創(chuàng)新設(shè)計江蘇專用2017屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題五物理實驗第1講力學(xué)實驗課件

1、第1講　力學(xué)實驗,圖1(1)ΔEp＝mgh計算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到________之間的豎直距離。A.鋼球在A點時的頂端B.鋼球在A點時的球心C.鋼球在A點時的底端,圖2,(3)下表為該同學(xué)的實驗結(jié)果：,他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk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？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)1.50　1.

2、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受電磁阻尼作用的運(yùn)動規(guī)律。實驗裝置如圖3所示，打點計時器的電源為50 Hz的交流電。,(1)下列實驗操作中，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.在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源,圖3,(2)該同

3、學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實驗(記為“實驗①”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點為O點，每隔一個計時點取一個計數(shù)點，標(biāo)為1，2，…，8。用刻度尺量出各計數(shù)點的相鄰兩計時點到O點的距離，記錄在紙帶上，如圖4所示。,圖4計算相鄰計時點間的平均速度，粗略地表示各計數(shù)點的速度，抄入下表。請將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。,(3)分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時間內(nèi)，磁鐵運(yùn)動速度的變化情況是_____________

4、_____；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)上述實驗操作(記為“實驗②”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動規(guī)律與自由落體運(yùn)動規(guī)律幾乎相同。請問實驗②是為了說明什么？對比實驗①和②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39.8 cm/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

5、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)小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。(1)實驗記錄紙如圖5所示，O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計共同作用時，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點；一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力F3的方向過P3點。三個力的大小分別為：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N。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

6、析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結(jié)果。他用彈簧測力計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。實驗裝置如圖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，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動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6兩次實驗記錄的軌跡如圖乙所示。過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩

7、點，則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為________。(3)根據(jù)(2)中的實驗，可以得出的實驗結(jié)果有哪些？________。 (填寫選項前的字母),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，橡皮筋第2次的長度較長C.兩次被拉伸到相同長度時，橡皮筋第2次受到的拉力較大D.兩次受到的拉力相同時，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大(4)根據(jù)小明的上述實驗探究，請對驗證力的平行四邊形定

8、則實驗提出兩點注意事項。,(3)兩次實驗結(jié)果表明：兩次受到的拉力相同時，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；兩次被拉伸長度相同時，橡皮筋第1次受到的拉力較大，C錯；兩次受到的拉力相同時，拉力越大，對應(yīng)的θ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(xiàn)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

9、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驗考題的第11題均為力學(xué)實驗，這些實驗的基礎(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。(1)熟知各種器材的特性。(2)熟悉課本上的實驗，抓住實驗的靈魂——實驗原理，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

10、認(rèn)準(zhǔn)游標(biāo)“0”刻度在哪，讀數(shù)時應(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0.5 mm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)時應(yīng)輕輕“鎖定”可動部分。,(3)彈簧測力計：使用前應(yīng)校零，選擇彈簧測力計時，要選力的方向通過彈簧軸線的，必要時要選對拉時讀數(shù)相同的彈簧測力計。(4)打點計時器：電火花打點計時器使用的是220 V交流電源；電磁打點計時器使用的是低壓4～6 V交流電源。,(3)螺旋測微器要

11、估讀，以毫米為單位小數(shù)點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　1.220　6.860,2.(2016·揚(yáng)州二模)某同學(xué)用如圖8所示的實驗裝置探究力的平行四邊形定則，彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物

12、M，彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置，分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。,圖8,(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________。(2)下列不必要的實驗要求是________。(請?zhí)顚戇x項前對應(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)行多次實驗，每次都要

13、使O點靜止在同一位置(3)某次實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請你提出一個解決辦法：______________________________。,解析　(1)彈簧測力計讀數(shù)，每1 N被分成5格，則1格就表示0.2 N。題圖中指針落在3 N到4 N的第3格處，所以示數(shù)為3.6 N。(2)實驗通過作出三個力的圖示，來驗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；彈簧測力計是測出力的大小，所以必須在測之前

14、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點靜止在同一位置，故D錯誤。本題選不必要的，答案為D。,(3)當(dāng)彈簧測力計A超出其量程，則說明聯(lián)接彈簧測力計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B拉細(xì)線的方向，或改變彈簧測力計B拉力的大小，從而使彈簧測力計A不超出量程。答案

15、　(1)3.6 N　(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B拉力的大小,基本實驗方法與數(shù)據(jù)處理,[規(guī) 律 方 法],1.力學(xué)實驗的基本方法力學(xué)實驗的基本方法就是測量力、位移、時間等的方法。測力可以用彈簧測力計，也可以用天平測出質(zhì)量求得力，還可以根據(jù)牛頓運(yùn)動定律或動能定理等測出相關(guān)物理量來求得力。測位移主要用到打點計時器、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)動定律

16、或動能定理等求得相關(guān)物理量來求得位移。測時間主要用到打點計時器、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)律求得時間。,1.(2016·揚(yáng)州二模)某實驗小組利用如圖9所示的裝置進(jìn)行實驗，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的上面套一個比它大一點的環(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A距離狹縫的高度為h2，放手后，A、

17、B、C從靜止開始運(yùn)動。,[精 典 題 組],圖9,(1)利用計時儀器測得鉤碼A通過狹縫后到落地用時t1，則鉤碼A通過狹縫時的速度為________(用題中字母表示)。(2)若通過此裝置驗證機(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)為減小測量時間的誤差，有同學(xué)提出如下方案：實驗時調(diào)節(jié)h1＝h2＝h，測出鉤碼A從

18、釋放到落地的總時間t來計算鉤碼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。打點計時器工作頻率為50 Hz。,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

19、中放入砝碼，紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；,c.將小車停在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，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是某次實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上取計數(shù)點O、A、B、C、D

20、和E，用最小刻度是毫米的刻度尺進(jìn)行測量，讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度x，通過計算得到各計數(shù)點到O的距離s以及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v。某同學(xué)不小心將計數(shù)點C的數(shù)據(jù)弄模糊了，請你將C點對應(yīng)的數(shù)據(jù)填在下表中的相應(yīng)位置。,圖11,圖12(3)實驗小組通過繪制Δv2-s圖線來分析運(yùn)動規(guī)律(其中Δv2＝v2-v，v是各計數(shù)點對應(yīng)時刻小車的瞬時速度，v0是O點對應(yīng)時刻小車的瞬時速度)。他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中標(biāo)出了O、A、B、C、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點，請你

21、在該圖12中畫出Δv2-s圖線。,(4)繪制的Δv2-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)實驗設(shè)計,[規(guī) 律 方 法],1.設(shè)計要求力學(xué)實驗設(shè)計題的具體要求是“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、實驗方法和實驗儀器去嘗試著解決實際問題”。2.實驗特點力學(xué)實驗設(shè)計題重在考查實驗基本原理和思想方法的遷移應(yīng)用，特

22、點是“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，明確實驗?zāi)康?，然后?lián)想和遷移應(yīng)用相關(guān)實驗原理即可求解。此類實驗題常常就是“穿著實驗外衣”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300 g，為使實驗測量數(shù)據(jù)合理，鐵片質(zhì)量m0比較恰當(dāng)?shù)娜≈凳莀_______。A.1 g B.5 g C.40 g D.100 g(4)請

23、提出一條減小實驗誤差的建議：________________。,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，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)校實驗室里設(shè)計了如圖14甲所示的實驗裝置，測量手機(jī)電池的質(zhì)量，為使滑塊平穩(wěn)運(yùn)動，小明把兩塊質(zhì)量相等的手機(jī)電池用質(zhì)量不計的細(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，發(fā)現(xiàn)滑塊與氣墊導(dǎo)軌沒有直接接觸，裝置能正常

24、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光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光條通過第一個光電門的時間為Δt1＝7.2×10-3s，通過第二個光電門的時間為Δt2＝2.3×10-3 s，遮光條從開始遮住第一個

25、光電門到開始遮住第二個光電門的時間為Δt＝0.592 s，則手機(jī)電池經(jīng)過光電門1時的瞬時速度v1＝______ m/s(保留2位有效數(shù)字)，經(jīng)過光電門2時的瞬時速度v2＝_______ m/s(保留3位有效數(shù)字)，重力加速度g＝10 m/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＝200 g，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m2＝510 g，則一塊手機(jī)電池的質(zhì)量為m＝________ g