（江苏专用）2019高考物理二轮复习 要点回扣 专题16 力学实验学案

要点16力学实验规律要点1.误差和有效数字(1)误差产生原因大小特点减小方法系统误差实验仪器不精确、实验原理不完善、实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器，完善实验原理偶然误差测量、读数不准确忽大忽小画图象或取平均值(2)绝对误差|测量值真实值|，相对误差100%。(3)误差不可避免，但可以减小误差。(4)有效数字：从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.020 6 为3位有效数字。2.基本仪器的使用物理量测量仪器读数方法及注意事项长度刻度尺分度值一般为1 mm(此时叫毫米刻度尺)。毫米刻度尺可精确到毫米位、估读到十分之一毫米位(能读取十分之几毫米)。读数若以mm为单位，则小数点后有1位有效数字，读数时估读的“0”不能舍去游标卡尺d主尺读数(mm)精度游标尺上对齐刻线数值(mm)，不估读10分度游标，精度0.1 mm20分度游标，精度0.05 mm50分度游标，精度0.02 mm螺旋测微器测量值固定刻度可动刻度(估读)0.01 mm。注意要估读到0.001 mm时间打点计时器f50 Hz时，相邻点迹间隔为0.02 s光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口停表电子停表的准确值可以达到0.01 s。机械停表的准确值为0.1 s质量天平测量读数由右盘中砝码和游标共同读出力弹簧测力计先看弹簧测力计的分度值，若精度的末位是1，需要估读到精度的下一位，若精度的末位不是1，如0.2或0.5，只需估读到精度这一位3.实验要点实验名称装置图常考要点研究匀变速直线运动(1)数据处理方法：公式法：v，xaT2图象法：vt图象(2)摩擦力：无需平衡(木板平放或斜放均可)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(等效替代法)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4.实验数据的处理方法方法优点平均值法可减小偶然误差，但对系统误差无效列表法数据列表可以简单而又明确地展示各物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律与联系作图法直观、简便，有取平均的效果。由图线的斜率、截距、所围面积等可以确定物理量之间的变化关系，找出规律，还可剔除错误数据保温训练1.(2018南通调研)某小组利用如图1所示的装置验证牛顿第二定律。实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F。图1(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。这样做的目的是_。A.避免小车在运动过程中发生抖动B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.保证小车最终能够做匀速直线运动D.使细线拉力等于小车受到的合力(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，AB、CD间的距离分别为x1、x2，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为_。图2(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在下图的坐标中描点作出aF图线。钩码个数12345F/N0.490.981.471.962.45a/(ms2)0.921.682.322.883.32(4)实验中画出的aF图线与理论计算的图线(图中已画出)有明显偏差，其原因主要是_。解析(1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受到的合力。故选项D正确。(2)因为每相邻两计数点间还有4个点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t5T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即xat2，则有a。(3)根据描点法作出图象，如图所示。(4)探究加速度与力的关系实验中，当钩码质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码重力，如果钩码质量太大，没有远小于小车质量，小车受到的拉力明显小于钩码重力，实验误差较大，aF图象发生弯曲，变成曲线。答案见解析2.(2018福建福州十中月考)利用如图3所示的方式验证碰撞中的动量守恒，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切，先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲)；然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙)。圆弧轨道的半径为R，A和B完全相同，重力加速度为g。图3(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v _(用R和g表示)；(2)滑块与桌面的动摩擦因数 _(用R和x1表示)；(3)若x1和x2的比值是_，则验证了 A和B的碰撞动量守恒。解析(1)A在圆弧面上运动时机械能守恒，取桌面为零势能参考平面，则有mgRmv2解得v。(2)对A下滑的全过程由动能定理分析可知mgRmgx10解得。(3)如果碰撞中动量守恒，则有mv2mv再对碰后的AB滑块分析，由动能定理可知2mv22mgx2则x2故4；因此只要满足4，即可证明动量守恒。答案(1)(2)46