高考实验复习力学曾静恩

高考实验复习力学曾静恩

‎ 高考力学实验复习的核心问题 ‎ 南武中学：曾静恩 （一） 寻找力学实验复习的重心 ‎1、从考试大纲中寻找踪迹 章节 实验 力学 ‎1、直线运动 实验一：研究匀变速直线运动 ‎2、物体间的相互作用 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定则 ‎3、牛顿运动定律 实验四：验证牛顿运动定律 ‎4、曲线运动和万有引力 ‎5、机械能 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律 ‎6、碰撞与动量守恒定律 实验十二：验证动量守恒定律 ‎2、从高考题中寻求答案 力学实验 电学实验 ‎2010年 匀变速直线运动 测定电源电动势和内阻 ‎2011年 匀变速直线运动 描绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎2012年 弹簧弹力与伸长量关系 测定金属电阻率 ‎2013年 匀速直线运动 电阻测量 结论：力学实验的核心——打点计时器 （二） 打点计时器的使用 1、 计时器种类 （1） 电磁式打点计时器：4~6V低压交流电 （2） 电火花式打点计时器：220V高压交流电 2、 计数点的时间：0.02s或者0.1s 3、 两点间距的测量：毫米刻度尺——读数到0.0001m ‎【例题1（2011年第34题第（1）题）】图14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。‎ ‎① OD间的距离为________cm。‎ ‎【答案】（1）① 2.20‎ （一） 打点计时器的数据处理 ‎1、瞬时速度求法：‎ ‎【例题2（2010年第34题第（1）题）】‎ ‎2、加速度求法。‎ ‎（1）利用上图中任意相邻的两段位移求a：如（前提是任意相邻两段距离相等）‎ ‎（2）用“逐差法”求加速度：即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求 再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。 D、E、F各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。‎ ‎ 【例题3（2005年第11题第（2）小题）】如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。‎S1 S2 S3 S4 S5 S6‎ A 图7‎ ‎[答案]：⑵0.86，，0.64‎ ‎(3)用v-t图法：即先根据；求出打第n点时纸带的瞬时速度，再求出A、B、‎ C、‎ ‎【例题4（201年34题（1）问②空）】 图15是根据实验数据绘出的s-t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示________，其大小为________m/s2（保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】（1） ②加速度的二分之一 0.923‎ 3、 可以通过纸带粗略判断运动情况包括方向，包括加减速和匀速 ‎【例题5（2013年34题（1））】研究小车匀速直线运动的实验装置如图16（a）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50HZ，纸带上计数点的间距如图16（b）所示，七中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。‎ ① 部分实验步骤如下：‎ A. 测量完毕，关闭电源，取出纸带 B. 接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C. 将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D. 把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写）‎ ‎（四）打点计时器的应用 ‎1、验证牛顿运动定律 ‎(1)平衡摩擦力 ‎（2）小车质量M>>沙桶质量m ‎【例题6（2007年第14题）】如图11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。‎ ‎（1）根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。（结果保留两位有效数字）‎ ‎（2）打a段纸带时，小车的加速度是‎2.5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。‎ ‎（3）如果取重力加速度‎10m/s2，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。‎ ‎【答案】本题考查考生对有效数字的认识,对实验数据的处理、数字运算、实验误差的处理，考查推理能力和实验探究能力.）‎ ‎（1）‎5.0m/s2(结果是‎4.8 m/s2的得1分)‎ ‎（2）D4D3区间内 ‎（3）1:1‎ ‎2、验证动能定理 ‎【例题7（2008年第16题）】‎ 某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz．‎ ‎（1）实验的部分步骤如下：‎ ‎①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；‎ ‎②将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；‎ ‎③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。‎ ‎（2）图是钩码质量为‎0.03 kg，砝码质量为‎0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．‎ ‎（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功，‎ ‎ 做负功．‎ ‎（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 ．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是 ．‎ 表1纸带的测量结果 测量点 ‎ S/cm r/(m·s-1)‎ ‎0‎ ‎0.00‎ ‎0.35‎ A ‎1.51‎ ‎0.40‎ B ‎3.20‎ ‎0.45‎ C ‎ ‎ ‎ ‎ D ‎7.15‎ ‎0.54‎ E ‎9.41‎ ‎0.60‎ ‎【答案】（1）②接通电源、释放小车 断开开关 ‎（2）5．06 0．49 （3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力 ‎（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量 1、 验证机械能守恒定律：‎ 实验里通常选第一、二点间距为‎2mm的纸带最佳，且定义第一点为O点，之后选适当间隔清洗的点开始作为计数点。‎ ‎【例题8】在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g=9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg。实验得到一条清晰的纸带如图15－23所示，把第1个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于 J，动能的增加量等于 J。（取3位有效数字）‎ 动能增加量与重力势能减少量不相等的原因主要是 ‎ ‎ 。‎ 图15－23‎ O A B C D