（江蘇專用）2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 要點(diǎn)回扣 專題16 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

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1、要點(diǎn)16　力學(xué)實(shí)驗(yàn) [規(guī)律要點(diǎn)] 1.誤差和有效數(shù)字 (1)誤差 產(chǎn)生原因 大小特點(diǎn) 減小方法 系統(tǒng)誤差 實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)原理不完善、實(shí)驗(yàn)方法粗略 總是偏大或偏小 更新儀器，完善實(shí)驗(yàn)原理 偶然誤差 測(cè)量、讀數(shù)不準(zhǔn)確 忽大忽小 畫(huà)圖象或取平均值 (2)絕對(duì)誤差＝|測(cè)量值－真實(shí)值|，相對(duì)誤差＝×100%。 (3)誤差不可避免，但可以減小誤差。 (4)有效數(shù)字：從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如0.020 6 為3位有效數(shù)字。 2.基本儀器的使用 物理量 測(cè)量?jī)x器 讀數(shù)方法及注意事項(xiàng) 長(zhǎng)度 刻度尺 分度值一般為1 mm(此時(shí)叫毫米刻度尺)。毫

2、米刻度尺可精確到毫米位、估讀到十分之一毫米位(能讀取十分之幾毫米)。讀數(shù)若以mm為單位，則小數(shù)點(diǎn)后有1位有效數(shù)字，讀數(shù)時(shí)估讀的“0”不能舍去 游標(biāo)卡尺 d＝主尺讀數(shù)(mm)＋精度×游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線數(shù)值(mm)，不估讀 10分度游標(biāo)，精度0.1 mm 20分度游標(biāo)，精度0.05 mm 50分度游標(biāo)，精度0.02 mm 螺旋測(cè)微器 測(cè)量值＝固定刻度＋可動(dòng)刻度(估讀)×0.01 mm。注意要估讀到0.001 mm 時(shí)間 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 f＝50 Hz時(shí)，相鄰點(diǎn)跡間隔為0.02 s 光電計(jì)時(shí)器 光電計(jì)時(shí)器能自動(dòng)記錄擋光時(shí)間，顯示在讀數(shù)窗口 停表 電子停表的準(zhǔn)確值可以達(dá)到0.01

3、 s。機(jī)械停表的準(zhǔn)確值為0.1 s 質(zhì)量 天平 測(cè)量讀數(shù)由右盤(pán)中砝碼和游標(biāo)共同讀出 力 彈簧測(cè)力計(jì) 先看彈簧測(cè)力計(jì)的分度值，若精度的末位是1，需要估讀到精度的下一位，若精度的末位不是1，如0.2或0.5，只需估讀到精度這一位 3.實(shí)驗(yàn)要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)名稱 裝置圖 常考要點(diǎn) 研究勻 變速直 線運(yùn)動(dòng) (1)數(shù)據(jù)處理方法： ①公式法：v＝， Δx＝aT2 ②圖象法：v－t圖象 (2)摩擦力：無(wú)需平衡(木板平放或斜放均可) 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 ①考讀數(shù)：彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)②考操作：兩次拉橡皮筋時(shí)需將結(jié)點(diǎn)O拉到同一位置(等效替代法) ③求合力：根據(jù)分力F1

4、、F2的大小與方向用作圖法求合力 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 ①考裝置：器材裝配正誤；平衡摩擦力的方法、標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量控制要求 ②控制變量法的應(yīng)用 ③圖象的處理以及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) ④判成因：給定異常a－F圖象，判斷其可能成因 探究動(dòng)能定理 ①考裝置：平衡摩擦力的方法、判斷標(biāo)準(zhǔn) ②求速度：小車獲得的速度就是紙帶上點(diǎn)距均勻的部分對(duì)應(yīng)速度 ③考圖象：作W－v或W－v2圖象，得出結(jié)論 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ①考運(yùn)算：下落速度的計(jì)算；減少的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能的計(jì)算 ②考圖象：根據(jù)－h(huán)或－Δh圖象的斜率判斷機(jī)械能是否守恒 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 ①考裝置：斜槽末端切線應(yīng)調(diào)整水平；a

5、球質(zhì)量大于b球 ②考原理：小球落地點(diǎn)的判定及精準(zhǔn)定位；必要的物理量的測(cè)量；碰撞前后守恒式的計(jì)算 ③考拓展：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律其他實(shí)驗(yàn)裝置、方法及關(guān)系式 4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 方法 優(yōu)點(diǎn) 平均值法 可減小偶然誤差，但對(duì)系統(tǒng)誤差無(wú)效 列表法 數(shù)據(jù)列表可以簡(jiǎn)單而又明確地展示各物理量之間的關(guān)系，有助于找出物理量之間的規(guī)律與聯(lián)系 作圖法 直觀、簡(jiǎn)便，有取平均的效果。由圖線的斜率、截距、所圍面積等可以確定物理量之間的變化關(guān)系，找出規(guī)律，還可剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù) [保溫訓(xùn)練] 1.(2018·南通調(diào)研)某小組利用如圖1所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)中，他們平衡了摩擦力，用天平測(cè)出小車的總

6、質(zhì)量，用細(xì)線所掛鉤碼的總重力代替小車所受的牽引力大小F。 圖1 (1)他們還在實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)線與木板平行。這樣做的目的是________。 A.避免小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng) B.使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C.保證小車最終能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng) D.使細(xì)線拉力等于小車受到的合力 (2)實(shí)驗(yàn)得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，AB、CD間的距離分別為x1、x2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)_______。 圖2 (3)下表記錄了小車質(zhì)量一定時(shí)，

7、牽引力大小F與對(duì)應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谙聢D的坐標(biāo)中描點(diǎn)作出a－F圖線。 鉤碼個(gè)數(shù) 1 2 3 4 5 F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 a/(m·s－2) 0.92 1.68 2.32 2.88 3.32 (4)實(shí)驗(yàn)中畫(huà)出的a－F圖線與理論計(jì)算的圖線(圖中已畫(huà)出)有明顯偏差，其原因主要是____________________。 解析　(1)使?fàn)恳≤嚨募?xì)線與木板平行，這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使細(xì)線拉力等于小車受到的合力。故選項(xiàng)D正確。 (2)因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為

8、t＝5T，勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即Δx＝at2， 則有a＝＝。 (3)根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示。 (4)探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼重力，如果鉤碼質(zhì)量太大，沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，小車受到的拉力明顯小于鉤碼重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，a－F圖象發(fā)生彎曲，變成曲線。 答案　見(jiàn)解析 2.(2018·福建福州十中月考)利用如圖3所示的方式驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切，先將小滑塊A從圓弧軌道的最高點(diǎn)無(wú)初速度釋放，測(cè)量出滑塊在水平桌面滑行的距離x1(圖甲)；然后將小滑塊B放

9、在圓弧軌道的最低點(diǎn)，再將A從圓弧軌道的最高點(diǎn)無(wú)初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，測(cè)量出整體沿桌面滑動(dòng)的距離x2(圖乙)。圓弧軌道的半徑為R，A和B完全相同，重力加速度為g。 圖3 (1)滑塊A運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度v ＝________(用R和g表示)； (2)滑塊與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ ＝ ________(用R和x1表示)； (3)若x1和x2的比值是________，則驗(yàn)證了 A和B的碰撞動(dòng)量守恒。 解析　(1)A在圓弧面上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，取桌面為零勢(shì)能參考平面，則有 mgR＝mv2 解得v＝。 (2)對(duì)A下滑的全過(guò)程由動(dòng)能定理分析可知 mgR－μmgx1＝0 解得μ＝。 (3)如果碰撞中動(dòng)量守恒，則有mv＝2mv′ 再對(duì)碰后的AB滑塊分析，由動(dòng)能定理可知 ·2mv′2＝μ·2mgx2 則x2＝ 故＝4；因此只要滿足＝4，即可證明動(dòng)量守恒。 答案　(1)　(2)　4 6