题力学探究类实验.ppt

近4年实验题分析 10 山东东理综综 卷物理部 分 23. 牛顿顿第二 定律 匀加速直线线运动动公式 牛顿顿第二定律 误误差分析 控制变变 量法 探究能力 创创新和迁移能力 理解能力（原理） 数据的分析和处处理 23. 测测金属电电 阻率 多用电电表使用 闭闭合电电路欧姆定律 电电路故障分析 获获取处处理信息能力 实际实际 操作能力 实验设计实验设计 能力 在大纲规定的实验基础上进行重组与创新， 旨在考查考生是否熟悉这些常规实验器材，是否 真正动手做过这些实验，是否能灵活的运用学过 的理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究某 些未做过的实验，包括设计某些比较简单的实验 等。呈现出“考在书外，理在书内，源于课本而 高于课本”的考查特点，侧重考查考生的实验设 计能力、实验探究能力、对图象的分析解读能力 及创新和迁移能力。能力要求全面而且层次较高 ，是历年高考中的难点。 覆盖面扩大。由原来以电学实验为主、力学为副的模 式，形成了力学和电学实验均衡模式，命题范围进一步扩 大，呈现出“考在书外，理在书内，源于课本而高于课本 ”的考查特点； 2.能力要求提高。对实验探究能力、实验设计能力、独 立获取信息能力和利用图像分析处理数据能力的考查逐步 深入； 3.与生产生活实际的联系更加密切，对利用所学知识 、方法分析解决实际问题的要求提高。 演变趋势 1.从电学实验“独霸天下”到力、电实验“平分秋色” ，整体局部，主流非主流，呈现出“力 学实验生活化，电学实验实用化”的考查特点； 2.突出实验情景的创新和实验原理、方法的迁移， 体现对学生基本实验素养和具体实验细节的考查 ，检验学生是否真正动手做过全部实验； 3.图像作为分析处理实验数据的重要工具，在高考 中“出镜率”很高，应引起重视； 4.难度系数在0.6左右波动（0.56；0.54；0.64； 0.62） 第8题 力学探究类实验 二力学实验(15分钟) 要求 实验实验 三个掌握五个会 目 的 步 骤骤 原 理 控制 条件 使用 仪仪器 观观察 分析 数据 结论 设计设计 方案 研究匀变变速直线线运动动 探究弹弹力和弹弹簧伸长长的关 系 验证验证 力的平等四边边形定则则 验证验证 牛顿顿运动动定律 探究动动能定理 验证验证 机械能守恒定律 例1.在“验证力的平行四边形定则”的实验情况 如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡 皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙 是在白纸上根据实验结果画出的图。 图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向 的是_。 本实验采用的科学方法是-（ ） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法 09年（1）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相 同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三 角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡 皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条 橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细线挂 一重物。 为完成实验，下述操作中必需的是 。 a测量细绳的长度 b测量橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后像皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点O的位置 钉子位置固定，欲利用现有器材， 改变条件再次实验证，可采用的方法是 ： 4分 二力学实验(15分钟) 要求 实验实验 三个掌握五个会 目 的 步 骤骤 原 理 控制 条件 使用 仪仪器 观观察 分析 数据 结论 设计设计 方案 研究匀变变速直线线运动动 探究弹弹力和弹弹簧伸长长的关 系 验证验证 力的平等四边边形定则则 验证验证 牛顿顿运动动定律 探究动动能定理 验证验证 机械能守恒定律 研究匀变速直线运动规律 思考一.打点计时器是力学实验中的重要仪器，其 用途非常广泛，也是高考的潜在热点。利用打点 计时器所打纸带可以测量物体运动的时间、位移 、速度、加速度等物理量，判断物体运动情况， 复习过程中，教师可通过系列问题，帮助学生建 立联想： 1.根据打点计时器打出的纸带可以测量哪些物理量 ？哪些是直接测量？哪些是间接测量？间接测量 的前提是什么？ 2.哪些力学实验中用到打点计时器？在这些实验中 纸带发挥了怎样的作用？小车打点计时器纸带塑 料桶滑轮垫块 3.哪些实验器材的工作原理与打点计时器类似？（ 频闪照相、砂摆） 例2.如图所示的装置验证牛顿第二定律 （2010年）23 （1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定 在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分 别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距。开 始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的 示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记 下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间。 木板的加速度可以用、表示为 ；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的 方法是（一种即可） 。 改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同 学实验结果的是 。 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 。 a可以改变滑动摩擦力的大小 b可以更方便地获取多组实验数据 c可以比较精确地测出摩擦力的大小 d可以获得更大的加速度以提高实验精度 6分 a F1O a F1O a F1O a F1O ABCD M N Q P d M N Q P d 水平实验台 滑轮 小沙桶 滑块 细线 打点计时器 纸带 长木板 验证牛顿第二定律 思考二.验证牛顿第二定律的实验中 就包含了高中物理实验中经常使用的多 种实验方法: 1.控制变量法; 2.平衡摩擦力法; 3.近似处理法; 4.图像法处理数据; 5.化曲为直法; 6. 转换法 （间接测量法）. 6.转换法 （间接测量法） 4.图像法处理数据 s2. （1）你认为还需要的实验器材有 （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重 力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件 是 ，实验时首先要做的步骤是 （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M 往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶 的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器 记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点， 测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1 v2 ）则本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示实验中测量得到的物理量） 水平实验台 滑轮 小沙桶 滑块 细线 打点计时器 纸带 长木板 s3.（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使 ；在实验 时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质 量 小车的质量（选填“远大于”、“远小于”、“等于”）。 （2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这 样比较，是因为 。 （3）实验中获得数据如下表所示在第1次实验中小车从图乙中的A 点运动到B点，请将测量结果填到表中空格处。通过分析，可知表 中第 次实验数据存在明显错误，应舍弃。 思考三.如图所示的装置可以做的实验有：研究匀 变速直线运动的规律、验证牛顿第二定律、探究 动能定理、测量动摩擦因数等。测量金属的电阻 率与描绘小灯泡的伏安特性曲线这两个实验中均 涉及伏安法测电阻，这些实验的器材、装置及数 据处理方法等都非常类似，但实验细节、原理又 有所不同，通过分析对比可加深理解，防止混淆 小车打点计时器 纸带 塑料桶 滑轮 垫块 b1.在做探索弹力和弹簧伸长的关系的实验 试根据这些实验数据在右边给定的坐标纸上作出弹簧所 受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系的图线说明图 线跟坐标轴交点的物理意义 上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲系数k是 多大? F/N x/10-2m 5 6 8 10 12 1.6 1.2 0.8 0.4 0 例1为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的 变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受 力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车 与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大 空气对小车运动的阻力。 （1）释放小车 （选填“之前”或“之后”） 接通打点计时器的电源。 （2）根据实验数据作出小车的v-t图像。 （3）通过对实验结果的分析， 该同学认为：随着运动速度的 增加，小车所受的空气阻力将 变大，你是否同意他的观点？ 请根据v-t图象简要阐述理由。 t/s v/(ms-1) s O 例2测物体间的动摩擦因数：(写出实验原理，操 作步骤，所需测量的物理量) (木块匀速下滑) (由静止开始匀加速下滑) (木块由静止下滑最后停止，接触面情况一样) 例3科学探究活动通常包括以下几个环节，提出问题：猜想与假设，制定计划与 设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等，一位同学 在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小 有关，于是他通过实验探究这个问题。 （1）这位同学认为，滑动摩擦力的大小与两物体的面积的大小成正比，这属于上 述科学探究的 环节。 （2）这完成本实验，需要自己制做木块，他制做的木块应是下列选项中的 。 A各面粗糙程度相同的正方体 C各面粗糙程度相同。长宽高各不相同的长方体 B各面粗糙程度不同的正方体 D各面粗糙程度不相同长宽高各不相同的长方体 （3）本实实验中，该同学设计了两种实验方安案： 方案一：木块与弹簧秤相连弹簧秤水平固定，通过细绳水平拉动木板如图乙所示。 方案二：木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图甲所示。 上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是 （填“方案一”或“ 方案二”） 该实验记录的数据是 。 F b Fc 甲 乙 B A A B a b c 例3科学探究活动通常包括以下几个环节，提出问题：猜想与假设，制定计划与 设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等，一位同学 在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小 有关，于是他通过实验探究这个问题。 （1）这位同学认为，滑动摩擦力的大小与两物体的面积的大小成正比，这属于上 述科学探究的 猜想与假设 环节。 （2）这完成本实验，需要自己制做木块，他制做的木块应是下列选项中的 C 。 A各面粗糙程度相同的正方体 C各面粗糙程度相同。长宽高各不相同的长方体 B各面粗糙程度不同的正方体 D各面粗糙程度不相同长宽高各不相同的长方体 （3）本实实验中，该同学设计了两种实验方安案： 方