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1、专题十二 力学实验 核心梳理 高频考点 新题演练 考情分析 题热点 考题统计 命题规律 第12讲 力学实验 热点一 游标卡尺和螺旋测微器读数 2 0 1 2 卷 , 22 ; 2 0 1 3 卷 , 22 近几年高考命题点 :力学主要考查以纸带处理方法为核心的实验。电学主要考查以测电阻为核心的实验、以测电动势为核心的实验、以多用电表的使用为核心的实验。 实验题主要考查学生实验设计及数据处理能力 ,以新的材料背景来考查学生对教材实验的实验原理的理解 ,特别是纸带处理和测电阻的原理的理解。 复习过程中还要继续强化纸带类实验和以测电阻为核心的实验的实验原理的复习。 热点二 纸带类实验的处理方法 2
2、0 1 1 卷 , 23 ; 2 0 1 4 卷 , 22 2 0 1 4 卷 , 22 ; 2 0 1 5卷 , 22 热点三 “ 橡皮条、弹簧类 ” 实验的处理方法 2 0 1 3 卷 , 22 第13讲 电学实验 热点一 以测电阻为核心的实验 2 0 1 1 卷 , 22 ; 2 0 1 5 卷 , 23 2 0 1 5 卷 , 23 热点二 以测电源电动势为核心的实验 2 0 1 3 卷 , 23 ; 2 0 1 4卷 , 23 2 0 1 4 卷 , 23 热点三 以多用电表的使用为核心的实验 2 0 1 3 卷 , 23 ; 2 0 1 3卷 , 23 核心梳理 高频考点 新题演练
3、 核心梳理 识脉络梳理 核心梳理 高频考点 新题演练 核心梳理 律方法导引 (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。误差总是偏大或偏小。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。 (2)长度的测量。 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
4、的读数 +m n(其中 。 螺旋测微器的读数 :测量值 =固定刻度 +可动刻度 (估读一位 ) 核心梳理 高频考点 新题演练 核心梳理 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 v= 。 ( 4 ) 纸带类实验。 能够利用打点计时器的力学实验 实验名称 原理公式 利用纸带测 量的物理量 研究匀变速 直线运动 v 12= v x m - x n = ( m - n ) 加速度 验证牛顿 第二定 律 F = m a 加速度 验证机械能 守恒定律 m g h =12 落的高度 探究动 能定理 W=12 2 核心梳理 高频考点 新题演练 核心
5、梳理 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 x n 和 x n+ 1 , 由公式v n = + + 12 算出。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。 核心梳理 高频考点 新题演练 核心梳理 利用纸带求加速度的方法 ( ) 利用 a= 2求 解 : 在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用 x=x n+ 1 - x n = a 。 ( ) 逐差法 : 如图所示 , 由 x m - x n = ( m - n ) a 1 =4- 13
6、2, a 2 =5- 23 2, a 3 =6- 33 2。 所以 a=1+ 2+ 33=4+ 5+ 6- 1- 2- 39 2。 ( ) 图象法 : a . 由 v n =+ + 12 , 求出各相应时刻的速度。 b . 确定各计数点的坐标值 ( v 1 , T ) 、 ( v 2 , 2 T ) 、 、 ( v n , 。 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。 核心梳理 高频考点 新题演练 核心梳理 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= =量 ),说明物体做匀变速直线运动。 (1)物理思想 :等效替代思想、控制
7、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。 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 游标卡尺和螺旋测微器读数 主要以填空的形式直接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 39 0等份。如图甲所示 ,则小钢球的直径为 d= (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 题 一 命题二 命题三 甲 乙 答案 解析 解析关闭 ( 1 ) 游标卡尺上精确度为120 0 . 05 所以 d= 10 0 . 05 7 = 10 . 35 1 . 0 3 5
8、 ( 2 ) 金属丝的直径 d = 1 0 . 01 19 . 5 = 1 . 1 9 5 答案解析关闭 ( 1 ) 1 . 035 ( 2 ) 1 . 1 9 5 ( 0 . 0 0 2 ) 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 维导引 命题 一 命题二 命题三 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 题 一 命题二 命题三 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 ( n - 1 ) y ,故游标尺与主尺两者分度值之差为 k=y -
9、 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 . 5 即可动转筒旋转一圈 ,螺杆前进或后退0 . 5 可动转筒上可动刻度分成 50 等份 ,每一等份表示 0 . 01 即可动刻度每转过一等份 ,测微螺杆前进或后退 0 . 01 这样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距离表示出来 ( 机械放大原理 ) 。 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 (1)10分度的游标卡尺 ,以 小数点后只有 1位 ,20分度和 50分度的游标卡尺以 小数点后有 2位 ,且对齐格数不估读。 (2)螺旋测微器以 小数点后必须有 3位 ,对齐格数要估读 ,同
10、时还要注意半毫米刻度线是否露出。 命题 一 命题二 命题三 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 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 甲 乙 答案 解析 解析关闭 刻度尺的最小刻度为 0.1 此读数应为 标卡尺是 50分度 ,此读数为 答案解析关闭 题 一 命题二 命题三 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 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 50 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
11、个记录点未画出。 (1)部分实验步骤如下 : 关闭电源 ,取出纸带。 待打点计时器工作稳定后放开小车。 小车尾部与纸带相连。 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 。 (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= 。 甲 乙 命题一 命题二 命题三 答案 解析 解析关闭 ( 2 ) 每隔 4 个点或每 5 个点取一个计数点时 ,相邻计数点的时间间隔均为 0 . 1 s 。 ( 3 ) 纸带上某点的瞬时速度等于其前后相邻两计数点所确定时间段
12、内的平均速度v 5 = 4 + 52 。 ( 4 ) 当有 6 组数据时 ,应采用逐差法计算加速度 a=( 4 + 5 + 6 ) - ( 1 + 2 + 3 )9 2 。 答案解析关闭 ( 1 ) A ( 2 ) 0 . 1 ( 3 ) 4 + 52 ( 4 ) ( 4 + 5 + 6 ) - ( 1 + 2 + 3 )9 2核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 维导引 命题一 命题二 命题三 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 3(2015北京海淀高三统考 )甲、乙两位同学在 “验证牛顿第二定律 ”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
13、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 。 命题一 命题二 命题三 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 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。下图是其中一条纸带的一部分 ,O、 A、 B、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 50 过对纸带的测量 ,可知小车运动过程中的加速度大小为 m/留两位有效数字 )。 命题一 命题二 命题三 核心梳理 高频考点 新题演练 高考频点 3)根据多条纸带的数据 ,甲同
