí)常通過選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化，即“變曲為直”。 雖然圖像法有許多優(yōu)點(diǎn)，但在圖紙上連線時(shí)有較大的主觀任意性，另外連線的粗細(xì)、圖紙的大小、圖紙本身的均勻程度等，都對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性有影響。,例4某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。,實(shí)驗(yàn)步驟如下： 如圖(a)，將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑； 當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間t； 用s表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度如圖(b)所

25、示， 表示滑塊在擋光片遮住光線的t時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出 ；,將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟、； 多次重復(fù)步驟； 利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出 t圖，如圖(c)所示。,完成下列填空： (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則 與vA、a和t的關(guān)系式為 ________。 (2)由圖(c)可求得，vA______cm/s，a________cm/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。 解析 本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。 擋光片通過光電門的平均速度 等于

26、t時(shí)間段的中間時(shí)刻的速度,由vv0at可知 vAa 即 vA at，由圖像的截距可知vA52.12 cm/s52.1 cm/s 其斜率k a，故物體的加速度a2k16.3 cm/s2,創(chuàng)新預(yù)測(cè) 9(2018金華一模)關(guān)于“用DIS探究牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)：,(1)如圖甲是本實(shí)驗(yàn)的裝置圖，圖中是位移傳感器的________部分，是位移傳感器的________部分。 本實(shí)驗(yàn)通過__________________來改變對(duì)小車的拉力，通過________________來改變小車的質(zhì)量。 (2)如圖乙為小車質(zhì)量不變時(shí)實(shí)驗(yàn)所得的aF圖像，從圖像上可以看到直線不過原點(diǎn)，其原因是__________

27、________，由圖可知小車的質(zhì)量約為________ kg。,解析 (1)發(fā)射器固定在小車上，接收器應(yīng)該固定在軌道上。所以圖中是位移傳感器的發(fā)射器部分，是位移傳感器的接收器部分。本實(shí)驗(yàn)通過控制變量法研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，所以通過改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)來改變對(duì)小車的拉力，通過在小車上加配重片來改變小車的質(zhì)量。,(2)從圖乙中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點(diǎn)，當(dāng)F0時(shí)，a0。即當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0處于靜止，說明該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力這個(gè)步驟。所以造成圖中直線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。a ，aF圖線的斜率的倒數(shù)即物體的質(zhì)量，所以m 0.77 kg。

28、答案 (1)發(fā)射器接收器改變懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)在小車上加配重片 (2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足0.77,10(2018福建漳州市聯(lián)考)“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)中通過增加鉤碼的數(shù)量，多次測(cè)量，可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖(b)所示。,(1)圖線____________是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；(選填“a”或“b”) (2)在軌道水平時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的阻力Ff__________；,(3)圖(b)中，拉力F較大時(shí)，a-F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差。為消除此誤差可采取的措

29、施是__________。 A調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng) B在鉤碼與細(xì)繩之間接入一力傳感器，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力 C更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) D在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量,解析 (1)在水平軌道上，由于受到摩擦力，拉力不為零時(shí)，加速度仍然為零，可知圖線a是在軌道水平的情況下得到的。當(dāng)軌道的右側(cè)抬高過高時(shí)(平衡摩擦力過度)，拉力等于0時(shí)，會(huì)出現(xiàn)加速度，所以圖線b是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。 (2)根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)Ffma，a ，圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)；因?yàn)镕0

30、.5 N時(shí)，加速度為零，解得Ff0.5 N。,(3)隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時(shí)題圖(b)的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，而我們把鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，所以消除此誤差可采取的簡(jiǎn)便且有效的措施為測(cè)量出小車所受的拉力，即在鉤碼與細(xì)繩之間放置一力傳感器，得到力F的數(shù)值，再作出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖像，故選B。 答案 (1)b(2)0.5 N(3)B,11(2018山東德州市模擬)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)過程如下：,(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量出固定于滑塊上的遮光條的寬度d，如圖乙，d__________m

31、m。在桌面上合適位置固定好彈簧和光電門，將光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)連接。 (2)用滑塊把彈簧壓縮列某一位置，測(cè)量出滑塊到光電門的距離x。靜止釋放滑塊，測(cè)出滑塊上的遮光條通過光電門所用的時(shí)間t，則此時(shí)滑塊的速度v__________(用題中所給字母表示)。,(3)通過在滑塊上增減砝碼來改變滑塊的質(zhì)量m，仍用滑塊將彈簧壓縮到(2)中的位置，重復(fù)(2)的操作，得出一系列滑塊質(zhì)量m與它通過光電門時(shí)的速度v的值。根據(jù)這些數(shù)值，作出v2 圖像如圖丙所示。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。由圖像可知，滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)__________，彈性勢(shì)能Ep__________。,解析 (1)由題圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為0.5 cm5 mm，游標(biāo)尺示數(shù)為140.05 mm0.70 mm，則遮光條寬度d5 mm0.70 mm5.70 mm； (2)滑塊的速度為：v (3)根據(jù)能量守恒可知：Epmgx mv2，解得：v2 2gx 則有：2gxb，2Epa2gx 聯(lián)立解得： ，Ep 。,