1、PAGE PAGE - 5 -用心 愛心 專心高考題精解分析：48力學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)高頻考點(diǎn)：力學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)動態(tài)發(fā)布：2011江蘇物理卷第10題、2011海南物理卷14題、2010高考海南物理第14題命題規(guī)律：力學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要有，驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)，是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查力學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng)、難度中等。命題分析考查方式一 力學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)【命題分析】驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)常用的思想有：控制變量法。自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象，往往是錯綜復(fù)雜的，決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來，使它

2、保持不變，然后來比較，研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系，這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。驗(yàn)證牛頓第二定律采用控制變量法。轉(zhuǎn)換法。在物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象觀察和物理量測量中，有些現(xiàn)象難以觀察到，有些物理量不容易測量，利用這些物理現(xiàn)象的某種效應(yīng)或這個(gè)物理量與其他物理量的聯(lián)系，通過轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)手段，可以把難以觀察到的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為容易觀察的徑跡和閃光，把不容易測量的物理量轉(zhuǎn)化為容易測量的物理量進(jìn)行測量，達(dá)到化不易為易、化不能為能，這就是轉(zhuǎn)換法。驗(yàn)證碰撞中動量守恒實(shí)驗(yàn)把小球速度的測量轉(zhuǎn)化為水平位移的測量。研究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中把加速度的測量通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)跡轉(zhuǎn)換為位移測量。驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)中把速度測量

3、通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)跡轉(zhuǎn)換為位移測量。等效替代法。所謂等效替代法就是把復(fù)雜的物理現(xiàn)象和過程用簡單的進(jìn)行等效替代，或利用另一種測量儀器進(jìn)行等效替代的思想方法。例如在驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中，利用橡皮條伸長的長度相同，來保證合力與分力的等效性。高考對力學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的考查難度中等。例1（2011江蘇物理卷第10題）某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧

4、測力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_N。(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是_。(請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母)(A)應(yīng)測量重物M所受的重力(B)彈簧測力計(jì)應(yīng)在使用前校零(C)拉線方向應(yīng)與木板平面平行(D)改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置（3）某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請你提出兩個(gè)解決辦法?！窘馕觥浚焊淖兝?，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)處在白紙上記錄的O點(diǎn)的位置，不必要每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置，不必要的實(shí)驗(yàn)要求是D。同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)A的指針稍稍超出量程，說明拉力和重物重力的合力大于了彈簧測力計(jì)B的量程，可減小彈簧測力計(jì)B拉力，減小重物M的質(zhì)量，或?qū)

5、更換成較大量程的彈簧測力計(jì)、改變彈簧測力計(jì)B拉力的方向?！敬鸢浮?1)3.6 (2)D (3)改變彈簧測力計(jì)B拉力的大小；減小重物M的質(zhì)量。（或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計(jì)、改變彈簧測力計(jì)B拉力的方向等）【點(diǎn)評】平行四邊形定則是矢量合成遵循的定則，高考通過對“力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，強(qiáng)化考生對矢量的理解。高考對“力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)的考查難度一般不大。例2（2011海南物理卷14題）現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(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

6、條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時(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)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過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；（1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為_。動能的增加量可表示為_。若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為= _.圖2甲 (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：1 234 5s（m）0

7、.6000.8001.0001.2001.400t（ms）8.227.176.445.855.43（104s-2）1.481982.412.923.39以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卡上對應(yīng)圖2乙位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=_104m-1s-2 (保留3位有效數(shù)字).由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出-s直線的斜率k0，將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。圖2乙【解析】：此題考查用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)。（1）設(shè)傾斜的氣墊導(dǎo)軌傾角為，則有sin=h/d，滑塊、遮光片重力勢能的減小量

8、為Mgssin，砝碼重力勢能的增加量為mgs，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量為Mgssin-mgs=Mgsh/dmgs=(Mh/d-m)gs.?；瑝K通過B點(diǎn)時(shí)速度v=b/t，動能的增加量為mv2=mb2/t2。若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，則有(Mh/d-m)gs.=mb2/t2。與s的關(guān)系式為=(-1)gs。（2）根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=2.49104m-1s-2【答案】 (1) (Mh/d-m)gs mb2/t2 (-1)gs （2）2.49【點(diǎn)評】機(jī)械能守恒定律是力學(xué)重要定律，可以設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)成為高考考查的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

9、高考中的驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)難度中等。圖3甲例3（2010高考海南物理第14題）利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖3甲所示： (1)實(shí)驗(yàn)步驟：將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于l m ，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；用游標(biāo)卡尺測量擋光條的寬度l，結(jié)果如圖3乙所示，由此讀出l=_mm；由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離s=_m；將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止不動時(shí)，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2；從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖7甲中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間t1和t2；用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。圖3乙(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達(dá)式： 滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為v1