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1、力学实验复习（明确考点 专注重难点） 考点突破 物理考试说明中确定的探究性力学实验有：探究弹力和弹簧伸长的关系、探究牛顿运动定律、探究动能定理等。近几年力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。 重难点提示1. 通过对实验的复习，对力学中的学生实验做到明确实验目的，掌握实验原理，学会实验操作，正确处理实验数据。2. 通过探究性实验过程及实
2、验原理的学习，体会探究式实验的处理方法。（网校特高级专家 倾力打造 ） 一、探究弹力和弹簧伸长的关系 实验仪器：弹簧(不同的多根)、直尺、钩码(一盒)、细绳、定滑轮 实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。 探究思路：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力)；弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。 操作步骤：(1)用直尺测出弹簧的原长l0. (2)将弹簧一端固定，另一端用细绳连接，细绳跨过定滑轮后，下面挂上钩码，待弹簧平衡后，记录下弹
3、簧的长度及钩码的重量。改变钩码的质量，再读出几组数据。 1 2 3 4 5 6 7 弹簧原长l0(cm) 钩码重量F(N) 弹簧现长l(cm) 弹簧伸长量x(cm) (3)根据测量数据画出F-x图像。 实验结论：在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。 二、探究加速度和力的关系、 加速度和质量的关系m1m2F1F2探究思路：两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码。小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力大小。小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线，控制两辆小车同时开始运动和结束运动。由
4、于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，只要测出两小车位移s之比就等于它们的加速度a之比。实验结果是：当小车质量相同时，aF，当拉力F相等时，a1/m。（3）、了解该实验的系统误差的来源。用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力。由牛顿第二定律可知，由于砂桶也在做匀加速运动，因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实际拉力。可以推导出结论：只有在小车的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时，才能使该系统误差足够小。没有考虑摩擦阻力的作用。应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差。三、探究动能定理1、探究思路（1）改变功的大小，采用教材实验装置，用 1 条、 2 条、 3 条 同样的橡皮筋将小车拉到同一位
5、置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为 w 、 2w 、 3w （2）确定速度的大小：小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。（3）寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出Wv曲线，即功速度关系曲线，分析该曲线，提出橡皮筋拉力对小车所做的功W与小车速度v的定量关系。3操作中注意的事项：（1）平衡摩擦力： 将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力。（2）如何选择
6、纸带上的点距来确定速度： 对纸带上的点进行分析，比较点间距，看若干个相邻两点间的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。（3）用图象法处理实验数据： 根据实验测得的数据，分别作出Wv曲线，Wv2曲线、Wv3曲线，如果哪一幅图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。 图象法是解决物理问题的常见方法，因为它具有简便直观的特点。 图象中的曲线形状是根据实验数据，在坐标系中描出各组数据所对应的点，然后用平滑的曲线将各点连起来。 关于图象中的曲线，一般要弄清楚图线的斜率，图线的截距，图线与坐标轴围成的面积，所表示的物理意义。四
7、、探究碰撞中的守恒量1. 实验的思路：在一维碰撞的情况下，与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度设两个物体的质量分别为，碰撞前它们的速度分别为，碰撞后的速度分别为， 规定某一速度方向为正碰撞前后速度的变化和物体的质量m的关系，我们可以做如下猜测：碰撞前碰撞后质量m1=m2=m1=m2=速度v1=v2=mvmv2v/m碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量2. 实验数据的测量方法（1）用天平测量物体的质量；（2）测量两个物体在碰撞前后的速度速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛
8、运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件a、用气垫导轨结合光电计时器测量速度图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L气垫导轨的黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度为v=L/tb、用小车碰撞研究将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体(如上图)。通过
9、纸带测出它们碰撞前后的速度。除了可以由这两种方法测定速度以外，还可以由平抛运动等简单的运动过程来测定物体碰撞前后的速度。3. 结论：在碰撞前后系统各部分的“mv”（矢量，要考虑方向）的总和是一个定值，我们给“mv”一个名称叫动量P。（典型例题剖析 激活解题思维）能力提升类例1：（探究弹力和弹簧伸长的关系）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1;弹簧
10、下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2;挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2。下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm170340510860103121 实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：。请你给出第四个差值：dA= cm。根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4表示的式子为： ，代入数据解得
11、 cm。计算弹簧的劲度系数k N/m。（g取98m/s2）一点通：此题考查了基本仪器（刻度尺）的使用，以及基本试验方法（逐差法）的应用。这是高中物理实验的基本能力的考查，值得注意。解析：读数时应估读一位，所以其中L5 、L6两个数值在记录时有误。根据实验原理可得后面几问的结果。答案：（2）L5 L6 6.85(6.84-6.86) 14.05(14.04-14.06) 7.20(7.18-7.22) 1.75 28例2：（2010山东理综T 23）请完成以下两小题。某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳
12、的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间。木板的加速度可以用、表示为；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）。改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是。用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是。a可以改变滑动摩擦力的大小b可以更方便地获取多
13、组实验数据c可以比较精确地测出摩擦力的大小d可以获得更大的加速度以提高实验精度一点通：本题属于创新性实验，以教材中学生实验“探究加速度与力的关系”为原型，体现了高考源于课本，但又高于课本的理念，主要考查“探究加速度与力的关系”的实验原理、数据处理、误差分析等知识点。 解：木块在绳子拉力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，由可知：。为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是保持F1不变，重复实验多次测量d、t，取平均值。该实验原理与教材实验原理类似，同样需要满足木块的质量M远大于矿泉水瓶的质量m，此时可认为绳上的拉力T近似等于弹簧秤示数F1。本实验中没有平衡摩擦力，但通过题意可知受到的摩擦力
14、为F0，木块受到的合外力为（F1- F0）。图像反映的是a与F1的关系，而不是a与（F1- F0）的关系，所以图像不过原点。当F1增大时，即矿泉水瓶的质量m增大时，实验的前提条件不再满足，此时a越大，绳上的拉力T就越小于弹簧秤示数F1，加速度增加的就越慢，图线向下弯曲，c正确。用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是可以更方便地获取多组实验数据和比较精确地测出摩擦力的大小，b、c说法是正确的。两种实验方法都可以改变滑动摩擦力的大小，a错误；通过中分析可以知道当加速度增大时，实验条件便不再满足，此时实验误差变大，d说法错误。【答案】的求解过程中不要只想着用的方法，要注意方法的灵活选择。综合运用类例1有位同学设计了一个实验，用来验证在外力作用下物体做加速运动时，动能的改变量等于合外力所做的功。如图，他使用的实验
