高三物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題6 物理實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.ppt

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,,,,專題 六,物理實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新,第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn),,核心考點(diǎn)聚焦,一、誤差與有效數(shù)字 1．誤差,2.有效數(shù)字 (1)有效數(shù)字的最后一位是測(cè)量者估讀出來(lái)的，是誤差的來(lái)源． (2)從數(shù)的左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如0.0125為三位有效數(shù)字． 二、基本儀器的使用 1．長(zhǎng)度測(cè)量類儀器 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法： 測(cè)量值＝主尺上讀的整毫米數(shù)＋游標(biāo)尺上對(duì)齊格數(shù)精確度(mm),2．時(shí)間測(cè)量類儀器 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器： 要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，為便于測(cè)量和計(jì)算，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣時(shí)間間隔Δt＝0.025 s＝0.1 s. (2)頻閃照相機(jī)： 它是用等時(shí)間間隔獲取圖像信息的方法將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來(lái)，使用時(shí)要明確頻閃的時(shí)間間隔． (3)光電計(jì)時(shí)器：記錄遮光時(shí)間．,3．探究動(dòng)能定理 (1)實(shí)驗(yàn)原理 小車在一根橡皮筋的作用下彈出，用2根、3根…同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，如果把第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功記為W，以后各次做的功就是2W、3W… 小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，作出W－v曲線探究． (2)操作關(guān)鍵 ①平衡摩擦力． ②選間距均勻的那一段紙帶來(lái)計(jì)算小車的速度．,四、“靜止平衡類”實(shí)驗(yàn) 1．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 (1)實(shí)驗(yàn)原理 要測(cè)出每次懸掛重物的重力大小F和彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x，建立F－x坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖探究． (2)操作關(guān)鍵 ①實(shí)驗(yàn)中不能掛過(guò)多的鉤碼，使彈簧超過(guò)彈性限度． ②作圖象時(shí)，不要連成“折線”，而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在兩側(cè)．,2．驗(yàn)證力的平行四邊形定則 (1)實(shí)驗(yàn)原理 使一個(gè)力作用效果跟兩個(gè)力共同作用效果相同． (2)操作關(guān)鍵 ①每次拉伸結(jié)果位置O必須保持不變． ②記下每次各力的大小和方向． ③畫(huà)力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度．,,熱點(diǎn)考向例析,(2015海南單科11)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖(a)和(b)所示．該工件的直徑為_(kāi)_____cm，高度為_(kāi)_____mm.,考向一 基本儀器的讀數(shù),游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)10分度的游標(biāo)尺，以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后只有1位，20分度和50分度的游標(biāo)尺以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后有2位，不估讀． (2)螺旋測(cè)微器以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后必須有3位，格數(shù)要估讀，同時(shí)還要注意半毫米刻度線是否露出．,[題組訓(xùn)練] 1．現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測(cè)量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測(cè)圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量該圓柱體的長(zhǎng)度．螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示． 由上圖讀得圓柱體的直徑為_(kāi)_______mm，長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm.,解析： 該游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺有10個(gè)分度，則該游標(biāo)卡尺的精確度為0.1 mm，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為5 cm＋30.01 cm＝5.03 cm；螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為固定刻度讀數(shù)與可動(dòng)刻度讀數(shù)之和，因此長(zhǎng)直導(dǎo)體的直徑為5 mm＋31.50.01 mm＝5.315 mm. 答案： 5.03 5.315,(2015廣東理綜34)某同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?(1)請(qǐng)完成以下主要實(shí)驗(yàn)步驟：按圖(a)安裝實(shí)驗(yàn)器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物________(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計(jì)時(shí)器下端；________，________，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)．,考向二 以紙帶或光電門(mén)為核心的力學(xué)實(shí)驗(yàn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的認(rèn)識(shí)和正確使用 (1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為低壓交流4～6 V；電火花計(jì)時(shí)器工作電壓為交流220 V. (2)工作時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶．,(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖2所示，則d＝________mm. (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t＝1.010－2 s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)B時(shí)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______ m/s. (3)若某同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置探究滑塊加速度與滑塊受力的關(guān)系． ①要求出滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是________ (文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示)．,(4)若某同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證滑塊所受合外力做功與動(dòng)能變化量的關(guān)系，還需測(cè)量的物理量是________(文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示)；驗(yàn)證的表達(dá)式為_(kāi)_______．,解析： (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用低壓交流電源，圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接了學(xué)生電源的直流輸出端，為確保小車所受拉力不變，滑輪與小車間的細(xì)繩方向應(yīng)與長(zhǎng)木板平行．(2)①實(shí)驗(yàn)中為確保小車所受拉力近似等于砝碼盤(pán)及砝碼總重力，應(yīng)使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)及砝碼的總質(zhì)量m，故m應(yīng)選擇A；②由第一段位移x1＝3.66 cm－1.26 cm＝2.40 cm，第二段位移x3＝12.00 cm－7.30 cm＝4.70 cm，由Δx＝aT2可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)4到計(jì)數(shù)點(diǎn)5之間的距離為7.00 cm左右，故戊與甲、乙為同一紙帶．③由Δx＝aT2可知，x3－x1＝2aT2，解得：a＝1.15 m/s2. 答案： (1)滑輪太高(或細(xì)繩與長(zhǎng)木板不平行) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到直流電源上(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源) (2)①A ②戊 ③1.15,(2015山東理綜21)某同學(xué)通過(guò)下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則．實(shí)驗(yàn)步驟： ①將彈簧秤固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向．,考向三 “靜止平衡類”實(shí)驗(yàn),解析： 木板不豎直會(huì)導(dǎo)致繪圖時(shí)力的方向與實(shí)際方向不同，產(chǎn)生誤差；彈簧測(cè)力計(jì)的外殼重力與其示數(shù)無(wú)關(guān)，測(cè)的力就是對(duì)O點(diǎn)的拉力，B拉力方向可以不水平，選項(xiàng)D結(jié)點(diǎn)O發(fā)生變化，不屬于誤差，屬于錯(cuò)誤． 答案： (1)三條細(xì)繩(拉力)的方向 (2)A (3)減小彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力；或減小鉤碼C的質(zhì)量；或減小AO與BO之間的夾角；或其他能達(dá)要求的方法,2．(2015河南駐馬店高中模擬)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測(cè)量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來(lái)，在自由端掛上砝碼盤(pán)．通過(guò)改變盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)得6組砝碼的質(zhì)量和對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l，畫(huà)出m－l圖線，對(duì)應(yīng)點(diǎn)已在圖上標(biāo)出，如圖乙所示．(重力加速度g＝10 m/s2),(2015江蘇單科11)某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． (1)下列實(shí)驗(yàn)操作中，不正確的是________． A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B．紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面,考向四 力學(xué)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn),,C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開(kāi)讓磁鐵下落 D．在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 (2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開(kāi)始下落的一段，確定一合適的點(diǎn)為O點(diǎn)，每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)為1,2，…，8.用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，記錄在紙帶上，如圖2所示．,(3)由紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)可知，磁鐵下落的速度逐漸增大，最后勻速下落，所受阻力逐漸增大到大小等于重力． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用，而磁鐵在銅管中下落時(shí)受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用． 答案： (1)CD (2)39.0 (3)逐漸增大到39.8 cm/s且增加的越來(lái)越慢 逐漸增大到等于重力 (4)為了說(shuō)明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用，磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用,實(shí)驗(yàn)器材的等效替換也是高考創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路之一，從近幾年的高考命題來(lái)看，在測(cè)量物體的速度時(shí)常涉及實(shí)驗(yàn)器材的等效替換，如利用光電門(mén)替代紙帶來(lái)測(cè)量物體的加速度、速度，還有利用閃光照相機(jī)等替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．在備考復(fù)習(xí)中要有意識(shí)地去思考所遇到的實(shí)驗(yàn)中能否利用其他的一些實(shí)驗(yàn)器材來(lái)替代題目中所給的儀器．,,真題高效演練,1．(2015新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ22)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)．所用器材有：玩具小車、壓力式托盤(pán)秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R＝0.20 m)．,,①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O； ②記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線； ③只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3，________； ④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3； ⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F； ⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．,解析： ③此步驟中應(yīng)記錄此時(shí)拉力的大小和方向，結(jié)合②的操作，③中橫線應(yīng)填寫(xiě)：沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線．⑥要驗(yàn)證平行四邊形定則，需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故⑥中橫線應(yīng)填寫(xiě)F和F3. 答案： ③沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線 ⑥F和F3,4．(2015福建理綜19)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． (1)圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度．其示數(shù)為7.73 cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量Δl為_(kāi)_______cm；,(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是________；(填選項(xiàng)前的字母) A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 B．隨意增減鉤碼．記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重 (3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是____________________________________________．,解析： (1)由乙圖知，讀數(shù)為14.66 cm，所以彈簧伸長(zhǎng)(14.66－7.73)cm＝6.93 cm；(2)若隨意增減砝碼，會(huì)作圖不方便，有可能會(huì)超出彈簧形變范圍，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項(xiàng)A正確．③由圖知AB段伸長(zhǎng)量與彈力不成線性關(guān)系，是因?yàn)殂^碼重力超過(guò)彈簧彈力范圍． 答案： (1)6.93 (2)A (3)鉤碼重力超過(guò)彈簧彈力范圍,5．(2015浙江理綜21)甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)． (1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材________；乙同學(xué)需在圖中選用的器材________．(用字母表示),(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小為_(kāi)_______．,,,謝謝觀看！,