2020届高考物理二轮复习微专题13-力学实验

1、2020届高考物理二轮复习微专题13-力学实验2020届高考物理二轮复习微专题13-力学实验W网络构建WANGLUO GOUJIAN未完接下页图W网络构建WANGLUO GOUJIAN未完接下页图W网络构建WANGLUO GOUJIAN接上页图W网络构建WANGLUO GOUJIAN接上页图考点探究微专题 力学实验 13目录考点探究微专题 力学实验 考点1力学物理量的测量和计算K考点探究KAODIAN TANJIU返 考点1力学物理量的测量和计算K考点探究KAODIAN TK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU典型例题K考点探究KAODIAN TANJIU

2、答案解析1.(2019年全国卷,T22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是点,在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字)。A0.2330.75典型例题K考点探究KAODIAN TANJIU答案解析1.K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU变式训练K考点探究KAODIAN T

3、ANJIU变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU8.35甲乙匀加速直线运动答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU8.35甲K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU考点2以纸带为核心的力学实验K考点探究KAODIAN TANJIU考点2以纸带为核K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU2.(2019年全国卷,T22)如图甲,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频

4、率 50 Hz 的交流电源、纸带等。回答下列问题:(1)铁块与木板间动摩擦因数=(用木板与水平面的夹角、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)。 K考点探究KAODIAN TANJIU答案典型例题甲解析2.(2019年全国卷,T22)如图甲,某同学设计了测量铁(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使=30。接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图乙所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.80 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为(结果保留2位小数)。乙K考点探究KAODIAN TAN

5、JIU答案解析典型例题0.35(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使=30。接通电K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU2.(改编)利用斜面、小车和打点计时器“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。 (1)已知打点计时器接频率为50 Hz的正弦交变电流,若实验中打出的某一条纸带如图乙所示。相邻两个计数点间还有四个点没有画出,由此可以算出小车运动的加速度是m/s2。答案解析1.21变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU2

6、.(改编)答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(2)利用测得的数据,可得到小车质量M一定时,运动的加速度a和所受拉力F(F=mg,m为砂和砂桶质量之和,g为重力加速度)的关系图象(如图丙所示)。由此可知,直线段的斜率k=。在拉力F较大时,a-F图线明显弯曲,产生误差。若不断增加砂桶中砂的质量,a-F图象中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的趋向值为(用题中出现的物理量表示)。g答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(2)利用测K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU甲K考点探究KAODIAN TANJIU变式训练 3.(2019年天津河

7、西区模拟)某学习小组做探究“合力做的功和物体速度变化的关系”的实验,图甲中小车在1条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条、完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。(1)除了图甲中已有的实验器材外,还需要电源、导线、开关、(填测量工具)。答案解析刻度尺甲K考点探究KAODIAN TANJIU变式训练 3.(2(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力,则下面操作正确的是。A.轻推小车,能够自由下滑即可 B.轻推小车,能够匀速

8、下滑即可C.轻推拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.轻推拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度刚达到最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是。A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线(4)在操作正确的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用图乙中纸带的部分进行测量。答案解析K考点探究KAODIAN TANJIUDB乙GK(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究K

9、AODIAN TANJIU考点3弹簧、橡皮条、碰撞类实验K考点探究KAODIAN TANJIU1.弹簧弹性势能的表达式不需要推导,但还是要知道,在验证性实验中常用到其结论。2.注意橡皮条、弹簧本身的特点,其产生的力是不能突变的,在弹簧拉伸和压缩相同的量时弹簧的弹性势能相等。3.验证动量守恒定律。(1)利用平抛测速度:等高度平抛,下落时间相等,碰撞的速度大小与水平位移成正比。每次小球从同一高度处由静止释放,保证初速度水平。(2)利用光电门测速度:挡光片宽度一定,碰撞的速度大小与挡光时间成反比。(3)利用纸带测速度:通过纸带上表示匀速直线运动的点迹测速度。考点3弹簧、橡皮条、碰撞类实验K考点探究K

10、AODIAN (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图乙所示,F的大小为 N。典型例题答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU3.(2017年全国卷,T22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上,如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长。4.0甲乙 (1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(2)撤去(1)

11、中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N。用5 mm长度的线段表示1 N的力,以O为作用点,在图甲中画出力F1、F2的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力F合;F合的大小为 N,F合与拉力F的夹角的正切值为。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。0.054.0丙如图丙所示答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(2)撤去(K考点探究KAODIAN TANJIU点评根据

12、弹簧测力计的最小刻度读出F的读数;根据图示法作出F1和F2,结合平行四边形定则作出合力,得出合力的大小以及F合与拉力F的夹角的正切值。掌握弹簧测力计的读数方法,验证力的平行四边形定则中的作图法中要注意的问题:标度、方向。K考点探究KAODIAN TANJIU点评根据弹簧测力变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU4.(原创)某小组探究弹簧的弹性势能与弹簧形变之间的关系,采用如图所示的实验装置。一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球被弹出做平抛运动落到水平地面。实验中,得到

13、弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表所示。变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU4.(原创)(1)该实验在测定弹簧的弹性势能时,采用的方法是。A.控制变量法 B.间接测量法C.累积测量法 D.类比法(2)分析表中的数据,得出结论:在误差允许的范围内,对于给定的弹簧,其弹性势能与其压缩量的比例关系是 。(3)当压缩量x越大时,上述比例关系的误差也越大,其原因是 。答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU实验次数12345弹簧压缩量x/cm1.002.003.004.005.00小球离开桌面后的水平位移s/cm5.0110.0315.0520.0425.02B弹簧

14、的弹性势能与弹簧压缩量的二次方成正比小球在桌面上滑行的距离越大,克服摩擦做功损失的机械能就越多(1)该实验在测定弹簧的弹性势能时,采用的方法是。K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU变式训练K考点探究KAODIAN TANJIU答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(1)图中实验用的弹簧测力计A的示数为N。(2)下列能减小实验误差的措施是。A.让重物M的质量适当大一些B.弹簧测力计应在使用前校零C.弹簧测力计B所拉的细绳套应尽可

15、能保持水平方向D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置3.8AB答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(1)图中实K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU考点4力学创新实验K考点探究KAODIAN TANJIU近几年高考力学实验追求创新变化的命题态势持续不变,而且这些创新型问题都能在教材中找到原型,下面是3个常考的创新点:测定重力加速度;测定动摩擦因数;教材隐性实验的变相考查。1.实验的创新与设计应注意(1)加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳,这样在新的实验情景下,才能设计合理的实验方案。(2)克服思维定式

16、的影响,加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用的训练,才能在新情景下进行迁移利用。(3)树立创新意识,对教材中的实验能用其他方法去完成。考点4力学创新实验K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU2.实验流程K考点探究KAODIAN TANJIU2.实验流程K考点探究KAODIAN TANJIU3.创新型实验的解法(1)根据题目情景,抽象出相应的力学模型、运动过程,根据相应规律列出关系式从而明确实验的理论依据。(2)应用原理公式或图象法处理实验数据,结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析。K考点探究KAODIAN TANJIU3.创新型实验的解

17、法典型例题K考点探究KAODIAN TANJIU4.(2019年浙江4月选考,T17)采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。(1)实验时需要下列哪个器材。A.弹簧秤 B.重垂线 C.打点计时器甲(2)做实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列一些操作要求,正确的是。A.每次必须由同一位置静止释放小球B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触D.记录的点应适当多一些答案解析BACD典型例题K考点探究KAODIAN TANJIU4.(201答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向做匀速运动,记录下如图乙所示的频闪照片。在测得x1,x2,x3,x4后,需要验证的关系式是 。已知频闪周期为T,用下列计算式求得的水平速度,误差较小的是。x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1D乙答案解析K考点探究KAODIAN TANJIU(3)若用频K考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIUK考点探究KAODIAN TANJIU点评要知道实验原理与实验注意事项,平抛类问题只需要将其分解到水平方向和竖直方向分别进行处理即可。K