高考物理复习专题六物理实验第1讲力学实验-市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

第1讲力学试验1/66网络构建2/66[规律方法]3/66(3)用“逐差法”求加速度如图所表示，有连续偶数段数据：4/66【典例1】

(·全国卷Ⅰ，22)如图1(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺组成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐装置，简化为图中指针。

现要测量图(a)中弹簧劲度系数。当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所表示，其读数为________cm。当地重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧劲度系数为________N/m(保留3位有效数字)。

读数类试验5/66图16/66答案3.775

53.77/66【典例2】

某同学用50分度游标卡尺测量一圆柱体工件长度，如图2所表示，则工件长度为________mm；用螺旋测微器测量工件直径如图3所表示，则工件直径为________mm。

8/66解析依据游标卡尺读数规则可知工件长度为21mm＋0.02mm×36＝21.72mm；依据螺旋测微器读数规则可知工件直径为4mm＋0.01mm×30.0＝4.300mm。答案21.72

4.3009/66测量仪器读数两点注意(1)需要估读仪器(关键是确定好最小分度)：刻度尺、螺旋测微器、电表、天平、弹簧测力计。(2)不需要估读仪器：游标卡尺、电阻箱、欧姆表(刻度不均匀，可不估读或按半刻度估读)。10/661.某同学测定一金属杆长度和直径，示数如图4甲、乙所表示，则该金属杆长度和直径分别为________cm和________mm。

图411/66解析直尺最小刻度为0.1cm，所以读数应为60.08cm，游标卡尺是50分度，准确到0.02mm，所以读数为4.20mm。答案60.08

4.2012/662.(1)如图5甲、乙、丙所表示三把游标卡尺，它们游标尺分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们读数依次为________mm、________mm、________mm。

图513/66(2)使用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图6所表示，则金属丝直径是________mm。

图614/66解析(1)甲图读数：整毫米数是17mm，不足1毫米数是2×0.1mm＝0.2mm，最终读数是17mm＋0.2mm＝17.2mm；乙图读数：整毫米数是23mm，不足1毫米数是7×0.05mm＝0.35mm，最终读数是23mm＋0.35mm＝23.35mm；丙图读数：整毫米数是10mm，不足1毫米数是19×0.02mm＝0.38mm，最终读数是10mm＋0.38mm＝10.38mm。(2)固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米从可动刻度上读，其示数为15.0×0.01mm，最终读数是2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。答案(1)17.2

23.35

10.38

(2)2.15015/66【典例】

(·全国卷Ⅰ，22)某探究小组为了研究小车在桌面上直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。试验前，将该计时器固定在小车旁，如图7(a)所表示。试验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)统计了桌面上连续6个水滴位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图7“纸带类”试验16/66(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动。(2)该小组同学依据图(b)数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2。(结果均保留2位有效数字)17/66解析(1)小车在阻力作用下，做减速运动，由图(b)知，从右向左相邻水滴间距离逐步减小，所以小车在桌面上是从右向左运动。答案(1)从右向左(2)0.19

0.03718/661.如图8所表示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

图819/66(1)对于该试验，以下操作中对减小试验误差有利是________。A.重物选取质量和密度较大金属B.两限位孔在同一竖直面内上下对齐C.准确测量出重物质量D.用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物20/66(2)某试验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz交流电源上，按正确操作得到了一条完整纸带，因为纸带较长，图中有部分未画出，如图9所表示。纸带上各点是打点计时器打出计时点，其中O点为纸带上打出第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间距离直接测出，利用以下测量值能完成验证机械能守恒定律选项有________。

图9A.OA、AD和EG长度 B.OC、BC和CD长度C.BD、CF和EG长度 D.AC、BD和EG长度21/6622/6623/66(2)由EG长度可求出打F点速度v2，打O点速度v1＝0，但求不出OF之间距离h，故选项A错误；由BC和CD长度可求出打C点速度v2，打O点速度v1＝0，有OC之间距离h，能够来验证机械能守恒定律，故选项B正确；由BD和EG长度可分别求出打C点速度v1和打F点速度v2，有CF之间距离h，能够来验证机械能守恒定律，故选项C正确；AC、BD和EG长度可分别求出打B、C、F三点速度，但BC、CF、BF之间距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故选项D错误。24/66(3)不能用自由落体公式再计算瞬时速度，A、B错误；重物下落高度是用刻度尺测量，不是计算，选项C错误；D为验证机械能守恒定律试验测量方案，是正确。答案(1)AB

(2)BC

(3)D25/662.在用DIS研究小车加速度与外力关系时，某试验小组用如图10甲所表示试验装置进行试验，重物经过滑轮用细绳拉小车，在小车和重物之间接一个轻质微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端，滑轮左侧细绳与轨道平行，试验中力传感器示数为F，保持小车[包含位移传感器(发射器)]质量不变，改变重物重力重复试验若干次，得到加速度与外力关系如图乙所表示。26/66图1027/66(1)图乙中a－F图线不过原点，表明试验之前缺乏一个必要步骤是________________________________________________________________________________________。(2)本试验是否需要使所挂重物质量远小于小车和位移传感器总质量？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若某同学做该试验时，没有选取位移传感器和力传感器，只是把重物用细绳绕过定滑轮与小车相连，试验取得a－F图线仍是图乙。所挂重物越重，细绳拉小车力将越大，结合会使a－F图线不停延伸，如图丙所表示，预测延伸后半部分图线将会是________(填“①”“②”或“③”)。

28/66解析(1)刚开始力传感器示数为零，小车保持静止，说明试验前小车在轨道上运动时，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

(2)不需要使所挂重物质量远小于小车和位移传感器总质量，因为小车所受合外力能够经过力传感器直接读出。答案(1)平衡摩擦力(2)否小车所受合外力能够经过力传感器直接读出(3)①29/66【典例】

(·全国卷Ⅲ，22)

某探究小组做“验证力平行四边形定则”试验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm)纸贴在水平桌面上，如图11(a)所表示。将橡皮筋一端Q固定在y轴上B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上A点时，橡皮筋处于原长。 (1)用一只测力计将橡皮筋P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F大小可由测力计读出。测力计示数如图(b)所表示，F大小为________N。 (2)撤去(1)中拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所表示方向，由测力计示数读出两个拉力大小分别为F1＝4.2N和F2＝5.6N。

“橡皮条、弹簧、碰撞”类试验

30/66(ⅰ)用5mm长度线段表示1N力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2图示，然后按平行四边形定则画出它们协力F合；图11(ⅱ)F合大小为________N，F合与拉力F夹角正切值为________。若F合与拉力F大小及方向偏差均在试验所允许误差范围之内，则该试验验证了力平行四边形定则。31/66解析(1)由图(b)可知，F大小为4.0N(2)(ⅰ)画出力F1、F2图示，如图所表示

(ⅱ)用刻度尺量出F合线段长为20mm，所以F合大小为4.0N，F合与拉力F夹角正切值为tanα≈0.05。答案(1)4.0N

(2)(ⅰ)看法析

(ⅱ)4.0

0.0532/661.在“探究弹力和弹簧伸长量关系”试验中，某同学先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺刻度，然后将不一样数量相同钩码依次悬挂在竖直弹簧下端，并统计好对应读数。

图1233/66(1)某次测量如图12所表示，指针所指刻度尺读数为________cm。(2)该同学在试验过程中，发觉挂前3个钩码时，钩码重力与对应弹簧伸长量基本成正比关系，但当挂上第4个钩码时，弹簧突然向下伸长很多，和前3组数据对比，显著不再成正比关系，产生这种情况原因是_________________________________________________________________________________________________________________。(3)更换新同种弹簧后深入探究，在挂上第3个钩码后，在弹簧伸长过程中钩码机械能将________，弹簧弹性势能将________。(填“增加”“不变”或“降低”)34/66解析(1)刻度尺最小分度值为1mm，所以读数为14.16cm。(2)钩码对弹簧拉力超出了弹簧弹性程度，不再满足胡克定律。(3)弹簧伸长，在不超出其弹性程度时，其弹性势能增加，而钩码下降，弹力做负功，机械能降低。答案(1)14.16(14.13～14.17均可)

(2)钩码对弹簧拉力超出了弹簧弹性程度，不再满足胡克定律(3)降低增加

35/662.某同学用如图13所表示装置经过半径相同A、B两球(mA>mB)碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。试验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面统计纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在统计纸上留下各自落点痕迹。重复这种操作10次。图13中O点是水平槽末端R在统计纸上竖直投影点。B球落点痕迹如图14所表示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在平面，米尺零点与O点对齐。

36/66(1)碰撞后B球水平射程应取为________cm；(2)在以下选项，哪些是此次试验必须进行测量？________(填选项序号)A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点距离C.测量A球或B球直径D.测量A球和B球质量(或两球质量之比)E.测量水平槽面相对于O点高度37/66(3)试验中，关于入射小球在斜槽上释放点高低对试验影响说法中正确是(

)A.释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B.释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量相对误差越小，两球速度测量越准确C.释放点越高，两球相碰时，相互作用内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D.释放点越高，入射小球对被碰小球作用力越大，轨道对被碰小球阻力越小

38/66解析(1)如题图所表示，用尽可能小圆把小球落点圈在里面，由此可见圆心位置是65.7cm。(2)小球做平抛运动时飞行时间相同，所以能够用水平位移大小关系表示速度大小关系。试验中要测量数据有：两小球质量m1、m2，三个落点到O点距离x1、x2、x。所以选项A、B、D正确。(3)入射小球释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力影响越小，能够很好地满足动量守恒条件，有利于减小误差，故选项C正确。答案(1)65.7

(2)ABD

(3)C39/661.力学创新型试验特点 (1)以基本力学试验模型为载体，依靠运动学规律和力学定律设计试验。 (2)将试验基本方法——控制变量法、处理数据基本方法——图象法、逐差法融入到试验综合分析之中。力学创新试验40/662.创新试验题解法 (1)依据题目情境，提取对应力学试验模型，明确试验理论依据和试验目标，设计试验方案。 (2)进行试验，统计数据。应用原理公式或图象法处理试验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析。41/66【典例】

(·全国卷Ⅱ，23)某同学用图15(a)所表示装置测量木块与木板之间动摩擦因数。跨过光滑定滑轮细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间细线保持水平，在木块上方放置砝码。迟缓向左拉动水平放置木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤示数即为木块受到滑动摩擦力大小。某次试验所得数据在表中给出，其中f4值可从图(b)中弹簧秤示数读出。

42/66图15砝码质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.9343/66回答以下问题：(1)f4＝________N；(2)在图(c)坐标纸上补齐未画出数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间关系式为f＝____________，f－m图线(直线)斜率表示式为k＝________；(4)取g＝9.80m/s2，由绘出f－m图线求得μ＝________。(保留2位有效数字)44/66解析(1)对弹簧秤进行读数得2.75N。(2)在图象上添加(0.05kg，2.15N)、(0.20kg，2.75N)这两个点，画一条直线，使尽可能多点落在这条直线上，不在直线上点大致均匀分布在直线两侧，如答案图所表示。(3)由试验原理可得f＝μ(M＋m)g，f－m图线斜率为k＝μg。(4)依据图象求出k＝3.9N/kg，代入数据μ＝0.40。答案(1)2.75

(2)如图所表示(3)μ(M＋m)g

μg

(4)0.4045/661.某学习小组利用图16甲所表示装置进行“探究协力一定时，加速度与质量关系”试验，图中大定滑轮可绕水平轴转动，绕过定滑轮轻绳两端分别系有钩码和弹簧测力计，弹簧测力计下端挂装有细砂小桶。试验主要步骤以下： ①用螺旋测微器测量A处金属片厚度d，其示数如图乙所表示。 ②用手控制钩码不动，读出弹簧测力计示数为F0。

③释放钩码后，读出弹簧测力计示数为F1，记下金属片经过光电门遮光时间t1。

图1646/66④钩码下方再挂一个钩码，用手控制钩码，调整金属片位置仍在A处静止不动，释放钩码后，读出弹簧测力计示数为F2，记下金属片经过光电门遮光时间t2。⑤重复步骤④，进行屡次试验。请回答以下问题：(1)d＝________mm。(2)不需要测量以下哪些物理量，也能完成本试验：________。A.金属片与光电门间高度差hB.钩码总质量MC.弹簧测力计、金属片、砂和小桶总质量m47/66(3)若用F表示钩码释放后弹簧测力计示数，则能正确反应“协力一定时，加速度与质量关系”是________。48/66解析(1)d＝2.5mm＋0.01mm×11.2＝2.612mm。答案(1)2.612

(2)ABC

(3)D49/662.某学习兴趣小组同学在探究功与速度改变关系时，设计了如图17所表示试验，试验步骤以下：

图1750/66A.将长木板置于水平桌面；B.在一薄木板上标出A、B、C、D、E、F点，使AB＝BC＝CD＝DE＝EF，然后将薄木板倾斜放置于长木板上并固定，形成斜面，斜面A点与长木板接触；C.将物块分别从斜面上B、C、D、E、F各点由静止释放，并分别记下物块在长木板上停顿位置A1、A2、A3、A4、A5；D.用刻度尺测量出各停顿位置点与A点间距离x1、x2、x3、x4、x5。51/66(1)本试验中释放物块时是否需要平衡物块与薄木板之间摩擦力？________(填“是”或“否”)。(2)关于本试验，以下说法正确是________。A.试验中探究是物块在斜面上协力做功与物块在斜面上运动速度改变关系B.试验中探究是物块在水平长木板上协力做功与物块在水平长木板上运动速度改变关系C.试验中斜面、水平长木板与物块间动摩擦因数必须相同D.试验中斜面、水平长木板与物块间动摩擦因数无须相同52/66(3)将测量数据统计在表格中：

由表格中数据得到结论为___________________________________________。释放点BCDEF滑行距离x/cm2.986.029.0412.0215.0253/66解析物块在固定斜面上下滑时，沿斜面向下受到重力分力与摩擦力，二者协力为恒力，下滑距离加倍时，协力做功加倍。物块在水平长木板上做匀减速运动，直到停顿，由v2＝2ax得，v2与x成正比，试验中探究物块在斜面上协力做功与速度改变关系，可转变为探究物块在斜面上协力做功与物块在长木板上滑行距离关系。(1)试验中物块沿斜面加速下滑受到恒力作用，故不需要平衡摩擦力。(2)本试验目标是探究物块在斜面上加速运动时协力做功与速度改变关系，选项A正确；斜面与物块间动摩擦因数和水平长木板与物块间动摩擦因数不需要相等，选项D正确。

54/66(3)物块从B点释放到运动至斜面底端，协力做功为W，则从C、D、E、F点释放，物块运动到斜面底端，协力做功为2W、3W、4W、5W，由题表中数据可得物块从C、D、E、F点释放后，在水平长木板上滑行距离为2x1、3x1、4x1、5x1，可见物块在斜面上下滑时协力做功与物块在水平长木板上滑行距离成正比，由v2＝2ax得，v2与x成正比，则物块在斜面上下滑时，协力所做功与物块在斜面上滑行时速度平方改变成正比。答案(1)否(2)AD

(3)在误差允许范围内，协力所做功与物块速度平方改变成正比

55/661.明——明确考查知识范围

现在物理试验题包括力学、电(场、路)磁(场、感)学等知识。尽管题目千变万化，但经过仔细审题，都能直接地判断出命题人想要考查知识点和意图。2.看——看清试验题图

试验题普通配有对应示意图、实物图，目标是通知试验仪器(或部分)及其组装情况，让考生探究考查意图。认识这些器材在试验中所起作用，便能初步勾画试验过程。高考试验题答题策略①——做到一“明”、二“看”、三“提取”又快又准破解试验题

56/663.提取——提取信息

试题总是提供很多信息再现试验情景，所以，解答时必须捕捉并提取有价值信息，使问题迎刃而解。普通需要关注以下信息： (1)新概念、规律、公式

一些新奇非常规试验题、陌生新知识(概念公式)应用题、新规律验证题，都会为我们提供信息。要在阅读了解基础上提取有用信息为解题服务。 (2)新表格数据

经过解读表格，了解试验测量物理量，依据表格中数据，判断相关物理量之间关系。如正百分比、反百分比关系，平方还是开方关系，或者是倒数关系。依据数据描点作图能够直观反应试验某种规律。57/66(3)新物理图象试验题本身提供物理图象，但这些图象平时没有接触