2023年高考物理专题集锦（一）赏析两道力学实验创新题

PAGE赏析两道力学实验创新题表达实验创新之一的地方就是实验的设背，新颍实验设置的介人可以很好地考查考生的实验分析能力以及实验迁移能力，就此，本文从两个方面赏析。一、新颖实验器材的考查【例题1】(改编)某同学现利用拉力传感器来验证力的平行四边形定那么，实验装置如图1所示。水平细杆上安装有两个拉力传感器A、B，并用数据线将传感器与计算机相连接。在与拉力传感器相连的不可伸长的轻质细线AB上某结点C处用细线悬挂重力为G的钩码D，AC>BC。实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器A、B间的距离A传感器将记录的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图2所示张力F随距离d的变化图线。试分析以下问题：〔1〕图中图线由传感器 记录的数锯所绘图线；〔2〕由图乙可知，钩码的重力G= N;〔3〕现要利用两传感器之间距离为d=1.m时所测得的实验数据来验证力的平行四边形定那么，请根据图中的信息，按一定的比例作出FI、FU的图示，并用作图法求出FI、F【解析】()由图可知，当d<.m时，图线I对应的传感器示数恒定，而与另一传感器相连接的细线张力为零，即细线松弛，松弛的细线长些，故图线I对应的应该是细线BC的张力，是传感器B记录的数据所绘图线；〔2〕当AC松弛时，传感器B记录的张力等于钩码重力G,故GN；〔3〕由图乙可知两传感器之间距离为d=m时，F1=，根据力的平行四边形定那么可做得FI、的图示如图所示，由所做的图示可求得FI、的合力。【点评】本实验虽然利用拉力传感器替换了弹簧秤，但是实验的原理和方法还是不变，另外，对于图象复原实验数据的要点是图线的特性、特殊点及其物理意义如截距、斜率、最大值、最小值、交点、折点及图线的形状曲直等。二、新颖图象的考查【例题】(改编)某物理兴趣小组的同学学了动能定理后提出弹簧的弹力对物体所做的功与物体在该弹簧弹力做功过程中通过的位移x之间会存在什么关系呢？为了得到结论，他们设置了如图所示的实验:在气垫导轨的一端固定有一轻质弹簧，实验时接通电源，将带有挡光片的滑块压缩弹賛后静止释放滑块(弹賛恢复到原长时滑块还没到达光电门处〕，滑块通过光电门的时间Δt由数字计时器记录下来，实验步骤如下：①安装好实验器材接通连接导轨的气泵，调节气垫导轨，使其处于水平位置.用天平测出滑块和挡光片的总质量；②用游标卡尺测量滑块上遮光片宽度d，测量结果如图5所示；③通过滑块压缩弹簧，并从导轨上的刻度尺测出其压缩量x,然后释放滑块。④记录档光片通过光电门的时间Δt，并计算出滑块通过光电门时的动能Ek;⑤屡次重复步骤③和④；实验中的实验数据的下表所示。试完成以下问题：〔1〕在步骤①中如何确定气垫导轨已经调至水平位置？〔2〕由5图可知挡光片的宽度为d = cm；()请根据表中的数据做出你的猜测，并通过相关的方法证明你的猜测。【解析】()将气垫导轨调至某一位置后，轻推滑块，如果滑块刚好能够匀速运动，说明气垫导轨已水平。〔2〕挡光片的宽度 d=1.cm+×cm〔3〕根据表中的数据可知，滑块的动能Ek与弹簧压缩量x的二次方成正比。所以表格中弹簧的压缩量为cm时，其动能为.J为证明该猜测得出的Ek-x图象如图所示。【点评】在进行实验方