2020版高考物理二轮复习 第2部分 专项2 活用4大策略破解实验题 策略2 常规类实验——紧扣教材

第二部分考前专项提能专项二活用4大策略破解实验题策略2常规类实验——紧扣教材，融会贯通教材中的实验是高考创新实验的命题根源，这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材中的实验，弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，对每一个实验都应做到心中有数，并且能融会贯通。[例2]某小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F。(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。这样做的目的是________。A．避免小车在运动过程中发生抖动B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．保证小车最终能够做匀速直线运动D．使细线拉力等于小车受到的合力(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图甲所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个打点未画出，AB、CD间的距离分别为x1、x2，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为________。(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图乙的坐标系中描点作出a-F图线。钩码个数12345F/N0.490.981.471.962.45a/(m·s－2)0.921.682.322.883.32(4)结合实验中画出的a-F图线分析产生误差的原因主要是____________________________________________________________________________________________________________。[解题指导](1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受的合力。(2)因为每相邻两个计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t＝5T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即Δx＝at2，则有a＝x2－x12t2＝x2－x150T2。(3)描点作出图象如图所示。(4)探究加速度与力的关系的实验中，当钩码的总质量远小于小车的质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码的重力，如果钩码的总质量太大，没有远小于小车质量，a­F图象不再是直线，而是发生弯曲，变成曲线。[答案](1)D(2)x2－x150T2(3)见解析(4)不满足小车质量远大于钩码的总质量策略点评：(1)力学中的几个重要实验都可以通过打点计时器、纸带和长木板组成的装置来进行，深刻理解这套装置的工作原理，就把握住了力学实验的核心。(2)本实验的创新点：①实验器材——如用力传感器测细线的拉力，此时钩码的总质量不必远小于小车的质量；再如用光电门代替打点计时器等。②研究对象——如果以钩码及小车整体为研究对象，则钩码的总质量不必远小于小车的质量。[链接高考]2．(2019·全国卷Ⅲ·T22)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相机每间隔0.1s拍1幅照片。(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________。(填正确答案标号)A．米尺B．秒表C．光电门D．天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答：__________________________________________________(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5cm、ac＝58.7cm，则该地的重力加速度大小为g＝________m/s2。(保留2位有效数字)[解析]利用数码相机的连拍功能，通过每隔一定时间的拍摄确定小球位置，所以还必须使用的器材是米尺，将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺，用米尺测量小球位置间的距离，利用逐差法由公式Δx＝aT2，可得a＝g＝ΔxT2＝9.7m/s2。[答案](1)A(2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺(3)9.7