【南方新课堂】2013年高考物理二轮复习提升 第一部分 专题六 第1讲 力学实验课件

专题六高中物理实验第1讲力学实验1．(2012年广东卷)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)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________(填“水平”或“竖直”)方向上．代表符号L0LxL1L2L3L4L5L6数值/cm25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30(2)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刻度为______．(3)图6－1－1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________(填“L0”或“Lx”)的差值．图6－1－1(4)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)．解析：(1)实验是利用砝码的重力来拉伸弹簧，故弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向上．(2)弹簧静止时，其弹力才等于砝码的重力；L3的读数相比其他读数少了一位；最后一位是估读值，故刻度尺的分度值为0.1cm.(3)图中砝码质量为0(即未放砝码)时横轴的读数也为0，说明挂砝码盘时伸长的量并没有计算在内．答案：(1)竖直(2)静止L30.1cm(3)Lx(4)4.910(4)设砝码盘的质量为m0，盘中砝码的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹簧的长度为L，由平衡条件及胡克定律可知m0g＝k(Lx－L0)，(m＋m0)g＝k(L－L0)，两式联立可解得mg＝k(L－Lx)，而图中的横轴坐标x＝L－Lx，故有mg＝kx，也可写成m＝kg·x，即kg就是图线的斜率，可算出图线的斜率为0.5kg/m，故弹簧的劲度系数k＝0.5×9.8N/m＝4.9N/m；由m0g＝k(Lx－L0)可算出m0＝k·Lx－L0g＝0.5×0.02kg＝0.01kg＝10g.2．(2011年广东卷)图6－1－2所示的是“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6－1－2(1)OD之间的距离为________cm.(2)图6－1－3是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点到同一起点的距离)，斜率表示______，其大小为_____m/s2(保留三位有效数字)．图6－1－3答案：(1)1.20(2)12a0.458～0.4643．(2010年广东卷节选)图6－1－4是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．(1)已知打点计时器电源的频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)A、B、C、D是纸带上的四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点的间距s＝________，C点对应的速度是______________(计算结果保留三位有效数字)．图6－1－4答案：(1)0.02s(2)0.70cm0.100m/s从近三年力学实验来看，突出简单基础，以后考向仍然会以纸带为主线考查，考查内容有：(1)基本原理知识，如基本仪器的读数．(2)理解应用层面，如速度、加速度的计算，各种简单图象的分析．基本仪器的读数【例1】(2011年珠海一模)(1)电磁打点计时器或电火花计时器都是计时仪器．电火花计时器的工作电压为________流________V，f＝50Hz时，每隔________s打一次点．(2)如图6－1－5所示，螺旋测微器甲和游标卡尺乙的读数分别为__________mm、__________cm.图6－1－5解析：(2)螺旋测微器主尺的读数为1.5mm，微分筒的读数为0.375～0.383；游标卡尺为10分度，主尺上读数为1.00cm，游标尺读数为5×0.1mm＝0.05cm.答案：(1)交2200.02(2)1.8801.05(1)螺旋测微器的读数：①看半刻度是否露出；②可动刻度要估读．(2)游标卡尺的读数：①主尺上的读数，应以游标的0刻度左端上主尺的刻度为准；②看清游标的精确度；③游标卡尺都是根据刻度线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读．易错提醒：做题时需注意细节方面的内容，如有效数字的位数；若题目中无单位，勿遗漏单位．1．(1)在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图6－1－6甲所示，读数为___mm.(2)用游标为20分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，读数为________cm.图6－1－6解析：(1)螺旋测微器主尺的读数为0.5mm，微分筒的读数为0.116～0.119mm；(2)游标卡尺为20分度，主尺的读数为0.60cm，游标尺的读数为15×0.05mm＝0.075cm.答案：(1)0.618(2)0.675打点纸带的数据分析【例2】(2012年广州一模)如图6－1－7所示的是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带．图6－1－7(1)打点计时器电源的频率为50Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，F点由于不清晰而未画出．试根据纸带上的数据，推测F点的位置并在纸带上标出，算出对应的速度vF＝______m/s.(结果保留两位有效数字)(2)图6－1－8是某同学根据纸带上的数据作出的v－t图象．根据图象，t＝0时的速度v0＝________m/s、加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)图6－1－8答案：(1)如图36所示0.70(2)2.0×10－15.0匀变速直线运动相等时间内的相邻两段位移差为定值，且Δs＝aT2，由此可确定F点的位置，并求出加速度．图362．(2012年山东卷)某同学利用图6－1－9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6－1－10所示．打点计时器电源的频率为50Hz.图6－1－9图6－1－10(1)通过分析纸带的数据，可判断物块在相邻计数点______和______之间某时刻开始减速．(2)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)．(3)物块减速运动过程中，加速度的大小为a＝______m/s2，计算结果比动摩擦因数的真实值_____________(填“偏大”或“偏小”)．若用ag来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则解析：(1)由于计数点前后的间隔距离都小于它们的间隔距离，说明计数点6之前物块在加速，计数点7之后物块在减速，则开始减速的时刻在计数点6和7之间．(1)计数点5对应的速度等于计数点4和6之间的平均速度v5＝9.00＋11.01×10－20.2m/s＝1.00m/s，同理v4＝9.00＋7.01×10－20.2m/s＝0.80m/s，又v5＝v4＋v62，可解得计数点6对应的速度大小为1.20m/s.答案：(1)67(2)1.001.20(3)2.0偏大(3)在减速阶段有Δx＝2.00cm，则加速度为a＝ΔxT2＝2.00×10－20.12m/s2＝2.00m/s2.在减速阶段产生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以计算结果比动摩擦因数的真实值“偏大”．1．游标卡尺的类型和读数：(1)10分度的游标卡尺：读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1mm位的数值：其读数准确到0.1mm.(2)同理，20分度的游标卡尺，其读数准确到0.05mm.50分度的游标卡尺读数准确到0.02mm.读数方法相同．2．螺旋测微器的读数：读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位)，再把两部分读数相加，得到测量值．3．以纸带为主线的实验是历年来力学实验考查的重点，而根据纸带分析计算物体的速度和加速度又是重中之重．处理纸带问题时要注意以下几方面：是指“两计时点之间的时间”还是“两计数点之间的时间”．(2)为了减小误差，灵活选择计数点利用逐差法求加速度，一般情况下：做题时需注意式中的T所指的时间．(1)速度利用vn＝sn＋sn＋12T求解，做题时注意区分其中的Ta－＝a1＋a2＋a33＝[s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3]9T2