专题13 力学实验-2017年高考物理备考学易黄金易错点(原卷版).doc

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资源描述

1、1.某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为_cm,高度为_mm。(a)(b)2.根据单摆周期公式 T2 ,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示,将细线的上端lg固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。来源:Z*xx*k.Com用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为_mm 。.在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示,校零时的读数为_ mm,合金丝的直径为_mm。3.某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动。(1)实验中,必需的措施是_。A细线必须与长木

2、板平行B先接通电源再释放小车C小车的质量远大于钩码的质量D平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有 4 个点,图中未画出) 。s 1 3.59 cm,s 24.41 cm,s 35.19 cm,s 45.97 cm,s 56.78 cm,s 67.64 cm。则小车的加速度 a_ m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打 B 点时小车的速度 vB_ m/s 。( 结果均保留两位有效数字)4用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为 6 V

3、的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,据此验证机械能守恒定律。(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:A按照图示的装置安装器件;B将打点计时器接到电源的“ 直流输出”上;C用天平测出重锤的质量;D释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带;E测量纸带上某些点间的距离;F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_。(将其选项对应的字母填在横线处)(2)在验证机械能守恒定律的实验中,若以 v2 为纵轴,以 h 为横轴,根据实验数据绘出 v2h 的图像应12 12是_,才能验证

4、机械能守恒定律; v2h 图像的斜率等于 _的数值。125某实验小组采用如图所示装置探究做功与动能变化的关系。小车经平衡摩擦力后,挂上橡皮筋,在橡皮筋的作用下小车弹出,脱离橡皮筋沿木板滑行。(1)实验时打点计时器与学生电源按图连接,正确的连接是_ _(填“A”或“B”)。(2)实验中,甲、乙同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功。甲同学:改变相同橡皮筋的条数,小车每次拉到同一位置释放;乙同学:保持橡皮筋的条数不变,小车每次拉到不同位置释放。你认为_(填“甲”或“ 乙 ”)同学的方法更合理。(3)从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程,小车的运动可能是_。A匀加速运动 B匀减速运动C加速度增大的

5、加速运动 D加速度减小的加速运动(4)实验中测得小车质量为 1.0 kg,某次实验得到的纸带及测量数据如图所示,测得小车获得的动能为_J(保留两位有效数字)。打点计时器工作频率为 50 Hz。6.某同学用如图甲所示的实验装置来“探究 a 与 F、m 之 间的定量关系”。(1)实验时,必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的:如图乙,将小车静止地放在水平长木板上,并连着已穿过打点计时器的纸带,调整木板右端的高度,接通电源,用手轻拨小车,让打点计时器在纸带上打出一系列_的点,说明小车在做_运动。(2)如果该同学先如(1) 中的操作,平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为 F,在小车质量 M

6、保持不变情况下,不断往桶里加砂,砂的质量最终达到 M,测小车加速度 a,作 a F 的图像。如图丙图线正确的是13_。(3)设纸带上计数点的间距为 s1 和 s2。如图丁为用米尺测量某一纸带上的 s1、s 2 的情况,从图中可读出s13.10 cm,s 2_ cm,已知打点计时器的频率为 50 Hz,由此求得加速度的大小a_ m/s 2。7. 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为 7.73 cm;图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量 l 为_ cm;(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的

7、弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是_;(填选项前的字母)A逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量 l 与弹力 F 的关系图线,图线的 AB 段明显偏离直线 OA,造成这种现象的主要原因是_。8某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,按如下步骤进行:在墙上贴一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向。在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯,记下平衡时弹簧秤的读数 F。将一根大约 30 cm 长的细线从杯带中穿过,再将细线两端分别拴在两个弹簧测力计的挂钩上,

8、在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两个弹簧测力计的示数相等,在白纸上记下细线的方向,弹簧测力计的示数如图甲所示。在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示,如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力 F。(1)在步骤中,弹簧秤的读数为_ N 。(2)在步骤中,合力 F_ N。(3)若_,就可以验证力的平行四边形定则。(4)本实验采用的科学方法是_。A理想实验法 B等效替代法C控制变量法 D建立物理模型法9某同学运用以下实验器材,设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的守恒量,实验器材有打点计时器、低压交流电源(频率为 50 Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车 A、带橡皮泥

9、的小车 B、天平。该同学经过以下几个步骤:A用天平测出小车 A 的质量 mA0.4 kg,小车 B 的质量 mB0.2 kg。B更换纸带重复操作三次。C小车 A 靠近打点计时器放置,在车 后固定纸带,把小车 B 放在长木板中间。D把长木板放在桌面上,在一端固定打点计时器,连接电源。E接通电源,并给 A 车一定的初速度 vA。(1)该同学正确的实验步骤为_ 。(2)打点计时器打下的纸带中,比较理想的一条如图所示,根据这些数据完成下表。A 车 B 车 AB 整体质量/kg速度/(ms 1 )vmmvmv2(3)根据以上数据猜想守恒表达式为_。易错起源 1、基本仪器的使用和读数来源:Zxxk.Com

10、例 1图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的_(填“A”“B”或 “C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为 _ mm。【变式探究】某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为_ mm,图(b) 所示读数为_ mm,所测金属板的厚度为_ mm。【名师点睛】1游标卡尺的精度有三种,分别为 0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm,读数时要确认是哪种精度的游标卡尺。如诊断卷第 1 题为 0.05 mm 的游标卡尺,诊断卷第 2 题为 0.1 mm 的游标卡尺。2螺

11、旋测微器读数时,要注意固定刻度尺上的半刻度线是否露出及最后结果的有效数字位数。如诊断卷第 1 题,螺旋测微器半刻度线已露出,对齐格数应读 36.1。3注意题目要求的单位是否为 mm,若不是则先以 mm 为单位读数,然后再转换为题目要求的单位。如诊断卷第 1 题,游标卡尺的读数要求以 cm 为单位,则先按 mm 为单位读出 12.20 mm,再转换为1.220 cm。4螺旋测微器常有“零” 误差出现,此时要注意测量的实际结果的修正方法。如诊断卷第 2 题,合金丝的直径应为右侧读数减去左侧读数。【锦囊妙计,战胜自我】一、长度测量类仪器1游标卡尺的读数游标尺(mm)刻度格数来源:刻度总长度来源:ZX

12、XK每小格与1 毫米差来源:精度(mm)测量结果(游标尺上第 n 个刻线与主尺上的某刻度线对正时)(mm)20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数0.05 n50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数0.02 n2螺旋测微器的读数测量值固定刻度整毫米数半毫米数可动刻度读数(含估读)0.01 mm 。二、时间测量类仪器1打点计时器计时器种类 工作电源电压 打点间隔电磁打点计时器 交流 50 Hz,46 V 0.02 s电火花打点计时器 交流 50 Hz,220 V 0.02 s2频闪照相机其作用和处理方法与打点计时器类似,它是用等时间间隔获取图像信息的方法,将物体在不同时刻的位置记

13、录下来,使用时要明确频闪的时间间隔。易错起源 2、 “纸带”类实验例 2在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间,计时器所用电源的频率为 50 Hz,如图所示是一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取 0、1、2、3、4、5、6 七个计数点,用刻度尺量出 1、2、3、4、5、6 点到 0 点的距离分别为 1.40 cm、3.55 cm、 6.45 cm、10.15 cm、14.55 cm、19.70 cm。由纸带数据计算可得计数点 4所代表时刻的瞬时速度大小为 v4_ m/s,小车的加速度大小 a_ m/s2。( 结果保留三

14、位有效数字)【变式探究】如图甲所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置,该装置依靠电子信息系统获得了小车加速度 a 的信息,由计算机绘制出 a 与钩码重力的关系图。钩码的质量为 m,小车和砝码的质量为 M,重力加速度为 g。(1)下列说法正确的是_。A每次在小车上加减砝码时,应重新平衡摩擦力B实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C本实验 m应远小于 MD在用图像探究加速度与质量关系时,应作 a 图像1m(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他作出的 a F 图可能是图乙中_( 选填“甲”“乙”“丙”)图线。此图线的 AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是_。

15、A小车与轨道之间存在摩擦B导轨保持了水平状态C钩码的总质量太大D所用小车的质量太大(3)实验时,某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤,其他操作均正确,若轨道水平,他测量得到的图像如图丙。设图中纵轴上的截距为b,则小车与木板间的动摩擦因数 _。【名师点睛】1利用纸带求物体的速度、加速度时要注意以下三点:(1)计数点间的时间间隔,是 0.02 s,还是 0.02 sn。如诊断卷第 3 题,两计数点间有 4 个点未画出,则T0.02 s50.1 s。(2)注意点间距的单位和题目中要求的 a、v 单位是否一致。如诊断卷第 3 题中,s 1s 6 的单位均为 cm,而 a、v 的要求单位分别为 m/s2、m/

16、s,因此,应将 s1s 6 的单位转变为 m。诊断卷第 5 题和第 6 题也有同样的问题。(3)注意计算加速度公式的选取。如诊断卷第 6 题,只有两段位移 s1、s 2,应选用 s2s 1aT 2 计算加速度;而诊断卷第 3 题,有六段位移,应选用 a 计算加速度。s6 s5 s4 s3 s2 s19T22平衡摩擦力的目的与方法(1)目的:在探究做功与动能变化的关系时,为了使橡皮筋对小车所做的功为总功,应平衡小车的摩擦力,如诊断卷第 5 题;在探究 a 与 F、m 的定量关系的实验中,平衡摩擦力的目的是为使细线的拉力作为小车的合外力,如诊断卷第 6 题。(2)方法:不挂橡皮筋或小砂桶的情况下,

17、给小车一初速度,小车下滑时纸带上所打的点间距相等,小车做匀速运动。3aF 图像发生弯曲的原因分析由 a F 可知,随着 m 的增大,当不满足 Mm 时,aF 图线的斜率 逐渐减小,如mgM m 1M m 1M m诊断卷第 6 题。【锦囊妙计,战胜自我】1由纸带确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系,为便于测量和计算,一般每五个点取一个计数点,这样时间间隔为 t0.025 s0.1 s。2求瞬时速度做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。如图所示,求纸带上某一点的瞬时速度,只需在这一点的前后各取相同时间间隔 T 的两段位移 xn和 xn1 ,则

18、打 n 点时的速度 vn。xn xn 12T3求加速度(1)利用 a 求解:在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用 xx n1 x naT 2 求加速度xT2a。(2)逐差法:如图所示,由 xnx m(nm)aT 2可得:a 1 ,a 2 ,a 3 ,x4 x13T2 x5 x23T2 x6 x33T2所以 a a1 a2 a33 x4 x5 x6 x1 x2 x39T2(3)两段法:把图中 x1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6 分成时间相等(均为 3T)的两大段,则由 x x aT 2 得:(x4x 5x 6)(x 1x 2x 3)a(3 T)2,解出的 a 与上面逐差法结果相等,但却要简单得多。(4)图像法:由 vn ,求出相应点的速度。xn xn 12T确定各计数点的坐标值(v 1,T) 、(v 2,2T)、(v n,nT)。画出 v t 图像,图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度。易错起源 3、 “弹簧”“橡皮条”类实验例 3在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力 G 与弹簧总长 L 的关系图像,根据图像回答以下问题。(1)弹簧的原长为_。

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