《高考物理大二轮复习专题六物理实验14力学实验课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大二轮复习专题六物理实验14力学实验课件（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题六物理实验 考情分析 备考定向 第14讲力学实验 5 知识脉络梳理 规律方法导引 6 知识脉络梳理 规律方法导引 1 知识规律 1 误差和有效数字 系统误差 由于仪器本身不精密 实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差 其特点是测量结果较真实值总是偏大或偏小 系统误差不能用多次测量求平均值的方法消除或减小 偶然误差 由各种偶然因素对实验者 测量仪器 被测物理量的影响而产生的误差 其特点是多次重复做同一实验时误差总是时大时小 减小这种误差的方法是多次测量取其平均值 有效数字 带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字 有效数字从左边第一位不为零的数字算起 7 知识脉络梳理 规律方法导引 2 长度
2、的测量 毫米刻度尺的读数 精确到毫米 估读一位 游标卡尺的读数 测量值 主尺上的读数 m n 其中m为游标卡尺的精确度 n为游标尺上与主尺上某刻度线对齐的格数 螺旋测微器的读数 测量值 固定刻度 可动刻度 估读一位 0 01mm 3 光电门的使用 如果挡光片的宽度为d 挡光时间为 t 则物体经过光电门时的瞬时速度 8 知识脉络梳理 规律方法导引 4 纸带类实验 能够利用打点计时器的力学实验 9 知识脉络梳理 规律方法导引 利用纸带求瞬时速度的方法在匀变速直线运动中 利用物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解 测出与第n点相邻的前 后两段相等时间T内的距离xn和xn 1 由公式算出
3、 在验证机械能守恒定律实验中 就是根据此法求得物体瞬时速度的 10 知识脉络梳理 规律方法导引 11 知识脉络梳理 规律方法导引 图象法 a 由 求出各相应时刻的速度 b 确定各计数点的坐标值 T v1 2T v2 nT vn c 画出v t图象 图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度 利用纸带判断物体做匀变速直线运动的方法若相邻两计数点之间的距离满足 x x2 x1 x3 x2 xn xn 1 aT2 恒量 说明物体做匀变速直线运动 2 思想方法 1 物理思想 等效替代思想 控制变量思想 2 物理方法 等效替代法 控制变量法 逐差法 平均值法 图象法 12 命题热点一 命题热点二 命题热点
4、三 游标卡尺和螺旋测微器读数主要以填空题的形式考查游标卡尺和螺旋测微器的读数 例1 1 某同学用自己发明的新式游标卡尺测量小钢球的直径 新式卡尺将主尺上39mm在游标尺上均分成20等份 如图甲所示 则小钢球的直径为d cm 2 该同学又用螺旋测微器测量某电阻丝的直径 示数如图乙所示 则该金属丝的直径为mm 答案 1 1 035 2 1 195 0 002 13 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 1 游标卡尺上精确度为mm 0 05mm 所以d 10mm 0 05mm 7 10 35mm 1 035cm 2 金属丝的直径d 1mm 0 01mm 19 5 1 195mm 14 命题热点一
5、 命题热点二 命题热点三 思维导引 15 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法1 游标卡尺的原理游标卡尺主要分为10 20 50分度三种 其原理和读数方法基本相同 对于n分度的游标卡尺 如果游标尺的分度值为x 主尺上的分度值为y 则nx n 1 y 故游标尺与主尺两者分度值之差为k y x 其中叫游标卡尺的精度 2 螺旋测微器的基本原理螺旋测微器螺纹螺距为0 5mm 即可动转筒旋转一圈 螺杆前进或后退0 5mm 可动转筒上可动刻度分成50等份 每一等份表示0 01mm 即可动刻度每转过一等份 测微螺杆前进或后退0 01mm 这样就能把沿轴线方向不便于测量的微小距离用圆周上的点移动较大的
6、距离表示出来 机械放大原理 16 命题热点一 命题热点二 命题热点三 3 游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题 1 10分度的游标卡尺 以mm为单位 小数点后只有1位 20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位 小数点后有2位 且对齐格数不估读 2 螺旋测微器以mm为单位 小数点后必须有3位 对齐格数要估读 同时还要注意半毫米刻度线是否露出 17 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练1某同学测定一金属杆的长度和直径 示数如图甲 乙所示 则该金属杆的长度和直径分别为cm和mm 答案60 104 20解析刻度尺的最小刻度为0 1cm 因此读数应为60 10cm 游标卡尺是50分度 精确到0
7、 02mm 因此读数为4 20mm 18 命题热点一 命题热点二 命题热点三 纸带类实验的处理方法主要考查利用处理纸带的思想来解决实际问题 例2研究小车做匀变速直线运动的实验装置如图甲所示 其中斜面倾角 可调 打点计时器的工作频率为50Hz 纸带上计数点的间距如图乙所示 其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出 19 命题热点一 命题热点二 命题热点三 1 部分实验步骤如下 A 测量完毕 关闭电源 取出纸带 B 接通电源 待打点计时器工作稳定后放开小车 C 将小车停靠在打点计时器附近 小车尾部与纸带相连 D 把打点计时器固定在平板上 让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是 用字母填写 2 图
8、乙中标出的相邻两计数点间的时间间隔T s 3 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5 4 为了充分利用记录数据 减小误差 小车加速度大小的计算式应为a 20 命题热点一 命题热点二 命题热点三 21 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 22 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例3甲 乙两位同学在验证牛顿第二定律的实验中 使用了如图所示的实验装置 1 实验时他们先调整垫木的位置 使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动 这样做的目的是 23 命题热点一 命题热点二 命题热点三 2 此后 甲同学把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂若干配重片 在小车质量一定的情况下 多次改变配重片数
9、量 每改变一次就释放一次小车 利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带 右图是其中一条纸带的一部分 O A B C为4个相邻的计数点 相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出 打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上 通过对纸带的测量 可知小车运动过程中的加速度大小为m s2 保留两位有效数字 24 命题热点一 命题热点二 命题热点三 3 根据多条纸带的数据 甲同学绘制了小车加速度与小车所受拉力 测量出配重的重力作为小车所受拉力大小 的a F图象 如图所示 由图象可知 选填选项前的字母 A 当小车质量一定时 其加速度与所受合外力成正比B 当小车所受合外力一定时 其加速度与质量成反比C
10、小车的质量约等于0 3kgD 小车的质量约等于3 3kg 25 命题热点一 命题热点二 命题热点三 4 乙同学在实验时 因配重片数量不足改用5个质量为20g的钩码进行实验 他首先将钩码全部挂上 用打点计时器打出记录小车运动情况的纸带 并计算出小车运动的加速度 之后每次将悬挂的钩码取下一个并固定在小车上 重复多次实验 且每次实验前均调整垫木的位置 使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动 若根据测得的数据 绘制出小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线 则关于这一图线下列说法错误的是 选填选项前的字母 A 可由该图线计算出小车和5个钩码质量之和B 只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时 该
11、图线才是一条直线C 无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量 该图线都是一条直线 26 命题热点一 命题热点二 命题热点三 答案 1 为了平衡小车运动过程中所受的摩擦力 2 0 50 或0 49 3 AC 4 B 27 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 1 这样做的目的是平衡小车运动过程中所受的摩擦力 2 因为OA 2 86cm AB 3 35cm BC 3 85cm T 0 1s 4 对整个系统来说 系统的总质量保持不变 总等于5个砝码的质量与小车质量的和 故根据小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线 也就是a F图线斜率的倒数可求得小车和5个钩码质量之和 选项A正确 因对系统进行研究
12、且保持系统的总质量不变 故砝码的重力总等于系统的牵引力 故无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量 该图线都是一条直线 选项C正确 B错误 28 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 29 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例4如图甲所示的装置可用于探究恒力做功与速度变化的关系 水平轨道上安装两个光电门 小车上固定有力传感器和挡光板 细线一端与力传感器连接 另一端跨过定滑轮挂上砝码盘 实验首先保持轨道水平 通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力 再进行后面的操作 并在实验中获得以下测量数据 小车 力传感器和挡光板的总质量m 平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0 挡光板
13、的宽度d 光电门1和2的中心距离s 30 命题热点一 命题热点二 命题热点三 31 命题热点一 命题热点二 命题热点三 1 该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量 选填 需要 或 不需要 2 实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d 如图乙所示 d mm 3 某次实验过程 力传感器的读数为F 小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1 t2 小车通过光电门2后 砝码盘才落地 已知重力加速度为g 则对该小车实验要验证的表达式是 32 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 1 不需要 因为有力的传感器 可直接测出拉力的大小 而不必根据砝码和砝码盘的总重力约等于拉力来计算 2 挡光板的宽度
14、d 5mm 0 05mm 10 5 50mm 3 以小车作为研究对象 小车所受的合力为F m0g 33 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 34 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例5某实验小组利用如图所示的装置进行实验 钩码A和B分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端 钩码质量均为m0 在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C 在距地面h1处有一宽度略比A大一点的狭缝 钩码A能通过狭缝 环形金属块C不能通过 开始时A距离狭缝的高度为h2 放手后 A B C从静止开始运动 35 命题热点一 命题热点二 命题热点三 1 利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后到落地用时t1 则钩码A通过狭缝的速度
15、为 用题中字母表示 2 若通过此装置验证机械能守恒定律 还需测出环形金属块C的质量m 当地重力加速度为g 若系统的机械能守恒 则需满足的等式为 用题中字母表示 3 为减小测量时间的误差 有同学提出如下方案 实验时调节h1 h2 h 测出钩码A从释放到落地的总时间t 来计算钩码A通过狭缝的速度 你认为可行吗 若可行 写出钩码A通过狭缝时的速度表达式 若不可行 请简要说明理由 36 命题热点一 命题热点二 命题热点三 37 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 38 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法纸带类问题是力学实验中出现率最高的内容 多以教材实验为蓝本进行升级变形 从整体角
16、度看 力学中的四个打点描迹类实验都存在共性 因此在某种程度上可以实现 一个装置多种用途 的效果 从测定物理量角度看 可以以最基本的实验逐渐升华到探究测量多个物理量的效果 创新的流程主要如下 在计算中还涉及有效数字 所以审题要严谨细心 39 命题热点一 命题热点二 命题热点三 拓展训练2 2017 全国 卷 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动 用自制 滴水计时器 计量时间 实验前 将该计时器固定在小车旁 如图甲所示 实验时 保持桌面水平 用手轻推一下小车 在小车运动过程中 滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴 图乙记录了桌面上连续的6个水滴的位置 已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴 40 命题热点一 命题热点二 命题热点三 1 由图乙可知 小车在桌面上是 填 从右向左 或 从左向右 运动的 2 该小组同学根据图乙的数据判断出小车做匀变速运动 小车运动到图乙中A点位置时的速度大小为m s 加速度大小为m s2 结果均保留2位有效数字 答案 1 从右向左 2 0 190 037 41 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 1 轻推小车 由于阻力小车做减速运动 相同时间内位移逐渐
