（全国通用）2018年高考物理二轮复习 考前第4天 力学实验学案

考前第4天力学实验考 点 提 炼1.实验要点分类实验名称装置图常考要点研究性实验研究匀变速直线运动(1)数据处理方法：公式法：vv，xaT2图象法：vt图象(2)摩擦力：无需平衡(木板平放或斜放均可)探究弹力和弹簧伸长量的关系考装置：器材装配、读数考作图：根据记录数据作相关图线考计算：根据Fx或Fl或mx图象求k探究动能定理考装置：平衡摩擦力的方法、判断标准求速度：小车获得的速度就是纸带上点距均匀的部分对应速度考图象：作Wv或Wv2图象，得出结论验证性实验验证机械能守恒定律考运算：下落速度的计算；减少的重力势能与增加的动能的计算考图象：根据h或h图象的斜率判断机械能是否守恒验证力的平行四边形定则考读数：弹簧测力计示数考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉到同一位置求合力：根据分力F1、F2的大小与方向用作图法求合力验证牛顿运动定律考装置：器材装配正误；平衡摩擦力的方法、标准；质量控制要求控制变量法的应用图象的处理以及实验的注意事项判成因：给定异常aF图象，判断其可能成因验证动量守恒定律考装置：斜槽末端切线应调整水平；a球质量大于b球考原理：小球落地点的判定及精准定位；必要的物理量的测量；碰撞前后守恒式的计算考拓展：验证动量守恒定律其他实验装置、方法及关系式2.物理量的测量方法待测量测量工具方法说明长度刻度尺毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0.1 mm游标卡尺读数方法：测量值主尺上指示的毫米数精度游标尺对齐的格数精度：mm，10分度的游标卡尺精度为0.1 mm，20分度的游标卡尺精度为0.05 mm，50分度的游标卡尺精度为0.02 mm，游标卡尺不估读螺旋测微器读数方法：测量值主尺上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)精度转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(注意刻度值要估读)精度：螺旋测微器精度为0.01 mm时间打点计时器tnT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)打点周期与所接交流电周期相同光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口临 考 必 做1.小红同学在做“测定金属电阻率”的实验中，通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图1中的示数，游标卡尺所示的金属圆片直径的测量值为_mm，螺旋测微器所示的金属圆片厚度的测量值为_mm。图1解析根据游标卡尺读数规则，该金属圆片的直径为49 mm30.05 mm49.15 mm，根据螺旋测微器读数规则，金属圆片的厚度为4.5 mm19.90.01 mm4.699 mm。答案49.154.699(4.6984.702均可)2.某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。(1)请完成以下主要实验步骤：按图2(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物_(填“靠近”或“远离”)计时器下端；_，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。(2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取_(填“b”或“c”)来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和_。图2解析(1)为了使纸带打下的点多一些，竖直提起悬吊重物的纸带时应使重物靠近打点计时器下端，且应先接通电流，再释放纸带，使重物自由下落。(2)重物下落是匀加速运动，故应选“b”来计算重力加速度；重物下落过程中系统受重力，空气阻力，纸带与打点计时器间的摩擦力等。答案(1)靠近先接通打点计时器电源，再释放纸带(2)b纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦3.为了探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系，某实验小组设计了如图3(a)所示的实验装置，力传感器可以测得细线中的拉力，通过分析与小车相连的纸带上打出的点迹可以得出小车的加速度。通过改变重物的质量，得出力传感器的数值和对应的加速度数据，可画出小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图(b)所示，取g10 m/s2。图3(1)图线_(填“甲”或“乙”)是在轨道左侧抬高成为斜面的情况下得到的。(2)在用图(a)所示的实验装置探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系实验中，是否需要满足重物的质量远小于小车的质量？答：_。(3)小车的质量m_kg(保留两位小数)；小车在水平轨道上运动所受阻力与重力的比值_。解析(1)由图线甲可知，在力传感器读数为零，即无拉力情况下，小车就已经获得了加速度，所以图线甲是在轨道左侧抬高成为斜面的情况下得到的。(2)力传感器可以测得细线中的拉力，因此不需要满足重物的质量远小于小车的质量。(3)图线乙是在轨道水平的情况下得到的aF图线，小车在水平轨道上运动所受阻力fmg。对小车，由牛顿第二定律得，Fmgma，解得aFg，对照图线乙可知，图线乙的斜率等于小车质量的倒数，1.5 kg1，解得m0.67 kg。图线的纵截距等于g，g3 m/s2，可得0.3。答案(1)甲(2)不需要(3)0.670.34.(2017北京理综，21)如图4所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。图4(1)打点计时器使用的电源是_(选填选项前的字母)。A.直流电源 B.交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_(选填选项前的字母)。A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量在不挂重物且_(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。A.计时器不打点 B.计时器打点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C各点到O点的距离为x1、x2、x3，如图5所示。图5实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W_，打B点时小车的速度v_。(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图6所示的v2W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子，分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_。图6(5)假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映v2W关系的是_。解析(1)打点计时器使用交流电源。(2)平衡摩擦力的方法为将木板一端垫高，使得重力沿木板方向的分力与所有阻力(包括打点过程中的阻力)平衡，使小车做匀速直线运动；判断小车做匀速直线运动是根据纸带上相邻点间的距离相等判定，故需计时器打点。(3)拉力大小为mg，O到B位移为x2，根据功的公式WFx，得W2mgx2。由于小车做匀加速直线运动，B点为AC时间中点，AC段平均速度等于B点瞬时速度，即v。(4)由v2W图象为直线得，v2kWb，从图中读出b0.01，在图中直线上任取两个相距较远的点，可得k4.8，所以v24.8W0.01。由等式两端的物理量单位可知，左侧单位m2s2，右侧W单位为J。所以k的单位为，所以与斜率有关的物理量是质量。(5)该实验与教材实验不同，不是使用不同数量的橡皮筋，每次测量一个速度，而是重物质量确定，一次实验中取不同位置的点，测量多个速度。设小车质量为M，以重物与小车整体为研究对象，则a，设小车滑行x时速度为v，则v202ax。可得v2mgx。实验中认为Wmgx，所以v2W，m与M为定值，故A正确。答案(1)B(2)AB(3)mgx2(4)v24.8W0.01质量(5)A - 6 -