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1、第一讲力学实验 知识建构高考调研1.考查方向：高考对本专讲的学生实验的考查，主要有以下7个实验：研究匀变速直线运动探究弹力和弹簧伸长的关系验证力的平行四边形定则验证牛顿运动定律探究动能定理验证机械能守恒定律验证动量守恒定律2.常用的思想方法：等效法控制变量法逐差法图象法 答案(1)逐差法、平均值法、图象法(2) (3)刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器(4)秒表、打点计时器、光电计时系统(5)弹簧测力计、力传感器考向一基本仪器的使用归纳提炼1毫米刻度尺的读数精确到毫米，估读一位2游标卡尺和螺旋测微器的读数(1)游标卡尺的读数方法：d主尺读数(mm)精度游标尺上对齐刻线数值(mm)(2)螺旋测微器的读
2、数方法测量值固定刻度(可动刻度估读值)0.01 mm.注意要估算到0.001 mm.熟练强化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39 mm在游标尺上均分成20等份如图所示，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，则该金属丝的直径为_mm.解析游标卡尺20个格总长39 mm，每个格1.95 mm，比主尺上两格(2 mm)少0.05 mm，因此读数方法与普通20分度卡尺一样，读数为1.035 cm，螺旋测微器读数注意上边半格没露出，还要注意估读，根据测量值固定刻度(可动刻度估读值)0.01 mm可得1.195 mm.答案
3、(1)1.035(2)1.1952(2017河北名校联盟)一种游标卡尺，它的游标尺上有50个小的等分刻度，总长度为49 mm，用它测量某工件宽度，示数如图甲所示，其读数为_ mm；图乙中的螺旋测微器读数为_ mm.解析本题考查游标卡尺和螺旋测微器读数，意在考查学生仪器的使用和读数能力.50刻度游标卡尺的精确度为0.02 mm，读数23 mm100.02 mm23.20 mm；螺旋测微器读数1 mm13.00.01 mm1.130 mm.答案23.201.130(0.002均对)3(2017福建厦门质检)某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动_到F靠近小球，再转动_到F夹住小球
4、，直至听到棘轮发出声音为止，拨动_使F固定后读数(填仪器部件字母符号)正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是_mm.解析用螺旋测微器测小球直径时，先转动旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm20.00.01 mm6.700 mm.答案DHG6.700(1)螺旋测微器读数时应注意的问题固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出.可动刻度的旋钮要估读，估读到0.001 mm.(2)游标卡尺读数技巧读数时应以毫米为单位，读出后再进行单位换算.主尺上的读数，应以游标尺零刻度左端主尺上的刻度为
5、准.20分度的游标卡尺，其读数要精确到0.05 mm，读数的最后一位数字为“0”或“5”.50分度的游标卡尺，其读数要精确到0.02 mm，读数的最后一位数字为“0”、“2”、“4”、“6”、“8”.考向二纸带类实验归纳提炼1一套装置涉及常考五个实验：(1)研究匀变速直线运动；(2)验证牛顿第二定律；(3)探究动能定理；(4)验证机械能守恒；(5)测定动摩擦因数2纸带的三大应用(1)由纸带确定时间要区别打点计时器(打点周期为0.02 s)打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，若每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔t0.1 s.(2)求解瞬时速度利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平
6、均速度等于这一段时间中间时刻的瞬时速度求打某一点的瞬时速度如图甲所示，第n点时的速度vn.(3)用“逐差法”求加速度如图乙所示，因为a1，a2，a3，所以a.熟练强化角度一研究匀变速直线运动1(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(a)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(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)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
7、图(b)的数据判断出小车做匀变速运动小车运动到图(b)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)解析本题考查研究匀变速直线运动(1)由于小车获得速度后在摩擦力作用下减速运动，故相邻水滴间的距离逐渐减小，结合图(b)可知小车向左运动(2)由题意知，30 s内滴下46滴水，共45个时间间隔，故相邻两滴水的时间间隔T s s由匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vA mm/s0.19 m/s.由逐差法得小车运动的加速度为a mm/s20.037 m/s2.答案(1)从右向左(2)0.190.037角度二研究加速度与合外力的关系2利用力传感器研究
8、“加速度与合外力的关系”的实验装置如图所示(1)(多选)下列关于该实验的说法，错误的是_A做实验之前必须平衡摩擦力B小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多C应调节定滑轮的高度使细线与木板平行D为了实验安全，打点计时器接直流电源(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图所示已知打点计时器每间隔0.02 s打一个点由图可知A、B两点间的距离s1_cm；该小车的加速度a_m/s2(计算结果保留2位有效数字)，实验中纸带的_(选填“左”或“右”)端与小车相连接解析(1)为确保小车所受拉力等于小车所受合外力，必须平衡摩擦力，且使拉力与木板方向平行，A、C项正
9、确；因为小车拉力由力传感器直接测量，故小车质量与钩码质量无关，B项错误；打点计时器正常工作时必须使用交流电源，D项错误(2)由刻度尺读数规则可知，A、B两点间距离为7.0 mm0.70 cm；由逐差公式可知，小车的加速度a，计数点间隔0.1 s，所以小车的加速度为0.20 m/s2；小车做加速运动，所以点迹较密集的一端为与小车相连的一端答案(1)BD(2)0.700.20左角度三验证机械能守恒3(2017天津卷)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律(1)(多选)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_A重物选用质量和密度较大的
10、金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物(2)(多选)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_AOA、AD和EG的长度BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度DAC、BD和EG的长度解析本题考查“验证机械能守恒定律”实验(1)选用质量大的金属锤，可保证下落过程中纸带竖直不松弛；
11、金属锤密度大，体积就小，下落过程中所受阻力小；上下限位孔对正，可减小摩擦；本实验中要验证mv2mgh，即验证v22gh，不用测量重物的质量；实验时用手抓紧纸带上端，接通电源，打点计时器工作稳定后，再松手释放纸带，不用用手托住重物(2)本实验中，需要测某点的瞬时速度和从起始点到该点的距离，或者两点的速度及其间距，符合要求的选项有B、C.答案(1)AB(2)BC纸带类问题是力学实验中出现率最高的内容，多以课本实验为蓝本进行升级变形，从整体角度看，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做到“一个装置多种用途”的效果.考向三“橡皮条、弹簧”类实验考点归纳1探究弹力和弹簧伸长量的关系
12、(1)实验原理要测出每次悬挂重物的重力大小F和弹簧伸长的长度x，建立Fx坐标，描点作图探究(2)操作关键实验中不能挂过多的钩码，使弹簧超过弹性限度作图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在两侧2验证力的平行四边形定则(1)实验原理使一个力作用效果跟两个力共同作用效果相同(2)操作关键每次拉伸结点位置O必须保持不变；记下每次各力的大小和方向；画力的图示时应选择适当的标度熟练强化角度一验证力的平行四边形定则1(2017全国卷)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示将橡皮筋的一
13、端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出测力计的示数如图(b)所示，F的大小为_N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F14.2 N和F25.6 N.用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；F合的大小为_N，F合与拉力F的夹角
14、的正切值为_若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则解析(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0 N(2)利用平行四边形定则作图；由图可知F合4.0 N，从F合的顶点向x轴和y轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1 mm，顶点的纵坐标长度为20 mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05.答案(1)4.0(2)F1、F2和F合如图所示4.00.05角度二探究弹簧弹力与伸长量的关系2某同学利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹力与其伸长量的关系，在铁架台的顶端固定一刻度尺，另将一下端固定有指针的弹簧也固定在铁架台上然后该同学进行了如下的操作：首先在弹簧的下端不挂任何重物，记录指针在刻度尺上所指位置的刻度值，然后在弹簧的下端挂上钩码，并将弹簧下端所挂钩码的个数逐个增加，依次记录指针在刻度尺上所指位置的刻度值，将所得的数据记录在下表中已知每个钩码的质量均为m100 g，重力加速度取g9.8 m/s2.钩码个数01
