《专题10力学实验-2014年高考物理考纲解读及热点难点试题演练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题10力学实验-2014年高考物理考纲解读及热点难点试题演练（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考对物理实验的考查，是在考试说明规定的实验基础上进行重组与创新，旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否真正动手做过这些实验，是否能灵活地运用学过的实验理论、实验方法、实验仪器，去处理、分析、研究某些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验等。实验试题多源于教材而高于教材，所给的物理情景和要求跟教材内容多有明显区别，是以教材中实验为背景或素材，通过改变实验条件或增加条件限制，加强对考生迁移能力、创新能力和实验设计能力的考查。题目命制的形式多为一力一电，力学实验比重有所加大，采用组合题的方式，增大了实验题的覆盖面，加强了对物理问题进行定性分析的设问及开放性设问，很好地体现了新课程改革引导学生
2、主动学习、加强探究、培养创新精神的理念。【命题趋势】 一、误差和有效数字1误差误差产生原因大小特点减小方法系统误差实验仪器不精确、实验原理不完善、实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器完善实验原理偶然误差测量、读数不准确忽大忽小画图象或取平均值2.有效数字从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字二、测量性实验1包括：用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，练习使用打点计时器2(1)游标卡尺的读数方法：d主尺读数(mm)精度游标尺上对齐刻线数值(mm)(2)螺旋测微器的读数方法：测量值固定刻度可动刻度0.01 mm估读值注意要估读到0.001 mm.(3)用纸带求加速度的方法利用a求
3、解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用xxn1xnaT2求加速度a.逐差法：图5101如图5101所示，因为a1，a2，a3，所以a.三、验证性实验1包括：验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律2验证性实验的两种方法(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实；(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证四、探究性实验1包括：探究弹力和弹簧伸长的关系，探究动能定理2探究性实验与验证性实验的区别探究性实验，在实验前并不知道满足什么规律，所以在坐标纸中描点后所做的曲线是试探
4、性的，只有在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来拟合这些点而验证性实验，在坐标纸上描点后所作图线的根据就是所验证的规律。一、游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺读数技巧：(1)读数时应以毫米为单位，读出后再进行单位换算。(2)主尺上的读数，应以游标尺零刻度左端主尺上的刻度为准。(3)20分度的游标卡尺，其读数要精确到0.05 mm，读数的最后一位数字为“0”或“5”；50分度的游标卡尺，其读数要精确到0.02 mm，读数的最后一位数字为“0”“2”“4”“6”或“8”。二、与打点计时器和纸带相关的力学实验（1)打点计时器的正确使用：先接通电源，再释放纸带；电磁打点计时器工作电压为低压交流46
5、V；电火花计时器工作电压为交流220 V。(2)纸带的选取：一般实验在点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带；在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0 mm。(3)根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n个打点时间间隔，即T=0.02n s。一般取n=5，此时T=0.1 s。(4)测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其他各计数点的距离。如图所示，则由图可得：x=x1，x=x2-x1，x=x3-x2，x=x4
6、-x3，x=x5-x4，x=x6-x5。(5)判断物体运动的性质若x、x、x、x、x、x基本相等，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动。设x1=x-x，x2=x-x，x3=x-x，x4=x-x，x5=x-x。若x1、x2、x3、x4、x5基本相等，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀变速直线运动。(6)测定第n点的瞬时速度，物体做匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即测出第n点相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式即可求得。如图中第4点的瞬时速度为：v4=。三、用图象处理数据图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法，以下为作图的要求：
7、(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定。(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值。(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，而应尽量使数据点合理地分布在线的两侧。(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即“变曲为直”。虽然图象法有许多优点，但在图纸上连线时有较大的主观性，另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀程度等，都对结果的准确性有影响。(5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单位。(6)明确图象的斜率、截距的物理意义。考点1、测量性实验(游标卡尺和螺旋测微器的读数)【例1】某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度该
8、螺旋测微器校零时的示数如图5102(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)所示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm.【例2】 （2013山东卷，21)图5103甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_(填“A”“B”或 “C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为_mm.【特别提醒】1毫米刻度尺长度测量的基本工具是刻度尺，其最小分度一般为1 mm(此时叫做毫米刻度尺)毫米刻度尺可以精确读到mm位、估读到 mm位(能读取十分之几毫米)估读的“0”不能舍弃2游标卡尺的读数游标尺(mm)精度(mm)测量结果(游标尺上第n
9、条刻度线与主尺上的某刻度线对齐时)(mm)刻度格数刻度总长度每小格与1毫米差1090.10.1主尺上读的毫米数0.1 n20190.050.05主尺上读的毫米数0.05 n50490.020.02主尺上读的毫米数0.02 n3.螺旋测微器的读数测量值固定刻度整毫米数半毫米数可动刻度读数(含估读)0.01 mm.4关于估读问题：游标卡尺不需要估读；毫米刻度尺、螺旋测微器需要估读【变式探究】 图5104甲中游标卡尺的读数是_ cm，图乙中螺旋测微器的读数是_ mm.【变式探究】某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率时：(1)用游标卡尺为20分度的卡尺测量其长度如图5105甲所示，由图可知其长
10、度为_cm； (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为_mm.考点2、验证性实验【例3】 现要通过实验验证机械能守恒定律图5106实验装置如图5106所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上的B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，x表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度用g表示重力加速度完成下列填空和作图：(1
11、)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_，动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒，与x的关系式为_.(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的x与t值结果如下表所示：12345x/ (m)0.6000.8001.0001.2001.400t/(ms)8.227.176.445.855.43/(104 s2)1.481.952.412.923.39以x为横坐标，为纵坐标，在图5107位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k_104 m1s2(保留三位
12、有效数字)由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出x直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律【变式探究】 (1)某实验小组用如图5108所示的装置验证“力的平行四边形定则”将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的挂钩处系一细线，把细线的另一端系在A下端细线上的O点手持B水平向左拉，使O点缓慢地向左移动，保持B的拉力方向不变不计弹簧测力计重力，拉力不超出量程，则A、B的示数FA、FB的变化情况是_AFA、FB均变大，其合力大小和方向都不变BFA、FB均变大，其合力大小和方向都改变CFA变大，FB变小，其合力大小不变
13、，方向改变DFA、FB的合力大小改变，方向不变(2)另一实验小组的甲、乙、丙三位同学做此实验，所用弹簧测力计的量程为05 N，他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，此时细绳都与平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小甲同学F1和F2的方向互相垂直，F13.0 N、F23.8 N；乙同学F1和F2方向间的夹角约为30，F1F24.0 N；丙同学F1和F2方向间的夹角约为120，F1F24.0 N这三位同学中操作不合适的是_(填“甲”、“乙”或“丙”)【变式探究】 为了用实验“验证牛顿第二定律”，现提供如
14、图5109所示的实验装置请回答下列问题： (1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是_；A将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动C将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上(2)在实验中，得到一条打点的纸带，如图51010所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的表示式为a_； (3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，研究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图51011所示图线_是在轨道倾斜情况下得到的(选填“”或“”)；小车及车中的砝码总质量m_ kg.考点3、探究性实验
