【步步高·广东专用】2014高考物理二轮【配套课件】专题突破专题九 第1课时

热点实验例析
专题九 第1课时
(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
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能偏离竖直向上方向，所以甲是正确的． 答案 (1)A
(2)A
(3)甲
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专题九 第1课时
以题说法
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1.本实验考查的重点是 “ 力作用效果的等
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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
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专题九 第1课时
请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 ΔEk.补 填表中空格(结果保留至小数点后第四位). O—B
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专题九
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【应考策略】 熟知两类误差分析．
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，掌握数据处理的方法，
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专题九 第1课时
第 1 课时
力学实验与创新
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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.
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专题九 第1课时
③图乙中与 F1 、 F2 效果相同的力是 ________( 填“F”或 “F′”)． ④图乙中方向一定沿 AO 方向的力是 ________( 填“F”或 “F′”)．
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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′. 答案 ①3.8 ②图示
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专题九 第1课时
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
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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
图 10
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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：
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(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为 d)通过光电门的时间 Δt 内 d 的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即 v＝ . Δt (2)求加速度：若两个光电门之间的距离为 L，则利用速度与 v2 2－ v1 2 位移的关系可求加速度，即 a＝ . 2L
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
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(mm)＝(l0＋n×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． 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.
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专题九
【专题定位】 高考对学生实验的考查，主要有以下 十一个实验：①研究匀变速直线运动；②探究弹力和弹簧伸 长量的关系；③验证力的平行四边形定则；④验证牛顿第二
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定律；⑤探究做功和物体速度变化的关系；⑥验证机械能守 恒定律； ⑦测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)； ⑧描绘小灯泡的伏安特性曲线；⑨测定电源的电动势和内 阻；⑩练习使用多用电表；⑪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．
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专题九 第1课时
乙同学：弹簧越短劲度系数越大，所以，k1<k2<k3 丙同学：弹簧越长劲度系数越大，所以，k1>k2>k3 (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________．
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(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 F＝mg 计算弹簧的弹力；由 x＝L1－L0 计算出弹簧的 F 伸长量．由 k＝ x 计算弹簧的劲度系数；
③F′
④F′
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专题九 第1课时
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
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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 2 1 把它截成长为 L0 和 L0 的 B、C 两段，设 B 段的劲度系 3 3 数为 k2、C 段的劲度系数为 k3，关于 k1、k2、k3 的大小 关系，同学们做出 了如下猜想． 甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以， k1＝ k2 ＝k3
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专题九 第1课时
(3)在作图时(如图 4)， 你认为图示中________是正确的． (填“甲” 或“乙”)
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解析
图4 (1)实验中的分力与合力的关系必须满足： |F1－F2|<F3<F1
＋F2，因此 A 选项是不可以的．
(2)在拆下钩码和绳子前，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．
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专题九 第1课时
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、
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b、c、d.分别求出弹簧 B、C 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？
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器也经常出现．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 Δt＝0.02×5 s＝0.1 s.
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作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：
图7 ①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．
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专题九 第1课时
②连接细绳及托盘，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
O—C 0.057 2 0.057 0
O—D
O—E O—F
W/J ΔEk/J
0.043 2 0.043 0
0.073 4 0.091 5 0.073 4 0.090 7
分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 W＝ΔEk.与理 论推导结果一致． ③实验前已测得托盘质量为 7.7×10 3kg， 实验时该组同学放
图1
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解析
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根据游标卡尺的读数方法， 读数为 20 mm＋3×0.05 mm
＝20.15 mm.根据螺旋测微器的读数方法，读数为 1.5 mm＋ 23.0×0.01 mm＝1.730 mm.
答案 20.15 1.730
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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．
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“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.
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图5 ①从图甲可读得弹簧秤 B 的示数为 ________ N. ②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6
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答案
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(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)
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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
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．
答案 (1)10.975 (2)20.6
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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
2．求解瞬时速度
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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 sn＋sn＋1 时刻的瞬时速度．如图 9 所示，打 n 点时的速度 vn＝ 2T
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图9 3．用“逐差法”求加速度 s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3 如图 10 所示，a＝ 3T2
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D．钩码的个数 N1＝3，N2＝4，N3＝5 (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
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专题九 第1课时
(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.
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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．
－
入托盘中的砝码质量应为________kg(g 取 9.8 m/s2，结果保 留至小数点后第三位)．
热点实验例析
－
专题九 第1课时
解析 ②W＝FxOF＝0.2×55.75×10 2 J＝0.111 5 J 66.77－45.75×10－2 vF＝ m/s＝1.051 m/ s 2×0.1 1 1 2 ΔEk＝ mv F ＝ ×0.2×1.0512 J＝0.110 5 J 2 2 本 课 ③设放入砝码质量为 m，则
时 栏 目 开 关
(m＋7.7×10
kg)g－0.2 N＝(m＋7.7×10 F 0.2 对小车：a＝ ＝ m/s2＝1 m/s2 M 0.2 联立①②得：m＝0.015 kg 答案 ①匀速直线 ②0.111 5 0.110 5
③0.015
－3
wenku.baidu.com
－3
kg)a
① ②
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以题说法 《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、验证牛顿运动定律、探 究动能定理和验证机械能守恒定律．在创新实验中打点计时
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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、 FTOB 和 FTOC，回答下列问题：
图3
热点实验例析
专题九 第1课时
(1)改变钩码个数，实验不能完成的是________． A．钩码的个数 N1＝N2＝2，N3＝4 B．钩码的个数 N1＝N3＝3，N2＝4 C．钩码的个数 N1＝N2＝N3＝4