高三物理二轮复习 专题十 力学实验课件.ppt

专题十力学实验,展示考纲明晰考向,方法归纳重点点拨,锁定考点高效突破,阅卷评析剑指满分,展示考纲明晰考向,方法归纳重点点拨,一、误差与有效数字1.误差,2.有效数字(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来的,是误差的来源.(2)有效数字位数为从数的左边第一个不为零的数字算起的位数,如0.0125为三位有效数字.,(2)螺旋测微器的读数方法:测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读)0.01mm.注意半毫米刻度线是否露出;估读,最后结果要估读一位数,即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读取为“0”.,2.时间测量类仪器(1)打点计时器:要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点,为便于测量和计算,某些实验中每五个点取一个计数点,这样时间间隔t=0.025s=0.1s.(2)频闪照相机:它是用等时间间隔获取信息的方法,是将物体在不同时刻的位置记录下来,使用时要明确频闪的时间间隔.(3)光电计时器:记录遮光时间.,(2)操作关键不要分段测量各段位移,应依次测出各计数点与第0个计数点的距离,再逐个计算x1,x2,x3读数时要注意有效数字的要求.尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法a.细绳尽可能与长木板面保持平行;b.长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致.2.探究加速度与力、质量的关系(1)实验原理小车的质量m不变,讨论a与F的关系,再控制小桶和沙的质量不变,即F不变,讨论a与m的关系.(2)操作关键平衡摩擦力;小车与车上所加砝码的总质量远大于小桶和沙的总质量.,3.探究功与速度变化的关系(1)实验原理小车在一根橡皮筋的作用下弹出,用2根、3根同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,如果把第一次实验时橡皮筋做的功记为W,以后各次做的功就是2W,3W小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,作出W-v(或W-v2,W-v3等)曲线探究.(2)操作关键平衡摩擦力;选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度.,四、“静止平衡类”实验1.探究弹力和弹簧伸长量的关系(1)实验原理要测出每次悬挂重物的重力大小F和弹簧伸长的长度x,建立F-x坐标系,描点作图探究.(2)操作关键实验中不能挂过多的钩码,以防使弹簧超过弹性限度.作图像时,不要连成“折线”,而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧.,2.探究求合力的方法(1)实验原理使一个力作用效果跟两个力共同作用效果相同.(2)操作关键每次拉伸结果位置O必须保持不变;记下每次各力的大小和方向;画力的图示时应选择适当的标度.,锁定考点高效突破,考点一,基本仪器的读数,典例(2014福建理综)某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图(甲)、(乙)所示,则该金属杆的长度和直径分别为cm和mm.,思路探究(1)高中阶段对长度的测量有什么要求?还有一种更精密的器材图中没有,是什么?答案:必须有估读值,注意“零”刻度线位置;螺旋测微器.(2)你见过的游标卡尺有哪几种?它们的最小分度值分别是多少?读数时你对“估读”是怎么理解的?答案:有10分度、20分度、50分度,其最小分度值分别为0.1mm,0.05mm,0.02mm,读数时上下刻度线是否对齐,本身就是估读,不需估读到下一位.解析:用毫米刻度尺测量时,读数应读到mm的下一位,即长度测量值为60.10cm;题图(乙)中游标卡尺为五十分度,精确度为0.02mm,主尺读数为4mm,游标尺第10条刻度线与主尺刻度线对齐,故游标尺读数为100.02mm=0.20mm,所以金属杆直径测量值为4.20mm.答案:60.104.20,以例说法游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10分度的游标卡尺,以mm为单位,小数点后只有1位,20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位,小数点后有2位,不估读.(2)螺旋测微器以mm为单位,小数点后必须有3位,格数要估读,同时还要注意半毫米刻度线是否露出.,针对训练,1.(2015盐城一模)如图中游标卡尺读数为mm,螺旋测微器读数为mm.,解析:游标卡尺的固定刻度读数为52mm,游标尺读数为0.057mm=0.35mm,所以游标卡尺的读数为52mm+0.35mm=52.35mm;螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm,可动刻度读数为0.0149.0mm=0.490mm,所以螺旋测微器的读数为1.5mm+0.490mm=1.990mm.答案:52.351.990,2.(2014江苏卷)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧如图所示的部件(选填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为mm.,解析:读数前先旋紧B,示数为0.01mm41.0=0.410mm.答案:B0.410,考点二,与纸带相关的实验,答案:(1)平衡摩擦力时不能挂着小桶砝码,答案:(2)0.16,(3)以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,根据测得的数据画出a-F图象,发现图象是一条过原点的直线,由此得到的实验结论是.,答案:(3)在实验误差范围内,质量一定时,加速度与力成正比,以例说法打点计时器及纸带问题的处理方法(1)打点计时器的认识和正确使用电磁打点计时器工作电压为低压交流46V;电火花计时器工作电压为交流220V.工作时应先接通电源,后释放纸带.,针对训练,1.(2015大连一模)某实验小组要探究力对原来静止的物体做功与物体获得速度的关系,选取的实验装置如图所示,实验主要步骤如下:(1)实验时,为使小车只在橡皮筋作用下运动,在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起,使木板倾斜合适的角度,打开打点计时器,轻推小车,得到的纸带应该是(填“甲”或“乙”).(2)使小车在一条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,这时橡皮筋对小车做的功为W;(3)再用完全相同的2条、3条橡皮筋作用于小车,并使每次释放小车时橡皮筋的,橡皮筋对小车做的功分别为2W,3W,(4)分析打点计时器打出的纸带,分别求出小车每次获得的最大速度v1,v2,v3,(5)作W-v图像,则下列符合实际的图像是.,解析:(1)在该实验中要求橡皮筋对小车所做功为倍数关系,因此需要平衡摩擦力,要求未连接橡皮筋时小车做匀速运动,故选乙.(3)本实验中通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加,因此要求橡皮筋是相同的,每次拉伸长度相同.(5)根据数学知识可知,A,D图像基本为一抛物线,但符合实际的是D选项.答案:(1)乙(3)伸长量(或形变量、长度等)都相同(5)D,2.(2015浙江衢州市模拟)如图1所示是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图.,(1)如图1三个实验装置中,摩擦力对实验结果没有影响的是(选填“A”“B”或“C”).A.甲B.乙C.丙,答案:(1)A,(2)若某同学实验时所用的电源如图2(甲)所示,则打点计时器应选图2(乙)中的(选填“A”或“B”).,答案:(2)B,解析：(2)由于电源是学生电源,电磁打点计时器的电压为46V,所以要选择电磁打点计时器,故选B.,(3)如果操作都正确,则通过装置(选填图1中的“甲”“乙”或“丙”)可打出图3中的纸带(选填“”或“”).,答案:(3)乙,解析：(3)分析纸带可以得到,纸带中两点间的距离逐渐增大,说明是加速运动,纸带中cf段两点间的距离相等,说明是匀速运动,纸带应该是从研究功和速度的关系的实验中得到的,即乙,所以通过装置乙可以得到纸带.,考点三,“橡皮条、弹簧”类实验,典例(2015山东理综)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤: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.如图(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标记为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0.50N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:,找出中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O,O,橡皮筋的拉力记为FOO.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FOB.完成下列作图和填空:(1)利用表中数据在图(丙)中画出F-l图线,根据图线求得l0=cm.,解析:(1)根据表格数据描点,作出F-l图线,图线的横截距即表示橡皮筋原长,因此l0=10.0cm.,(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为N.(3)根据给出的标度,在图(丁)中作出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:(2)橡皮筋总长l=OA+OB=13.60cm,根据F-l图线,可读出弹簧长度l=13.6cm时橡皮筋的拉力为1.80N.(3)根据平行四边形定则作图,对角线表示合力F.(4)若F与FOO在误差范围内大小相等、方向相同,就表明力的平行四边形定则是正确的.,答案：(2)1.80(1.701.90均正确)(3)如图(乙)所示(4)FOO,以例说法用图像法处理实验数据的六个要求图像法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法,以下为作图的规则:(1)作图一定要用坐标纸,坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定.(2)要标明轴名、单位,在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值.(3)图上的连线不一定通过所有的数据点,应尽量使数据点合理地分布在线的两侧,且线要细.(4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化,即“变曲为直”.(5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单位.(6)明确图像的斜率、截距的物理意义.,针对训练,1.(2015河北省唐山市一模)某同学利用铁架台、弹簧、刻度尺及钩码探究“弹力和弹簧伸长的关系”,如图(甲)所示.(1)实验中,下列操作正确的是.A.弹簧水平放置在桌面上,稳定后测出原始长度B.弹簧竖直悬挂在铁架台上,稳定后测出原始长度C.每次悬挂钩码后应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态D.用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的伸长量,答案:(1)BC,解析:(1)在实验中,弹簧需竖直悬挂,弹簧本身重力会对弹簧原长带来一定影响,因此在实验操作中要将弹簧竖直悬挂,测量其长度即为原长,A错,B对;稳定后,在竖直方向弹簧弹力等于悬挂物体的重力,故C对;未悬挂重物时,弹簧长度为原长,悬挂重物后,弹簧长度与原长的差值,为弹簧的伸长量,D错.,(2)下表是该同学实验中所测的几组数据,请你在图(乙)中的坐标纸上作出F-x图线.,解析:(2)根据表格中数据描点连线可作出图像,如图;,答案:(2)见解析,(3)由(2)中的F-x图线可求得弹簧的劲度系数k=N/m.(保留三位有效数字),答案:(3)19.8(18.820.0均可),2.(2015嘉兴一中适应性考试)如图(甲)所示,某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验.当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条橡皮筋重复实验时,使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W,3W(1)图(甲)中电火花计时器的工作电压是V;,解析:(1)电火花计时器的工作电压是220V的交流.,答案:(1)220,(2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是;(3)图(甲)中小车上有一固定小立柱,如图(乙)给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式,为减小实验误差,你认为最合理的套接方式是;,解析:(2)处理实验数据时需要测量两计数点间的距离,因此还需要刻度尺.(3)由图示可知,橡皮筋最合理的套接方式是A,以A的方式套接释放小车后,橡皮筋不会影响小车的运动.,答案:(2)刻度尺(3)A,(4)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图(丙)所示(打点频率为50Hz).打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的部分进行测量根据图(乙)所示的纸带回答,小车获得的速度是m/s.(计算结果保留两位有效数字),答案:(4)GJ0.65,阅卷评析剑指满分,力学实验,考题精选(2015浙江理综,10分)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.(1)图(甲)中A,B,C,D,E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材;乙同学需在图中选用的器材.(用字母表示),解析:(1)要采用落体法做“验证机械能守恒定律”实验,需要下落的重物A和计时用的打点计时器B;要做“探究加速度与力、质量关系”实验,需要研究对象小车D,拉动小车的钩码E及计