（江蘇專用）2019高考物理二輪復習 要點回扣 專題16 力學實驗學案

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1、要點16　力學實驗 [規(guī)律要點] 1.誤差和有效數(shù)字 (1)誤差 產(chǎn)生原因 大小特點 減小方法 系統(tǒng)誤差 實驗儀器不精確、實驗原理不完善、實驗方法粗略 總是偏大或偏小 更新儀器，完善實驗原理 偶然誤差 測量、讀數(shù)不準確 忽大忽小 畫圖象或取平均值 (2)絕對誤差＝|測量值－真實值|，相對誤差＝×100%。 (3)誤差不可避免，但可以減小誤差。 (4)有效數(shù)字：從數(shù)字左邊第一個不為零的數(shù)字算起，如0.020 6 為3位有效數(shù)字。 2.基本儀器的使用 物理量 測量儀器 讀數(shù)方法及注意事項 長度 刻度尺 分度值一般為1 mm(此時叫毫米刻度尺)。毫

2、米刻度尺可精確到毫米位、估讀到十分之一毫米位(能讀取十分之幾毫米)。讀數(shù)若以mm為單位，則小數(shù)點后有1位有效數(shù)字，讀數(shù)時估讀的“0”不能舍去 游標卡尺 d＝主尺讀數(shù)(mm)＋精度×游標尺上對齊刻線數(shù)值(mm)，不估讀 10分度游標，精度0.1 mm 20分度游標，精度0.05 mm 50分度游標，精度0.02 mm 螺旋測微器 測量值＝固定刻度＋可動刻度(估讀)×0.01 mm。注意要估讀到0.001 mm 時間 打點計時器 f＝50 Hz時，相鄰點跡間隔為0.02 s 光電計時器 光電計時器能自動記錄擋光時間，顯示在讀數(shù)窗口 停表 電子停表的準確值可以達到0.01

3、 s。機械停表的準確值為0.1 s 質(zhì)量 天平 測量讀數(shù)由右盤中砝碼和游標共同讀出 力 彈簧測力計 先看彈簧測力計的分度值，若精度的末位是1，需要估讀到精度的下一位，若精度的末位不是1，如0.2或0.5，只需估讀到精度這一位 3.實驗要點 實驗名稱 裝置圖 ?？家c 研究勻 變速直 線運動 (1)數(shù)據(jù)處理方法： ①公式法：v＝， Δx＝aT2 ②圖象法：v－t圖象 (2)摩擦力：無需平衡(木板平放或斜放均可) 驗證力的平行四邊形定則 ①考讀數(shù)：彈簧測力計示數(shù)②考操作：兩次拉橡皮筋時需將結(jié)點O拉到同一位置(等效替代法) ③求合力：根據(jù)分力F1

4、、F2的大小與方向用作圖法求合力 驗證牛頓運動定律 ①考裝置：器材裝配正誤；平衡摩擦力的方法、標準；質(zhì)量控制要求 ②控制變量法的應(yīng)用 ③圖象的處理以及實驗的注意事項 ④判成因：給定異常a－F圖象，判斷其可能成因 探究動能定理 ①考裝置：平衡摩擦力的方法、判斷標準 ②求速度：小車獲得的速度就是紙帶上點距均勻的部分對應(yīng)速度 ③考圖象：作W－v或W－v2圖象，得出結(jié)論 驗證機械能守恒定律 ①考運算：下落速度的計算；減少的重力勢能與增加的動能的計算 ②考圖象：根據(jù)－h(huán)或－Δh圖象的斜率判斷機械能是否守恒 驗證動量守恒定律 ①考裝置：斜槽末端切線應(yīng)調(diào)整水平；a

5、球質(zhì)量大于b球 ②考原理：小球落地點的判定及精準定位；必要的物理量的測量；碰撞前后守恒式的計算 ③考拓展：驗證動量守恒定律其他實驗裝置、方法及關(guān)系式 4.實驗數(shù)據(jù)的處理方法 方法 優(yōu)點 平均值法 可減小偶然誤差，但對系統(tǒng)誤差無效 列表法 數(shù)據(jù)列表可以簡單而又明確地展示各物理量之間的關(guān)系，有助于找出物理量之間的規(guī)律與聯(lián)系 作圖法 直觀、簡便，有取平均的效果。由圖線的斜率、截距、所圍面積等可以確定物理量之間的變化關(guān)系，找出規(guī)律，還可剔除錯誤數(shù)據(jù) [保溫訓練] 1.(2018·南通調(diào)研)某小組利用如圖1所示的裝置驗證牛頓第二定律。實驗中，他們平衡了摩擦力，用天平測出小車的總

6、質(zhì)量，用細線所掛鉤碼的總重力代替小車所受的牽引力大小F。 圖1 (1)他們還在實驗時調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細線與木板平行。這樣做的目的是________。 A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動 B.使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰 C.保證小車最終能夠做勻速直線運動 D.使細線拉力等于小車受到的合力 (2)實驗得到一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出，AB、CD間的距離分別為x1、x2，打點計時器的打點周期為T，則小車運動的加速度大小為________。 圖2 (3)下表記錄了小車質(zhì)量一定時，

7、牽引力大小F與對應(yīng)的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請在下圖的坐標中描點作出a－F圖線。 鉤碼個數(shù) 1 2 3 4 5 F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 a/(m·s－2) 0.92 1.68 2.32 2.88 3.32 (4)實驗中畫出的a－F圖線與理論計算的圖線(圖中已畫出)有明顯偏差，其原因主要是____________________。 解析　(1)使牽引小車的細線與木板平行，這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使細線拉力等于小車受到的合力。故選項D正確。 (2)因為每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為

8、t＝5T，勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即Δx＝at2， 則有a＝＝。 (3)根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示。 (4)探究加速度與力的關(guān)系實驗中，當鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，可以認為小車受到的拉力等于鉤碼重力，如果鉤碼質(zhì)量太大，沒有遠小于小車質(zhì)量，小車受到的拉力明顯小于鉤碼重力，實驗誤差較大，a－F圖象發(fā)生彎曲，變成曲線。 答案　見解析 2.(2018·福建福州十中月考)利用如圖3所示的方式驗證碰撞中的動量守恒，豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切，先將小滑塊A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放，測量出滑塊在水平桌面滑行的距離x1(圖甲)；然后將小滑塊B放

9、在圓弧軌道的最低點，再將A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個整體，測量出整體沿桌面滑動的距離x2(圖乙)。圓弧軌道的半徑為R，A和B完全相同，重力加速度為g。 圖3 (1)滑塊A運動到圓弧軌道最低點時的速度v ＝________(用R和g表示)； (2)滑塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ ＝ ________(用R和x1表示)； (3)若x1和x2的比值是________，則驗證了 A和B的碰撞動量守恒。 解析　(1)A在圓弧面上運動時機械能守恒，取桌面為零勢能參考平面，則有 mgR＝mv2 解得v＝。 (2)對A下滑的全過程由動能定理分析可知 mgR－μmgx1＝0 解得μ＝。 (3)如果碰撞中動量守恒，則有mv＝2mv′ 再對碰后的AB滑塊分析，由動能定理可知 ·2mv′2＝μ·2mgx2 則x2＝ 故＝4；因此只要滿足＝4，即可證明動量守恒。 答案　(1)　(2)　4 6