高考物理二轮复习精品资料专题15 力学实验教学案（教师版）.doc

2013高考物理二轮复习精品资料专题15 力学实验教学案（教师版）1重视对实验操作能力的考查如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等 2重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数 3. 设计性实验是考查的热点在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力 4电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题 对物理实验的考查通常是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力 预测2013年高考实验考题主要表现为以下几种形式： 1一个力学实验题：以打点计时器为主要实验仪器，涉及位移、速度测量的基本力学实验，分值较少，难点不大，命题形式为填空题(或选择性填空) 2一个电学实验题：以电流、电压的测量为基本测量的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等，分值较多，能力要求较高，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等 【知识网络构建】 【重点知识整合】 一、测量读数类仪器使用 1游标卡尺 (1)各种游标卡尺的有关参数如下表所示：游标尺(mm) 精确度(mm) 刻度格数 刻度总长度(mm) 每小格与1毫米差(mm) 10 9 0.1 0.1 20 19 0.05 0.05 50 49 0.02 0.02 (2)游标卡尺的读数方法:以游标零刻度线位置为准,在主尺上读取整毫米数;看游标上哪一条刻度线与主尺上的某一刻度线(此某一刻度线不需读出)对齐,由游标上对齐的刻度数(即格数)乘以游标卡尺的精确度得出毫米以下的小数;总的读数为毫米整数加上毫米以下的小数. 特别提醒：(1)游标卡尺的精确度可根据游标尺刻度格数的倒数计算，单位为mm.如50分度的游标卡尺精确度为 mm0.02 mm.(2)游标卡尺的读数不需要估读2螺旋测微器(千分尺) 量程一般为025 mm,精确度是0.5 mm500.01 mm.螺旋测微器的读数方法:从固定标尺上读出整 毫米数,要注意半毫米刻度线是否露出,如果露出再加上0.5 mm. 图141 0.5 mm以下的读数则等于与固定标尺上横线对准的可动圆周上的读数(要估读一位)乘以精度0.01 mm.测量长度为上述二者之和.如图141中所示读数为6 mm0.5 mm20.20.01 mm6.702 mm. 特别提醒:螺旋测微器的使用要注意两点:(1)半毫米刻度线;(2)估读,末位估读的“0”不要漏掉. 二、力学实验 1“纸带类”实验 (1)打点计时器 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它接在频率为50 hz的交流电源上使用时,每隔0.02 s打一次点,因此,纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上点迹间的距离,就可以确定物体的运动情况. (2)纸带的应用利用纸带计算瞬时速度测出与n点相邻的前、后两段相等时间t内的距离sn和sn1,由公式vn算出.(如图143),在验证机械能守恒定律实验中,就是根据此法求得物体瞬时速度的.图143当物体做匀速直线运动时，某段时间内的平均速度等于各个时刻的瞬时速度在“探究动能定理”实验中，就是据此求得物体最终获得的速度大小因此要选取纸带上打点间隔基本相等的部分进行测量 利用纸带计算加速度 a利用a求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用ssn1snat2求加速度a，为了减小实验误差可用“逐差法”，snsm(nm)at2.b图象法利用vn算出相应时刻点的速度，画出vt图象，根据图线的斜率计算加速度2“胡克定律类”实验 (1)原理:利用橡皮条或弹簧在弹性限度内、力与形变量成正比,计算(测量)其长度的变化分析力的变化情况或建立fx坐标系,描点画图研究力的变化规律. (2)应用 根据平行四边形定则验证力的合成与分解. 探究弹力和弹簧伸长量的关系. 三、实验误差 1偶然误差和系统误差 从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种. (1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值. (2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理. 四、创新实验 1.创新实验方案的设计,一般应遵循以下四条原则 (1)科学性原则 (2)可靠性原则 (3)方便性原则 (4)准确性原则 2设计性实验的设计思路【高频考点突破】考点一 实验数据的读取 例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145所示,读数为_mm.(2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图146所示,读数为_cm. 图145 图14 6【解析】(1)固定刻度部分读数为0.5 mm,可动刻度部分读数为11.70.01 mm0.117 mm,则螺旋测微器的读数为0.5 mm0.117 mm0.617 mm (0.616 mm0.619 mm都对) (2)主尺上的读数为0.6 cm游标尺上的第15条刻线与主尺的某一刻线对齐,游标尺读数为150.05 mm0.75 mm,则游标卡尺的读数为0.6 cm0.075 cm0.675 cm. 【答案】(1)0.617 mm(0.616 mm0.619 mm) (2)0.675 cm 考点二 “纸带类”数据的处理 例2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图149所示,并在其上取了a、b、c、d、e、f等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个计时点,本图中没有画出),打点计时器接的是220 v、50 hz的交变电源.他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点a对齐. 图149(1)按照有效数字的读数规则读出相邻计数点ab、bc、cd、de、ef间的距离s1、s2、s3、s4、s5,它们依次为_cm、_cm 、_cm 、_cm 、_cm . (2)由以上数据计算打点计时器在打b、c、d、e各点时,物体的即时速度vb、vc、vd、ve依次是_m/s、_m/s、_m/s、_m/s. (3)根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a. (4)根据(2)中得到的数据,试在如图1410所示的坐标系中,用作vt图象的方法，从图象中求物体的加速度a. 图1410 (5)从图象上求纸带上的a、f点所对应的物体的即时速度va_m/s，vf_m/s.并由此计算：当打点计时器打下a点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动_s了 (6)如果当时电网中交变电流的频率是f49 hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_.理由是_ 【解析】(1)毫米刻度尺要估读到十分之一毫米，由图可知s11.00 cm，s21.40 cm，s31.84 cm，s42.26 cm，s52.67 cm.(2)在匀变速直线运动中，某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度所以vb0.120 m/s，vc0.162 m/s，vd0.205 m/s，ve0.247 m/s.(3)法一：公式法a10.42 m/s2，a20.43 m/s2，a30.42 m/s2，a0.42 m/s2.法二：逐差法由公式a，得a10.42 m/s2，a20.42 m/s2，a30.42 m/s2，a0.42 m/s2.(4)图象如图1411所示 在vt图象中,图线的斜率即为加速度的数值.a m/s20.42 m/s2.图1411 【变式探究】图1412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1412(1)od间的距离为_cm. (2)图1413是根据实验数据绘出的st2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示_,其大小为_m/s2(保留三位有效数字). 图1413解析：(1)1 cm1 mm2.01.20 cm.(2)加速度的一半，am/s20.467 m/s2，所以加速度大小a0.933 m/s2.答案：(1)1.20 (2)加速度的一半0.933 考点三“胡克定律类”实验的处理 例3、在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧.为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m0.1 kg,取g10 m/s2),并记录绳下端的坐标x加i(下标i表示挂在绳下端钩码个数),然后逐个拿下钩码,同样记录绳下端的坐标x减i,绳下端坐标的平均值xi(x加ix减i)/2的数据如下表: 挂在橡皮绳的钩码个数 橡皮绳下端的坐标(xi/mm) 甲 乙 1 216.5 216.5 2 246.7 232.0 3 284.0 246.5 4 335.0 264.2 5 394.5 281.3 6 462.0 301.0 (1)同一橡皮绳的x加i_x减i(大于或小于); (2)_同学的数据更符合实验要求(甲或乙); (3)选择一组数据用作图法求出该橡皮绳的劲度系数k(n/m); (4)为了更好地测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些？ 【答案】(1)小于(2)乙 (3)由所给数据得改变量如下表所示 挂在橡皮绳下端的钩码个数 改变量(xix1)/mm 甲 乙 1 2 30.2 15.5 3 67.5 30.0 4 118.5 47.7 5 178.0 64.8 6 245.5 84.5 由上表作图得 图1414 由图1414可得k乙5770(n/m) 或 图1415 对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可认为在弹性范围内，由图1415中切线的斜率得k甲2534(n/m) (4)尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减少长度测量的误差 【变式探究】为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图1416上标出(g9.8 m/s2)(1)作出ml的关系图线； (2)弹簧的劲度系数为_ n/m. 图1416 答案：(1)如图所示 (2)0.2480.262 考点四 创新实验 例4. 某兴趣小组为了探究自行车的初速度与其克服阻力做功的关系设计实验的主要步骤是：在学校操场的跑道上画一道起点线；骑上自行车用较快速度驶过起点线，并同时从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥(其在运动过程中空气阻力不计)；车驶过起点线就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；待车停下时,记录自行车停下的位置;用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离x、起点线到终点的距离l及车把手处离地高度h.若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定，设当地的重力加速度为g,那么： (1)自行车经过起点线时的速度v_.(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示) (2)自行车经过起点线后克服阻力做的功w_.(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示) (3)多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验，则每次只需测量上述物理量中的_和_，就能通过数据分析达到实验目的 测量性实验一般以某一原理或物理规律(公式)为依据，通过测量相关的物理量，从而实现测定某个(或某些)物理量或物理常数的实验目的测量可分为直接测量和间接测量，高中物理实验涉及的测量性实验大多为间接测量实验，即通过直接测量和推导计算来间接得到待测量，联系直接测量量和待测量间的关系是该实验的实验原理 例1 、利用图6-13-2所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x，记下相应的t值；所得数据如下表所示完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在图6133给出的坐标纸上画出t图线；图6133(3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a_ m/s2(保留2位有效数字)【点评】 本题是在教材学生实验研究匀变速直线运动的规律的基础上适度延伸和拓展命制的，属于间接测量性实验，考查考生对基本实验的理解和应用能力，属于最基本的实验能力要求，要求考生深刻理解基本实验原理，领悟其中渗透的实验思想、方法、理论，并能迁移应用 难点二 验证性实验验证性实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和证明了的结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解解决验证性实验相关问题的关键是根据题目给定的实验条件、实验过程、实验情景领会命题意图，找出实验中应测定的物理量，明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系才能达到实验目的 例2 、现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图6135所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上a点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上b点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示a点到导轨底端c点的距离，h表示a与c的高度差，b表示遮光片的宽度，x表示a、b两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过b点时的瞬时速度用g表示重力加速度完成下列填空和作图： (1)若将滑块自a点由静止释放，则在滑块从a运动至b的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_，动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒，与x的关系式为 _.图6135(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(a点)下滑，测量相应的x与t值，结果如下表所示： 以x为横坐标，为纵坐标，在图6136的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k_104 m1 s2(保留3位有效数字)图6136【答案】(1)mgx(2)如图所示2.43【解析】 (1)滑块从a运动到b的过程中，滑块的重力势能减少，砝码的重力势能增加mgx；滑块通过遮光片的速度v，此时系统的动能ek(mm)v2，此即为系统动能的增加量；若机械能守恒，则有mgx，即【点评】 本题是验证机械能守恒定律实验的再设计，将传统实验方法中使用的打点计时器改为气垫导轨和光电计时装置，这需要学生从验证的机械能守恒定律出发，根据实验条件理解实验步骤，明确需要直接测量和间接计算哪些物理量，需要验证什么关系才能表示小车运动过程中的机械能守恒 a用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度v0b用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度v0c根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算得出高度hd用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀加速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v0以上方案中只有一种正确，正确的是_(填入相应的字母)【答案】d【解析】选项a、b中用重力加速度g计算末速度，相当于已经承认该过程中机械能守恒，故选项a、b错误；高度h应该用刻度尺测出，故选项c错误、d正确难点三 探究性实验探究性实验旨在通过实验探索某种物理规律、研究某个物理问题近年来探究性实验在高考实验中占的比例逐步增大，注重考查考生的科学探究能力和知识的形成过程探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律 例3、为了“探究功与物体速度变化的关系”，现提供如图6138所示的器材，请思考探究思路并回答下列问题：图6138(1)为了消除摩擦力的影响，应采取的措施：_.(2)在某次实验中某同学得到了如图6139所示的一条纸带，在a、b、c、d、e五个计数点中应该选用_(填“b”、“c”或“d”)点的速度才符合实验要求，因为：_.图6139 【点评】 “探究功与物体速度变化的关系”实验中，打点计时器打出的纸带应该先逐渐变疏后均匀不变，本实验给出的打点纸带有明显的误差，这是由于摩擦力没有被完全平衡造成的，解答时无需理会 【变式探究】某同学在竖直悬挂的弹簧下端加挂钩码，做实验研究弹力跟弹簧总长度的关系，下表是他的实验数据，实验时弹簧始终未超过弹性限度，弹簧的质量可以不计，取g10 m/s2.(1)根据实验数据在图61310给定的坐标系中作出弹力f跟弹簧总长度l的关系图线；图61310(2)根据作出的图线写出弹力f跟弹簧总长度l之间的关系式_【答案】(1)如图所示(2)f30(l0.06)n 【解析】 (1)描点，作出fl图象如图所示 (2)根据图象计算斜率k30 n/m，得弹力f跟弹簧总长度l之间的关系为f30(l0.06) n. 【历届高考真题】 【2012高考】（2012重庆）(1)如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的_面不能用手直接接触在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图所示，计算折射率时，用_(填“d”或“e”)得到的值较小，用_(填“d”或“e”)点得到的值误差较小(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势e和内阻r，并探究电极间距对e和r的影响，实验器材如图所示测量e和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压u和流过电源的电流i，依据公式_，利用测量数据作出ui图象，得出e和r.将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的ui图象如图中(a)(b)(c)(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势_(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻_(填“增大”、“减小”或“不变”)曲线(c)对应的电源电动势e_v，内阻r_，当外电路总电阻为2500 时，该电源的输出功率p_mw.(均保留三位有效数字)【答案】(1)光学de(2)ueir如图所示不变增大0.9754780.268【解析】(1)玻璃砖的光学面不能用手直接接触，接触面的污渍会影响接触面的平整，（2012上海）29（8分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）某同学尝试用dis测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端a应接到_。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_。若测得连续n个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长l及相应的周期t。此后，分别取l和t的对数，所得到的lgt-lgl图线为_（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=_。【答案】（1）数据采集器，最低点（或平衡位置），（2）直线，4p2/102c，【解析】（1）只有小球在最低点时，磁感应器中的磁感强度才最大；连续n个磁感应强度最大值应有n-1个时间间隔，这段时间应为（n-1）/2个周期，即：因此t=（2）根据：，取对数得：因此图象为一条直线；图象与纵坐标交点为c，则整理得：【考点定位】磁场、力学试验（2012广东）（2）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在_方向（填“水平”或“竖直”）弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为l0，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为l1至l6，数据如下表表：代表符号l0lxl1l2l3l4l5l6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为_。由表可知所用刻度尺的最小长度为_。图16是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值（填“l0或l1”）。由图可知弹簧的劲度系数为_n/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8m/s2）。（2012山东）21（13分）（1）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50hz。通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。计数点5对应的速度大小为 m/s，计数点6对应的速度大小为 m/s。（保留三位有效数字）。物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）6；7【或7；6】 1.00；1.202.00；偏大【解析】 根据匀加速直线运动的推论，相邻相等时间内位移之差是常数，可知开始位移之差为2cm，所以6和7之间某时刻开始减速。计数点5对应的速度大小为，计数点6对应的速度大小为。物块减速运动过程中加速度的大小为，由于纸带与打点计时器之间有摩擦阻力,则计算结果比动摩擦因数的真实值偏大.【考点定位】力学实验（2012安徽）21.（18分）.（10分）图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。（1）试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是 （ ）a. 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。b. 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。c. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，推小车，观察判断小车是否做匀速运动。（2）实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是a. =20, =10、15、20、25、30、40b. =200, =20、40、60、80、100、120c. =400, =10、15、20、25、30、40d. =400, =20 40、60、80、100、120（3）图2 是试验中得到的一条纸带，、为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34 cm 。已知打点计时器的工作效率为50 hz,则小车的加速度= m/s2 （结果保留2位有效数字）。【答案】 b【解析】 操作目的是平衡摩擦力，所以应除去绳子的拉力，并有纸带和运动，处于匀速时，说明恰好平衡。 【答案】 c 【解析】 当用砂桶和砂子的重力当做拉小车的力，则应该让砂桶和砂子的质量远小于小车的质量。 0.42解：依据题意得出x1,x2,x3,x4,x5,x6,然后采用逐差法求加速度，取平均值，保留2位有效数字。【考点定位】力学实验14. （2012海南）水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的o点，如图（a）所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能ep与其压缩时长度的改变量x的关系。先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从o点运动至气垫导轨上另一固定点a所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。（表中的值是根据t值计算得出的）（1）根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作x图线。（2）回答下列问题：（不要求写出计算或推导过程）已知点(0，0)在x图线上，从x图线看，与x是什么关系？从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能ek与是什么关系？当弹簧长度改变量为x时，弹性势能与相应的ek是什么关系？综合以上分析，ep与x是什么关系？（2012江苏）11. (10 分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块a 位于水平桌面上的o 点时,重物b 刚好接触地面. 将a 拉到p 点,待b 稳定后静止释放,a 最终滑到q 点. 分别测量op、oq 的长度h 和s. 改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.(1)实验开始时,发现a 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.(2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象.(3)实验测得a、b 的质量分别为m = 0. 40 kg、m =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出a 块与桌面间的动摩擦因数= _. (结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致的测量结果_(选填“偏大”或“偏小”).【解析】(1)减小b的质量；增加细线的长度(或增大a 的质量;降低b 的起始高度)(2)(见下图)(3)0. 4(4)偏大【考点定位】探究性实验（2012浙江）21、（10分）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示。（1）在答题纸上相应的图中画出完整的光路图；（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=_（保留3位有效数字）；（3）为了观察光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了二次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示。图中p1和p2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是p3和_（填“a”和“b”） 【答案】(1)如图所示（2）1.510.03 (3)a【解析】见答案【考点定位】实验操作、仪器读数、数据处理（2012浙江）22、（10分）在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤、（1）为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表用作图法求得该弹簧的劲度系数k =_n/m；（2）某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为_n，同时利用（3）中结果获得弹簧上的弹力值为2.50n，请在答题纸上画出这两个共点力的合力f合；（3）由图得到f合=_n。【答案】（1）53（2） 2.10（3）3.3【解析】见答案【考点定位】实验操作、仪器读数、数据处理（2012天津）9（18分）（1）质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kgm/s。若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为 n（取g =10m/s2）。（2）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是 （填字母代号）。a保证摆动过程中摆长不变b可使周期测量得更加准确c需要改变摆长时便于调节d保证摆球在同一竖直平面内摆动他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度l = 0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为 mm，单摆摆长为 m。下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横作标原点表示计时开始，a、b、c均为30次全振动的图象，已知sin50=0.087，sin150=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 （填字母代号）。（2012北京）21.（18分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为 mm（该值接近多次测量的平均值）【答案】0.398(0.3950.399)【解析】螺旋测微器读数时要注意0.5mm刻线是否露出，读数时要有估读值。【考点定位】本题考查螺旋测微器读数，属简单题。（2012全国新课标卷）22.（5分）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示。图（a）所示读数为_mm，图（b）所示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm。【答案】 【解析】螺旋测微器在读数时，整毫米与半毫米读数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出，螺旋测微器要估读一位，可动部分每一小格表示0.01mm,由此可知（a）读数为0+1.0x0.01mm=0.010mm；（b）读数为6.5mm+37.0x0.01mm=6.870mm; 所测金属板的厚度为6.870mm-0.010mm=6.860mm【考点定位】本考点主要考查螺旋测微器的读数。【2011高考】 1（福建）（18分）（1）（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm。小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是 。（填选项前的字母）a.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时b.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为c.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大d.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小答案：（1）0.97 c解析：（1）由主尺读得9mm，游标上第7格与主尺刻度线对齐，为0.7mm，则该摆球的直径为9.7mm=0.97cm。单摆在摆角小于10时振动为简谐运动，选项a错误；由于摆球1个周期内两次通过最低点，测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t/50，选项b错误；由单摆周期公式t=2可知，用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，选项c正确；选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较大，选项d错误。3（浙江）（10分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是 （漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用 。【答案】学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。【解析】电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。如果选电磁打点计时器，则需要学生电源，如果选电火花计时器，则不需要学生电源。7（山东）（12分）（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度h、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_。滑块与斜面间的动摩擦因数为_。以下能引起实验误差的是_。a滑块的质量b当地重力加速度的大小c长度测量时的读数误差d小球落地和滑块撞击挡板不同时8（江苏）（8分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点p，下端用细线挂一重物m。弹簧测力计b的一端用细线系于o点，手持另一端向左拉，使结点o静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为n，图中a的示数为_n。 （2）下列不必要的实验要求是_。（请填写选项前对应的字母） （a）应测量重物m所受的重力 （b）弹簧测力计应在使用前校零 （c）拉线方向应与木板平面平行（d）改变拉力，进行多次实验，每次都要使o点静止在同一位置 （3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。【答案】（1）3.6 （2）d（3）改变弹簧测力计b拉力的大小；减小重物m的质量； 9.（海南）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上a点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上b点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示a点到导轨低端c点的距离，h表示a与c的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示a ，b 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过b点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；（1）若将滑块自a点由静止释放，则在滑块从a运动至b的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_。动能的增加量可表示为_。若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= _.(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（a点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_(保留3位有效数字).由测得的h、d、b、m和m数值可以计算出直线的斜率，将k和进行比较，（2）描点画图如下：由图可知：k=10（北京）（18分）（2）如图2，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。小球开始释放高度hb小球抛出点距地面的高度hc小球做平抛运动的射程图2中o点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球ml多次从斜轨上s位置静止释放，找到其平均落地点的位置p，测量平抛射程op。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上s位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_。(填选项前的符号)a用天平测量两个小球的质量ml、m2b测量小球m1开始释放高度hc测量抛出点距地面的高度hd分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置m、ne测量平抛射程om，on若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_ (用中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_ (用中测量的量表示)。经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距o点的距离如图3所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1:p1=_ :11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1: p2=11:_。实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为_。有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程on的最大值为_cm。11.（安徽）（18分）为了测量某一弹簧的劲度系数，降该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验册除了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，七对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2)（1）作出m-l的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为 n/m.解析：（1）如图所示 （2）0.2480.262【2010高考】2010重庆（1）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如题22图1所示，a、b、c、d是本次排练的4个计数点，仅能读