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1、专题二十八力学实验雷区扫描本部分常见的失分点有：1 对游标卡尺和螺旋测微器的读数原理理解不够，没有熟练掌握读数方法，主要有以下 儿个方面：（1）不分主尺上的单位；（2）不注意零刻度线；（3）卡尺的精度.2. 对实验原理理解不透，在验证牛顿第二定律实验中，小车与砂桶间质量的关系，怎样 平衡摩擦力，满足什么条件才能使实验成功，在“研究平抛物体的运动”和“碰撞中的动量 守恒”实验中，小球所放位置的选择以及小球的选择，在用单摆测定重力加速度实验中，计 时点的选择等.3. 在验证某一定律的过程中随意使用该定律，出现用结论证结论的错误，如在验证机械 能守恒定律中经常出现这样的问题.出现上述失误的根本原因在
2、于对实验原理没有理解，实验方法没有学握，实验目的没有 明确.排雷示例例1. （1999年全国）用游标卡尺（测量值可准确到0.02 mm）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图281 所示.可读出圆筒的内径为mm.0125-111 12 13 Id 1510图 281雷区探测本题主要考查学生对游标卡尺的读数方法的掌握情况，要求考生对游标卡尺的读数原理 和读数方法要熟练掌握.雷区诊断有的同学将主尺上单位读错，应为52 mm或5.2 cm,错读为5.2 mm.有的同学将游标尺 的精确度搞错，应为0.02 mm,误认为0.1 mm.游标卡尺的读数方法是，以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数|,再看游标
3、尺 上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标尺上读出毫米以下的小数，则总的读数为：主 尺上的整毫米数+游标尺上的毫米以下的小数.本游标卡尺是50分度的，游标尺的最小分度值为0.02 mm,由图可知：L）=52 mm厶2=6X0.02=0.12 mm故圆筒内径为厶+厶2二52.12 mm正确解答52.12 mm例2. （2001年上海）利用打点计时器研究一个约14 m髙的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部,纸带通 过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图282所示.数据如表格所示.纸带 中AB、BC、CD每两点之间的吋间间隔为0.10 s,根据各间距的长度，可计算出卷帘窗 在各间距
4、内的平均速度u平均.可以将卩平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v.00. 1 S-!0.20.340.4- E0.5-尸r0.6-* G0.7-”0.8- *10.9-1J1.0 sL 1 K图 282（1）请根据所提供的纸带和数据，绘出卷帘窗运动的卩一/图线. 卷帘运动的数据间隔ABBCCDDEEFFGGHHI1JJK间隔(cm)5.010.015.020.020.020.020.017.08.04.0图 283（2） AD段的加速度为m/sSK段的平均速度为m/s.雷区探测本题考查学生对纸带问题的处理，利用平均速度与瞬时速度的关系，找出各点的瞬时速度，并逐点描在坐标纸上，利用逐差法处理
5、数据.雷区诊断有的同学没有计算出各个点的速度，使描在坐标纸上的点过少，导致图线不准确，在计 算加速度时没有采用逐差法.正确解答 (1)如图284所示.u/m s图 284 (2) tZ4D=5m/s2 vAk= 1.39m/s例3. (2001年全国)一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如 图28-5所示图28-6是打Hi的纸带的一段.(1) 已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,利用图28-6给出的数据可求出小 车下滑的加速度a二.(单位：cm)图 286(2) 为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有用测得的量及加速度d表示阻力的计
6、算式为.戶.雷区探测本题较新颖，除考查学生用逐差法处理数据外，还要合理选择需测物理量.雷区诊断1. 有的同学因没有采用逐差法，因而加速度求错.题目中提供了多个计数点，其目的就是 让我们运用尽可能多的实验数据，以减小实验的偶然误差.如果你只选取两段相邻相等时间 内的位移用臨求加速度是不行的，因为这样做偶然误差可能会很大.2. 笫（2）问属设计型实验，要完成这一问，首先应弄清实验原理，当小车沿斜面下滑 时，受三个力：小车重力加g,方向竖直向下；斜面对小车的支承力N,方向垂直斜面向上; 小车所受阻力f,方向沿斜面向上.如图287所示，小车沿斜而加速下滑，由牛顿第二定律 吨sin 0其中为斜面的倾角，
7、则f=mgsir 0-ma,但是测量斜面的倾角，不便于计算, 由数学知识可知sin 二必，因此，可用刻度尺测和厶 再用天平测出小车的质量加，就可 以计算出阻力/了.正确解答 （1） 4.00 m/s2（3.904.10m/s2之间都正确）（2）小车质量加 斜面上任意两点I可距离1及这两点的高度差力mgj-ma例4. （1998年全国）某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使 得倾角偏大.他所得到的aF关系可用下列哪个图线表示？图中d是小车的加速度，F是细 线作用于小车的拉力.答：_.图 288雷区探测在“验证牛顿第二定律”实验中需平衡摩擦力，即要求重力沿斜面
8、向下的分力与摩擦力 等大反向，本题要求学生对受力分析的方法熟练掌握，对牛顿第二定律深入理解.雷区诊断岀现失误的同学，一是没能根据牛顿第二定律进行细致的分析，因加gsin QO,设 msin -f=F，则F+F，=ma,由此可知，图线仍为直线，但有纵截距，二是把F与a的 关系弄反了，因而选错.正确解答C例5. （2000年全国）某同学用图289所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中 PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到 位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放 在水平槽上靠近槽末端的
9、地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图28-9中O点是水平槽末端R 在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图28-10所示，其中米尺水平放置，且平行于G、 R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.（1）碰撞后B球的水平射程应収为cm.（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：（填选项号）.（A）水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离（B）4球与3球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离（C）测量人球或3球的直径（D）测量A球和B球的质量（或两球质量Z比）（E）测量G点相对于水平槽面的高度雷区探测本
10、题考查学生对平均落点的选取和在实验中所需测量的物理量，要求学生熟悉教材川的 实验方法，同吋要注意本题的条件有所变化.雷区诊断1. 有的同学在找平均落点时，没有找圆心，而是找点子密集部位，导致出错.2. 有的同学没有想到器材变化，使两球从同一点飞出，生硬套用教材，从而选C.正确解答 （1）64.7 （2）ABD排雷演习1. 用游标为20分度的卡尺测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图28-11所示.可读出 圆筒的内径为mm.2. 为了测定_根轻弹簧压缩最短时能储存的弹性势能大小，可以将弹簧固定在一带有凹 槽轨道的一端，并将轨道固定在水平桌面边缘上，如图2812所示，用钢球将弹簧压缩至 最短，然后突
11、然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：二、图 2812(1) 需要测定的物理塑是.(2) 计算弹簧最短时弹性势能的关系是.3. 如图28-13所示，在实验室中用两端带竖直挡板c、D的气垫导轨和有固定挡板的 质量都是M的滑块A、B,做验证动量守恒定律的实验，实验步骤如下：c L qV/7/Z图 2813(1) 把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为加的祛码，置于导轨上，用电动卡 销卡住A、B,在A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平压缩状态.(2) 按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动吋间的电子计时器，当A、B与挡板C、D碰撞同时，电子计时器同时停表，记下A至C运动时间3至
12、D运动 时间込.(3) 重复儿次取/、(2的平均值.请冋答下列问题：(1) 在调整气垫导轨时应注意；(2) 应测量的数据还有:(3) 只要满足关系式成立；即可验证动量守恒.4如图28-14所示是做匀加速直线的小车带动打点计时器的纸带上打出的点的一部分. 图中每相邻两点之间还有四个点没有I田i出，交流电的频率为50 Hz,测得第二个、第三个计 数点与起点相距2=6.0 cmQulO.O cm,则(1)第一，个、第四个计数点与起点相距d、& 各为多少？ (2)物体经过笫一个、笫二个计数点的瞬时速度山、卩和物体的加速度分别为 多少？图 28145. 在验证牛顿第二定律的实验中，如果加M的关系式不成立
13、，即需要考虑砂和砂桶的 加速度运动对实验造成的影响，如何利用原实验装置验证牛顿第二定律？6. 在“验证牛顿第二定律”的实验中，某同学做了如下操作：A. 将砂桶与小车以细绳连接，跨过板端的定滑轮，把纸带固定在小车上，并穿过打点计 时器；B. 将木板不带滑轮的一端适当垫高，直至轻推小车时，能使小车在斜而上做匀速运动；C. 将小车放到打点计时器附近，给打点计时器通电，释放小车，得一条打上点的纸带， 算出a值；D. 改变砂桶中砂的质量，重复步骤C；E. 重复步骤D,得到3组或5组。与F的值；F. 保持砂桶中砂的质量不变，改变小车上重物的质量，重复步骤B、C；G. 重复步骤F,得到3组或5组d与M的值；
14、H. 在aF图上描出各组值对应的点，画11!图线；I. 在a丄 图上描出各组值对应的点，画出图线；M（1）上述操作中的两个错误是：;.（2）上述操作中的_个重要疏漏是：.7. 在“验证牛顿第二定律实验”中，要求砂桶和砂的质量m远小于小车的质量M,试 简要说明理由；若要求实验允许误差范围在5%以内，试求M与加的关系.&在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查 得当地的重力加速度g=9.80 m严，测得所用的重物的质量为1.00 kg,实验中得到一条点 迹清晰的纸带，把笫一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.如图28 15所示,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、 85.73 cm,根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J,动能 的增加量等于J （取3位有效数字）.oABC 图 28159. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50cm,摆球直径 为2.0 cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，贝I：（1）单摆摆长为cm.（2）如果他测得的g值偏小，可能的原因是A. 测摆线长时摆球拉得过紧
