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1、第1讲 力学实验,专题六 实验题题型强化,内容索引,考点一 测量仪器的使用及纸带问题 打点计时器的 使用及纸带的计算,考点二 “小车导轨”模型实验,考点三 “弹簧或橡皮条”模型实验,测量仪器的使用及纸带问题 打点计时器的使用及纸带的计算,考点一,1.打点计时器：,2.通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度 (1)利用逐差法求解平均加速度(如图1),图1,(2)利用平均速度求瞬时速度：vn,(3)利用速度时间图象求加速度 作出速度时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度； 剪下相邻计数点间的纸带紧排在一起求解加速度.,例1 (2018温州市十五校联合体期中)同学们利用如图2所示装置做“探究小车速度随
2、时间变化的规律”实验.请你完成下列有关问题： (1)实验室提供如图3甲、乙两种打点计时器，某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的_(填“甲”或“乙”)计时器.,图2,图3,乙,答案,(2)另一实验小组使用的是电磁打点计时器，图4中接线正确的是_(填“甲”或“乙”).,答案,图4,乙,(3)小宇同学选取一条清晰纸带进行研究，在纸带上确定出九个计数点，如图5所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，根据纸带提供的信息，纸带上3、5两点间距离为_ mm.,答案,图5,35.0(34.535.5均可),(4)纸带上计数点6的瞬时速度为_ m/s(结果保留3位有效数字)，小车运动的加速度为
3、_ m/s2(结果保留2位有效数字).,答案,0.255(0.2540.256均可),0.38(0.370.39均可),(5)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是_. A.垫高长木板的一端，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动 B.使小车运动的加速度尽量小些 C.舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进 行测量 D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验,答案,1.(2018新高考研究联盟联考)(1)某次做实验时，实验员准备了以下器材，如图6所示，请问用以下器材可以做下列哪些实验_.,图6,A.探究小车速度随时间变化的规律 B
4、.探究加速度与力、质量的关系 C.探究求合力的方法 D.研究平抛运动,答案,(2)上题四个选项中的实验，必须用到天平的是_(填对应字母) A.探究小车速度随时间变化的规律 B.探究加速度与力、质量的关系 C.探究求合力的方法 D.研究平抛运动,答案,2.(2018宁波市期末)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中 (1)用到电磁打点计时器，应采用的电源是_. A.学生电源交流输出 B.3节干电池 C.蓄电池,答案,(2)下列说法正确的是_. A.应先接通电源，在打点计时器开始打点后再释放小车 B.应先释放小车，再接通打点计时器的电源,(3)某学生实验时得到一条点迹清晰的纸带如图7所示，图中O
5、、A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的6个点，若打点计时器的打点周期为 T，则利用此纸带得到小车的加速度的表达式为_.(用x2、x5、T 来表示),答案,图7,3.(2018西湖高级中学月考)(1)在下列学生实验中，需要平衡摩擦力的有_. A.“探究小车速度随时间变化的规律” B.“探究加速度与力、质量的关系” C.“探究做功与物体速度变化的关系” D.“探究作用力与反作用力的关系”,答案,(2)某小组做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，除了选择小车、带滑轮的长木板、细绳、钩码、刻度尺、导线(按需要备选)外，还要选择下图中的哪些仪器_.,A或BD,解析 实验时不需要测量小车或钩码的质
6、量，因此不需要天平，需要打点计时器，有两种选择方案：选择A(电火花计时器)，或者B、D(电磁打点计时器与低压交流电源).,答案,解析,(3)在上小题中，用一端固定的橡皮筋代替钩码和细线拉动小车，就可以做“探究做功与物体速度变化的关系”实验.调节好实验装置，当用一条橡皮筋拉动小车时，打出的纸带如图8所示，请根据纸带上的数据计算小车匀速时的速度v_ m/s(打点计时器所用交变电源的频率为50 Hz).,图8,1.56,解析 匀速直线运动时小车速度最大，,答案,解析,4.(2017诺丁汉大学附中高三上期中)如图9甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为：带铁夹的铁架台、打点计时器、纸
7、带、带铁夹的重锤、刻度尺、天平.回答下列问题：,图9,(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的一个器材是_. A.游标卡尺 B.秒表 C.多用电表 D.交流电源,答案,解析,解析 通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应该与交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离，不需要游标卡尺和多用电表，故选D.,(2)下面列举了该实验的几个操作步骤，其中操作不当的一个步骤是_. A.调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 B.按照图示的装置安装器件 C.先释放纸带，后接通电源 D.测量纸带上某些点间的距离,答案,解析,解析 操作不当的步骤是C，应该先接通电源，后释放纸带.,(3)利用这个
8、装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图乙所示.所使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达 式为a_(用x1、x2、x3、x4及f表示).,答案,解析,“小车导轨”模型实验,考点二,1.“小车导轨”类实验 (1)可以研究匀变速直线运动的规律； (2)可以探究加速度与质量、合外力之间的关系； (3)可以探究做功与速度变化之间的关系； (4)可以验证机械能守恒定律.,2.解答“小车导轨”类实验的技巧 (1)要根据实验原理来判断是否需要平衡摩擦力，知道正确平衡摩擦力的方法. (2)要清楚钩码(或沙桶)与小车之间
9、的质量关系，并且要清楚在仪器创新或实验原理创新的情形下，该条件是否需要调整. (3)要知道实验数据、图象的处理方法和运用数学知识解题的技巧.,例2 (2018杭州市五校联考)如图10所示，某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，对打出的一条纸带进行研究(打点计时器所用电源频率为50 Hz)，该同学在纸带上按每5个点取一个计数点，取了A、B、C、D、E、F等计数点进行研究，该同学已求出了一些计数点对应的速度，其数值见表格.,图10,(1)关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，以下说法正确的是_. A.长木板带滑轮的一端必须伸出桌面外侧 B.实验时小车应从靠近打点计时器
10、的位置释放 C.应先释放小车，再启动打点计时器 D.牵引小车的钩码质量越大越好,答案,(2)根据图11纸带提供的信息，该同学已经计算出了打下B、D、E这三个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点C时小车的速度(保留2位有效数字)，并填入相应空格.,答案,图11,0.48,(3)以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系(A点对应时刻为坐标系中的0时刻)，根据以上数据在图12所给的坐标纸中作出小车的vt图线.,答案,图12,答案 如图所示,(4)根据图象可得，小车在打下A点时的速度vA_ m/s，小车运动的加速度a_ m/s2(以上结果均保留2位有效数字).,答案,0.32,0
11、.80,5.(2018宁波市期末)某学习小组进行了“探究加速度与力、质量的关系”实验. (1)实验过程中，发现实验室有两种打点计时器，如图13所示.其中电火花计时器是图中的_，该打点计时器使用的电源是_.,答案,图13,B,交流220 V,5,6,7,8,9,(2)该小组欲通过如图14所示装置打出的纸带来测量小车的加速度.图中是小车释放前的状态，图中有两处明显错误，请指出其中任意一处错误_.,答案,图14,左端没有垫高或小车离打点计时器太远,5,6,7,8,9,(3)经正确操作后，打出的一条纸带的一部分如图15所示.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测出相邻计数点之间的距离(单位：cm)
12、.由此求得小车在打点计时器打第2点时的速度为_ m/s(已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，结果保留两位有效数字).,答案,图15,0.36,5,6,7,8,9,6.(2018绍兴市选考诊断)如图16所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置.,答案,图16,(1)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是_.(选填字母),5,6,7,8,9,(2)在平衡阻力后，当小盘及盘内物体的总质量_(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车总质量时，小盘及盘内物体的总重量近似等于小车运动时所受的拉力.实验中可以通过增减小盘中_(选填“50 g钩码”或“1 g砝码”)的个数来改变拉力的大小.,答
13、案,远小于,1 g砝码,5,6,7,8,9,(3)图17是对一条纸条处理后得到的vt图象，根据图象可求得加速度大小为_ m/s2.(结果保留三位有效数字),答案,图17,2.00(1.952.05均可),5,6,7,8,9,7.(2018杭州市期末)某同学用如图18所示的装置来探究加速度与力、质量的关系.,图18,5,6,7,8,9,(1)下列说法中正确的是_. A.平衡摩擦力时需要将木板有滑轮的一端稍垫高 B.平衡摩擦力时需要装上纸带，并悬挂好小桶 C.若改变小车质量，因小车所受阻力发生变化，需重新平衡摩擦力 D.应调整滑轮，保证小车在运动过程中细线和木板平行,答案,解析,5,6,7,8,9
14、,解析 平衡摩擦力时需要将木板没有滑轮的一端稍垫高，故A错误； 平衡摩擦力时需要装上纸带，但不需要挂上小桶，故B错误； 平衡摩擦力后，mgsin Ffmgcos ，即tan ，增大小车的质量并无影响，故不需要重新平衡摩擦力，故C错误； 应保证小车在运动过程中细线和木板平行，故D正确.,5,6,7,8,9,(2)为改变小车所受的力的大小，可往小桶中添加下列图片中的_.,答案,解析,解析 为改变小车所受的力的大小，可往小桶中加入已知质量的砝码，故B正确；,5,6,7,8,9,(3)图19甲为实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的
15、计数点之间的距离分别为xAB4.22 cm，xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm，已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a_ m/s2(结果保留两位有效数字).,图19,0.43,答案,解析,5,6,7,8,9,(4)该同学改变小车的质量，多次实验，作出小车的加速度a和质量M的图象如图乙所示，根据图象可知a与M的关系可能是_. A.aM B.aM2 C.aM1 D.aM2,答案,解析,解析 由图象可知，质量越大，加速度越小，故C、D正确.,5,6,7,8,9,8.小青用如图20所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”.,图20,5,6,7,8,9,(1)以下关于实验中操作正确的是_. A.本实验采用了控制变量法探究多个变量之间的关系 B.如果选用电火花计时器，所用的交流电为低压6 V C.操作过程中应调节滑轮高度，使细线与长木板平行,答案,解析,解析 本实
