高考物理二轮复习第一部分专题十一力学实验学案.doc

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1、1 / 26【2019【2019 最新最新】精选高考物理二轮复习第一部分专题十一力学精选高考物理二轮复习第一部分专题十一力学实验学案实验学案江苏卷考情导向考点考题考情螺旋测微器和游标卡尺的读数力学基本实验2017 年 T10考查探究恒力做功与物体动能变化的关系以及平衡摩擦力的方法2016 年 T11考查基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器的使用验证以及机械能守恒定律2014 年 T11考查力的平行四边形定则及平衡条件的应用力学创新实验2015 年 T11考查对纸带运动情况探究小车速度随时间变化的规律2013 年 T11利用自由落体运动考查匀变速直线运动的加速度高考热点是(1)以打点纸带的分析为载

2、体，考查有关速度、加速度分析的实验，以填空题为主；(2)以教材实验为基础，结合光电门、频闪照相和现代科技生活，考查实验分析、设计能力；(3)以实验数据的处理和误差分析为载体，考查学生分析评估能力备考时(1)强化基本仪器使用、读数方面的训练；(2)领会控制变量法、逐差法等在实验操作和数据处理中的作用；(3)加强实验选取、实验情景与实验原理之间的因果逻辑推理一、误差与有效数字1误差：误差产生原因大小特点减小方法系统误差实验仪器不精确实验原理不完善实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器，完善原理，改进方法偶然误差测量、读数不准确可大可小画图象或取平均值2有效数字：(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来

3、的，是偶然误差的来源(2)从数的左边第一个不为零的数字算起，如 0012 5 为三位有效数字2 / 26二、基本仪器的使用1长度测量类仪器：(1)毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位(2)游标卡尺的读数：游标尺/mm刻度格数刻度总长度每小格与1 毫米差精度/mm测量结果(游标尺上第n个刻线与主尺上的某刻度线正对时)/mm1090101主尺上读的毫米数01n2019005005主尺上读的毫米数005n5049002002主尺上读的毫米数002n(3)螺旋测微器的读数：测量值固定刻度整毫米数半毫米数可动刻度读数(含估读)001 mm2时间测量类仪器：(1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为 00

4、2 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为 t0025 s01 s(2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来(3)光电计时器：记录遮光时间三、两类力学实验 1验证性实验：验证力的平行四边形定则，验证牛顿运动定律，验证机械能守恒定律2探究性实验：探究弹力与弹簧伸长的关系，探究动能定理3两种实验过程的比较：类型探究性实验验证性实验实验过程提出问题猜想与假设制定计划与设计实验方案进行实验与收集数据实验目的实验器材实验原理实验步骤3 / 26分析与论证评估交流与合作数据分析实验结论四、实验数据的处理方法1列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有关物理

5、量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表法2平均值法：把在同一状态下测定的同一个物理量的若干组数据相加求和，然后除以测量次数3作图法：用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均值的效果由图线的斜率、截距、包围的面积等可以研究物理量之间的关系考点 1| 螺旋测微器和游标卡尺的读数 难度：低档题 题型：实验题(对应学生用书第 57 页)1螺旋测微器读数时要估读，以毫米为单位，小数点后必须为 3 位，同时注意固定刻度上的半刻度是否露出，如第 1 题中图丁半刻度线露出，图甲、乙、丙没露出2游标卡尺不估读，以毫米为单位，10 分度卡尺，小数点后只有 1位；20 分度和 50 分度卡尺，小数点

6、后有 2 位3注意题目要求的单位是否为 mm，若不是则要先以 mm 为单位读数，然后再转变为题目要求的单位第 1、2 题中毫米和厘米各半考向 1 螺旋测微器的读数1(2017成都检测)用螺旋测微器测不同规格的金属丝的直径，示数如图 111 所示由图可读出金属丝的直径为图甲_mm 图乙_cm图丙_mm 图丁_cm 4 / 26【导学号：17214176】甲 乙丙 丁图 111【解析】 根据螺旋测微器的读数方法：螺旋测微器的读数值固定刻度值可动刻度001 mm，读出甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是 10002(13) mm、0536 5(46) cm、9205(46) mm、0570 0 cm【答

7、案】 10002 0536 5 9205 0570 0考向 2 游标卡尺的读数2某同学用游标卡尺游标卡尺测定四个不同规格金属杆的直径，示数如图 112 甲、乙 、丙、丁所示，则该金属杆直径分别为甲图：_mm 乙图：_cm丙图：_cm 丁图：_mm甲乙丙丁图 112【解析】 根据游标卡尺的读数方法：游标卡尺的读数值主尺整毫米数值对齐格数精度(mm)，读出甲、乙、丙、丁四图的读数值分别是甲图：d4 mm10002 mm420 mm乙图：d12 mm4005 mm1220 mm1220 cm丙图：d11 mm501 mm115 mm115 cm5 / 26丁图：d5 mm5005 mm525 mm【

8、答案】 420 mm 1220 cm 115 cm 525 mm考点 2| 力学基本实验 难度：中低档 题型：实验题 五年 3 考(对应学生用书第 57 页)1(2016江苏高考 T11)某同学用如图 113 所示的装置验证机械能守恒定律一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于 A点光电门固定在 A 的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d 的遮光条将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t 可由计时器测出，取 v作为钢球经过 A 点时的速度记录钢球每次下落的高度 h 和计时器示数 t，计算并比较钢球在释放点和 A 点之间的势能变化大小 Ep 与动能变化大小 Ek，就能

9、验证机械能是否守恒图 113(1)用 Epmgh 计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度 h 应测量释放时的钢球球心到_之间的竖直距离A钢球在 A 点时的顶端B钢球在 A 点时的球心C钢球在 A 点时的底端(2)用 Ekmv2 计算钢球动能变化的大小用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图 114 所示，其读数为_cm某次测量中，计时器的示数为 0010 0 s则钢球的速度为v_ m/s图 114(3)下表为该同学的实验结果：Ep(102J)489297861469195929386 / 26Ek(102J)504101151200298他发现表中的 Ep 与 Ek 之间存在差异，认为这是由于空

10、气阻力造成的你是否同意他的观点？请说明理由(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议【解题关键】 解答本题应注意以下三点：(1)小球下落的高度 h 可以由释放时的钢球球心测到钢球在 A 点时的球心，也可以是释放时的钢球顶端测到钢球在 A 点时的顶端(2)空气阻力造成机械能减少，应有 EpEk 的结果(3)改进建议应从造成误差的原因角度思考【解析】 (1)高度变化要比较钢球球心的高度变化(2)毫米刻度尺读数时要估读到毫米下一位，由 v代入数据可计算出相应速度(3)从表中数据可知 EkEp，若有空气阻力，则应为 EkEp，所以不同意他的观点(4)实验中遮光条经过光电门时的速度大于钢球经过 A 点时的

11、速度，因此由 Ekmv2 计算得到的 Ek 偏大，要减小 Ep 与Ek 的差异可考虑将遮光条的速度折算为钢球的速度【答案】 (1)B (2)150(149151 都算对) 150(149151 都算对) (3)不同意，因为空气阻力会造成 Ek 小于 Ep，但表中 Ek 大于 Ep (4)分别测出光电门和球心到悬点的长度 L 和 l，计算 Ek 时，将 v 折算成钢球的速度 vv2(2014江苏高考 T11)小明通过实验验证力的平行四边形定则图 115(1)实验记录纸如图 115 所示，O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 F1 和 F2 的方向分别7 / 26过 P

12、1 和 P2 点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 F3 的方向过P3 点三个力的大小分别为：F1330 N、F2385 N 和F3425 N请根据图中给出的标度作图求出 F1 和 F2 的合力(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响实验装置如图 116 甲所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O 点，下端 N 挂一重物用与白纸平行的水平力缓慢地移动 N，在白纸上记录下 N 的轨迹重复上述过程，再次记录下 N 的轨迹甲乙图 116

13、两次实验记录的轨迹如图 116 乙所示过 O 点作一条直线与轨迹交于 a、b 两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到 a 和 b 时所受拉力 Fa、Fb 的大小关系为_(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果有_(填写选项前的字母)A橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B两次受到的拉力相同时，橡皮筋第 2 次的长度较长C两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第 2 次受到的拉力较大D两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大8 / 26(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项【解题关键】 解答此题应注意以下三点：(1)拉力 F1 和 F2 的方向分别过 P1、

14、P2 两点，但、并不代表 F1和 F2(2)由平行四边形定则求出的合力并不一定与 F3 相等(3)重物重力一定和橡皮筋拉力与水平拉力方向一定时，橡皮筋拉力大小也是一定的【解析】 根据力的合成法则及平衡条件解题(1)作出的图示如图所示(2)重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力 T 的方向相同，故水平拉力 F 大小相等，即 FaFb(3)根据题图乙可知，选项 B、D 正确，选项 A、C 错误(4)橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差【答案】 (1)如解析图所示(F 合4649 N 都算对)(2)FaFb (3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋(或：拉力不宜过

15、大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧)3(2017江苏高考 T10)利用如图 117 所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为 M2000 g，钩码的质量为 m100 g，打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电 【导学号：17214177】图 117(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_9 / 26(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图 118 所示，选择某一点为 O，依次每隔 4 个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离 x，记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度 v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1

16、_m/s图 118(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取 g980 m/s2，利用 Wmgx 算出拉力对小车做的功 W利用 EkMv2 算出小车动能，并求出动能的变化量 Ek计算结果见下表W/103J245292335381426Ek/103J231273312361400请根据表中的数据，在图 119 中作出 EkW 图象图 119(4)实验结果表明，Ek 总是略小于 W某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力 F_N【解析】 (1)完全平衡摩擦力的标志是轻推小车，小车做匀速运动(2)两计数点间的时间间隔 T5002 s01 sv1

17、m/s0228 m/s(3)确定标度，根据给出数据描点作图如图所示(4)从图线上取两个点(45，424)，(215，20)图线的斜率是 k0953又有 k根据运动学公式有 v22ax根据牛顿第二定律有10 / 26FMa由式解得 F0093 N【答案】 (1)小车做匀速运动 (2)0228 (3)见解析图 (4)0093纸带的三大应用(1)确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，为便于测量和计算，一般每五个点(或每隔四个点)取一个计数点，这样时间间隔为 t0025 s01 s(2)求瞬时速度做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度如图 1110

18、a 所示，求纸带上某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔 T 的两段位移 xn 和xn1，则打 n 点时的速度 vnab图 1110(3)求加速度利用 a求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下，可利用 xxn1xnaT2 求加速度 a逐差法：ax4x5x6x1x2x3 9T2两段法：把图 1110b 中 x1、x2、x3、x4、x5、x6 分成时间相等(均为 3T)的两大段，则由 xxaT2 得：(x4x5x6)(x1x2x3)a(3T)2，解出的 a 与上面逐差11 / 26法结果相等，但却要简单得多图象法：a由 vn，求出相应点的速度b确定各计数点的坐标值(v1，T)

19、、(v2，2T)、(vn，nT)c画出 vt 图象，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度考向 1 “纸带”类实验3(2017南京一模)(1)用游标卡尺测量小球的直径如图 1111 甲、乙所示测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)甲 乙丙图 1111(2)用螺旋测微器测量合金丝的直径，此示数为_mm(3)在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为 50 Hz，打出一段纸带如图 1112 所示纸带经过 2 号计数点时，测得的瞬时速度 v_m/s若实验时交流电源频率大于50 Hz，则纸带经过 2 号点的实际速度_(选填“大于”“小于” “等于”)测量速度图 1112【解析】 (1)游标卡

20、尺测量小球的直径时，应将小球卡在外爪的刀口上，故选甲；(2)螺旋测微器的固定刻度为 65 mm，可动刻度为：200001 mm0200 mm，所以最终读数为：65 mm0200 mm6700 mm(3)从 0 点开始每 5 个点取一个计数点，所以相邻计数点间的时12 / 26间间隔为 0025 s01 s 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上 2 点时小车的瞬时速度大小小车到计数点 2 时的瞬时速度 v2102 m/s036 m/s，如果在某次实验中，交流电的频率大于 50 Hz，那么实际打点周期变小，据 v可知，测出的速度数值将比真实值偏小【答案】 (1

21、)甲 (2)6700 (3)036；大于考向 2 “弹簧” “橡皮条”类实验4(2017镇江一模)在“探究求合力的方法”的实验中，某同学用两把弹簧秤将橡皮筋的端点拉到点 O，作出这两个拉力 F1、F2 的图示(图 1113 甲)，然后用一把弹簧秤将橡皮筋的端点仍然拉到 O，弹簧秤示数 F 如图乙所示 【导学号：17214178】甲 乙图 1113(1)弹簧秤的示数 F_N；(2)请帮他在图甲中画出力 F 的图示(图中 a 为记录 F 方向时所记录的一点)；(3)该同学用虚线把 F 的箭头末端分别与 F1、F2 的箭头末端连起来他观察图形后受到了启发你认为他紧接着应进行的两个实验步骤是_(A)

22、整理实验器材(B) 提出求合力方法的猜想(C) 改变 F1、F2 的大小和方向，重复上述实验13 / 26(D) 与同学交流讨论实验结果，得出结论【解析】 (1)弹簧秤的最小刻度为 02 N，可知弹簧秤的示数 F28 N(2)根据图示法作出 F 的图示，如图所示(3)用虚线把 F 的箭头末端分别与 F1、F2 的箭头末端连起来观察图形后受到了启发提出求合力方法的猜想，然后改变 F1、F2 的大小和方向，重复上述实验，故 BC 正确【答案】 (1)28 (2)见解析 (3)BC5(2017徐州期末)如图 1114 甲所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，主要过程如下：A设法让橡皮筋对小车做

23、的功分别为 W、2W、3W、；B分析纸带，求出橡皮筋做功使小车获得的速度v1、v2、v3、；C作出 Wv 图象；D分析 Wv 图象如果 Wv 图象是一条直线，表明 Wv；如果不是直线，可考虑是否存在 Wv2、Wv3、W等关系(1)实验中得到的一条如图乙所示的纸带，求小车获得的速度应选_(选填“AB”或“CD”)段来计算甲 乙图 1114(2)关于该实验，下列说法正确的有( )A通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加B通过改变小车质量可以改变橡皮筋对小车做的功C每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致14 / 26D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出(3)在该实验中，打点

24、计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是_(写出一条即可)【解析】 (1)由图知：在 AB 之间，由于相邻计数间的距离不断增大，而打点计时器每隔 002 s 打一个点，所以小车做加速运动在 CD 之间相邻计数点间距相等，说明小车离开橡皮筋后做匀速运动，应选用 CD 段纸带来计算小车的速度 v求小车获得的速度应选 CD 段来计算(2)该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，故 A 正确，B 错误；为保证每根橡皮条对小车做功一样多，每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故

25、C 正确；用打点计时器测量时间时，为有效利用纸带，总是先接通电源后释放纸带，故 D 正确(3)在该实验中，打点计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小【答案】 (1)CD (2)ACD (3)没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小考向 3 应用图象法处理实验数据6(2017苏州一模)为了探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系，某小组安装了如图 1115 甲所示的实验装置并开始实验已知小车以及车上的砝码质量用 M 表示，盘以及盘中砝码质量用 m 表示，当地重力加速度为 g 15 / 26【导学号：1

26、7214179】甲 乙图 1115(1)假如已经平衡摩擦力，则在小车做匀加速直线运动的过程中，绳子拉力 FT_；只有当 M 与 m 的大小关系满足_时，FTmg 才能成立(2)该小组同学先保持盘及盘中的砝码质量 m 不变，探究加速度a 与质量 M 的关系，其具体操作步骤如下，则下列做法正确的是_(填合适选项前面的符号)A平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力C实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车D用天平测出 m 以及 M，小车运动的加速度直接用公式 a求出(3)该小组同学后来又保持小车以及车上砝码质量 M 一定，探究加速度 a

27、 与所受外力 F 的关系，由于他们操作不当，这组同学得到的 aF 关系图象如图乙所示，则：图线不过原点的原因是_；图线上端发生弯曲的原因是_【解析】 (1)该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力16 / 26根据牛顿第二定律得：对 m：mgTma对 M：TMa解得：TMmg Mm当 Mm 时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力(2)平衡摩擦力时，应将绳

28、从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故 A 错误每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故 B 错误实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故 C 正确小车运动的加速度是利用打点计时器打点测量并计算，如果用天平测出 m 以及小车质量 M，直接用公式求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验的目的就是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系，故 D 错误(4)当 F0 时，a0也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为

29、 0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消了该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤；随着 F 的增大，即盘和盘中砝码质量的增大，不再满足盘和盘中砝码远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象【答案】 (1) Mm (2)C (3)遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；不满足盘和盘中砝码远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象7(2017无锡一模)某同学用如图 1116 甲所示的装置验证机械能17 / 26守恒定律，他将两物块 A 和 B 用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B 下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器用天平测出 A、B 两物块的质量 mA300 g、mB100 g，mA

30、 从高处由静止开始下落，mB 拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有 4 个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示已知打点计时器计时周期为 T002 s，则：(1)在打点 05 过程中系统动能的增量 Ek_J，系统势能的减小量 Ep_J，由此得出的结论是_；(重力加速度 g 取 98 m/s2，结果保留三位有效数字)(2)用 v 表示物块 A 的速度，h 表示物块 A 下落的高度若某同学作出h 图象如图丙，可求出当地的重力加速度 g_ m/s2 【导学号：17214180】甲 乙 丙

31、图 1116【解析】 (1)计数点 5 的瞬时速度 v5 m/s24 m/s；则系统动能的增加量 Ek(mAmB)v04242 J115 J系统重力势能的减小量 Ep(mAmB)gx0298(384216)102 J118 J在误差允许的范围内，mA、mB 组成的系统机械能守恒(2)根据系统机械能守恒定律得，(mAmB)gh(mAmB)v2，解得 v2gh18 / 26图线的斜率 kg582 120代入数据得，g97 m/s2【答案】 (1)115 118 在误差允许的范围内，mA、mB组成的系统机械能守恒 (2)97考点 3| 力学创新实验 难度：低档 中档 高档 题型：实验填空题 五年 2

32、 考(对应学生用书第 61 页)4(2015江苏高考 T11)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图 1117a 所示，打点计时器的电源为 50 Hz 的交流电a(1)下列实验操作中，不正确的有_A将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源b图 1117(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验”)，将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为 O 点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，8用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到 O

33、 点的距离，记录在纸带上，如图 b 所示计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表请将表中的数据补充完整19 / 26位置12345678(cm/s)v245338378_395398398398(3)分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是_；磁铁受到阻尼作用的变化情况是_(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作(记为“实验”)，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问实验是为了说明什么？对比实验和的结果可得到什么结论？【解题关键】 解此题应注意以下三点：(1)为减小纸带与限位孔之间的阻力，实验时应

34、保持纸带竖直(2)实验时应先接通打点计时器的电源，再释放纸带(3)每隔一个计时点取一个计数点，则两计数点之间的计时间隔为 004 s【解析】 (1)为了探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，应让铜管竖直地固定在限位孔正下方，避免小磁铁下落时与铜管发生碰撞，选项 A 正确；纸带穿过限位孔，要压在复写纸下面，使打点计时器工作时纸带上点迹清晰，选项B 正确；用手只捏住磁铁，不能使纸带保持竖直，磁铁下落时纸带与打点计时器间有较大阻力，故应捏住纸带的上端，让磁铁从静止释放，选项 C 不正确；应先接通打点计时器的电源再松开纸带，选项 D 不正确(2)计数点“4”的速度用它两侧计时点之间的平均速

35、度来表示，故 v4 cm/s390 cm/s(3)由各计数点速度表可以看出，磁铁运动的速度逐渐增大到20 / 26398 cm/s，表明磁铁受到的阻尼作用也是逐渐增大的，最后和重力平衡(4)实验中磁铁在塑料管中下落的运动规律与自由落体规律几乎相同，说明磁铁在塑料管中下落几乎不受阻尼作用对比实验和，可以看出磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用【答案】 (1)CD (2)390 (3)逐渐增大到 398 cm/s 逐渐增大到等于重力 (4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用5(2013江苏高考 T11)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度

36、，实验装置如图 1118 所示倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关 K，电磁铁吸住第 1 个小球手动敲击弹性金属片 M，M 与触头瞬间分开，第 1 个小球开始下落，M 迅速恢复，电磁铁又吸住第 2 个小球当第 1 个小球撞击 M 时，M 与触头分开，第 2 个小球开始下落这样，就可测出多个小球下落的总时间图 1118(1)在实验中，下列做法正确的有_A电路中的电源只能选用交流电源B实验前应将 M 调整到电磁铁的正下方C用直尺测量电磁铁下端到 M 的竖直距离作为小球下落的高度D手动敲击 M 的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度 H1980 m，10 个小球下落的总时间 T65 s

37、可求出重力加速度 g_m/s2(结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办21 / 26法(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间 t 磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差 t，这导致实验误差为此，他分别取高度 H1 和 H2，测量 n 个小球下落的总时间 T1 和 T2他是否可以利用这两组数据消除 t对实验结果的影响？请推导说明【解析】 根据自由落体运动的规律 hgt2 解决问题(1)若电源选用直流电源，电磁铁可正常工作，选项 A 错误；实验时小球要撞击 M 断开电源，因此 M 应在电磁铁的正下方，选项 B 正确；小球下落的高度

38、为电磁铁下端到 M 的竖直距离与小球直径的差，选项 C 错误；根据 Hgt2，t 可利用累积法，即从手动敲击 M 的同时开始计时，测量出落下 n 个小球的时间T，则一个小球下落时间 t，选项 D 正确(2)根据 Hgt2 和 t，解得g m/s294 m/s2(3)要减小实验误差，可以适当增大小球下落的高度，并多次测量取平均值(4)根据题意，小球从 H1、H2 高处落下需要的时间 t1t和 t2t，根据 Hgt2 得 H1g(t)2 和 H2g(t)2解得 g，因此可以消除 t 的影响【答案】 (1)BD (2)94 (3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值(其他答案只要合理也可)

39、(4)可以消除 t 对实验结果的影响，推导过程见解析创新实验的解法22 / 26(1)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验的理论依据和实验目的，设计实验方案；(2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图象法处理实验数据时，应结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析考向 1 实验原理的设计与创新8(2017苏锡常模拟)在探究“加速度与力和质量的关系”实验时，某老师对传统实验进行了改进，其实验操作如下：图 1119 如图 1119 所示，先将沙和砂桶通过滑轮悬挂于小车一端，调节平板的倾角 ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，测出砂和砂桶的总质量 m； 保持平板倾角 不变，去掉砂和砂桶

40、，小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动，通过纸带测量其加速度 a; 保持小车质量 M 不变，多次改变砂和砂桶的总质量 m，每次重复两步操作，得到小车加速度与合力的关系； 多次改变小车的质量，进行适当的操作，得到小车加速度和质量的关系 (1)在上述实验操作过程中，以下说法正确的是_A可以用电池盒给打点计时器供电B应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源C要保持细绳与平板平行D应让小车从靠近定滑轮处开始运动(2)在操作中若打了一条如图 1120 所示的纸带，已知纸带左端为连接小车处，则应将平板的倾角适当_(选填“增大”23 / 26或“减小”)些；图 1120(3)在操作中，小车所受的合力大小

41、等于_(用题中所给定的字母以及重力加速度 g 表示); (4)在本实验中_(选填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的质量远小于小车的总质量；在操作中，每次改变小车质量后，_(选填“需要”或“不需要”)重新调节平板的倾角【解析】 (1)打点计时器必须要用交流电源供电，故不可以用电池盒给打点计时器供电，选项 A 错误；应在接通打点计时器的电源后再让小车开始运动，选项 B 错误；要保持细绳与平板平行，选项 C 正确；应让小车从靠近定滑轮处开始运动，选项D 正确；故选 CD(2)由纸带可看出，小车做加速运动，说明木板倾角过大，故应该减小木板倾角；(3)在操作中，因开始时小车拖着砂和砂桶匀速运动，故去掉

42、砂桶后，小车所受的合力大小等于砂和砂桶的重力 mg；(4)在本实验中，因小车加速下滑时不带砂和砂桶，故不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的总质量；因平衡摩擦力要调节砂和砂桶的重力，故在操作中，每次改变小车质量后，需要重新调节平板的倾角【答案】 (1)CD (2)减小 (3)mg (4)不需要 需要考向 2 实验器材的等效与替换9(2017南通三模)在“探究动能定理”实验中，某实验小组采用如图 1121 甲所示的装置，在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N，滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码已知遮光条的宽度为 d，滑块与遮光条24 / 26的总质量为 m

43、【导学号：17214181】甲乙图 1121(1)接通气源，滑块从 A 位置由静止释放，读出遮光条通过光电门 M、N 的时间分别为 t1、t2，力传感器的示数 F，改变钩码质量，重复上述实验为探究在 M、N 间运动过程中细线拉力对滑块做的功 W 和滑块动能增量 Ek 的关系，还需要测量的物理量是_(写出名称及符号)；利用上述实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为_ (2)保持钩码质量不变，改变光电门 N 的位置，重复实验，根据实验数据作出从 M 到 N 过程中细线拉力对滑块做的功 W 与滑块到达 N 点时速度二次方 v2 的关系图象，如图乙所示，则图线的斜率表示_，图线在横轴上的截距表示_

44、(3)下列不必要的实验操作和要求有_ (请填写选项前对应的字母)A测量钩码的质量B调节气垫导轨水平C调节滑轮使细线与气垫导轨平行D保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量【解析】 (1)根据动能定理的表达式：FLmvmv，还需要测出光电门 M、N 间的距离 Lv1，v2，利用实验中直接25 / 26测量的物理量表示需探究的动能定理的表达式为：FLmd2(1 t2 21 t2 1)(2)根据动能定理的表达式：Wmv2mvm(v2v)，W 与滑块到达 N 点时速度二次方 v2 的关系图象中，图线的斜率表示m/2，图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门 M 时速度的二次方(3)因为有力传感器测量滑块受

45、到的拉力，所以不必测量钩码的质量，也不必保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量【答案】 (1)光电门 M、N 间的距离 L FLmd2 (2)m 滑块经过光电门 M 时速度的二次方 (3)AD考向 3 数据处理方法的创新和拓展10(2017河区一模)某活动小组利用图 1122 甲装置验证机械能守恒定律钢球自由下落过程中，先后通过光电门 A、B，计时装置测出钢球通过 A、B 的时间分别为 tA、tB用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度测出两光电门间的距离为 h，钢球直径为 D，当地的重力加速度为 g 【导学号：17214182】甲 乙图 1122(1)用 20 分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为 D_cm(2)要验证机械能守恒，只要比较_AD2 与 gh 是否相等BD2 与 2gh 是否相等CD2 与 gh 是否相等26 / 26DD2 与 2gh 是否相等(3)钢球通过光电门的平均速度_(选填“”或“”)钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差_(选填“能”或“不能”)通过增加实验次数减