【物理】2018届二轮复习 　力学实验 学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习 　力学实验 学案（全国通用）

倒计时第4天　力 实验 A．主干回顾 B．精要检索 ‎1．实验要点 分类 实验名称 常考要点 探究性实验 研究匀变速直线运动 数据处理方法：(1)公式法：v＝、Δx＝aT2；(2)图象法：vt图象 加速度与物体质量、物体受力的关系 控制变量法的应用、图象的处理以及实验的注意事项 验证性实验 验证机械能守恒定律 用自由落体实验，知道如何从纸带的数据中确定ΔEp和ΔEk 力的平行四边形定则 弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力 ‎2．物理量的测量方法 待测量 测量工具 方法说明 长度 刻度尺 毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0．1 mm 游标卡尺 ‎①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精度×‎ 游标尺对齐的格数 ‎②精度： mm，10分度的游标卡尺精度为0．‎1 mm，20分度的游标卡尺精度为0．‎05 mm，50分度的游标卡尺精度为0．‎02 mm，游标卡尺不估读 螺旋测微器 ‎①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(注意刻度值要估读)‎ ‎②精度：螺旋测微器精度为0．‎‎01 mm 时间 打点计时器 ‎①t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)‎ ‎②打点周期与所接交流电周期相同 光电计时器 光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口 力 弹簧测力计 力的大小＝精度×指针指示的格数(注意估读)‎ 速度 打点纸带 若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度 频闪照相 ‎(利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上 光电门 ‎①v0＝(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片挡光时间)‎ ‎②由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度 加速度 打点纸带 ‎(频闪照相)‎ 若纸带做匀变速直线运动，则a＝或a＝ 光电门 若纸带做匀变速直线运动，则a＝(v1、v2分别表示通过光电门测得的滑块在t1、t2两个时刻的速度，Δt表示对应的时间间隔)‎ C．考前热身 ‎1．利用如图1装置可以做力 中的许多实验：(1)以下说法正确的是________． ‎ ‎【导 号：17214233】‎ 图1‎ A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响 B．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细绳与滑轨平行 C．用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力 D．用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量 ‎(2)本装置中要用到打点计时器，如图2所示为实验室常用的两种计时器，其中b装置用的电 要求是________．‎ a　　　　　　　　b 图2 ‎ A．交流220 V　　　　　　 B．直流220 V C．交流4～6 V D．直流4～6 V ‎(3)在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3，已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电 上，则此次实验中打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为__________m/s．(结果保留两位有效数字)‎ 图3‎ ‎【解析】　(1)小车与滑轨间存在的摩擦力不会影响小车做匀变速直线运动，‎ 故不需要平衡摩擦力，A项错误；为保持小车所受拉力方向不变，需要调整滑轮高度使连接小车的细绳与滑轨平行，B项正确；平衡摩擦力后，mgsin θ＝μmgcos θ，即tan θ＝μ，即只需要调整好轨道倾角即可，与砝码与砝码盘总质量无关，C项错误；F＝M＝·mg，所以为确保小车所受拉力近似等于砝码盘和盘内砝码总重力，盘及盘内砝码总质量应远小于小车总质量，D项正确．‎ ‎(2)b为电磁打点计时器，使用4～6 V低压交流电 ，C项正确；a为电火花打点计时器，使用交流220 V电 ．‎ ‎(3)纸带中A点的瞬时速度等于以它为中间时刻某段位移的平均速度，即vA＝ m/s＝0．‎53 m/s．‎ ‎【答案】　(1)BD　(2)C　(3)0．53(0．51～0．53均对)‎ ‎2．某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：‎ 图4‎ A．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；‎ B．打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；‎ C．重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤．‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？________(填 ‎“是”或“否”)；‎ ‎(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有(　　)‎ A．悬挂钩码的总质量m B．长木板的倾角θ C．两传感器间的距离l D．小车的质量M ‎(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：_____．(重力加速度为g) ‎ ‎【导 号：17214234】‎ ‎【解析】　(1)小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响，(2、3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：mgl＝Mv－Mv，所以要测量悬挂钩码的总质量m，两传感器间的距离l，小车的质量M．‎ ‎【答案】　(1)否　(2)ACD　(3)mgl＝Mv－Mv ‎3．用落体法验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器的打点频率为50 Hz，重力加速度为9．‎8 m/s2．‎ ‎(1)运用公式mv2＝mgh时，对实验条件的要求是重锤由静止出发，为达到此目的，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________．‎ ‎(2)若实验中所用重锤的质量m＝‎1 kg，打点纸带如图5所示，则打下B点时，重锤的动能Ek＝________J；从开始下落至打下B点，重锤的重力势能的减少量ΔEp＝________J．(结果保留三位有效数字)‎ 图5‎ ‎(3)由上述实验可得出的结论是____________________________．‎ ‎【解析】　(1)用公式mv2＝mgh验证机械能守恒定律时，对实验条件的要求是纸带上打下第1点时，重锤的初速度为零，打点计时器的打点频率为50‎ ‎ Hz，打点周期为0．02 s，重锤开始下落后，在第一个打点周期内下落的高度为h＝gT2＝×9．8×(0．02)2 m≈2 mm，所以所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近2 mm．‎ ‎(2)由题图，利用匀变速直线运动规律，有vB＝＝ m/s＝0．‎58 m/s，打下B点时重锤的动能EkB＝mv＝0．168 J；从开始下落至打下B点，重锤的重力势能的减少量ΔEp＝mgh＝1×9．8×0．017 6 J＝0．172 J．‎ ‎(3)由以上数据，可得出的结论是在误差允许的范围内，重锤下落过程中机械能守恒．‎ ‎【答案】　(1)2 mm　(2)0．168　0．172　(3)在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒 ‎4．某同 通过下述实验验证力的平行四边形定则．实验步骤：‎ 甲　　　　　　　　乙 图6‎ ‎①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向．‎ ‎②如图6甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)．每次将弹簧秤示数改变0．50 N，测出所对应的l，部分数据如表所示：‎ F(N)‎ ‎0‎ ‎0．50‎ ‎1．00‎ ‎1．50‎ ‎2．00‎ ‎2．50‎ l (cm)‎ l0‎ ‎10．97‎ ‎12．02‎ ‎13．00‎ ‎13．98‎ ‎15．05‎ ‎③找出②中F＝2．50 N时橡皮筋两端的位置，重新记为O、O′，橡皮筋的拉力记为FOO′．‎ ‎④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示．用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FO B．‎ 完成下列作图和填空：‎ ‎(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝____cm．‎ ‎(2)测得OA＝6．‎00 cm，OB＝7．‎60 cm，则FOA的大小为________N．‎ ‎(3)根据给出的标度作出FOA和FOB的合力F′的图示．‎ ‎(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论．‎ ‎【解析】　(1)根据表格中数据利用描点法作出图象如图甲所示：‎ 甲　　　　　　　　　　　　乙 由图甲可知，图象与横坐标的交点即为l0，由图可知l0＝10．0 cm；‎ ‎(2)AB的总长度为6．00＋7．‎60 cm＝13．‎60 cm；由图可知，此时两端拉力F＝1．80 N；‎ ‎(3)根据给出的标度，作出合力如图乙所示；‎ ‎(4)只要作出的合力与实验得出的合力FOO′大小和方向在误差允许的范围内相等，即可说明平行四边形定则成立．‎ ‎【答案】　(1)如解析图甲所示　10．0　(2)1．‎ ‎80　(3)如解析图乙所示　(4)FOO′‎