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1、 专题定位高考对学生实验的考查，主要有以下十一个实验：研究匀变速直线运动；探究弹力和弹簧伸长量的关系；验证力的平行四边形定则；验证牛顿第二定律；探究做功和物体速度变化的关系；验证机械能守恒定律；测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)；描绘小灯泡的伏安特性曲线；测定电源的电动势和内阻；练习使用多用电表；传感器的简单使用高考除了对课本中原有的学生实验进行考查外，还增加了对演示实验的考查，利用学生所学过的知识，对实验器材或实验方法加以重组，来完成新的实验设计设计型实验将逐步取代对课本中原有的单纯学生实验的考查应考策略1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验， 抓住实验的灵魂实验原理，掌握数据处
2、理的方法，熟知两类误差分析力学实验与创新一、游标卡尺和螺旋测微器的读数例1用游标卡尺测得某样品的长度如图1甲所示，其读数L_mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a_mm.图1解析根据游标卡尺的读数方法，读数为20 mm30.05 mm20.15 mm.根据螺旋测微器的读数方法，读数为1.5 mm23.00.01 mm1.730 mm.答案20.151.730以题说法1.游标卡尺的读数方法：由主尺读出整毫米数l0，从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的格数n，则测量值(mm)(l0n精确度) mm.注意：(1)游标卡尺的精确度一般为游标尺上总刻度数的倒数(2)游标卡尺不需要估读
3、2螺旋测微器的读数方法：测量值(mm)固定刻度指示的毫米数(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度上与固定刻度基线所对的刻度值(注意刻度值要估读一位)0.01 mm.(1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图2甲所示，则小球的直径d_ mm.图2(2)知识的迁移能力是非常重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面的问题：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度如图乙中画出了游标和圆盘的一部分读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为_度答案(1)10.975
4、(2)20.6解析(1)螺旋测微器主尺读数为10.5 mm，可动刻度一共50个格，代表0.5 mm，每个格表示0.01 mm，第47.5个格与固定刻度基线对齐，因此可动刻度的读数为0.475 mm，故螺旋测微器的读数为10.975 mm.(2)主尺部分的读数为20度，游标尺一共10个格，每个格代表0.1度，第6个格对齐，故游标尺的读数为0.6度，因此一共是20.6度二、验证力的平行四边形定则例2有同学利用如图3所示的装置来验证力的平行四边形定则在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTO
5、B和FTOC，回答下列问题：图3(1)改变钩码个数，实验能完成的是_A钩码的个数N1N22，N34B钩码的个数N1N33，N24C钩码的个数N1N2N34D钩码的个数N13，N24，N35(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是_A标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B量出OA、OB、OC三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角D用天平测出钩码的质量(3)在作图时(如图4)，你认为图示中_是正确的(填“甲”或“乙”)图4答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足：|F1F2|F3F1F2，因此B、C、D选项是可以的(2)在拆下钩码和绳
6、子前，最重要的一个步骤是标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向(3)F3的方向一定竖直向下，而F1和F2合力方向由于测量误差可能偏离竖直向上方向，所以甲是正确的以题说法1.本实验考查的重点是“力作用效果的等效性”2对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也是考查的重点“验证力的平行四边形定则”的实验如图5甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，P为橡皮条与细绳的结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点P拉到位置O.图5从图甲可读得弹簧秤B的示数为_ N.为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的_(填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力图乙中与F1、F2效果相同的力是_(填“F”或
7、“F”)图乙中方向一定沿 AO方向的力是_(填“F”或“F”)答案3.8图示FF解析为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的图示来表示分力与合力图乙中与F1、F2效果相同的力是用一个弹簧秤把结点P拉到位置O时的力F.图乙中方向一定沿 AO方向的力是F.三、探究弹力和弹簧伸长量的关系例3通过探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为L0和L0的B、C两段，设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学
8、们做出 了如下猜想甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k1k2k3乙同学：弹簧越短劲度系数越大，所以，k1k2k2k3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成实验所需的器材除铁架台外，还需要_(2)简要实验步骤如下，请完成相应填空a将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A的长度L0；b在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n个)并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c由Fmg计算弹簧的弹力；由xL1L0计算出弹簧的伸长量由k计算弹簧的劲度系数；d改变_，重复实验步骤b、c，并求出弹簧A的劲度系数k1的平均值；e按要求将弹簧A剪断，分成B、C两段，重复实验步骤a、b、c、d.分别求出弹簧B、C
9、的劲度系数k2、k3的平均值比较k1、k2、k3并得出结论(3)图6是实验得到的图线根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？图6答案(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(2)钩码的个数(3)同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大(或越长的段，劲度系数越小)四、以打点计时器或光电门为工具的力学实验例4(2013四川8(2)如图7所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：图7为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动连接细绳及托
10、盘，放入砝码，通过实验得到图8所示的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.图8请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek.补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).OBOCODOEOFW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内WEk.与理论推导结果一致实验前已测得托盘质量为7.7103kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(g取9.
11、8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)解析WFxOF0.255.75102 J0.111 5 JvF m/s1.051 m/sEkmv0.21.0512 J0.110 5 J设放入砝码质量为m，则(m7.7103 kg)g0.2 N(m7.7103 kg)a对小车：a m/s21 m/s2联立得：m0.015 kg答案匀速直线0.111 50.110 50.015以题说法新课标考试大纲规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常见有以下三大应用1由纸带确定时
12、间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为t0.025 s0.1 s.2求解瞬时速度利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度如图9所示，打n点时的速度vn图93用“逐差法”求加速度如图10所示，a图10有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间t内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即v.(2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a.某学习小组在“研究匀变速直线运动”
13、的实验中，用如图11所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2.图11(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1_，v2_.在计算瞬时速度时应用的物理方法是_(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)(2)则滑块的加速度可以表示为a_(用题中所给物理量表示)(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是_和_，机械能守恒的表达式为_(用题中所给物理量和测量的物理量表示)答案(1)极限法(2)
14、()(3)沙桶的质量m滑块的质量MmgL(Mm)d2()解析(1)小车通过两个光电门的瞬时速度等于小车通过光电门这段时间内的平均速度，故瞬时速度分别为和.时间取的越短，瞬时速度越接近平均速度，故采用了极限法；(2)根据运动学公式2aLvv，代入可求得加速度a()；(3)要验证机械能守恒就要看沙桶重力势能的减少量和系统动能的增加量是否相等，因此需要测量沙桶的质量m和滑块的质量M，机械能守恒定律的表达式为mgL(Mm)d2().13力学创新实验的分析技巧审题示例(2013新课标22)(7分)图12为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图实验步骤如下：图12用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑
