2020年高考物理一轮复习 专题8.1 力学实验全解课件

三大常见力学实验仪器的使用与读数探究匀变速直线运动规律验证力的平行四边形法则探究弹力和弹簧伸长的关系题型简介探究加速度与外力、质量的关系结合物体的运动规律求摩擦因素u的大小题型简介题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数例1、刻度尺的读数；【答案】6.51cm（6.51cm、6.52cm都对）【解析】：刻度尺的读数说明①刻度尺的读数是需要估读的，估读的原则是要读到最小刻度的后一位，也就是分度值的后一位。②在本题中所示的刻度尺最小刻度值是毫米(mm),所以在读数时要估读到毫米（mm）的后一位；③图1中下面条带的长度应读为：6.51cm，或65.1mm，读数中的“5”是毫米（mm）“1”是估读的，也就是最小分度值为毫米的刻度尺的读数形式一定是x.xx（cm）或x.x（mm）。题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数例2、刻度尺的读数【答案】6.25cm【解析】：图2中A、B两点的距离式中的“5”是估读的。题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数例3、螺旋测微器的读数；图3【答案】6.730mm题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数【解析】：螺旋测微器的读数说明：①螺旋测微器是需要估读，螺旋尺的最小分度值为0.01mm，所以当估读到下一位时需要估读到千分位；②螺旋测微器的读数为：S=X+N×0.01；S为最终读数，X为主尺的读数，N为螺旋尺的读数（需估读）图3的读数为：6.5+20.3×0.01=6.703mm式中20.3的“3”是估读的；③螺旋测微器的最终读数形式为x.xxx(mm).题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数例4、螺旋测微器的读数；图4【答案】4.700mm【解析】：图4的读数为：4.5+20.0×0.01=4.700mm例5、游标卡尺的读数说明图5【答案】22.40mm题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数【解析】：游标卡尺的读数说明：①游标卡尺的读数是不需要估读的但要满足与最小分度值的精确度一致性原则；游标卡尺的分度值不同，读数形式则不同。②游标卡尺的读数形式为：S=X+N.f,S为最终读数，X为游标尺“0”刻线对应的主尺的读数；N为游标尺上除“0”刻线外第多少个与主尺上某一细线对齐的细线，f为分度值（0.1、0.05、0.02）分度值的划分要看游标尺上小格子的数目；题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数游标尺上有50个小格子的为50分度，50分度最小分度值为mmmm02.0501游标尺上有20个小格子的为20分度，20分度最小分度值为mmmm50.0201游标尺上有10个小格子的为10分度，10分度最小分度值为mmmm1.0101题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数题型一、三大常见力学实验器材的使用与读数③、50分度的游标卡尺最终读数形式为：X.XX(mm)20分度的游标卡尺最终读数形式为：X.XX(mm)10分度的游标卡尺最终读数形式为：X.X(mm)，准确记住各刻度尺最终的读数形式，是估读问题的最终法宝。故图5的最终读数为：22mm+40×002=22.40mm例6、游标卡尺的读数【答案】50.15mm【解析】：如图所示；图6的最终读数为50.15mm题型二、探究匀变速直线运动的规律例7、在做《研究匀变速直线运动》的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为s，且s1＝0.96cm，s2＝2.88cm，s3＝4.80cm，s4＝6.72cm，s5＝8.64cm，s6＝10.56cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz。计算此纸带的加速度大小a＝___________m/s2，，（计算结果保留3位有效数值）打第计数点4时纸带的速度大小v＝_________________m/s。请你依据本实验推断第6记数点和第7记数点之间的距离是___________cm，纸带的速度方向————————。题型二、探究匀变速直线运动的规律【答案】1.92m/s0.768m/s12.48cm向左【解析】：根据逐差法：23216549)()(Tssssssa代入相关参数得：222/92.1)1.0(910)80.488.296.0_()56.1064.872.6(sma根据中间时刻的瞬时速度等于物体的平均速度：Tssv2544,代入相关参数得：smv/768.01.0210)46.872.6(24物体做匀加速直线运动aTss67，代入相关参数得：cms48.121.02.1956.107观察发现纸袋从左向右相等时间内的位移逐渐增大，证明纸带向左运动；题型二、探究匀变速直线运动的规律题型二、探究匀变速直线运动的规律方法总结：1、求加速度a的方法有两种（公式法、逐差法）；公式法：2)(Tnmssanm（适用于初略的求解加速度的大小，精度不如逐差法高。）逐差法：23216549)()(Tssssssa，（充分利用实验数据，实验精度高）题型二、探究匀变速直线运动的规律说明如果题中给出的是奇数段纸袋需要去掉（首、中、尾任意一段再使用逐差法计算，一般情况优选去掉首段）2、瞬时速度v的的求解，主要用的是中间时刻的瞬时速度等于物体的平均速度来计算；3、处理此类为题需要注意几个易错点：①对T的准确理解；不同情况“T”的取值可能是不同，一定要认真读题来辨识；”T”常见的取值有“0.02s”“0.04s”“0.1s”“0.2cm”②对最终结果有效数值的保留问题，以及估读类错误；一定要注意题中关于有效数值的要求，以及计算结果单位的换算问题；③公式中的s1、s2、s3等参数是指的相等时间间隔内的位移，不是前几个T内的位移；如图所示；该图中s1=16cm，s2=18cm，而不是34cm这一点很多同学容易犯错；例8、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离分别为，d1_________cmd2_______cmd3_______cm计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2______m/s.小车的加速度是a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）题型二、探究匀变速直线运动的规律【答案】1.20cm、5.40cm、12.00cm0.21cm0.60m/s2题型二、探究匀变速直线运动的规律【解析】：根据刻度尺的估读原则，可以分别读出1、3、5各点的值；根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度可求得：Txv2132;smv/21.01.0210)20.140.5(22；将1、3的间距设为s1，将3、5的间距设为s2，这样“T”应该取为“0.2”根据公式法：212Tssa,222/6.02.010)2.46.6(sma题型二、探究匀变速直线运动的规律题型三、验证力的平行四边形法则例9、在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）．实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．（1）某同学在做该实验时认为：A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是（填入相应的字母）．题型三、验证力的平行四边形法则（2）若两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则（选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由是【答案】：（1）ABC（2）不能因为这两个力的合力大小超出了弹簧秤的量程【解析】：两个分力的夹角再60到100度之间实验误差更小；．方法总结：验证力的平行四边形法则的注意事项1．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止．2．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．3．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜．4．实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．题型三、验证力的平行四边形法则5．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．6．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．7.用两个弹簧秤拉橡皮条时要做“三记录”；记录两弹簧秤的示数、两绳的方向和结点o的位置。用一个弹簧称拉橡皮条时要做到“二记录”；记录弹簧秤的示数和绳的方向；还要做到“一注意”，结点o的位置必须在同一位置。题型三、验证力的平行四边形法则题型四、探究弹力和弹簧伸长的关系例10、某同学想要精确的探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是和.测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1题型四、探究弹力和弹簧伸长的关系714②实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：,.LLd,.LLd,.LLdcm007cm906cm906263152041请你给出第四个差值：d4=＝cm。④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4表示的式子为：ΔL＝____________代入数据解得ΔL＝cm。⑤计算弹簧的劲度系数k＝N/m。（g取9.8m/s2）【答案】①答：L5,L6②答：6.85(6.84-6.86)14.05(14.04-14.06)③答：L7–L37.20④ΔL＝1.75cm⑤28N/m题型四、探究弹力和弹簧伸长的关系【解析】：本实验用指针所对刻度尺示数标志指针位置。刻度尺读数应估读到最小刻度值的下一位，因所用刻度尺最小刻度是毫米，故应估读到毫米刻度下一位，结果应为“×.×”mm（毫米的下一位是估读的），若以厘米作单位，小数点后面应有两位即：“×.××”cm，故选出L5和L6。②答：6.85(6.84-6.86)14.05(14.04-14.06)按照所给图示读数即可得出，注意估读也应追求准确。③答：L7–L37.20(7.18-7.22)所给刻度尺的读数差值表示四个钩码对弹簧的拉力所引起的形变。追寻前面三个差值的计算规律，即可得出L7－L3=7.20cm题型四、探究弹力和弹簧伸长的关系④答：444321)dddd(LΔL＝1.75cm所给的刻度尺读数差值表示四个钩码对弹簧的拉力所引起的形变设每个钩码质量为m0，对弹簧的拉力所引起的形变为∆L，由胡克定律有：L4kg4mLkgm00则所以有①+②+③+④得：LLLLLLLLLdddd16)4(16)(44321432143