第一部分 专题六 第1讲 力学实验
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3.以纸带为主线的实验是历年来力学实验的重点,而根据
纸带分析计算物体的速度和加速度又是重中之重.处理纸带问 题注意以下几方面:
sn+sn+1 (1)速度利用 vn= 2T 求解,做题时注意区分其中的 T 是指“两计时点之间的时间”还是“两计数点之间的时间”. (2)为减小误差,灵活选择计数点利用逐差法求加速度,一 般情况下: - = a1+a2+a3 = [s4+s5+s6-s1+s2+s3] ,同样需注意 a 3 9T2 式中的 T 所指的时间.
5 个点取一个读数点,测量得 AB=3.01 cm,AC=6.51 cm,
AD=10.50 cm,AE=14.99 cm,AF=20.01 cm,AG=25.50 cm,
则 B 点的瞬时速度大小为________m/s,小车运动的加速度 0.326
大小为______m/s2.(保留三位有效数字) 0.500
图 6-1-8 解析:(2)螺旋测微器主尺读数为 1.5 mm,微分筒读数为 0.375~0.383;游标卡尺为 10 分度,主尺上读数为 1.00 cm, 游标尺读数为 5×0.1 mm=0.05 cm.
(1)螺旋测微器读数 ①看半刻度是否露出;②可动刻度要估读. (2)游标卡尺读数 ①主尺上的读数,应以游标的 0 刻度左端上主尺的刻度为准; ②看清游标的精确度; ③游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的, 所以都不再往下一 位估读. 易错提醒: 做题时需注意细节方面的内容,如: (1)有效数字位数; (2)如题目中无单位,勿遗漏单位.
从近三年力学实验来看,突出简单基础,以后考向仍然
会以纸带为主线考查,考查内容有:
(1)基本原理知识,如基本仪器读数. (2)理解应用层面如速度、加速度计算,各种简单图象分
析.
基本仪器读数 【例 1】(2011 年珠海一模)(1)电磁打点计时器或电火花 交 计时器是计时仪器.电火花计时器的工作电压为________流
次数 1 2 3 4 5
M/kg 0.500 0.500 0.500 1.000 1.000
|v2-v2|/(m/s2) 2 1 0.760 1.65 2.40 2.40 2.84
ΔE/J 0.190 0.413 ΔE3 1.20 1.42
F/N 0.400 0.840 1.220 2.420 2.860
(2)表 1 是他们测得的一组数据,其中 M 是 M1 与小车中 砝码质量之和, v2-v1 是两个速度传感器记录速度的平方
2
2
差,可以据此计算出动能变化量 ΔE,F 是拉力传感器受到的
0.600 拉力, 是 F 在 A、 间所做的功. W B 表格中的 ΔE3=________, 0.610 W3=________.(保留三位有效数字)
图 6-1-4
(1)试验主要步骤如下: 小车、砝码 ①测量______________和拉力传感器的总质量 M1;把细 线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相 连;正确连接所需电路. 然后释放小车 ②将小车停在 C 点,______________,小车在细线拉动 下运动,记录细线拉力及小车通过 A、B 时的速度. 减少砝码 ③在小车中增加砝码,或______________,重复②的操 作.
图 6-1-3
3.(2009 年广东卷)某试验小组利用拉力传感器和速度传
感器探究“动能原理”.如图 6-1-4 所示,他们将拉力传
感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮 与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水 平面上相距 50.0 cm 的 A、B 两点各安装一个速度传感器,记 录小车通过 A、B 时的速度大小、小车中可以放置砝码.
答案:ΔE-W 图线如图 35 所示.
图 35
4.(2009 年广东卷)“研究匀变速直线运动”的实验中, 使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为 50 Hz),得到如 图 6-1-6 所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点 间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )
图 6-1-6 A.实验时应先放开纸带再接通电源 B.(s6-s1)等于(s2-s1)的 6 倍 C.从纸带可求出计数点 B 对应的速率 D.相邻两个计数点间的时间间隔为 0.02 s
2.(2011 年广东九校联考)在用打点计时器验证机械能守 恒定律的实验中,质量为 m 的重物自由下落,打点计时器在
纸带上打出一系列的点,图 6-1-11 为选取的一条实验操作
正确、符合实验要求的纸带,O 为第一个点,A、B、C 是从 合适的位置开始选取的三个计数点,与 O 点的距离分别为 d1、
图 6-1-9
解析:(1)螺旋测微器主尺读数为 0.5 mm,微分筒读数为 0.116~0.119;(2)游标卡尺为20分度,主尺上读数为0.60 cm, 游标尺读数为 15×0.05 mm=0.075 cm.
从纸带分析速度、加速度 【例 2】(2011 年珠海二模)打点计时器是力学中常用的 ________仪器,如图 6-1-10 所示的是用打点计时器记录 计时 小车的匀加速直线运动的纸带,交流电周期为 T=0.02 s,每
图 6-1-10
AC B 点为 AC 的中点时刻,故 vB= t (t 为 AC 间 的 时 间 间 隔 ) ; 小 车 运 动 加 速 度 可 用 逐 差 法 a = s4+s5+s6-s1+s2+s3 求得(注:sN 为两相邻计数点间的距 9T2 离,T 为两相邻计数点间的时间间隔).
解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应 先接通电源再放开纸带,A 错;根据相等的时间间隔内通过 的位移有 sM-sN=(M-N)at2,可知(s6-s1)等于(s2-s1)的 5 sAC 倍,B 错;根据 B 点为 A 与 C 的中间时刻点有 vB= 2t , C 对;由于相邻的计数点之间还有 4 个点没有画出,所以时 间间隔为 0.1 s,D 错.
专题六
高中物理实验
第1讲 力学实验
1.(2011 年广东卷)图 6-1-1 是“研究匀变速直线运 动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D 和 E 为纸带 上六个计数点,加速度大小用 a 表示.
图 6-1-1
1.20 (1)OD 之间的距离为________cm.
(2)图 6-1-2 是根据实验数据绘出的 s-t2 图线(s 为各 计数点至同一起点的距离),斜率表示________,其大小为 0.458~0.464 _______________m/s2(保留三位有效数字).
W/J 0.200 0.420 W3 1.21 1.43
表1
数据记录表
(3)根据表 1,请在图 6-1-5 中的方格纸上作出ΔE-W
图线.
图 6-1-5
1 2 解析: (2)由各组数据可见规律 ΔE=2m|v2-v2|, 1 可得 ΔE3 =0.600;观察 F-W 数据规律可得数值上 W=F/2=0.610.
答案:C
5.(2009 年广东卷)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸
长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧 a 和 b,得
到弹力与弹簧长度的图象如图 6-1-7 所示.下列表述正确 的是(
)
图 6-1-7
A.a 的原长比 b 的长 B.a 的劲度系数比 b 的大 C.a 的劲度系数比 b 的小 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比 解析:图象中的斜率表示劲度系数,可知 a 的劲度系数 比 b 的大,B 正确;图线与 l 轴的截距表示原长,则 a 的原 长比 b 的短,A 错. 答案:B
1.(1)在“测定金属的电阻率”实验中,用螺旋测微器 测量金属丝的直径,示数如图 6 -1 -9 甲所示,读数为 0.617(0.616~0.619) ____________________mm.
(2)用游标为 20 分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图
0.675 乙所示,读数为________cm.
220 0.02 ________V,f=50 Hz 时,每隔________s 打一次点.
(2)如图 6-1-8 所示,螺旋测微器甲和游标卡尺乙的读 1.880(1.875~1.883 均对) 数分别为__________________________mm,__________cm. 1.05
(选用题给的 d1、d2、d3、T、g 等符号表示);
(4)选取图中 O 点和 B 点来验证机械能守恒定律,根据
实验测得的数据及题给条件计算重物的重力势能减少量ΔEp
和动能增加量ΔEk,这两个数值并不完全相等,则符合实际
稍大于 情况的是ΔEp________ΔEk(选填“稍大于”、“稍小于”).
1.游标卡尺的类型和读数 (1)10 分度的游标卡尺:读数时先从主尺上读出厘米数和毫 米数,然后用游标读出0.1 mm位的数值:其读数准确到0.1 mm. (2)同理 20 分度的游标卡尺,其读数准确到 0.05 mm.50 分度的游标卡尺读数准确到 0.02 mm.读数方法相同. 2.螺旋测微器的读数 读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动 刻度上读取剩余部分(因为是 10 分度,所以在最小刻度后必 须再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值.
图 6-1-2
2.(2010年广东卷节选)图 6-1-3 是某同学在做匀变速
直线运动实验中获得的一条纸带. (1)已知打点计时器电源频率为 50 Hz,则纸带上打相邻 0.02 s 两点的时间间隔为________. (2)ABCD 是纸带上的四个计数点,每两个相邻计数点间 有四个点没有画出.从图中读出 A、B 两点间距 s=________, 0.70 cm 0.100 m/s C 点对应的速度是__________(计算结果保留三位有效数字).
d2、d3,A 与 B、B 与 C 之间均还有一个点未画出,打点计时
器使用的交流电频率为 50 Hz,当地重力加速度为 g,则
图 6-1-11
左 (1)纸带的________端(B 与 C 之间的时间间隔 T=________s;
(3)计算 B 点的瞬时速度 vB的表达式为_____________