2019年高考物理备考优生：·专题16力学实验：含解析

第一部分名师综述

综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时,

注重考查必修中的基本概念和基本规律。

考纲要求

1、掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法。

2、了解打点计时器的构造,会使用打点计时器；会计算纸带上各点的瞬时速度；会利用纸带计算加速度；会用图象法探究小车速度与时间的关系,并能根据图象求加速度。

3、学会用列表法、图象法等处理实验数据。

命题规律

1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。在力学部分,考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺,大多数时候是填空题,注意估读和误差分析。

2、力学中有多个实验都要用到打点计时器,能否正确使用打点计时器,并根据纸带进行正确的数据运算,是能否完成这些实验的关键,利用纸带直接测量的时间和位移,可以计算研究对象的瞬时速度和加速度,若结合其它物理量的测量,还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题,例如:计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等,从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。

3、图象法是一种重要的实验数据处理方法。图象具有既能描述物理

规律,又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点。当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。

第二部分精选试题

1、【安徽省淮北一中、马鞍山二中、安师大附中2016届高三11月期中联考（第二次模拟）物理试题】在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测量弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图1所示。所用的每隔钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测量相应的弹簧的总长度

（1）某同学通过以上实验测量后把6组实验数据描点在坐标系图2中,请作出F-L图线

（2）由此图线可得出该弹簧的原长

L=________cm,劲度系数

k=_______N/m

（3）试根据该同学以上的实验情况,帮组他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）

（4）该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较

优点在

于:___________________________________________________________ _

缺点在

于:_____________________________________________________________

【答案】（1）如图所示（2）5cm 、20N /m （3）如图所示（4）优点在于:可以避免弹簧自身重力对实验的影响,缺点在于:弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差

（2）图像的横截距表示弹力为零时的弹簧的长度,此时弹簧的长度为原长,所以弹簧的原长05L cm =,图像的斜率表示弹簧的劲度系数,故有1.620N /m 0.08

F k x ∆===∆

【名师点睛】实验中需要测量多组弹力的大小和弹簧的长度,根据要求设计出表格。作出F -L 的关系图线。当弹簧弹力为零时,弹簧处于原长,结合图线得出弹簧的原长,根据图线的斜率求出劲度系数的大小。误差分析

2、【江西省上高县第二中学2016届高三上学期第三次月考物理试题】如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。图中A 为小车,质量为m 1,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B ,它们均置

于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,p 的质量为m 2 ,C 为弹簧

测力计,实验时改变p 的质量,读出测力计不同读数F ,不计绳与定滑轮、动滑轮之间的摩擦。

（1）下列说法不正确的是

A 。一端带有定滑轮的长木板必须保持水平

B 。实验时应先接通电源后释放小车

C 。实验中m 2应远小于m 1

D 。测力计的读数始终为212

m g

（2）实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a —F 图像,可能是下图中的图线。

【答案】（1）ACD（2C

（2）由于遗漏了平衡摩擦力,需要当外力达到一定时,小车才开始做加速运动,故图像的横截距不为零,故C正确。

【名师点睛】本题与以往的风格不同,因为由于该实验的连接方式,重物和小车不具有共同的加速度,小车是在绳的拉力下加速运动,此拉力可由测力计示数获得,不需要用重物的重力来代替,故不要求重物质量远小于小车质量。

3、【2016•宁夏六盘山高中高三上期中】某兴趣小组利用图甲所示实验装置,验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M,沙桶和沙的质量为m,小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。

（1）在实验中,下列说法正确的有（）

A。将木板的右端垫起,以平衡小车的摩擦力

B。每次改变小车的质量时,都要重新平衡摩擦力

C。用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度

D。在小车运动过程中,对于M、m组成的系统,m的重力做正功

（2）图乙是某次实验时得到的一条纸带,O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点,速度为0。相邻两个计数点之间的时间间隔为T,根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度v E＝。

（3）若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系,需要验证的关系式为

（用所测物理量的符号表示）。

【答案】（1）AD （2）

T s

s 24

6-

（3）()()

[]2

4

6

2

58

1

s

s

m

M

T

mgs-

+

=

【名师点睛】本题考查探究功与速度变化的关系,首先掌握实验原理,由平均速度公式可求得E点的速度；根据机械能守恒即可正确回答。

4、【2016•合肥一中高三第二次诊断】在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。