高三物理二輪復習 第1部分 專題6 物理實驗與創(chuàng)新 第1講 力學實驗課件.ppt

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,,,,專題 六,物理實驗與創(chuàng)新,第1講 力學實驗,,核心考點聚焦,一、誤差與有效數字 1．誤差,2.有效數字 (1)有效數字的最后一位是測量者估讀出來的，是誤差的來源． (2)從數的左邊第一個不為零的數字算起，如0.0125為三位有效數字． 二、基本儀器的使用 1．長度測量類儀器 (1)游標卡尺的讀數方法： 測量值＝主尺上讀的整毫米數＋游標尺上對齊格數精確度(mm),2．時間測量類儀器 (1)打點計時器： 要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數點，為便于測量和計算，一般每五個點取一個計數點，這樣時間間隔Δt＝0.025 s＝0.1 s. (2)頻閃照相機： 它是用等時間間隔獲取圖像信息的方法將物體在不同時刻的位置記錄下來，使用時要明確頻閃的時間間隔． (3)光電計時器：記錄遮光時間．,3．探究動能定理 (1)實驗原理 小車在一根橡皮筋的作用下彈出，用2根、3根…同樣的橡皮筋進行第2次、第3次…實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，如果把第一次實驗時橡皮筋做的功記為W，以后各次做的功就是2W、3W… 小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，作出W－v曲線探究． (2)操作關鍵 ①平衡摩擦力． ②選間距均勻的那一段紙帶來計算小車的速度．,四、“靜止平衡類”實驗 1．探究彈力和彈簧伸長量的關系 (1)實驗原理 要測出每次懸掛重物的重力大小F和彈簧伸長的長度x，建立F－x坐標，描點作圖探究． (2)操作關鍵 ①實驗中不能掛過多的鉤碼，使彈簧超過彈性限度． ②作圖象時，不要連成“折線”，而應盡量讓坐標點落在直線上或均勻分布在兩側．,2．驗證力的平行四邊形定則 (1)實驗原理 使一個力作用效果跟兩個力共同作用效果相同． (2)操作關鍵 ①每次拉伸結果位置O必須保持不變． ②記下每次各力的大小和方向． ③畫力的圖示時應選擇適當的標度．,,熱點考向例析,(2015海南單科11)某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結果如圖(a)和(b)所示．該工件的直徑為______cm，高度為______mm.,考向一 基本儀器的讀數,游標卡尺和螺旋測微器讀數時應注意的問題 (1)10分度的游標尺，以mm為單位，小數點后只有1位，20分度和50分度的游標尺以mm為單位，小數點后有2位，不估讀． (2)螺旋測微器以mm為單位，小數點后必須有3位，格數要估讀，同時還要注意半毫米刻度線是否露出．,[題組訓練] 1．現有一合金制成的圓柱體，為測量該合金的電阻率，現用伏安法測圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標卡尺測量該圓柱體的長度．螺旋測微器和游標卡尺的示數如圖(a)和圖(b)所示． 由上圖讀得圓柱體的直徑為________mm，長度為________cm.,解析： 該游標卡尺的游標尺有10個分度，則該游標卡尺的精確度為0.1 mm，游標卡尺的讀數為5 cm＋30.01 cm＝5.03 cm；螺旋測微器的讀數為固定刻度讀數與可動刻度讀數之和，因此長直導體的直徑為5 mm＋31.50.01 mm＝5.315 mm. 答案： 5.03 5.315,(2015廣東理綜34)某同學使用打點計時器測量當地的重力加速度． (1)請完成以下主要實驗步驟：按圖(a)安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物________(填“靠近”或“遠離”)計時器下端；________，________，使重物自由下落；關閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復實驗．,考向二 以紙帶或光電門為核心的力學實驗,打點計時器的認識和正確使用 (1)電磁打點計時器工作電壓為低壓交流4～6 V；電火花計時器工作電壓為交流220 V. (2)工作時應先接通電源，后釋放紙帶．,(1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖2所示，則d＝________mm. (2)實驗時，由數字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t＝1.010－2 s，則滑塊經過光電門B時的瞬時速度為________ m/s. (3)若某同學用該實驗裝置探究滑塊加速度與滑塊受力的關系． ①要求出滑塊的加速度，還需要測量的物理量是________ (文字說明并用相應的字母表示)．,(4)若某同學用該實驗裝置驗證滑塊所受合外力做功與動能變化量的關系，還需測量的物理量是________(文字說明并用相應的字母表示)；驗證的表達式為________．,解析： (1)打點計時器需要使用低壓交流電源，圖中打點計時器連接了學生電源的直流輸出端，為確保小車所受拉力不變，滑輪與小車間的細繩方向應與長木板平行．(2)①實驗中為確保小車所受拉力近似等于砝碼盤及砝碼總重力，應使小車質量遠大于砝碼盤及砝碼的總質量m，故m應選擇A；②由第一段位移x1＝3.66 cm－1.26 cm＝2.40 cm，第二段位移x3＝12.00 cm－7.30 cm＝4.70 cm，由Δx＝aT2可知，計數點4到計數點5之間的距離為7.00 cm左右，故戊與甲、乙為同一紙帶．③由Δx＝aT2可知，x3－x1＝2aT2，解得：a＝1.15 m/s2. 答案： (1)滑輪太高(或細繩與長木板不平行) 打點計時器接到直流電源上(或打點計時器應接交流電源) (2)①A ②戊 ③1.15,(2015山東理綜21)某同學通過下述實驗驗證力的平行四邊形定則．實驗步驟： ①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向．,考向三 “靜止平衡類”實驗,解析： 木板不豎直會導致繪圖時力的方向與實際方向不同，產生誤差；彈簧測力計的外殼重力與其示數無關，測的力就是對O點的拉力，B拉力方向可以不水平，選項D結點O發(fā)生變化，不屬于誤差，屬于錯誤． 答案： (1)三條細繩(拉力)的方向 (2)A (3)減小彈簧測力計B的拉力；或減小鉤碼C的質量；或減小AO與BO之間的夾角；或其他能達要求的方法,2．(2015河南駐馬店高中模擬)某同學利用如圖甲所示的裝置測量某一彈簧的勁度系數，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上砝碼盤．通過改變盤中砝碼的質量，測得6組砝碼的質量和對應的彈簧長度l，畫出m－l圖線，對應點已在圖上標出，如圖乙所示．(重力加速度g＝10 m/s2),(2015江蘇單科11)某同學探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律．實驗裝置如圖1所示，打點計時器的電源為50 Hz的交流電． (1)下列實驗操作中，不正確的是________． A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B．紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面,考向四 力學創(chuàng)新類實驗,,C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D．在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源 (2)該同學按正確的步驟進行實驗(記為“實驗①”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點為O點，每隔一個計時點取一個計數點，標為1,2，…，8.用刻度尺量出各計數點的相鄰兩計時點到O點的距離，記錄在紙帶上，如圖2所示．,(3)由紙帶上的測量數據可知，磁鐵下落的速度逐漸增大，最后勻速下落，所受阻力逐漸增大到大小等于重力． (4)實驗結果表明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用，而磁鐵在銅管中下落時受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用． 答案： (1)CD (2)39.0 (3)逐漸增大到39.8 cm/s且增加的越來越慢 逐漸增大到等于重力 (4)為了說明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用，磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用,實驗器材的等效替換也是高考創(chuàng)新實驗設計的主要思路之一，從近幾年的高考命題來看，在測量物體的速度時常涉及實驗器材的等效替換，如利用光電門替代紙帶來測量物體的加速度、速度，還有利用閃光照相機等替代打點計時器．在備考復習中要有意識地去思考所遇到的實驗中能否利用其他的一些實驗器材來替代題目中所給的儀器．,,真題高效演練,1．(2015新課標全國Ⅰ22)某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗．所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R＝0.20 m)．,,①用鉛筆描下結點位置，記為O； ②記錄兩個彈簧測力計的示數F1和F2，沿每條細繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個點，用刻度尺把相應的點連成線； ③只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結點仍拉到位置O，記錄測力計的示數F3，________； ④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3； ⑤根據力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F； ⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對其原因進行分析，并作出相應的改進后再次進行實驗．,解析： ③此步驟中應記錄此時拉力的大小和方向，結合②的操作，③中橫線應填寫：沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線．⑥要驗證平行四邊形定則，需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故⑥中橫線應填寫F和F3. 答案： ③沿此時細繩(套)的方向用鉛筆描出幾個點，用刻度尺把這些點連成直線 ⑥F和F3,4．(2015福建理綜19)某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗． (1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度．其示數為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度，此時彈簧的伸長量Δl為________cm；,(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是________；(填選項前的字母) A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 B．隨意增減鉤碼．記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重 (3)圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現象的主要原因是____________________________________________．,解析： (1)由乙圖知，讀數為14.66 cm，所以彈簧伸長(14.66－7.73)cm＝6.93 cm；(2)若隨意增減砝碼，會作圖不方便，有可能會超出彈簧形變范圍，所以應逐一增掛鉤碼，選項A正確．③由圖知AB段伸長量與彈力不成線性關系，是因為鉤碼重力超過彈簧彈力范圍． 答案： (1)6.93 (2)A (3)鉤碼重力超過彈簧彈力范圍,5．(2015浙江理綜21)甲同學準備做“驗證機械能守恒定律”實驗，乙同學準備做“探究加速度與力、質量的關系”實驗． (1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實驗器材，甲同學需在圖中選用的器材________；乙同學需在圖中選用的器材________．(用字母表示),(2)某同學在實驗室選齊所需器材后，經正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小為________．,,,謝謝觀看！,