高考物理大二轮总复习 增分策略 专题七 第1讲 力学实验与创新

第1讲 力学实验与创新
栏目索引
高考题型1 探究弹力和弹簧伸长的关系 高考题型2 验证力的平行四边形定则 高考题型3 验证牛顿运动定律 高考题型4 探究动能定理 高考题型5 验证机械能守恒定律 高考题型6 力学创新实验
高考题型1 探究弹力和弹簧伸长的关系
解题方略
实验数据的处理方法： (1)列表法 将测得的实验数据填入设计好的表格之中，可以分析两物理量 间的定性关系．
解析 若随意增减钩码，会作图不方便，有可能会超出弹簧形 变范围，所以应逐一增挂钩码，选项A正确． 答案 A
(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线， 图 线 的 AB 段 明 显 偏 离 直 线 OA 来自百度文库 造 成 这 种 现 象 的 主 要 原 因 是
_钩__码__重__力__超__过__弹__簧__的__弹__性__限__度________．
__静__止____时电子秤的示数F.
解析 要测量装满水的水壶的重力，则记下水壶静止时电子秤的
示数F.
(2)如图(b)，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在 电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上．水平拉开细线L1，在白纸 上记下结点O的位置、__三__根__细__线__的__方__向__和电子秤的示数F1.
(2)图象法 根据记录的实验数据在平面直角坐标系内进行作图．若是曲线 应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线，或在直线两侧均匀 分布． (3)函数法 往往是根据图象得到物理量间的函数关系方程式．
例1 (2015·福建理综·19)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量 的关系”的实验． (1)图1甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数 为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，
数．
解析 本实验中首先要正确安装仪器，并记下弹簧自然伸长时的 位置，然后再挂上钩码分别得出对应的长度，建立坐标系，作出
对应的m－l图象即可．故答案为CBDAE.
答案 CBDAE
(2)图3为根据实验测得数据标出的对应点，请作出钩码质量m 与弹簧长度l之间的关系图线．
图3
解析 利用描点法作出图象如图所示． 答案 见解析图
专题七 实验技能与创新
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的关系；③验证力的平行四边 形定则；④验证牛顿运动定律；⑤探究动能定理；⑥验证机械能 守恒定律；⑦测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)；⑧ 描绘小电珠的伏安特性曲线；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．
答案 AD
高考题型2 验证力的平行四边形定则
解题方略 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．
例2 一同学用电子秤、水壶、细 线、墙钉和贴在墙上的白纸等物 品，在家中验证力的平行四边形 定则． (1)如图4(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶
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．设计型实验的考查将逐步取代对 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，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析．
此时弹簧的伸长量Δl为________cm；
图1
解析 由题图乙知，读数为14.66 cm，所以弹簧伸长(14.66－ 7.73)cm＝6.93 cm. 答案 6.93
(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力， 关于此操作，下列选项中规范的做法是________；(填选项前的 字母) A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度 和对应的钩码总重 B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应 的钩码总重
将正确答案的字母填在横线处)
A．kB大于k C．kC小于k
B．kB等于k D．kC等于k
解析 如果将指针固定在A点的上方B处，由于选用的弹簧变短， 则弹簧的劲度系数变大，得出弹簧的劲度系数与k相比，要大于k，
故A正确．
如果将指针固定在A点的下方C处，弹簧的长度不变，故劲度系数 不变，得出弹簧的劲度系数仍等于k，故D正确，故选A、D.
解析 由图知AB段伸长量与弹力不成线性关系，是因为钩码重
力超过弹簧的弹性限度．
预测1 一名同学利用图2装置做“测定弹簧的劲 度系数”的实验．
(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤， 请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上 ________．
A．以弹簧长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标， 标出各组数据(l，m)对应的点，并用平滑的曲线连接
(3) 写 出 弹 簧 弹 力 F 和 弹 簧 长 度 l 之 间 关 系 的 函 数 表 达 式 ： _F_＝__1_2_._5_(_l_－__0_._1_5_).
解析 由图象利用数学规律可知对应的函数关系为：
F＝12.5×(l－0.15)．
(4) 此 实 验 得 到 的 结 论 是 ： 此 弹 簧 的 劲 度 系 数 k ＝ __1_2_._5___
N/m.(计算结果保留三位有效数字)
解析 对比胡克定律F＝kx可知，劲度系数应为： k＝12.5 N/m.
(5)如果将指针分别固定在图中A点上方的B处和A点下方的C处，
作出钩码质量m和指针刻度l的关系图象，由图象进一步得出的
弹簧的劲度系数kB、kC.kB、kC与k相比，可能是________．(请
图2 起来；
B．记下弹簧下端不挂钩码时，其下端A处指针在刻度尺上的刻度 l0；
C．将铁架台固定于桌子上，将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧 附近竖直固定一把刻度尺； D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后， 读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；
E．由图象找出m－l间的函数关系，进一步写出弹力与弹簧长度 之间的关系式(重力加速度取g＝10 m/s2)，求出弹簧的劲度系