創(chuàng)新設(shè)計浙江鴨2017版高考物理二輪復(fù)習(xí)高分突破專題三功和能第13課時力學(xué)實驗二課件

1、第13課時　力學(xué)實驗(二),實驗6　研究平拋運動(學(xué)考)易錯點一　實驗原理和操作【練1】 (2016·浙江第二次大聯(lián)考)(1)在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上________。,A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.每次釋放小球的位置可以不同C.每次必須由靜止釋放小球D.

2、記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降E.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸F.斜槽必須是光滑的，以免受到摩擦力的作用(2)作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有________和________。其初速度的表達式為v0＝________。,解析　(1)要保證每次拋出時的速度相等應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下并且斜槽軌道末端必須保持水平，只要做到這兩點，我們就能得到相等的速度，至于摩擦力不會影響這

3、個結(jié)果，記錄小球位置用的鉛筆每次不需嚴格地等距離下降，小球運動時應(yīng)避免與紙面發(fā)生摩擦。所以選ACE。,【練2】 某同學(xué)在做平拋運動實驗時得到了如圖1的運動軌跡，a，b，c三點的位置在運動軌跡上已標出。則： (1)小球平拋的初速度為______m/s。(g取10 m/s2),圖1,(2)小球拋出點的位置坐標為x＝____________ cm，y＝____________ cm。,答案　(1)2　(2)－10?。?.25,疑難點三　實

4、驗創(chuàng)新設(shè)計【練3】 在做“研究平拋運動”的實驗中，為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置，實驗時采用了如圖2所示的裝置。先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙。將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口的方向平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠離槽口的方向平移距離x，小球再從斜槽上緊

5、靠擋板處由靜止釋放，得到痕跡C。若測得木板每次移動的距離x＝10.00 cm，A、B間距離y1＝5.02 cm，B、C間距離y2＝14.82 cm。請回答以下問題：,(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？_____________________________________________________。(2)根據(jù)以上直接測量的物理量來求小球初速度的表達式為v0＝__________(用題中所給字母表示)。

6、 (3)小球初速度的值為v0＝__________ m/s。,圖2,解析　(1)由于本實驗是采用尋找同一運動軌跡上的各處不同點，然后再用描點法來確定軌跡的方法，而小球下落一次只能測一個點，需要多次測量，故應(yīng)保證每次小球的平拋運動完全相同，即平拋小球的初速度必須每次都相同。為做到這一點，應(yīng)使小球每次都從斜槽上的同一位置無初速度滾下。,實驗7　探究做功與物體速度變化的關(guān)系(學(xué)考)易錯點一　實驗原理和操作【練1】 探究力對原來靜止的

7、物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實驗裝置如圖3所示，以下關(guān)于該實驗的說法中有一項不正確，它是________。,圖3,A.本實驗設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W……所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條……橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W……B.小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒?/p>

8、以使木板適當(dāng)傾斜C.在平衡摩擦力時，小車的后端要夾紙帶，紙帶穿過打點計時器D.根據(jù)紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算,解析　由于選用同樣的橡皮筋，并且每次實驗中橡皮筋拉伸的長度相同，因此每條橡皮筋對小車做的功都相同，故A正確；小車在運動中受到的阻力，采取平衡摩擦力的方法補償，讓木板固定有打點計時器的一端適當(dāng)抬高，使重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡，故B正確；實驗中，紙帶與打點計時器之間

9、也有阻力，需要平衡掉，所以要夾好紙帶，故C正確；由于橡皮筋松弛后，小車做勻速運動，此時的速度是橡皮筋對小車做功后的最大速度，故求速度應(yīng)該用做勻速運動的那一段紙帶的數(shù)據(jù)，而不應(yīng)該用從第一點到最后一點的數(shù)據(jù)來計算，故D不正確。答案　D,易錯點二　實驗數(shù)據(jù)處理【練2】 某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中，設(shè)計了如圖4甲所示的實驗。將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計時器。先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計時器的地方。然后接

10、通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點，得到的紙帶如圖乙所示。O點為計時器打下的第1個點，該同學(xué)對數(shù)據(jù)進行了下列處理：取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A，B，C三點的速度分別為vA＝0.12 m/s，vB＝0.17 m/s，vC＝0.21 m/s。,根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷W∝v2?,圖4,由以上數(shù)據(jù)可以判斷W∝v2是正確的，也可以根據(jù)W－v2的圖線來判斷(如圖所示)。,答案　見解析,易錯點三　實驗誤差分

11、析【練3】 在“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗中。(1)木板略微傾斜，這樣做__________。A.是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑B.是為了增大橡皮筋對小車的彈力C.是為了使橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功D.是為了使橡皮筋松弛后小車做勻加速運動,(2)某同學(xué)在一次實驗中得到了一條如圖5所示的紙帶，這條紙帶上的點兩端較密，中間較疏，出現(xiàn)這種情況的原因可能是__________。,圖5,A.電源的

12、頻率不穩(wěn)定B.木板傾斜程度太大C.沒有使木板傾斜或傾角太小D.小車受到的阻力較大,解析　(1)使木板傾斜，小車受到的摩擦力與小車所受重力沿斜面的分力大小相等，在不施加拉力時，小車在斜面上受到的合力為零，小車可以在斜面上靜止或做勻速直線運動，小車與橡皮筋連接后，小車所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功，故A、B、D錯誤，C正確。(2)實驗中要進行平衡摩擦力的操作，正常情況是紙帶上打出點先逐漸增大，

13、后間距不變，即小車先加速后勻速，若兩端密、中間疏則說明小車后來做減速運動，可能是沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，即沒有使木板傾斜或傾角太小，或者小車受到的阻力較大，故選C、D。答案　(1)C　(2)CD,實驗8　驗證機械能守恒定律(學(xué)考)易錯點一　實驗原理和操作【練1】 (1)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，某同學(xué)列舉了該實驗的幾個步驟，其中不正確或沒有必要的是__________(填序號即可)。A.正確安裝好實驗儀器

14、 B.將打點計時器接到學(xué)生電源直流輸出端上C.用天平測出下落重物的質(zhì)量，且精確到0.01 kgD.為了使打出來的第一個點清晰，應(yīng)該先釋放紙帶再接通打點計時器電源開關(guān),E.為了防止重物掉到地上，需要在其落地以前用手接住F.在紙帶上離起始點較遠的地方選擇幾個連續(xù)的點，測出它們距起始點的距離(2)某個小組的三位同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖6所示。其中O是起始點，A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點。該同學(xué)用毫米刻度尺測量

15、O到A、B、C各點的距離，用重物在OB段的運動來驗證機械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80 m/s2，打點計時器所用電源頻率為f＝50 Hz，設(shè)重物質(zhì)量為1.00 kg。,①甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)，圖中的B是除起始點外打點計時器打下的第n個點。因此他用vB＝ngT(T是打點計時器的打點周期)計算B點對應(yīng)時刻重物的速度，這樣得到的結(jié)果是重力勢能的減少量__________(選填“大于”“小于”或“等于”)動能的增加量。,,圖6,(2)①甲同學(xué)直

16、接按自由落體計算的瞬時速度，而實際運動過程中有空氣阻力和摩擦力，加速度會小于g，所以這樣計算的速度偏大，所以重力勢能的減少量小于動能的增加量。②乙同學(xué)直接利用高度按照勻加速計算速度，相當(dāng)于是利用重力勢能求動能，結(jié)果是相等的，但這種求法是錯誤的。,③丙同學(xué)用勻變速直線運動規(guī)律求解B點速度，與重物實際運動規(guī)律相符，所以速度計算正確，由于實驗過程中摩擦阻力的存在，重力勢能有一部分轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，重力勢能的減少量大于動能的增加量。④任何實驗都

17、存在誤差，只要實驗步驟操作正確，盡量減小誤差即可，三位同學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法中合理的是丙。答案　(1)BCDE　 (2)①小于?、诘扔凇、鄞笥凇、鼙?易錯點二　實驗數(shù)據(jù)處理【練2】 某同學(xué)用圖7甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間＝9.80 m/s2。實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖乙所示，紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這

18、三個點到O點的距離hA、hB和hC的值。回答下列問題(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。,(1)打點計時器打B點時，重物速度的大小vB＝______m/s；(2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律？簡要說明分析的依據(jù)。,圖7,答案　(1)3.90　(2)見解析,【例1】 (2016·4月浙江學(xué)考)(1)在下列學(xué)生實驗中，需要用到打點計時器的實驗有__________(填字母)。A.“探究求合力的

19、方法”B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”C.“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”D.“探究作用力與反作用力的關(guān)系”,[真題示例],(2)做“驗證機械能守恒定律”的實驗，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器，還必須選取的器材是圖8中的__________(填字母)。,圖8,某同學(xué)在實驗過程中，①在重錘的正下方地面鋪海綿；②調(diào)整打點計時器的兩個限位孔連線為豎直；③重復(fù)多次實驗。以上操作可減小實驗誤差的是________(填序號)

20、。答案　(1)BC　(2)BD　②③,【例2】 (2015·浙江理綜，21)甲同學(xué)準備做“驗證機械能守恒定律”實驗，乙同學(xué)準備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。,圖9,(1)圖9中A、B、C、D、E表示部分實驗器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材________；乙同學(xué)需在圖中選用的器材________。(用字母表示),(2)某同學(xué)在實驗室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖10所示的兩條紙帶①和②。紙帶________的加速度

21、大(填“①”或“②”)，其加速度大小為________。,圖10,解析　(1)“驗證機械能守恒定律”一般采用重錘自由落體運動，使用紙帶法測速度，所以要用到重錘和電火花打點計時器，即A、B；“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗一般以小車為研究對象，需改變小車質(zhì)量，要用到紙帶法測加速度，所以需要電火花計時器、小車、鉤碼，即B、D、E。,答案　(1)AB　BDE　(2)①　(2.5±0.2) m/s2,[沖刺訓(xùn)練],1.在研究平拋運動

22、的實驗中，求解得到的初速度有誤差，與誤差產(chǎn)生原因無關(guān)的是(　　)A.弧形槽與球間有摩擦B.弧形槽末端切線不水平C.小球受空氣阻力D.小球每次自由滾下的位置不同,解析　要保證每次實驗時，小球平拋的初速度的大小和方向相同，需使小球每次從同一位置由靜止釋放，斜槽末端應(yīng)水平；弧形槽與球間的摩擦不影響小球每次平拋的初速的一致性；小球受的空氣阻力使它不具備做平拋運動的條件。答案　A,2.某同學(xué)采用如圖11甲所示的實驗裝置做“研究平

23、拋運動”的實驗。,圖11,(1)實驗時下列哪些操作是必須的__________(填序號)。①將斜槽軌道的末端調(diào)水平②用天平稱出小球的質(zhì)量③每次都要讓小球從同一位置由靜止開始運動(2)實驗時此同學(xué)忘記在白紙上記錄小球拋出點的位置，于是他根據(jù)實驗中記錄的點跡描出運動軌跡曲線后，在該段曲線上任取水平距離均為Δx＝20.00 cm的三點A、B、C，如圖乙所示，其中相鄰兩點間的豎直距離分別為y1＝10.00 cm，y2＝20.00 cm。

24、小球運動過程中所受空氣阻力忽略不計。請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)幫助他計算出小球初速度v0＝__________ m/s。(g取10 m/s2),答案　(1)①③　(2)2.00,3.如圖12所示裝置可用來驗證機械能守恒定律。擺錘A栓在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放一個小鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離O豎直方向成θ角時由靜止開始釋放擺錘，當(dāng)其到達最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動。,圖12,(1)為了

25、驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度。為了求出這一速度，實驗中還應(yīng)該測量哪些物理量：____________________________。,(2)根據(jù)測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v＝__________。(3)根據(jù)已知的和測得的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關(guān)系式為__________。,4.(2016·寧波學(xué)考模擬)在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中(裝置如圖13所示)：,圖13,(