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1、3年高考2年模拟1年原创精品高考系列力学实验2018年高考考点定位】力学实验共涉及几个具体的实验操作，主要分布在必修一和必修二。依次为研究匀变速直线 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、验证牛顿第二定律、探究动 能定理和验证机械能守恒，这些实验的方案有共性，但数据处理又不尽相同。【考点pk】名师考点透析考点一、研究匀变速直线运动【名师点睛】1、打点计时器：打点计时器分为电磁打点计时器使用46v学生交流电源和电火花打点计 时器使用220v的交流电源，打点计时器的原理是每个相同的时间段打下一个点，所以纸袋 上面相邻点迹间隔都相等，若交流电频率为50hz,则相邻点迹间隔均为错误!
2、未找到引用源。 秒即0. 02秒。 使用打点计时器时，先接通电源，带打点稳定后再松开纸带，也就是先接通电源再释放 纸带。若打出的点迹为短线或不清晰应调整振针和复写纸的距离。分析纸带时应该选取间隔较大的部分进行分析，这样可以减小误差。2、数据处理：瞬时速度根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度即错误！ 未找到引用源。；我们在计算各个点的瞬时速度时可以以这个点为中间时刻，取相邻两个点 之间的距离为路程，时间则为2个打点间隔0. 04o如果每隔4个计时点或者每5个计时点 取一个计数点，则一个打点间隔变为错误!未找到引用源。如果分析的结果是相邻点迹的速度变化量都相等即错误味找到引用源。，则说
3、明运动 为匀变速直线运动。也可以用横轴表示时间，纵轴表示速度做错误!未找到引用源。图像， 若为倾斜的直线则为匀变速直线运动。3、加速度的计算：根据错误!未找到引用源。图像，可得斜率即加速度即错误!未找到引用 源。若没有图像则根据得到的纸带处理如下：根据连续相等的时间间隔内通过的位移之差都相等即错误!未找到引用源。，可得错误!未 找到引用源。，若分别求加速度最后再求平均值则会出现错误!未找到引用源。；最终仍然 只用了 2组数据，误差较大。所以选择使用错误!未找到引用源。，最终求得的加速度错误!未找到引用源。考点二、探究弹力和弹簧伸长的关系【名师点睛】1、实验记录数据：如下图所示，首先测出弹簧下端
4、没有挂钩码时自然伸长的长度即原长记 做，依次增加所挂钩码数量，依次记录钩码数量和弹簧的长度错误!未找到引用源。刻度尺口，口口钩码777777777777777777777777/2、数据处理：以弹力大小即钩码重力为纵轴，以弹簧长度为横轴，做图像，则图像与纵轴 的焦点即原长，斜率即弹簧的劲度系数。也可以用弹力做纵轴，以弹簧伸长量为横轴，弹簧 伸长量即弹簧长度减去原长；此时描点作图理论上应该过原点，若不经过原点，原因是弹簧 自身重力导致测量的原长不准确。3、注意事项：不要超过弹簧的弹性限度。测量长度一定要处于平衡状态考点三、验证力的平行四边形【名师点睛】1、实验的关键是等效替代法，用两个弹簧测力计
5、和一个弹簧测力计分别使得橡皮筋产生相 同的效果，那么一个弹簧测力计的拉力就是原来2个力的合力。2、实验注意事项：。记录力的方向时一定要记下细绳套的两个点，然后连线即为拉力的方 向，为减小误差，细绳可以适当长些，力的大小根据弹簧测力计的读数严格按照相同比例转 化为线段长度来表示。同一实验中，两次橡皮绳拉到节点位置0必须保证相同。为便于 作图，两个力的夹角不宜过大也不易过小。&平行四边形的对角线一定是按照平行四边形定则求出的合力，而稍有偏差的才是真正的合 力即一个测力计的拉力，由于实验误差二者会稍有偏差。考点四、验证牛顿第二定律【名师点睛】1、研究方法为控制变量法，即先控制质量不变，验证错误!未找
6、到引用源。，再控制合力错 误!未找到引用源。不变，探究错误!未找到引用源。2、实验开始前，首先要平衡摩擦力的影响，木板左端适当垫高，不挂秩码时轻推小车能够 自由滑动为宜。若没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不够，会导致做出的错误!未找到引用源。 不过原点且与横轴力错误!未找到引用源。有交点，如果摩擦力平衡过头，则会导致做出的 错误!未找到引用源。不过原点且与纵轴加速度有交点。3、本实验以钩码重力作为小车受到的合力，其实这个钩码重力是小车和钩码共同的合力， 这样分析过程会出现错误!未找到引用源。，加速度会随钩码重力的增大而增大，而事实上, 错误!未找到引用源。；如果钩码重力一直增加，我们绘出的错误!未
7、找到引用源。图像斜 率逐渐变为0,最终加速度无限趋近于重力加速度错误!未找到引用源。；为保证实验的成 功，减小这一误差，我们要求钩码质量要远小于小车质量即错误!未找到引用源。考点五、探究动能定理【名师点睛】1、实验方案中，对功的大小并没有直接测量，而是根据一个橡皮筋伸长一定长度做功和多 条同样的橡皮筋伸长同样长度做功的比例关系来确定的即错误!未找到引用源。2、测量速度时，应该选取最后橡皮筋恢复原长后匀速直线运动的速度，即选择点迹均匀的 那一段来测量速度错误!未找到引用源。3、一定要平衡摩擦力，保证只有橡皮筋对小车做功即为合力做功。4、根据动能定理错误!未找到引用源。，则有错误!未找到引用源。，
8、所以描点作图一定以 错误!未找到引用源。为纵轴以错误!未找到引用源。为横轴，若斜率恒定即图像为倾斜的 直线则动能定理得以验证。其他非一次函数图像则无法判断无法验证动能定理。考点六、验证机械能守恒【名师点睛】纸带A. gr点计时器1、实验原理是根据自由落体运动只有重力做功，重力势能转化为动能，即错误!未找到引 用源。，整理即可错误!未找到引用源。，所以实验中不需要测量质量。由于摩擦阻力的不 可避免，实际减少的重力势能总是略大于增加的动能。2、纸袋选取的第一个点应该是初速度为0的点，根据自由落体运动，释放后前0.02秒下 降高度约为2毫米，所以应该选择第一个间隔接近2毫米的纸带。若不是从第一个点开
9、始计 算，则验证的公式转化为错误!未找到引用源。，仍然不需要测质量。只有速度的测量则参 考匀变速直线运动瞬时速度的计算来求解。3、为减小阻力带来的误差，可以适当增大重物质量。【试题演练】1.某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光 片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与磋码盘相连，在水平桌面上的A, 方两点各安装一个光电门，记录小车通过、方时的遮光时间，小车中可以放置祛码。图甲。(1) 实验主要步骤如下： 将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功。 将小车停在。点，在磋码盘中放上秩码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车
10、、小车中 注码和挡光片的质量之和为错误!未找到引用源。，砥码盘和盘中秩码的总质量为，小车 通过、3时的遮光时间分别为、错误!未找到引用源。，则小车通过/、3过程中动能的变 化量A步 (用字母错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、d表示)。 在小车中增减祛码或在不去码盘中增减缺码，重复的操作。 用游标卡尺测量挡光片的宽度d（2）下表是他们测得的多组数据，其中错误!未找到引用源。是小车、小车中磋码和挡光片 的质量之和，I祐一诏是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量 3取绳上拉力 尸大小近似等于秩码盘及盘中秩码的总重力，伊是F在原3间所做的功。表格中 3 =, =（结果保留三位有效数字）
11、。次数错误!未 找到引用 源。/kg/ (m/s)2EIJFN砂J11. 0000. 3800. 1900. 4000. 20021. 0000. 8260. 4130. 8400. 42031. 0000. 996压1. 010例42. 0001. 201. 202. 4201. 2152. 0001. 421. 422. 8601. 43（3）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为错误！ 未找到引用源。利用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变秩码盘中祛 码的数量（取绳上拉力近似为磋码盘及盘中磋码的总重力），测得多组如、错误!未找到 引用源。的数据，
12、并得到与错误!未找到引用源。的关系图像，如图乙所示。已知图像在 纵轴上的截距为力，直线用的斜率为A, A. 3两点的距离为s,挡光片的宽度为d,则错误! 未找到引用源。=（用字母力、d、s、k、g表th）。【答案】（1）错误!未找到引用源。；（2）错误!未找到引用源。，错误!未找到引用源。； （3）错误!未找到引用源。【解析】（1）小车通过时的速度为：v-小车通过方时的速度为：则小车通过4、g过程中动能的变化量为：。2 V2）2 GJ1 1（2）由各组数据可见规律，有：AE=-Af（v-v- x 1x0.996-0.498J?X-X-观察F-W数据规律可得数值上有:町=马=O.5O5J。2（3
13、）由题意 小车受到的拉力是：F=（ mg-f 小车的位移是s,设小车的质量是小车动能的变化是:M M 2 V2)2 vJ根据做功与动能变化的关系可得：（/g-y）s=M（ 一 ），2 t2J 2所以得：辑厂/ =华（4-与所以，图线的坐标轴的截距表示摩操力/,即：f = b,22图线的斜率：k= 格,由摩擦力的公式得：必=，=竺。 2s2gsk2. 用如图所示装置做探究功与速度变化的关系实验（1）该实验采用了的方法使实验数据处理得以简化。A. 极限法 B,成倍增加C.理想化模型 D.等效替代（2）实验时，以下说法正确的是A. 该实验不需要平衡摩擦力B. 橡皮筋每次拉伸的长度应越来越长C. 先释
14、放小车，再接通打点计时器电源D. 每次都应选择纸带上点迹均匀的部分计算小车速度【答案】(1) B (2) D【解析】(1)本实验通过改变檬皮筋的条数改变对小车做功，实验采用了成倍增加的方法使实验数据处理 得以简化，故选B;(2)为使橡皮筋做功等于小车所受合外力做功，该实验需要平衡摩撅力，故A错误；为保证橡皮筋做功相 同，檬皮筋每次拉伸的长度应相同，故B错误；为充分利用纸带，实验时应先接通电源后是否小车，故C 错误；每次都应选择纸带上点迹均匀的部分计算小车速度，故D正确：故选D;【名师点睛】实验原理：橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能，实验中改变拉力做功时，为 了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉
15、到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功就有倍数 关系；根据实验原理与实验注意事项分析答题.3. 如图为“验证力的平行四边形定则”实验，三个细线套错误!未找到引用源。一端共系于 一个结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，A挂于固定点P,手持B拉动 细线，使结点静止于。点。(1) 某次实验中A的指针位置如图所示，其读数为 N；(2) 实验时要读出A、B的示数，还要再贴与竖直木板的白纸上记录。点的位置，和。(3) 下列实验要求中必要的是A. 弹簧测力计需要在实验前进行校零B. 需要测量重物M的重力C. 多次实验时弹簧测力计B始终保持水平D. 多次实验时结点必须在同一点 【答案】(1) 2. 00N (2)错误!未找到引用源。的方向(3) AB【解析】（1）弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.1N.所以读教为2.00N（2）弹备测力计工挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹番测力计3的一端用细线系于。点，手持另
