1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2讲“两类”常考教材原型实验1力学实验1熟知常规力学量的测量物理量测量工具、使用方法或测量方法力弹簧测力计(不超量程、调零，会读数)；力传感器(调零)质量天平(水平放置、调零，被测物体放左盘、砝码放右盘，会读数)长度刻度尺要估读，精度1 mm；螺旋测微器要估读，精度0.01 mm；游标卡尺不估读，精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种时间打点计时器(电磁式6 V以下交流电，电火花220 V交流电，打点时间间隔0.02 s)；光电计时器(记录挡光时间t)；秒表(不估读，精度0.1 s)速度打点纸带：v；频闪照相：v；光电门：瞬时速度v(d为遮光板
2、宽度)；速度传感器加速度打点纸带：a；频闪照相：a；光电门：a或a；vt图像：ak(斜率)2.洞悉重要力学实验的考点(1)研究匀变速直线运动装置图操作要领平行：细绳、纸带与长木板平行；靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置；先后：实验时先接通电源，后释放小车，实验后先断开电源，后取下纸带；适当：悬挂钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集考查热点考装置：器材装配正误；考读算：读纸带计数点间位移，计算瞬时速度，计算加速度；摩擦力：无须平衡(木板平放或斜放均可)；远小于：无须满足(悬挂钩码的质量远小于小车的质量)(2)探究弹力和弹簧伸长的关系装置图操作要领考查热点操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止
3、时测出弹簧长度；作图：坐标轴标度要适中，单位要标注；连线时要使各数据点均匀分布在直线的两侧考装置：器材装配、读数；考作图：根据记录数据作相关图线；考计算：根据Fx或Fl或mx图像求劲度系数k(3)验证力的平行四边形定则装置图操作要领等效：同一次实验中橡皮筋拉长后的结点O位置必须保持不变；拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉，橡皮筋、弹簧测力计和细绳套与纸面平行；两分力F1、F2的夹角不要太大或太小；作图：选定比例要相同，严格按力的图示要求作平行四边形求合力考查热点考读数：弹簧测力计示数；考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉到同一位置；求合力：根据分力F1、F2的大小与方向用作图法求合力；会区分：能区分合
4、力的理论值与真实值(4)验证牛顿运动定律装置图操作要领平衡：必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量，无须重新平衡)；质量：小盘和重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器无须满足此要求)；其他：细绳与长木板平行；小车从靠近打点计时器的位置释放；实验时先接通电源，后释放小车考查热点考装置：器材装配正误，平衡摩擦力的方法、判断标准，质量控制要求；测定a：根据纸带或光电门数据计算加速度；求结论：描点作aF或a图像，并得出结论；判成因：给定异常aF图像，判断其可能成因(5)验证机械能守恒定律装置图操作要领考查热点安装：打点计时器竖直安装，纸带沿竖直方向拉直；重物：选密度大、质量大的金属块，且在靠近打点计时
5、器处释放；速度：应用vn计算，不能用vn或vngt计算考装置：器材选择、装配正误；考计算：下落速度的计算；减少的重力势能与增加的动能的计算；考图像：根据h或h图像的斜率判断机械能是否守恒(6)验证动量守恒定律装置图实验原理碰撞前后动量mav0mav1mbv2，即mamamb是否守恒考查热点考装置：斜槽末端切线应调整水平，a球质量大于b球；考原理：小球落地点的判定及精准定位，必要的物理量的测量，碰撞前后守恒式的计算；考拓展：验证动量守恒定律的其他实验装置、方法及关系式临考必练1某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过
6、旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到的弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图像如图乙所示，g取10 m/s2。回答下列问题。(1)某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为_ cm(刻度尺单位为cm)。(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为_ N/m(结果保留两位有效数字)。解析：(1)刻度尺的分度值为0.1 cm，故读数为18.00 cm；(2)由胡克定律可知mgkx，故k N/m30 N/m。答案：(1)18.00(2)302“探究求合力的方法”的实验装置如图甲所示。(1)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，其中，细绳CO对O点的拉力大小为_ N；(2)请将图甲中细绳
7、CO和BO对O点两拉力的合力F合画在图乙上。由图求出合力的大小F合_ N(保留两位有效数字)；(3)某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将刻度尺与弹簧测力计平行放置，如图丙所示，利用读得的数据，他得出了弹簧的劲度系数。那么，该弹簧的劲度系数k_ N/m(保留两位有效数字)。解析：(1)由题图甲可读出CO对O点的拉力大小为2.60 N。(2)在图乙上的作图如图所示，结合图示可求知合力大小为5.1 N。(3)由图丙可知，弹簧测力计0刻度线对应5.0 mm，5.00 N对应88.0 mm，由胡克定律Fkx，解得k60 N/m。答案：(1)2.60(2)图见解析5.1(5.0或5
8、.2也可)(3)60(5964均可)3用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_。(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a_ m/s2。(结
9、果保留两位有效数字) (3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据作出aF关系图线，如图丙所示。此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是_(选填下列选项的序号)。A小车与平面轨道之间存在摩擦B平面轨道倾斜角度过大C所挂钩码的总质量过大D所用小车的质量过大解析：(1)使平面轨道的右端垫起，让小车重力沿斜面方向的分力与它受的摩擦阻力平衡，才能认为在实验中小车受的合外力就是钩码的拉力，所以这样做的目的是平衡小车在运动过程中所受的摩擦阻力。(2)由xaT2和逐差法可知a m/s21.0 m/s2。(3)在实验中认为细绳的张力F等于钩码的重力mg
10、，则a，这是理论值；实际上，细绳张力FMa，mgFma，即Fmg，amg，所以只有当Mm时，aF图像为直线，当不满足Mm时，便有aF图像的斜率逐渐变小，选项C正确。答案：(1)平衡小车在运动过程中所受的摩擦阻力(2)1.0(3)C4用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。(1)下列物理量需要测量的是_，通过计算得到的是_。(填写代号)A重锤质量B重力加速度C重锤下落的高度D与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g。图乙是实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的连续点。根据测得的s1、s2、s3、s4写出重锤由B点到D点重力势能减少量的
11、表达式_，动能增加量的表达式_。解析：(1)实验中需要直接测量的是重锤下落的高度，通过计算得到的是与下落高度相对应的重锤的瞬时速度。(2)重锤重力势能的减少量为mg(s3s1)，vB，vD，故重锤动能的增加量为mvmvm()2m()2。答案：(1)CD(2)mg(s3s1)5用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示，先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O。实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点
12、的平均位置，记为P；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置M、N；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_。A小球1和小球2的质量m1、m2BB点离地面的高度h2CA、B两点间的高度差hD小球1和小球2的半径r(2)当所测物理量满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。解析：因为小球做平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1与小球2碰撞前的平抛运动的水平位移，该位移可以代表是小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当所测物理量满足表达式m1OPm1OMm2ON时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2。答案：(1)A(2)m1OPm1OMm2ON- 7 - 版权所有高考资源网