2014江苏物理《高考专题》(二轮)复习课件：专题六 第12讲 力学实验

验，分别记录几组实验数据。
(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮。请提出两个解决方法。 (2)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图像。 h/cm s/cm 20.0 19.5 30.0 28.5 40.0 39.0 50.0 48.0 60.0 56.5
(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg。根据 s-h图像可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ =______。 (结果保留一位有效数字) (4)实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ 的测量结果_______(选 填“偏大”或“偏小”)。
热点考向
2
纸带类实验的处理方法
【典例2】(2012·江苏高考)为 测定木块与桌面之间的动摩擦 因数，小亮设计了如图所示的 装置进行实验。实验中，当木 块A位于水平桌面上的O点时， 重物B刚好接触地面。将A拉到P点，待B稳定后静止释放，A最
终滑到Q点。分别测量OP、OQ的长度h和s。改变h，重复上述实
故A错误。开始记录时，应先给打点计时器通电打点， 然后释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开 纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物 运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较 大的误差，故B错误。实验供选择的重物应该相对质量 较大、体积较小，这样能减小摩擦阻力的影响，故 C正
(4)偏大
(3)0.4
【总结提升】打点计时器及纸带问题的处理方法 (1)打点计时器的认识和正确使用: ①电磁打点计时器工作电压为低压交流4～6 V；电火花计时器 工作电压为交流220 V。
②工作时应先接通电源，后释放纸带。
(2)纸带的应用： ①判断物体运动性质。 a.若Δx=0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线 运动。 b.若Δx不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围 内做匀变速直线运动。
(3)A的拉力超过其量程，为减小A的数值，有多个方法，例如： 使B拉力减小，减小M的重力大小，A换成量程更大的弹簧测力 计，改变B的拉力方向等。 答案：(1)3.6 (2)D (3)使B拉力减小；减小M的重力大小；A换成量程更大的弹簧测 力计或改变B的拉力方向等。(任选两种)
【总结提升】等效替代思想在力学实验中只有“探究平行四边 形定则”中用到。该实验中主要是准确记录分力的大小和方向， 画出平行四边形找到理论合力，再找到实际合力的大小和方向
2
减速阶段，根据动能定理有：mgs＝ 1 mv 2 。
2
最后联立两式，要找到s与h的关系才能与图像对应起来，解 得s= M m h 。
M m
(3)摩擦阻力有木块与桌面之间的、细绳与滑轮之间的，但是
摩擦 阻力，所以，导致结果___ 偏 我们计算时都将所有阻力视为_____ 大。 ___
与理论合力比较。若误差较小，就认为理论值与实际值是相等
的，所有这一切的前提是等效替代，即合力与分力的作用效果 是一样的。结点不变是保证合力大小和方向都不变，本实验中 利用重物的重力恒定来保证合力不变，本质一样。所以， O点 要不要保证“静止在同一位置”，要根据实际情况而定，等效 思想是本实验中唯一不变的。
【解析】(1)为使A不撞到滑轮，应设法减小B落地瞬间A的速度， 因而可以减小B的质量；增加细线的长度或增大A的质量；降低
B的起始高度。
(2)如图
(3)对A木块应用动能定理，有 Mg mg m
Mm
h mgs
M m
h s Mm
h= s M m
大 或者悬挂的重物___ 重。 是拉力___
【解析】(1)根据弹簧测力计的指针位置以及读数规则可知 A的 示数为3.6 N。
(2)要验证的关系是A、B两个弹簧测力计的拉力的合力与M的重
力等大反向，所以应测量M的重力，为减小测量误差应该做到 弹簧测力计使用前校零，拉力的方向与木板平行， A、B、C对， 改变拉力进行多次实验，O点位置可以不同，D错。
3T 3T 3T
所以 a a1 a 2 a 3 x 4 x 5 x 6 x1 x 2 x 3 。 2
3 9T
热点考向 3
依据教材突出创新意识
【典例3】(2013·江苏高考)某兴趣小组利用自由落体运动测 定重力加速度，实验装置如图所示。倾斜的球槽中放有若干个
小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球。手动敲击弹性金
专题六 物 理 实 验 第12讲 力 学 实 验
一、误差和有效数字 1.误差:
误
差
产生原因
实验仪器不精确
大小特点
总是偏大 或偏小
减小方法
更新仪器
系统误差
实验原理不完善
实验方法粗略
完善原理
改进方法
偶然误差
测量、读数
不准确
可大可小
画图像或
取平均值
2.有效数字: (1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字。有效数字的最后
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。如图所示，求打某一点的瞬时速度，只需在这
一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn+1，则打n点
时的速度 v n x n x n 1 。
2T
(3)用“逐差法”求加速度： 如图所示
因为 a1 x 4 2x1 a 2 x 5 2x 2 a 3 x 6 2x 3
值的效果。由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理
量之间的关系。
热点考向 1
考查对替代思想的理解和运用
【典例1】(2011·江苏高考)某同
学用如图所示的实验装置来验证
“力的平行四边形定则”，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的一 端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。 分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上 记录O点的位置和拉线的方向。
M m h= s M m M m
M m 由图可知 k s 1 h Mm
代入数据可以解得：μ=0.38≈0.4。
(4)考虑到滑轮的摩擦力做负功，实验中要克服滑轮的摩擦力
做功，造成实验结果偏大。
答案：(1)减小B的质量；增加细线的长度(或增大A的质量；降
低B的起始高度) (2)见解析图
【解题探究】 加速 运 (1)木块A释放后会撞到滑轮，是因为木块A的运动是先_____ 减速 运动，减速运动的_______ 初速度 过大导致木块A撞到滑轮。 动再_____
减小 的质量或者_____ 增大 木块A的质量，或 所以利用整体法可以_____B 者增加木块A到滑轮的距离。
(2)木块A在加速阶段根据动能定理有: Mgh mgh 1 M＋m v 2 ，
提高实验的准确程度。从纸带上选取多个点，测量从第一点到
其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以
_________为纵轴，以_______为横轴，根据实验数据作出图线。
若在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点且斜率为g的 直线，则验证了机械能守恒定律。
【解析】(1)电磁打点计时器应接10 V以下交流电源，
精度 /mmห้องสมุดไป่ตู้
0.1 0.05 0.02
测量结果(游标尺上第n 个刻线与主尺上的某刻 度线对正时)/mm 主尺上读的毫米数+0.1n
主尺上读的毫米数 +0.05n 主尺上读的毫米数 +0.02n
3.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。
三、力学实验
(1)下列说法中正确的是________。 A.电磁打点计时器应接10 V以下直流电源 B.操作时应先放纸带后接电源 C.选择的重物应该相对质量较大、体积较小 D.需使用停表测出重物下落的时间
(2)实验中误差产生的原因_________________________(写出 两个原因)。通过作图像的方法可以去除偶然误差较大的数据，
2 n 2 n
g 2n 2 ( H1 H 2 ) 2
T1 T2
2
因此可以消去Δt的影响。 ， (3)增加小球下落的高度；多次重
答案：(1)B、D
(2)9.4
复实验，结果取平均值。(其他答案只要合理也可)
(4)见解析
1.(2013·南通二模)如图所示，在做“用落体法验证机械能守
恒定律”的实验中，
误；手动敲击M的同时按下秒表开始计时，D项正确。
(2)根据 H 1 gt 2，则有 g 2H 1.980 2 m / s 2 9.4 m / s 2。 2 2
2 t 0.65
(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值。 (4)由 H1 1 g( T1 t) 2 和H 2 1 g( T2 t) 2， 可得
属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复， 电磁铁又吸住第2个小球。当第1个小球撞击M时，M与触头分开， 第2个小球开始下落„„这样，就可测出多个小球下落的总时 间。
(1)在实验中，下列做法正确的有( A.电路中的电源只能选用交流电源
)
B.实验前应将M调整到电磁铁的正下方
C.用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度
③制定计划与设计实验方案
④进行实验与收集数据 ⑤分析与论证 ⑥评估 ⑦交流与合作
程
⑤数据分析
⑥实验结论
四、实验数据的处理方法
1.列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有 关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列 表法。 2.平均值法：把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组数 据相加求和，然后除以测量次数。 3.作图法：用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均
2
求解重力加速度，为了减小误差，采用_________________ 多次测量求平均值 的方 法。