高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.ppt

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第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn) 圖1 1 Ep mgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小 式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到 之間的豎直距離 A 鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B 鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C 鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端 圖2 3 下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 他發(fā)現(xiàn)表中的 Ep與 Ek之間存在差異 認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的 你是否同意他的觀點(diǎn) 請說明理由 4 請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議 答案 1 B 2 1 501 50 3 不同意理由見解析 4 見解析 2 2015 江蘇單科 11 某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電 1 下列實(shí)驗(yàn)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(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 圖3 2 該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 記為 實(shí)驗(yàn) 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(diǎn)為O點(diǎn) 每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 標(biāo)為1 2 8 用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離 記錄在紙帶上 如圖4所示 圖4計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度 粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi) 磁鐵運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)操作 記為 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同 請問實(shí)驗(yàn) 是為了說明什么 對比實(shí)驗(yàn) 和 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 8cm 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 3 2014 江蘇單科 11 小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則 1 實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖5所示 O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置 兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí) 拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn) 一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí) 拉力F3的方向過P3點(diǎn) 三個(gè)力的大小分別為 F1 3 30N F2 3 85N和F3 4 25N 請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力 圖5 2 仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn) 小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化 影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 他用彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置如圖6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(diǎn) 下端N掛一重物 用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)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6兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖乙所示 過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a b兩點(diǎn) 則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa Fb的大小關(guān)系為 3 根據(jù) 2 中的實(shí)驗(yàn) 可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些 填寫選項(xiàng)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(shí) 橡皮筋第2次的長度較長C 兩次被拉伸到相同長度時(shí) 橡皮筋第2次受到的拉力較大D 兩次受到的拉力相同時(shí) 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(shí)驗(yàn)探究 請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng) 3 兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 兩次受到的拉力相同時(shí) 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(cuò) 兩次被拉伸長度相同時(shí) 橡皮筋第1次受到的拉力較大 C錯(cuò) 兩次受到的拉力相同時(shí) 拉力越大 對應(yīng)的 角越大 兩次的長度之差越大 D對 4 見答案 答案 1 見下圖 F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 考情分析 近三年我省高考的實(shí)驗(yàn)考題的第11題均為力學(xué)實(shí)驗(yàn) 這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)都源于課本 但又高于課本 立足創(chuàng)新 2017年的考生應(yīng)抓住兩點(diǎn) 1 熟知各種器材的特性 2 熟悉課本上的實(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 基本儀器的使用和讀數(shù) 規(guī)律方法 1 關(guān)于基本儀器的使用 1 游標(biāo)卡尺 測外徑或厚度在卡腳下方測量 不能將小測量物靠近主尺放置 要認(rèn)準(zhǔn)游標(biāo) 0 刻度在哪 讀數(shù)時(shí)應(yīng)輕輕 鎖定 游標(biāo) 2 螺旋測微器 測量長度較小的物體 要注意0 5mm刻度線在上方還是下方 聽到 咯 咯 聲之后要換用微調(diào) 讀數(shù)時(shí)應(yīng)輕輕 鎖定 可動(dòng)部分 3 彈簧測力計(jì) 使用前應(yīng)校零 選擇彈簧測力計(jì)時(shí) 要選力的方向通過彈簧軸線的 必要時(shí)要選對拉時(shí)讀數(shù)相同的彈簧測力計(jì) 4 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V交流電源 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是低壓4 6V交流電源 3 螺旋測微器要估讀 以毫米為單位小數(shù)點(diǎn)后必須保留三位小數(shù) 1 2015 海南單科 11 某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度 測量結(jié)果如圖7 a 和 b 所示 該工件的直徑為 cm 高度為 mm 精典題組 圖7 答案1 2206 860 2 2016 揚(yáng)州二模 某同學(xué)用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究力的平行四邊形定則 彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P 下端用細(xì)線掛一重物M 彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn) 手持另一端向左拉 使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置 分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù) 并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向 圖8 1 本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N 圖中A的示數(shù)為 2 下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是 請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母 A 應(yīng)測量重物所受的重力B 彈簧測力計(jì)應(yīng)在使用前校零C 拉線方向與木板平面平行D 改變拉力 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置 3 某次實(shí)驗(yàn)中 該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)A的指針稍稍超出量程 請你提出一個(gè)解決辦法 解析 1 彈簧測力計(jì)讀數(shù) 每1N被分成5格 則1格就表示0 2N 題圖中指針落在3N到4N的第3格處 所以示數(shù)為3 6N 2 實(shí)驗(yàn)通過作出三個(gè)力的圖示 來驗(yàn)證力的平行四邊形定則 因此重物的重力必須要知道 故A必要 彈簧測力計(jì)是測出力的大小 所以必須在測之前校零 故B必要 拉線方向必須與木板平面平行 這樣才確保力的大小的準(zhǔn)確性 故C必要 重物的重力即合力的大小和方向是確定的 所以不需要每次都使O點(diǎn)靜止在同一位置 故D錯(cuò)誤 本題選不必要的 答案為D 3 當(dāng)彈簧測力計(jì)A超出其量程 則說明聯(lián)接彈簧測力計(jì)B與重物的兩根細(xì)線的力的合力已偏大 又由于掛重物的細(xì)線的方向已確定 所以要么減小重物的重量 要么改變彈簧測力計(jì)B拉細(xì)線的方向 或改變彈簧測力計(jì)B拉力的大小 從而使彈簧測力計(jì)A不超出量程 答案 1 3 6N 2 D 3 減小M的質(zhì)量 減小OP與豎直方向的夾角 減小彈簧測力計(jì)B拉力的大小 基本實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)處理 規(guī)律方法 1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法就是測量力 位移 時(shí)間等的方法 測力可以用彈簧測力計(jì) 也可以用天平測出質(zhì)量求得力 還可以根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理等測出相關(guān)物理量來求得力 測位移主要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 頻閃照相 位移傳感器結(jié)合示波器或給定圖象和用測長度的儀器測量 也可以根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律或動(dòng)能定理等求得相關(guān)物理量來求得位移 測時(shí)間主要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 秒表 光電門等儀器 也可根據(jù)題目中已知裝置 圖象結(jié)合相關(guān)規(guī)律求得時(shí)間 1 2016 揚(yáng)州二模 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖9所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 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M 在A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C 在距地面為h1處有一寬度略比A大一點(diǎn)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(shí)A距離狹縫的高度為h2 放手后 A B C從靜止開始運(yùn)動(dòng) 精典題組 圖9 1 利用計(jì)時(shí)儀器測得鉤碼A通過狹縫后到落地用時(shí)t1 則鉤碼A通過狹縫時(shí)的速度為 用題中字母表示 2 若通過此裝置驗(yàn)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 則需滿足的等式為 用題中字母表示 3 為減小測量時(shí)間的誤差 有同學(xué)提出如下方案 實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)h1 h2 h 測出鉤碼A從釋放到落地的總時(shí)間t來計(jì)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(shí)的速度表達(dá)式 若不可行 請簡要說明理由 2 2016 海安 南外 金陵三校聯(lián)考 某同學(xué)采用如圖10所示的裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz 圖10該同學(xué)的操作步驟如下 a 將木板的左端墊起 平衡小車的摩擦力 b 在小車中放入砝碼 紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 連在小車后端 用細(xì)線連接小車和鉤碼 c 將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近 接通電源 釋放小車 小車拖動(dòng)紙帶 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn) 斷開電源 d 改變鉤碼或小車中砝碼的質(zhì)量 更換紙帶 重復(fù)b c操作 1 設(shè)鉤碼質(zhì)量為m1 砝碼和小車總質(zhì)量為m2 重力加速度為g 則小車的加速度為a 用題中所給字母表示 2 圖11是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶 在紙帶上取計(jì)數(shù)點(diǎn)O A B C D和E 用最小刻度是毫米的刻度尺進(jìn)行測量 讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的刻度x 通過計(jì)算得到各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s以及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v 某同學(xué)不小心將計(jì)數(shù)點(diǎn)C的數(shù)據(jù)弄模糊了 請你將C點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)填在下表中的相應(yīng)位置 圖11 圖12 3 實(shí)驗(yàn)小組通過繪制 v2 s圖線來分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律 其中 v2 v2 v v是各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度 v0是O點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度 他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中標(biāo)出了O A B C D E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn) 請你在該圖12中畫出 v2 s圖線 4 繪制的 v2 s圖線的斜率k 用題中所給字母表示 若發(fā)現(xiàn)該斜率大于理論值 其原因可能是 力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 規(guī)律方法 1 設(shè)計(jì)要求力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的具體要求是 能發(fā)現(xiàn)問題 提出問題 并制定解決方案 能運(yùn)用已學(xué)過的物理理論 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去嘗試著解決實(shí)際問題 2 實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題重在考查實(shí)驗(yàn)基本原理和思想方法的遷移應(yīng)用 特點(diǎn)是 源于教材 但又高于材料 這類題雖常考常新 但 題在書外 理在書中 3 做好這類題的方法首先要審清題意 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?然后聯(lián)想和遷移應(yīng)用相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理即可求解 此類實(shí)驗(yàn)題常常就是 穿著實(shí)驗(yàn)外衣 的中等難度的推理 論證類題目 精典題組 3 若重錘的質(zhì)量約為300g 為使實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)合理 鐵片質(zhì)量m0比較恰當(dāng)?shù)娜≈凳?A 1gB 5gC 40gD 100g 4 請?zhí)岢鲆粭l減小實(shí)驗(yàn)誤差的建議 2 2016 南通市第二次調(diào)研測試 小明同學(xué)看了 神舟十號 宇航員王亞平在太空授課時(shí) 利用牛頓第二定律測量指令長聶海勝的質(zhì)量后深受啟發(fā) 在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里設(shè)計(jì)了如圖14甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置 測量手機(jī)電池的質(zhì)量 為使滑塊平穩(wěn)運(yùn)動(dòng) 小明把兩塊質(zhì)量相等的手機(jī)電池用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)棉線固定在滑塊的兩側(cè) 接通氣源 當(dāng)空氣從導(dǎo)軌兩側(cè)穩(wěn)定噴出時(shí) 發(fā)現(xiàn)滑塊與氣墊導(dǎo)軌沒有直接接觸 裝置能正常使用 調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平 把細(xì)線的一端固定在滑塊上 另一端固定在鉤碼上 甲乙圖14 1 小明用圖乙中的螺旋測微器測得遮光條的寬度L mm 2 將附帶手機(jī)電池的滑塊由圖甲所示位置從靜止釋放 在鉤碼的牽引下先后通過兩個(gè)光電門 配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為 t1 7 2 10 3s 通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為 t2 2 3 10 3s 遮光條從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為 t 0 592s 則手機(jī)電池經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度v1 m s 保留2位有效數(shù)字 經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度v2 m s 保留3位有效數(shù)字 重力加速度g 10m s2 手機(jī)電池的加速度a m s2 保留2位有效數(shù)字 3 已知鉤碼的質(zhì)量為m1 200g 滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m2 510g 則一塊手機(jī)電池的質(zhì)量為m g 保留2位有效數(shù)字 答案 1 5 000或5 001或4 999 2 0 692 172 5 3 45