1、專題六物理實驗,考情分析備考定向,第14講力學(xué)實驗,-5-,知識脈絡(luò)梳理,規(guī)律方法導(dǎo)引,1.知識規(guī)律 (1)誤差和有效數(shù)字。 系統(tǒng)誤差:由于儀器本身不精密、實驗方法粗略或?qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的誤差。其特點是測量結(jié)果較真實值總是偏大或偏小。系統(tǒng)誤差不能用多次測量求平均值的方法消除或減小。 偶然誤差:由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差。其特點是多次重復(fù)做同一實驗時誤差總是時大時小。減小這種誤差的方法是多次測量取其平均值。 有效數(shù)字:帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字。有效數(shù)字從左邊第一位不為零的數(shù)字算起。,-6-,知識脈絡(luò)梳理,規(guī)律方法導(dǎo)引,(2)長度的測量。 毫米

2、刻度尺的讀數(shù):精確到毫米,估讀一位。 游標(biāo)卡尺的讀數(shù):測量值=主尺上的讀數(shù)+mn(其中m為游標(biāo)卡尺的精確度,n為游標(biāo)尺上與主尺上某刻度線對齊的格數(shù))。 螺旋測微器的讀數(shù):測量值=固定刻度+可動刻度(估讀一位)0.01 mm。 (3)光電門的使用。 如果擋光片的寬度為d,擋光時間為t,則物體經(jīng)過光電門時的瞬時速度,-7-,知識脈絡(luò)梳理,規(guī)律方法導(dǎo)引,(4)紙帶類實驗。 能夠利用打點計時器的力學(xué)實驗,-8-,知識脈絡(luò)梳理,規(guī)律方法導(dǎo)引,利用紙帶求瞬時速度的方法 在勻變速直線運動中,利用物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求解。 測出與第n點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)的距離xn和xn+

3、1,由公式 算出。在驗證機械能守恒定律實驗中,就是根據(jù)此法求得物體瞬時速度的。,-9-,知識脈絡(luò)梳理,規(guī)律方法導(dǎo)引,-10-,知識脈絡(luò)梳理,規(guī)律方法導(dǎo)引,()圖象法: a.由 ,求出各相應(yīng)時刻的速度。 b.確定各計數(shù)點的坐標(biāo)值(v1,T)、(v2,2T)、(vn,nT)。 c.畫出v-t圖象,圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度。 利用紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法 若相鄰兩計數(shù)點之間的距離滿足x=x2-x1=x3-x2=xn-xn-1=aT2(恒量),說明物體做勻變速直線運動。 2.思想方法 (1)物理思想:等效替代思想、控制變量思想。 (2)物理方法:等效替代法、控制變量法、逐差法

4、、平均值法、圖象法。,-11-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù) 主要以填空題的形式考查游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)。 例1(1)某同學(xué)用自己發(fā)明的新式游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑,新式卡尺將主尺上 39 mm在游標(biāo)尺上均分成20等份。如圖甲所示,則小鋼球的直徑為d=cm。,(2)該同學(xué)又用螺旋測微器測量某電阻絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示,則該金屬絲的直徑為mm。,答案 (1)1.035(2)1.195(0.002),-12-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,解析 (1)游標(biāo)卡尺上精確度為 mm=0.05 mm, 所以d=10 mm+0.05 mm7=10.35 mm=1

5、.035 cm。 (2)金屬絲的直徑d=1 mm+0.01 mm19.5=1.195 mm。,-13-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,規(guī)律方法1.游標(biāo)卡尺的原理 游標(biāo)卡尺主要分為10、20、50分度三種,其原理和讀數(shù)方法基本相同。對于n分度的游標(biāo)卡尺,如果游標(biāo)尺的分度值為x,主尺上的分度值為y,則nx=(n-1)y,故游標(biāo)尺與主尺兩者分度值之差為k=y-x= 。其中 叫游標(biāo)卡尺的精度。 2.螺旋測微器的基本原理 螺旋測微器螺紋螺距為0.5 mm,即可動轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一圈,螺桿前進或后退0.5 mm,可動轉(zhuǎn)筒上可動刻度分成50等份,每一等份表示0.01 mm,即可動刻度每轉(zhuǎn)過一等份,測微螺桿前進

6、或后退0.01 mm。這樣就能把沿軸線方向不便于測量的微小距離用圓周上的點移動較大的距離表示出來(機械放大原理)。,-14-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,3.游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應(yīng)注意的問題 (1)10分度的游標(biāo)卡尺,以mm為單位,小數(shù)點后只有1位,20分度和50分度的游標(biāo)卡尺以mm為單位,小數(shù)點后有2位,且對齊格數(shù)不估讀。 (2)螺旋測微器以mm為單位,小數(shù)點后必須有3位,對齊格數(shù)要估讀,同時還要注意半毫米刻度線是否露出。,-15-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,拓展訓(xùn)練1某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬桿的長度和直徑分別為cm和mm。,答案

7、60.104.20 解析 刻度尺的最小刻度為0.1 cm,因此讀數(shù)應(yīng)為60.10 cm;游標(biāo)卡尺是50分度,精確到0.02 mm,因此讀數(shù)為4.20 mm。,-16-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,紙帶類實驗的處理方法 主要考查利用處理紙帶的思想來解決實際問題。 例2研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示,其中斜面傾角可調(diào)。打點計時器的工作頻率為50 Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。,-17-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(1)部分實驗步驟如下: A.測量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶。 B.接通電源,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車。

8、C.將小車停靠在打點計時器附近,小車尾部與紙帶相連。 D.把打點計時器固定在平板上,讓紙帶穿過限位孔。 上述實驗步驟的正確順序是(用字母填寫)。 (2)圖乙中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T= s。 (3)計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5=。 (4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應(yīng)為a=。,-18-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,-19-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例3甲、乙兩位同學(xué)在驗證牛頓第二定律的實驗中,使用了如圖所示的實驗裝置。,(1)實驗時他們先調(diào)整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線運動,這樣做的目的是。,-20-,

9、命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(2)此后,甲同學(xué)把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛若干配重片。在小車質(zhì)量一定的情況下,多次改變配重片數(shù)量,每改變一次就釋放一次小車,利用打點計時器打出記錄小車運動情況的多條紙帶。下圖是其中一條紙帶的一部分,O、A、B、C為4個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打出的點沒有畫出。打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源上。通過對紙帶的測量,可知小車運動過程中的加速度大小為 m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。,-21-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(3)根據(jù)多條紙帶的數(shù)據(jù),甲同學(xué)繪制了小車加速度與小車所受拉力(測量出配重的重力作為小車所受拉力大小)的

10、a-F圖象,如圖所示。由圖象可知。(選填選項前的字母),A.當(dāng)小車質(zhì)量一定時,其加速度與所受合外力成正比 B.當(dāng)小車所受合外力一定時,其加速度與質(zhì)量成反比 C.小車的質(zhì)量約等于0.3 kg D.小車的質(zhì)量約等于3.3 kg,-22-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(4)乙同學(xué)在實驗時,因配重片數(shù)量不足改用5個質(zhì)量為20 g的鉤碼進行實驗。他首先將鉤碼全部掛上,用打點計時器打出記錄小車運動情況的紙帶,并計算出小車運動的加速度;之后每次將懸掛的鉤碼取下一個并固定在小車上,重復(fù)多次實驗,且每次實驗前均調(diào)整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜的長木板上做勻速直線運動。若根據(jù)測得的數(shù)據(jù),繪制出小車

11、加速度與懸掛的鉤碼所受重力的關(guān)系圖線,則關(guān)于這一圖線下列說法錯誤的是。(選填選項前的字母) A.可由該圖線計算出小車和5個鉤碼質(zhì)量之和 B.只有當(dāng)小車質(zhì)量遠大于懸掛鉤碼的質(zhì)量時,該圖線才是一條直線 C.無論小車質(zhì)量是否遠大于懸掛鉤碼的質(zhì)量,該圖線都是一條直線,-23-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,答案 (1)為了平衡小車運動過程中所受的摩擦力(2)0.50(或0.49)(3)AC(4)B,-24-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,解析 (1)這樣做的目的是平衡小車運動過程中所受的摩擦力。 (2)因為OA=2.86 cm,AB=3.35 cm,BC=3.85 cm,T=0.1 s,(

12、4)對整個系統(tǒng)來說,系統(tǒng)的總質(zhì)量保持不變,總等于5個砝碼的質(zhì)量與小車質(zhì)量的和,故根據(jù)小車加速度與懸掛的鉤碼所受重力的關(guān)系圖線,也就是a-F圖線斜率的倒數(shù)可求得小車和5個鉤碼質(zhì)量之和,選項A正確;因?qū)ο到y(tǒng)進行研究且保持系統(tǒng)的總質(zhì)量不變,故砝碼的重力總等于系統(tǒng)的牽引力,故無論小車質(zhì)量是否遠大于懸掛鉤碼的質(zhì)量,該圖線都是一條直線,選項C正確,B錯誤。,-25-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例4如圖甲所示的裝置可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系。水平軌道上安裝兩個光電門,小車上固定有力傳感器和擋光板,細線一端與力傳感器連接,另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤。實驗首先保持軌道水平,通過調(diào)整砝碼盤里砝碼

13、的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力,再進行后面的操作,并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù):小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量m,平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0,擋光板的寬度d,光電門1和2的中心距離s。,-26-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,-27-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于車的質(zhì)量 (選填“需要”或“不需要”)。 (2)實驗需用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d,如圖乙所示,d= mm。 (3)某次實驗過程:力傳感器的讀數(shù)為F,小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后,砝碼盤才落地),已知重力加速度為g,則

14、對該小車實驗要驗證的表達式是。,-28-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,解析 (1)不需要,因為有力的傳感器,可直接測出拉力的大小,而不必根據(jù)砝碼和砝碼盤的總重力約等于拉力來計算。 (2)擋光板的寬度d=5 mm+0.05 mm10=5.50 mm。 (3)以小車作為研究對象,小車所受的合力為F-m0g,-29-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例5某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗,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m0,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

15、縫的高度為h2,放手后,A、B、C從靜止開始運動。,-30-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(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通過狹縫的速度為(用題中字母表示)。 (2)若通過此裝置驗證機械能守恒定律,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,你認為可行嗎?若可行,寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達式;若不可行,請簡要說明理由。,。,-31-,命題熱點一,命題熱點二

16、,命題熱點三,-32-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,規(guī)律方法紙帶類問題是力學(xué)實驗中出現(xiàn)率最高的內(nèi)容,多以教材實驗為藍本進行升級變形,從整體角度看,力學(xué)中的四個打點描跡類實驗都存在共性,因此在某種程度上可以實現(xiàn)“一個裝置多種用途”的效果。 從測定物理量角度看,可以以最基本的實驗逐漸升華到探究測量多個物理量的效果,創(chuàng)新的流程主要如下。,在計算中還涉及有效數(shù)字,所以審題要嚴(yán)謹(jǐn)細心。,-33-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,拓展訓(xùn)練2(2017全國卷)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖甲所示。實驗時,保持桌面水平,

17、用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖乙記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴),-34-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(1)由圖乙可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖乙中A點位置時的速度大小為 m/s,加速度大小為 m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字),答案 (1)從右向左(2)0.190.037,-35-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,解析 (1)輕推小車,由于阻力小車做減速運動,相同時間內(nèi)位移逐漸減小,故小車

18、由右向左運動。,-36-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,橡皮條、彈簧類實驗的處理方法 主要考查胡克定律以及力的平行四邊形定則。 例6某同學(xué)做探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系的實驗。,-37-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,其示數(shù)為7.73 cm;圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,此時彈簧的伸長量l為 cm。 (2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力,關(guān)于此操作,下列選項中規(guī)范的做法是。(填選項前的字母) A.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重 B.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指

19、針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重 (3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量l與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是。,答案 (1)6.93(6.926.94)(2)A (3)超過彈簧的彈性限度,-38-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,解析 (1)題圖甲示數(shù)為7.73 cm,題圖乙示數(shù)為14.66 cm,彈簧的伸長量l=(14.66-7.73) cm=6.93 cm。(2)逐一增掛鉤碼,彈簧的伸長量逐漸地增大,不會出現(xiàn)超過彈性限度的情況,選項A正確。(3)當(dāng)超過彈簧的彈性限度時,彈力與彈簧伸長量不再成正比。,-39-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例7

20、小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。 (1)實驗記錄紙如圖甲所示,O點為橡皮條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條時,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。 (2)仔細分析實驗,小明懷疑實驗中的橡皮條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條拉伸到相同長度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進一步探究了拉伸過程對橡皮條彈性的影響。,-40-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,實驗裝置如圖乙所示,將

21、一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮條的上端固定于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。 兩次實驗記錄的軌跡如圖丙所示,過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點,則實驗中橡皮條分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為。,-41-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,-42-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,-43-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(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.橡皮條的長度與受到的拉力成正比 B.兩次受到的拉力相同時,橡皮條第2次的長度較長

22、 C.兩次被拉伸到相同長度時,橡皮條第2次受到的拉力較大 D.兩次受到的拉力相同時,拉力越大,橡皮條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則實驗提出兩點注意事項。,-44-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,答案 (1)(見下圖,F合=4.604.90 N都算對),(2)Fa=Fb (3)BD (4)橡皮條拉伸不宜過長;選用新橡皮條。(或:拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮條;換用彈性好的彈簧。),-45-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,解析 (1)作出力F1、F2和合力的圖示如答案圖所示;經(jīng)測量可得合力大小為4.70 N。 (2)橡皮條被拉伸到a(或b

23、)時,根據(jù)平衡條件,因重物的重力一定,橡皮條與豎直方向的夾角一定,如圖所示,則橡皮條受的拉力FT= ,大小一定,故Fa=Fb。,-46-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(3)由(2)可知橡皮條的長度與受的拉力不是正比關(guān)系,橡皮條第2次的長度較長,但受到的拉力與第1次相同,選項A錯誤,B正確;若兩次被拉伸到相同長度,第2次橡皮條與豎直方向的夾角小,由FT= 可知,第2次受的拉力較小,選項C錯誤;拉力越大時,橡皮條與豎直方向的夾角越大,由題圖可知,橡皮條兩次的長度之差越大,選項D正確。,-47-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,思維導(dǎo)引,規(guī)律方法驗證力的平行四邊形定則操作注意事項 用兩個

24、彈簧測力計拉橡皮條時的“三記錄”(記錄兩彈簧測力計示數(shù)、兩細繩方向和結(jié)點O的位置),用一個彈簧測力計拉橡皮條時的“二記錄”(記錄彈簧測力計示數(shù)和細繩方向)及“一注意”(結(jié)點O的位置必須在同一位置)。,-48-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,拓展訓(xùn)練3小莉和她的同學(xué)利用簡易實驗器材,一把刻度尺,一質(zhì)量為m=300 g的重物,測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力,并與網(wǎng)上獲取的正常數(shù)據(jù)進行對比(頭發(fā)能承受的拉力隨年齡變化;20歲組,頭發(fā)能承受的拉力最大,平均約1.72 N;30歲組,平均約1.50 N)實驗步驟如下: (1)水平固定刻度尺; (2)用手指尖緊握頭發(fā)絲兩端,用刻度尺測量出兩手指 尖之

25、間的頭發(fā)絲長度l=50.00 cm;,-49-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(3)將重物通過細繩掛在頭發(fā)絲上,兩手緩慢沿刻度尺水平移動,直至頭發(fā)絲恰好被拉斷。從刻度尺上讀出兩手指尖之間的距離d=30.00 cm(重力加速度g取10 m/s2,掛鉤光滑且質(zhì)量不計) 由以上數(shù)據(jù)可知所用刻度尺最小刻度為;頭發(fā)絲的拉力表達式F=(用以上物理量符號表示);利用所測數(shù)據(jù)可獲得最大拉力為 N(保留三位有效數(shù)字),在正常范圍。,-50-,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,-51-,1,2,3,4,5,1.在測金屬的電阻率的實驗中,分別用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測出用金屬材料制成的一段圓柱體的長度和橫截面

26、的直徑如圖所示。則該圓柱體的長度為mm,橫截面的直徑為mm。,答案 49.154.699 解析 根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則,該圓柱體的長度為49 mm+30.05 mm=49.15 mm;根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則,圓柱體橫截面的直徑為4.5 mm+0.199 mm=4.699 mm。,-52-,1,2,3,4,5,2.圖甲為驗證動能定理的實驗裝置。鉤碼的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量m車=300 g。實驗中用鉤碼重力的大小作為細繩對小車?yán)Φ拇笮?。實驗主要過程如下: 甲 安裝實驗裝置。 分析打點計時器打出的紙帶,求出小車的速度。 計算小車的動能增量和對應(yīng)細繩拉力做的功,判斷兩者是否相等。,-53-,1,2,3,

27、4,5,(1)下列關(guān)于該實驗的說法正確的是。 A.調(diào)整滑輪高度使細繩與木板平行 B.為消除阻力的影響,應(yīng)使木板右端適當(dāng)傾斜 C.在質(zhì)量為10 g、50 g、80 g的三種鉤碼中,挑選質(zhì)量為80 g的鉤碼掛在掛鉤P上最為合理 D.先釋放小車,然后接通電源,打出一條紙帶 (2)在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中選擇點跡清晰的一條,測量如圖乙所示,打點周期為T,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。用題中的有關(guān)字母寫出驗證動能定理的表達式為。,(3)寫出兩條引起實驗誤差的原因:。,-54-,1,2,3,4,5,-55-,1,2,3,4,5,3.在探究彈簧彈力與伸長量的關(guān)系、并測定彈簧的勁度系數(shù)的實驗中,實驗裝置如圖所示。所用

28、的每個鉤碼的重力相當(dāng)于對彈簧提供了向右恒定的拉力。實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端,每次測出相應(yīng)的彈簧總長度。,-56-,1,2,3,4,5,(1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標(biāo)圖中,請作出F-l 圖線。 (2)由此圖線可得出的結(jié)論是。 (3)根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)可知,該彈簧的原長為l0= cm,勁度系數(shù)k= N/m。,-57-,1,2,3,4,5,答案 (1)如圖所示 (2)在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧的伸長量成正比 (3)1025(24.825.2均算對) 解析 用平滑的曲線將各點連接起來,如答案圖所示。 彈簧處于原長時,彈力為零,故彈簧的原長

29、l0=10 cm; 圖象的函數(shù)表達式為F=k(l-l0),故斜率表示勁度系數(shù),則勁度系數(shù),-58-,1,2,3,4,5,4.(2016全國卷)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖甲所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。,-59-,1,2,3,4,5,(1)實驗中涉及下列操作步驟: 把紙帶向左拉直松手釋放物塊接通打點計時器電源 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。 (2)圖

30、乙中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果。打點計時器所用交流電源的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m/s。比較兩紙帶可知,(選填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。,-60-,1,2,3,4,5,答案 (1)(2)1.29M 解析 (1)實驗原理為把壓縮彈簧所具有的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能,當(dāng)彈簧處于原長時,彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,此時速度最大。 (2)當(dāng)物塊速度最大時, 。由于兩相鄰點時間間隔相等,所以時間一定時,距離越大,速度越大,動能越大,初位置彈性勢能越大,所以M紙帶對應(yīng)實驗中彈簧被壓縮后

31、的彈性勢能大。,-61-,1,2,3,4,5,5.為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為完全彈性碰撞(碰撞過程中沒有機械能損失),某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不等的小球,按下述步驟做如下實驗: 用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2,m1m2; 按照如圖所示安裝好實驗裝置。將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點的切線水平,將一斜面BC連接在斜槽末端; 先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點位置;,-62-,1,2,3,4,5,將小球m2放在斜槽前端邊緣處,讓小球m1仍從斜槽頂端A處靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球m1和小球m2在斜面上的

32、落點位置; 用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離。圖中D、E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置,它們到B點的距離分別為lD、lE、lF。 根據(jù)該同學(xué)的實驗,回答下列問題: (1)在沒有放m2時,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,m1的落點是圖中的點; (2)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式 ,則說明碰撞中動量是守恒的; (3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關(guān)系式,則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞。,-63-,1,2,3,4,5,解析 (1)由于發(fā)生彈性正碰,且m1m2,則碰后小球m1的速度比未碰撞時的速度小,小球m2的速度比未碰撞時小球m1的速度大,因此可判定小

33、球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,未碰時的落點在圖中的E點。,-64-,1,2,3,4,5,-65-,力學(xué)創(chuàng)新實驗分析技巧 【典例示范】 用如圖所示實驗裝置測量滑塊A與木板間的動摩擦因數(shù)。長木板水平固定,細線跨過定滑輪與滑塊A、重錘B相連。將細線拉直,測出B離地面的高度h,將重錘從h高處靜止釋放,B落地后,測出A在木板上滑動的距離x;改變B釋放高度重復(fù)實驗,實驗數(shù)據(jù)如右表所示。,-66-,(1)若測得A的質(zhì)量mA=3 kg,B的質(zhì)量mB=1 kg,A和B間細線的長度l0=112.0 cm,木板的長度l=98.0 cm,要達到實驗?zāi)康?以上四個量中沒有必要測量的是(用物理量的符號表示)。 (2)作出x隨h變化的圖象。 (3)由(2)中作出的圖象并結(jié)合(1)中所測數(shù)值求得滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為。,答案 (1)l0、l(2)見解析中圖 (3)0.2,-67-,解析 (1)由題意