专题复习之力学实验

专题复习之力学实验

考纲解读： 考点 考点解读 实验一：研究匀变速物理实验为高考必考内容，近年的高考物理试题，越来越重视对实验的考查，尤其是除直线运动 了对教材中原有的学生实验进行考查为，还增加了对演示实验的考查。利用学生所学过对实验仪器或实验方法加以重组完成新的实验目的的设计型实验将逐步取代对实验二：探究弹簧弹的知识，力和弹簧伸长的关教材中原有单纯学生实验的考查。 系 行四边形定则 历届高考在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用、基本物理量的测定、物理规律的高考中物理实验题类型大体有：⑴强调基本技能，熟识各种器材的特性。像读数类：游⑵重视实验原理，巧妙变换拓展。像探究匀变速直线运动的变形和测量电阻的再造等。验的灵魂---原理是我们复习的重中之重。⑶提倡分析讨论，讲究实验的品质，像近年实验三：验证力的平验证和物理现象的研究、实验数据的处理。 实验四：验证牛顿运标卡尺、螺旋测微器、多用电表等；选器材类：像选取什么量程的电表和滑动变阻器等动定律 所以熟悉课本实验、抓住实实验五：探究动能定源于课本不拘泥课本一直是高考命题与课标理念所倡导的，理 实验六：验证机械能高考中的数据处理、误差分析、改良方案，甚至开放性实验等于课标的一标多本思路是交汇的。⑷知识创新型实验。像设计型、开放型、探讨型实验等都是不同程度的创新，守恒定律 比如利用所学可以设计出很多测量重力加速度的方案。 复习建议：此专题复习时，先把所有要求掌握的书本实验的原理全部讲透，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行目的、原理、器材、步骤、数据处理、误差分析、注意事项的讲解，有时还要恰当地进行变式训练二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本知识出发，在夯实基础的情况下再进行适当提高。

题型1.(游标卡尺的读数)主尺最小分度是1mm，则图中三个卡尺的读数为： 甲图中的游标是10分度，则读数为 mm； 乙图中的游标是20分度，则读数为 mm； 丙图中的游标是50分度，则读数为 mm。

甲

乙

丙

2．螺旋测微器的读数：图中甲为 mm；乙为 mm，丙为 mm。

题型2. （研究加速度和力的关系）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。

甲

乙 丙

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。 ②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 A．小车与轨道之间存在摩擦 C．所挂钩码的总质量太大

题型3. （验证平行四边形定则）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。 ①为完成实验，下述操作中必需的是 。 a．测量细绳的长度 b．测量橡皮筋的原长

c．测量悬挂重物后像皮筋的长度 d．记录悬挂重物后结点O的位置

②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是

题型4.（力的功与物体速度的关系） 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下： （1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、??； （2）分析打点计时器打出的纸带，求 出小车的速度v1、v2、v3、??； （3）作出W?v草图；

（4）分析W?v图像。如果W?v图像是一条直线，表明∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、

W∝v3、W∝v等关系。

B．导轨保持了水平状态 D．所用小车的质量太大

以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。 ．．．

A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、??。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、??橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、??实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、??。 B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。

C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。

D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。

题型5. （测定重力加速度）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度。

① 所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 （填字母代号）中的器材。

A.直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺 C.交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺

② 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作 图象，其纵轴表示的是 ，横轴表示的是 。

题型6.（测定弹簧的劲度系数）在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁

场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹的形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。 请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。 ①帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（

）、滑动变阻器(

)、电流表（

）、开关（

）

设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。

②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=__________。

题型7.（验证机械能守恒定律）如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_________。 ①物块的质量m1、m2；

②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间； ③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间； ④绳子的长度。

（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议： ①绳的质量要轻；

②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好； ③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃； ④两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。 （3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：．．

___________________________________________________________________。

题型8.（螺旋测微器读数）某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为______mm．

题型9.（探究弹力和弹簧伸长的关系）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关

系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2;??;挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2。

①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 ． 测量记录表： 代表符号 刻度数值/cm L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 1．70 3．40 5．10 8．60 10．3 12．1

②实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。

③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值： d1?L1?Ln?6.90cm,d2?L3?L1?6.90cm,d3?L3?L2?7.00cm。 请你给出第四个差值：dA= ＝ cm。

④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量?L。?L用d1、d2、d3、d4 表示的式子为：?L＝ ， 代入数据解得?L＝ cm。

⑤计算弹簧的劲度系数k＝ N/m。（g取9．8m/s）

2

练习：

1. 小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。

实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） I Ⅱ Ⅲ Ⅳ 0.23044 0.17464 0.11662 0.05850 速度（m/s） 0.347 0.344 0.343 0.342

则以下表述正确的是

①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小 ②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小

③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 ④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度

A．①③

B．②③

C．①④

D．②④

2. 在通用技术课上，某小组在组装潜艇模型时，需要一枚截面为外方内圆的小螺母，如图所示。现需要精确测量小螺母的内径，可选用的仪器有：

A.50等分的游标卡尺 B. 螺旋测微器

①在所提供的仪器中应选用 。

②在测量过程中，某同学在小螺母中空部分360°范围内选取不同的位置进行多次测量取平均值的目的是 3. 在某实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是__________（选填“甲”或“乙”）。 4. （研究匀变速直线运动）“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是

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A．实验时应先放开纸带再接通电源

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B．(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍

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C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0．02s

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