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1、三教上人（A+版-Applicable Achives）高考冲刺：力学实验复习 编稿：李传安 审稿：隋伟【高考展望】实验1、研究匀变速直线运动实验2、探究弹力和弹簧伸长的关系实验3、验证力的平行四边形定则实验4、验证牛顿第二定律实验5、研究平抛运动实验6、探究动能定理实验7、验证机械能守恒定律实验8、验证动量守恒定律实验9、用单摆测重力加速度最近几年高考热点实验为：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律，考察频率高，有的还有一定的难度，主要体现在考察基本实验方法、数据处理、图像处理上。其它几个实验尽管考察频率不高、难度一般，但不排除高考不考和没有难度，如“用单摆测重力加速度”，
2、20XX年高考上海、天津试题。实验试题的命题趋势：在基本实验的基础上，向创新和综合方向发展。【方法点拨】图像法是实验中应用最普遍、最基本的方法，可以说绝大部分实验都要用到，要准确理解图像上的点、线、面、截距、交点、面积、斜率的物理意义。此外，逐差法、控制变量法、等效法、“纸带模型”的计算、写直线方程求斜率等方法都必须掌握。【典型例题】例1、（1）读出下列20分度游标卡尺（测量值可准确到0.05mm）的示数。（2）读出下列50分度游标卡尺的示数。（3）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为mm，图(b
3、)所示读数为mm，所测金属板的厚度为mm。【答案】（1）0.15mm；（2）5.30mm；11.48mm；22.80mm. （3）0.010；6.870；6.860【解析】（1）游标的第三条刻度线与主尺的刻度线对齐，故读数为0.053=0.15mm；（2）图甲：从游标的0刻度线看上去，根据主尺确定mm数的整数为5，游标的3与主尺的2刻度线对齐，小数为0.30mm，故读数5.30mm；图乙：从游标的0刻度线看上去，根据主尺确定mm数的整数为11，游标的4后第4条刻度线与主尺的刻度线对齐，小数为0.48mm（4后第1条刻度线读0.42，第2条刻度线读0.44，第3条刻度线读0.46，第4条刻度线读
4、0.48），故读数为11.48mm；从游标的0刻度线看上去，根据主尺确定mm数的整数为22，游标的8刻度线与主尺的刻度线对齐，小数为0.80mm，故读数为22.80mm. （3）（a）图螺旋测微器的读数步骤如下.首先，确定从主尺读出毫米数为0.000mm，可动刻度与主尺对齐个数为1.0（格），读数为0.010mm，则螺旋测微器读数为0.000mm+0.010mm=0.010mm，（b）图螺旋测微器的读数步骤如下.首先，确定从主尺读出毫米数为6.500mm，可动刻度与主尺对齐个数为37.0（格），读数为0.370mm，则螺旋测微器读数为6.500mm+0.370mm=6.870mm，考虑调零问题
5、金属板实际厚度为实验一、研究匀变速直线运动【实验原理】1打点计时器是一种使用_的计时仪器，它每隔_打一次点(电源频率是50Hz)，因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况2由纸带判断物体做匀变速运动的方法：如图所示，0、1、2为时间间隔相等的各记数点，x1、x2、x3为相邻两记数点间的距离若（恒量），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动3由纸带求物体运动加速度的方法： （1）用“逐差法”求加速度；（2）用图像法； （3）贴纸带法. 【答案】低压交流电源 0.02s 【高清课堂：力
6、学实验 1 例4】例2、下图是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时，电磁打点计时器打出的一条纸带，每5个点取为一个计数点，电源频率是50Hz，测量数据经处理后如图（1）可以判断小车的运动_（填“是”、“不是”）匀变速直线运动；（2）他计算小车运动的加速度的步骤如下：根据 ， 他求出的加速度是否正确，若你认为不正确，请写出你的计算过程和结论。（3）他计算C点的瞬时速度的步骤如下：根据， 所以C点的瞬时速他求出的C点的瞬时速度是否正确，若你认为不正确，请写出你的计算过程和结论。【思路点拨】若（恒量），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差近似为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。求加速度应用
7、逐差法，求某点的瞬时速度应根据“某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度”求解。【答案】（1）是；（2）不正确，见解析；（3）不正确，见解析。【解析】（1），根据两连续相等的时间间隔里的位移之差近似为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。（2）不正确。应根据逐差法求加速度，所以加速度。（3）不正确。即使O点为计时0点，也不要用计算，实验最好用实验的方法求解。由于两连续相等的时间间隔里的位移之差只是近似相等，C为OF的中间时刻，C点的瞬时速度应等于OF段的平均速度，总时间，所以C点的瞬时速度为.【总结升华】根据纸带求加速度一定要用“逐差法”，求出的是平均加速度，是为了减小误差；求
8、某点的瞬时速度要根据“某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度”，切忌简单地用相邻的两段计算，尽可能多取几段（视具体情况，特殊情况也可以用，如下题【变式】中的计算，最后用图像法，因为图像法也是减小误差的方法）。举一反三【变式】某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点_和_之间某时刻开始减速。计数点5对应的速度大小为_m/s，计数
9、点6对应的速度大小为_m/s。（保留三位有效数字）。物块减速运动过程中加速度的大小为_m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值_（填“偏大”或“偏小”）。【答案】6；7（或7；6） 1.00；1.20 2.00；偏大 【解析】（1）16点相邻位移之差约为且递增，711点相邻位移之差恒为递减，在67点之间物体由加速转为减速5点的速度，加速阶段则6点速度（不能应用，因为67点之间物体由加速变为减速），减速阶段则，减速过程中阻力来源于桌面摩擦、空气阻力、纸带与限位孔的阻力，如用来表示动摩擦因数，则空气阻力、纸带阻力均看作摩擦力，故所测值偏大。实验
10、二、探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系【实验原理】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，弹簧的伸长越大；弹力也就越大。弹簧弹力大小跟弹簧伸长长度的函数表达式_。可见，在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比（胡克定律）。【答案】例3、某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_方向（填“水平”或“竖直”）弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表表：代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值（cm）25.352
11、7.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小长度为_。图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值（填“L0或L1”）。由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）。【答案】 竖直 稳定 L3 1mm L0 4.9 10【解析】实验器材应竖直放置；待弹簧稳定后再进行实验可以测得较准确的数据； L3数据与其他数据计数有效数字不同存在错误；数据保留到小数点后两位（0.01mm），测量仪器应为毫米刻度尺最小刻度1m
12、m横轴坐标为弹簧的形变量即弹簧长度与原长L0的差值图像斜率k1=0.5，又故，砝码盘质量为【总结升华】准确理解胡克定律：在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比。即，是伸长量或压缩量。举一反三【变式】某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，设计了如下图所示的实验装置所用的钩码每只的质量都是50g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将6个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中（弹力始终未超过弹性限度，取g=10m/s2） （1）试根据这些实验数据在给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧伸长量x的关系图象 （2）根据图象可知弹簧的劲度系数
13、k=_ N/m（保留三位有效数字） 【答案】（1）图象见解析. （2）6.25 N/m【解析】（1）用描点法得出图象如下图所示：（2）图线是一条倾斜的直线表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比图像的斜率为弹簧的劲度系数由胡克定律得：.实验三、验证力的平行四边形定则【实验原理】此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，合力与两个力共同作用的效果相同，就验证了力的平行四边形定则。 例4、在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细
14、绳套和一把弹簧秤。（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(10-2m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k =_N/m；（2）某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为_N，同时利用（1）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50N，请在答题纸上画出这两个共点力的合力；（3）由图得到=_N。【答案】（1）54,（2）2.10, （3）3.3【解析】（1）根据所给数据作图如图，求出其斜率即为弹簧的劲度系数 N/m；（2）读数时估读一位，F=2.10N； （3）作图，在同一力的图示中使用相同的比例标尺，做平行四边形，量出如图对角线的长度，根据比例标尺换算出合力，=3.3N。【总结升华】本题既考查了对实验操作、仪器读数、数据处理、作图等基本实验素养，又考查了学生对实验的拓展与探究；体现了新课改对知识的获取过程的关注。举一反三【变式】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端
