2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.ppt

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專題六物理實(shí)驗(yàn) 考點(diǎn)1力學(xué)實(shí)驗(yàn) 必記要點(diǎn) 一 長(zhǎng)度測(cè)量類儀器1 游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 考點(diǎn)一基本儀器的使用 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 01mm 二 時(shí)間測(cè)量類儀器1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 頻閃照相機(jī)其作用和處理方法與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器類似 它是用等時(shí)間間隔獲取圖象的信息的方法 將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來(lái) 使用時(shí)要明確頻閃的時(shí)間間隔 例1 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6 1 1甲和乙所示 該工件的直徑為 cm 高度為 mm 圖6 1 1 解析 圖甲為20分度的游標(biāo)卡尺 其精度為0 05mm 主尺讀數(shù)為12mm 游標(biāo)尺上第5條刻線與主尺上的一條刻線對(duì)齊 故測(cè)量結(jié)果為12mm 5 0 05mm 12 25mm 1 225cm 螺旋測(cè)微器的精度為0 01mm 由圖乙知固定刻度讀數(shù)為6 5mm 可動(dòng)刻度讀數(shù)為 36 0 由工件的高度為6 5mm 36 0 0 01mm 6 860mm 答案 1 2256 860 題組訓(xùn)練 1 某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑 示數(shù)如圖6 1 2甲 乙所示 則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為 cm和 cm 圖6 1 2 解析用毫米刻度尺測(cè)量時(shí) 讀數(shù)應(yīng)讀到mm的下一位 即長(zhǎng)度測(cè)量值為60 10cm 題圖乙中游標(biāo)卡尺為五十分度 精確度為0 02mm 主尺讀數(shù)為4mm 游標(biāo)尺第10條刻度與主尺刻度線對(duì)齊 故游標(biāo)尺讀數(shù)為6 0 02mm 0 12mm 所以金屬桿直徑測(cè)量值為4 12mm 答案60 104 12 2 一同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)一根金屬管的深度時(shí) 游標(biāo)卡尺上的游標(biāo)尺和主尺的相對(duì)位置如圖6 1 3甲所示 則這根金屬管的深度是 cm 該同學(xué)又利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度為5 702mm 則圖乙中可動(dòng)刻度a b處的數(shù)字分別是 圖6 1 3 解析圖中游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為10mm 20分度游標(biāo)尺精確度為0 05mm 游標(biāo)尺上第12條刻度線與主尺對(duì)齊 故游標(biāo)尺讀數(shù)為11 0 05mm 0 55mm 所以金屬管深度為10 55mm 1 055cm 螺旋測(cè)微器固定刻度部分讀數(shù)為5 5mm 可動(dòng)刻度最小分度值為0 01mm 可動(dòng)刻度部分讀數(shù)應(yīng)為20 2 0 01 因此a處數(shù)字應(yīng)為20 b處數(shù)字為25 答案1 0552025 規(guī)律總結(jié)游標(biāo)卡尺 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法1 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法 由主尺讀出整毫米數(shù)l0 從游標(biāo)卡尺上讀出與主尺上某一刻度對(duì)齊的格數(shù)n 則測(cè)量值 mm l0 n 精確度 mm 注意 游標(biāo)卡尺的精確度一般為游標(biāo)卡尺上總刻數(shù)的倒數(shù) 游標(biāo)卡尺不需要估讀 2 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法 測(cè)量值 mm 固定刻度指示的毫米數(shù) 注意半毫米刻度線是否露出 可動(dòng)刻度上與固定刻度基線所對(duì)的刻度值 注意刻度值要估讀一位 0 01mm 例2 2018 貴陽(yáng)模擬 某課外興趣小組做 探究加速度與物體受力的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn) 裝置如圖6 1 4甲所示 圖中A為小車(chē) 質(zhì)量為m1 連接在小車(chē)后面的紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B 它們置于一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上 重物P的質(zhì)量為m2 C為彈簧測(cè)力計(jì) 實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量 讀出測(cè)力計(jì)不同讀數(shù)F 不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦 已知重力加速度為g 考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)原理的理解與應(yīng)用 圖6 1 4 2 實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示 紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出 由此可求得小車(chē)的加速度的大小是 m s2 交流電的頻率為50Hz 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 B 2 0 50 0 49也對(duì) 3 C 例3 2018 武漢調(diào)研 利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)能定理 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示 圖6 1 5 實(shí)驗(yàn)主要步驟如下 在水平桌面上放置氣墊導(dǎo)軌 將它調(diào)至水平 用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d 由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門(mén)中心之間的距離L 將滑塊至光電門(mén)1左側(cè)某處 待托盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí) 釋放滑塊 從固定在滑塊上的拉力傳感器讀出細(xì)線拉力的大小F 從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間 t1 通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間 t2 用天平稱出滑塊 遮光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M 回答下列問(wèn)題 1 以滑塊 包含遮光條和拉力傳感器 為研究對(duì)象 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi) 若滿足關(guān)系式 用測(cè)量量的字母表示 則可認(rèn)為驗(yàn)證了動(dòng)能定理 2 關(guān)于本實(shí)驗(yàn) 某同學(xué)提出如下觀點(diǎn) 其中正確的是 A 理論上 遮光條的寬度越窄 遮光條通過(guò)光電門(mén)的平均速度越接近瞬時(shí)速度B 牽引滑塊的細(xì)繩應(yīng)與導(dǎo)軌平行C 需要考慮托盤(pán)和砝碼受到的空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響D 托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m必須遠(yuǎn)小于滑塊 遮光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M 3 不計(jì)空氣阻力 已知重力加速度g和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量 根據(jù) mg F ma 可以計(jì)算托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m 若不考慮遮光條寬度的影響 計(jì)算出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m1 若考慮遮光條寬度的影響 計(jì)算出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m2 則m1 m2 選填 大于 等于 小于 名師點(diǎn)撥解答力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題 1 文字表述類填空題 文字表述應(yīng)精練準(zhǔn)確 用物理書(shū)面用語(yǔ) 切記不可用生活用語(yǔ) 如 平衡摩擦力太狠了 平衡摩擦力過(guò)了 等等 2 數(shù)據(jù)類填空題 數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確 小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)或有效數(shù)字位數(shù)符合要求 需用科學(xué)記數(shù)法的用科學(xué)記數(shù)法 3 表達(dá)式類填空題 公式書(shū)寫(xiě)要規(guī)范 要符合物理規(guī)律 切記不可以亂寫(xiě)公式 表達(dá)式后不要帶單位 因?yàn)楸磉_(dá)式中的字母符號(hào)都帶有單位 題組訓(xùn)練 1 某小組為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則 設(shè)計(jì)了如圖6 1 6甲所示的實(shí)驗(yàn) 在一個(gè)半圓形刻度盤(pán)上安裝兩個(gè)可以沿盤(pán)邊緣移動(dòng)的拉力傳感器A B 兩傳感器的掛鉤分別系著輕繩 輕繩的另一端系在一起 形成結(jié)點(diǎn)O 并使結(jié)點(diǎn)O位于半圓形刻度盤(pán)的圓心 在O點(diǎn)掛上重G 2 00N的鉤碼 記錄兩傳感器A B示數(shù)F1 F2及輕繩與豎直方向的夾角 1 2 用力的圖示法即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則 圖6 1 6 1 當(dāng)F1 1 00N F2 1 50N 1 45 2 30 時(shí) 請(qǐng)?jiān)趫D乙中用力的圖示法作圖 畫(huà)出兩繩拉力的合力F 并求出合力F N 結(jié)果保留三位有效數(shù)字 2 該組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中 將傳感器A固定在某位置后 再將傳感器B從豎直位置的P點(diǎn)緩慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 得到了一系列B傳感器的示數(shù)F2和對(duì)應(yīng)的角度 2 作出了如圖丙所示的F2 2圖象 由圖丙可知A傳感器所處位置的角度 1 2 2018 濰坊模擬 利用如圖6 1 7甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌 導(dǎo)軌上端固定有輕質(zhì)定滑輪 A處固定一光電門(mén) 帶遮光片的滑塊質(zhì)量為M 置于導(dǎo)軌上的B處 通過(guò)輕繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連 使輕繩伸直 小球與滑塊由靜止釋放 滑塊向上運(yùn)動(dòng) 重力加速度為g 1 用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d 結(jié)果如圖乙所示 由此讀出d mm 圖6 1 7 2 某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得導(dǎo)軌傾角為 B到光電門(mén)的距離為x 遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間為t 滑塊從B到A過(guò)程中m和M組成系統(tǒng)的動(dòng)能增量為 Ek 系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量為 Ep 在誤差允許的范圍內(nèi) 若 Ek Ep 則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 用題目中字母表示 Ek和 Ep 例4 現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置如圖6 1 8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(zhǎng)方形遮光片的滑塊 其總質(zhì)量為M 左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連 遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直 導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門(mén) 可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t 用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離 h表示A與C的高度差 b表示遮光片的寬度 s表示A B兩點(diǎn)間的距離 將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度 用g表示重力加速度 完成下列填空和作圖 考點(diǎn)三用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖6 1 8 圖6 1 9 2 描點(diǎn)及作直線見(jiàn)圖 規(guī)律總結(jié)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的六個(gè)要求圖象法是物理實(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(lái)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(guò)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) 且線要細(xì) 4 作圖時(shí)常通過(guò)選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸使圖線線性化 即 變曲為直 5 注意區(qū)別橫 縱坐標(biāo)軸的物理意義 標(biāo)度及單位 6 明確圖象的斜率 截距的物理意義 題組訓(xùn)練 利用如圖6 1 10甲所示裝置做 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn) 所用的鉤碼每只的質(zhì)量為30g 實(shí)驗(yàn)中 先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度 再將4個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧下端 每次掛完鉤碼待彈簧穩(wěn)定后依次測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度 并將數(shù)據(jù)填在下表中 彈力始終未超過(guò)彈性限度 取g 10m s2 試完成下列問(wèn)題 圖6 1 10 1 請(qǐng)?jiān)谌鐖D乙所示坐標(biāo)系中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系的圖象 2 由圖象乙求得該彈簧的勁度系數(shù)k N m 保留兩位有效數(shù)字 3 某同學(xué)直接利用表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 作出了如圖丙所示的鉤碼質(zhì)量m跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系的圖象 那么該圖象斜率所表示的物理意義是 解析 1 彈簧受的拉力為鉤碼的重力 每次實(shí)驗(yàn)彈簧所受到的拉力F如下表所示 答案 1 如圖所示 必記要點(diǎn) 考點(diǎn)四力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 例5 2018 石家莊模擬 某同學(xué)用如圖6 1 11甲所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 該裝置由水平長(zhǎng)木板及固定在長(zhǎng)木板一端的硬幣發(fā)射器組成 硬幣發(fā)射器包括支架 彈片及彈片釋放裝置 釋放彈片可將硬幣以某一初速度彈出 已知一元硬幣和五角硬幣與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)相同 主要實(shí)驗(yàn)步驟如下 將一元硬幣置于發(fā)射槽口 釋放彈片將硬幣發(fā)射出去 硬幣沿著長(zhǎng)木板中心線運(yùn)動(dòng) 在長(zhǎng)木板中心線的適當(dāng)位置取一點(diǎn)O 測(cè)出硬幣停止滑動(dòng)時(shí)硬幣右側(cè)到O點(diǎn)的距離 再?gòu)耐晃恢冕尫艔椘瑢⒂矌虐l(fā)射出去 重復(fù)多次 取該距離的平均值記為x1 如圖乙所示 將五角硬幣放在長(zhǎng)木板上 使其左側(cè)位于O點(diǎn) 并使其直徑與中心線重合 按步驟 從同一位置釋放彈片 重新彈射一元硬幣 使兩硬幣對(duì)心正碰 重復(fù)多次 分別測(cè)出兩硬幣碰后停止滑行時(shí)與O點(diǎn)距離的平均值x2和x3 如圖丙所示 圖6 1 11 1 為完成該實(shí)驗(yàn) 除長(zhǎng)木板 硬幣發(fā)射器 一元及五角硬幣 刻度尺外 還需要的器材有 2 實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)量的物理量有 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為 用測(cè)量物理量對(duì)應(yīng)的字母表示 題組訓(xùn)練 1 2018 煙臺(tái)模擬 為了測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 某小組使用DIS位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖6 1 12甲所示實(shí)驗(yàn)裝置 讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A由靜止釋放 位移傳感器可以測(cè)出木塊到傳感器的距離 位移傳感器連接計(jì)算機(jī) 描繪出滑塊相對(duì)傳感器的位移x隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示 圖6 1 12 1 根據(jù)上述圖線 計(jì)算0 4s時(shí)木塊的速度v m s 木塊加速度a m s2 結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字 2 為了測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù) 還需要測(cè)量的量是 已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 得出 表達(dá)式是 解析 1 根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度 得0 4s末的速度為 2 2018 安陽(yáng)二模 如圖6 1 13甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置 他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B 滑塊上固定一遮光條 滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連 傳感器下方懸掛鉤碼 每次滑塊都從A處由靜止釋放 圖6 1 13 1 該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度為d 如圖乙所示 則d mm 2 實(shí)驗(yàn)時(shí) 將滑塊從A位置由靜止釋放 由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t 若要得到滑塊的加速度 還需要測(cè)量的物理量是 解析 1 由圖知第5條刻度線與主尺對(duì)齊 d 2mm 5 0 05mm 2 25mm 2 實(shí)驗(yàn)時(shí) 將滑塊從A位置由靜止釋放 由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t 滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得若要得到滑塊的加速度 還需要測(cè)量的物理量是遮光條到光電門(mén)的距離L 3 如圖所示