高考物理二轮专题复习专题八物理实验第讲力学实验与创新课件.ppt

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3.平衡摩擦力的两个实验及方法 探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平 衡摩擦力,平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端,给小车一个初速度, 小车能匀速下滑. 4.三个关键点 (1)区分计时点和计数点:计时点是指打点计时器在纸带上打下的点.计数点 是指测量和计算时在纸带上所选取的点.要注意“每五个点取一个计数点” 与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的. (2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源.打点稳定后,再释放纸带. (3)实验数据处理可借助图像,充分利用图像斜率、截距等的物理意义.
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②作图像时,不要连成“折线”,而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在 直线的两侧. 2.验证力的平行四边形定则 (1)实验原理 使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同. (2)操作关键 ①每次拉伸结点位置O必须保持不变. ②记下每次各力的大小和方向. ③画力的图示时应选择适当的标度.
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【预测练1】 某同学在做研究匀变速直线运动实验时,获取了一条纸带的一
部分,0,1,2,3,4,5,6,7是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),
计数点间的距离如图所示.由于粗心,该同学忘了测量3,4两个计数点之间的
距离.求:
(1)其中6号计数点的瞬时速度的大小v6=
m/s.(保留三位有效数字)
(2)利用逐差法处理数据,计算出滑块的加速度a=
m/s2.(保留三位有效
数字).
(3)计数点3,4之间的距离是x4=
m.(保留三位有效数字)
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解析:(1)每相邻两计数点间还有 4 个点未标出,则周期 T=0.02×5 s=0.1 s; 时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
卷
T23:练习使用多用电表
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第1讲 力学实验与创新
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考向一 纸带类问题
【典例1】 (2018·河北邯郸一模)用如图(甲)所示的实验装置验证质量分别为 m1,m2的两物块组成的系统机械能守恒.质量为m2的物块在高处由静止开始下落, 打点计时器在质量为m1的物块拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹 进行测量,即可验证机械能守恒定律.图(乙)所示是实验中获取的一条纸带:0是 打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源的频率 为50 Hz,计数点间的距离如图(乙)所示.已知m1=100 g,m2=200 g,取当地重力 加速度为9.8 m/s2.(结果均保留三位有效数字)
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考向二 弹簧类问题
【典例2】 (2018·广东揭阳一模)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能.将弹 簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B,C位置各安装一 个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连.先用米尺测得B,C两点间距 离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片 从B到C所用的时间t,用米尺测量A,O之间的距离x.
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【预测练2】 (2018·广东汕头一模)某同学用如图1所示的实验装置研究小车 在斜面上的运动.
(1)用细绳将沙和沙桶通过滑轮与小车连接,调节斜面的倾角θ ,使小车沿斜 面向下做匀速直线运动,用天平测出沙和沙桶的总质量m; (2)保持斜面倾角θ 不变,取下沙和沙桶,接通电源,在靠近打点计时器处重新 释放小车.
A.小车的质量应远大于沙和沙桶的质量
B.连接小车、沙和沙桶的细绳与斜面应保持平行
C.打点计时器的电源应选取220 V交流电
D.实验过程需用秒表计时
解析:(4)依据实验原理,本实验不需要小车的质量应远大于沙和沙桶的质量, 故A错误;实验时连接小车、沙和沙桶的细绳与斜面应保持平行,故B正确;电 火花打点计时器的电源应选取220 V交流电,故C正确;实验过程中打点计时器 能算出时间,不需用秒表计时,故D错误. 答案:(4)BC
2018全国Ⅲ T22:自由落体运动的规律
卷
T23:结合欧姆定律测待测电阻的阻
值
2017全国Ⅰ T22:测匀变速直线运动的加速度 Nhomakorabea卷
T23:描绘小灯泡的伏安特性曲线
T22:研究匀变速直线运动的平均速
2017全国Ⅱ 卷
度、瞬时速度和加速度之间的关系
T23:测量微安表的内阻
2017全国Ⅲ T22:验证力的平行四边形定则
s t
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规律总结
与弹簧、橡皮条有关实验的基本思路 在力学实验中用到弹簧或橡皮条的实验有探究弹力与弹簧伸长量的关系、验 证力的平行四边形定则、探究动能定理. 1.探究弹力和弹簧伸长量的关系 (1)实验原理 要测出每次悬挂重物的重力大小G和弹簧伸长的长度x,建立G-x坐标系,描点 作图探究. (2)操作关键 ①实验中不能挂过多的钩码,使弹簧不超过弹性限度.
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规律总结
1.打点计时器系列五个实验 力学实验中用到打点计时器的实验有5个,分别是用打点计时器测速度、探究 小车速度随时间变化的规律、探究加速度与力、质量的关系、探究做功与速 度变化的关系及验证机械能守恒定律.
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2.纸带数据的处理方法
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v6= x57 = 3.88 4.37 ×10-2 m/s≈0.413 m/s. 2T 2 0.1
(2)根据匀变速直线运动的推论,结合逐差法,那么滑块的加速度为
a= x45 x01 x56 x12 x67 x23 ≈0.496 m/s2.
3 4T 2 (3)依据相等时间内,位移之差相等,
依据牛顿第二定律,则有 mg=Ma,
解得 M= mg = 310103 9.8 kg≈1.53 kg;
a
1.98
答案:(3)x2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=x6-x5 匀加速直线
1.53
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(4)在上述实验中,以下说法正确的是
.(填正确答案标号)
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(1)如图(乙)所示,为小鲁同学在车速稳定在15 m/s时用手机拍下的测力计照
片,此时测力计示数为
N.
(2)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为
了减小
对实验结果的影响.
解析:(1)根据图(乙)可知,此时测力计的示数为 1.80 N; (2)由实验原理可知,研究风速大小与弹簧测力计示数大小关系,因此要减 小其他阻力的影响,比如:木板对其的摩擦力; 答案:(1)1.80 (2)摩擦力
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审题突破
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解析:(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动,故可以用 BC 段的平均速度表示离
开时的速度,则有 v= s ; t
(2)弹簧的弹性势能等于物体增加的动能,故应求解物体的动能,根据动能表 达式可知,应测量滑块的质量,故选C. (3)若气垫导轨左端比右端略高,导致通过两光电门的时间将减小,那么测得 速度偏大,因此弹性势能的测量值也偏大,故选A. 答案:(1) (2)C (3)A
kg(结果保留三位有效数字,重力加速度
取9.8 m/s2).
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解析:(3)由纸带数据,可知,x2-x1=x3-x2=x4-x3=1.98 cm,即可判定小车做匀加速直线运 动;调节斜面的倾角θ,使小车沿斜面向下做匀速直线运动,保持斜面倾角θ不变,取下
沙和沙桶,小车做匀加速直线运动,其加速度大小 a= x = 1.98102 m/s2=1.98 m/s2; T 2 0.12
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爸爸依次以5 m/s,10 m/s,15 m/s,20 m/s的不同速度在平直公路上各匀速行 驶一段距离,小鲁依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下 表中.
汽车速度 v/(m·s-1)
5
10
15
20
弹簧测力 计示数F/N
0.20
0.82
3.30
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④F-x和F-l图线发生弯曲的原因是弹簧(或橡皮筋)超出了弹性限度. (3)在验证力的平行四边形定则的实验中,利用平行四边形定则求得的合力与 测得的合力一般不完全重合.
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【预测练3】 小鲁为研究物体所受空气阻力与物体运动速度的关系,小鲁约爸 爸在一个无风的周末开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小鲁打开汽 车天窗,将如图(甲)所示装置固定在汽车车顶.
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(1)打计数点5时物块的速度大小为
m/s.
解析:(1)计数点 5 的瞬时速度
v5= x46 = 14.6118.15 ×10-2 m/s=1.64 m/s.
2T
0.2
答案:(1)1.64
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(2)在打计数点0到5的过程中,系统动能的增量Δ Ek=
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(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是v=
.
(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量
.(填字母序号)
A.弹簧原长
B.当地重力加速度
C.滑块(含遮光片)的质量
(3)若气垫导轨左端比右端略高,弹性势能的测量值与真实值比较将
(填
字母序号).
A.偏大 B.偏小 C.相等
即 x24-x02=x46-x24;解得 x24= x46 x02 = 3.39 3.88 1.40 1.89 ×10-2 m=5.28×10-2 m,
2
2
因此 x34=2.88×10-2 m.
答案:(1)0.413 (2)0.496 (3)2.88(2.87～2.89)×10-2
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的减少量是Δ Ep=
J.
J;系统重力势能
解析:(2)系统增加的动能
ΔEk= 1 2
(m1+m2)
v52
=
1 2
×0.3×1.642
J≈0.403
J,
系统重力势能的减少量
ΔEp=(m2-m1)gh=0.1×9.8×(0.266 4+0.146 1)J≈0.404 J.
答案:(2)0.403 0.404
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(3)图2是该同学实验中打出的一条纸带的一部分,打点计时器电源的频率为
50 Hz,相邻两计数点间还有4个点未画出.
设图2中自左到右的六组数据依次表示为x1,x2,x3,…,由于这些数据满足关系
式
,可以判断小车沿斜面向下做
运动.若测得沙和沙桶的总
质量为310 g,则小车的质量为
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3.有关数据处理的三点提醒 (1)刻度尺及弹簧测力计的读数 ①以1 mm为分度值的刻度尺,要估读到1 mm的十分位. ②弹簧测力计读数时要先看量程和分度值,再根据指针所指的位置读出所测 力的大小.如分度值为0.1 N,则要估读,即有两位小数,如分度值为0.2 N,则 小数点后只能有一位小数. (2)F-x和F-l图像的特点 ①F-x为一条过原点的直线,而F-l为一条不过原点的倾斜直线. ②F-x图线和F-l图线的斜率均表示弹簧(或橡皮筋)的劲度系数. ③F-l图线在l轴的截距表示弹簧(或橡皮筋)的原长.
专题八 物理实验
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真题剖析
析真题 得技法
高考题源 2018全国
Ⅰ卷
2018全国 Ⅱ卷
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考向分析
备考策略
T22:探究弹簧的 弹力和形变量的 关系
T23:等效替代法 测电阻 T22:组装多用电 表
T23:测量木块与 木板间的动摩擦 因数
1.通过对近五年高考命题分析可以看出,力学 主要考查纸带类问题、弹簧类问题和以牛顿 第二定律为基础的力学创新型实验,2017年开 始动量守恒定律实验成为力学必考实验之一; 电学主要考查以测电阻(电表的内阻)为核心 的实验、以多用电表的使用为核心的实验、 以测电源电动势和内阻为核心的实验. 2.2019年复习备考过程中,仍从两方面引起重 视:(1)高考实验题命题仍是“源于教材,不拘 泥于教材”的理念,所以熟悉教材实验、抓住 实验灵魂——原理,是复习的重中之重;(2)重 视创新型实验,例如设计型、开放型、探讨型 实验等都有不同程度的创新,比如由单纯的求 加速度转化为求动摩擦因数,设计多种求重力 加感速谢度你的的聆方听 法,多种方法求电阻,都要引起高2