《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十一 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十一 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案（22頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題十一　力學(xué)實(shí)驗(yàn) 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點(diǎn) 考題 考情 螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)力學(xué)基本實(shí)驗(yàn) 2017年T10考查探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系以及平衡摩擦力的方法 2016年T11考查基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的使用驗(yàn)證以及機(jī)械能守恒定律 2014年T11考查力的平行四邊形定則及平衡條件的應(yīng)用 高考熱點(diǎn)是(1)以打點(diǎn)紙帶的分析為載體，考查有關(guān)速度、加速度分析的實(shí)驗(yàn)，以填空題為主；(2)以教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合光電門、頻閃照相和現(xiàn)代科技生活，考查實(shí)驗(yàn)分析、設(shè)計(jì)能力；(3)以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析為載體，考查學(xué)生分析評估能力． 備考時(shí)(1)強(qiáng)化基本儀器使用、讀數(shù)

2、方面的訓(xùn)練；(2)領(lǐng)會(huì)控制變量法、逐差法等在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理中的作用；(3)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)選取、實(shí)驗(yàn)情景與實(shí)驗(yàn)原理之間的因果邏輯推理． 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 2015年T11考查對紙帶運(yùn)動(dòng)情況探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 2013年T11利用自由落體運(yùn)動(dòng)考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 一、誤差與有效數(shù)字 1．誤差： 誤差 產(chǎn)生原因 大小特點(diǎn) 減小方法 系統(tǒng) 誤差 實(shí)驗(yàn)儀器不精確實(shí)驗(yàn)原理不完善實(shí)驗(yàn)方法粗略 總是偏大或偏小 更新儀器，完善原理，改進(jìn)方法 偶然 誤差 測量、讀數(shù)不準(zhǔn)確 可大可小 畫圖象或取平均值 2．有效數(shù)字： (1)有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的

3、，是偶然誤差的來源． (2)從數(shù)的左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如0．012 5為三位有效數(shù)字． 二、基本儀器的使用 1．長度測量類儀器： (1)毫米刻度尺的讀數(shù)：精確到毫米，估讀一位． (2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)： 游標(biāo)尺/mm 精度 /mm 測量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n個(gè)刻線與主尺上的某刻度線正對時(shí))/mm 刻度 格數(shù) 刻度 總長度 每小格與 1毫米差 10 9 0．1 0．1 主尺上讀的毫米數(shù)＋0．1n 20 19 0．05 0．05 主尺上讀的毫米數(shù)＋0．05n 50 49 0．02 0．02 主尺上讀的毫米數(shù)＋0．02n (3)螺旋測微

4、器的讀數(shù)：測量值＝固定刻度整毫米數(shù)＋半毫米數(shù)＋可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀)×0．01 mm． 2．時(shí)間測量類儀器： (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0．02 s，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔為Δt＝0．02×5 s＝0．1 s． (2)頻閃照相機(jī)：用等時(shí)間間隔獲取圖象信息的方法將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來． (3)光電計(jì)時(shí)器：記錄遮光時(shí)間． 三、兩類力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1．驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則，驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 2．探究性實(shí)驗(yàn)：探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系，探究動(dòng)能定理． 3．兩種實(shí)驗(yàn)過程的比較： 類型 探究性實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 實(shí)

5、 驗(yàn) 過 程 ①提出問題 ②猜想與假設(shè) ③制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 ④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù) ⑤分析與論證 ⑥評估 ⑦交流與合作 ①實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ②實(shí)驗(yàn)器材 ③實(shí)驗(yàn)原理 ④實(shí)驗(yàn)步驟 ⑤數(shù)據(jù)分析 ⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論 四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 1．列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí)，為了簡單而明顯地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，可將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀裰校礊榱斜矸ǎ? 2．平均值法：把在同一狀態(tài)下測定的同一個(gè)物理量的若干組數(shù)據(jù)相加求和，然后除以測量次數(shù)． 3．作圖法：用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡便，有取平均值的效果．由圖線的斜率、截距、包圍的面積等可以研究物理量之間的關(guān)系． 考點(diǎn)

6、1| 螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)　難度：低檔題 題型：實(shí)驗(yàn)題 (對應(yīng)學(xué)生用書第57頁) 1．螺旋測微器讀數(shù)時(shí)要估讀，以毫米為單位，小數(shù)點(diǎn)后必須為3位，同時(shí)注意固定刻度上的半刻度是否露出，如第1題中圖丁半刻度線露出，圖甲、乙、丙沒露出． 2．游標(biāo)卡尺不估讀，以毫米為單位，10分度卡尺，小數(shù)點(diǎn)后只有1位；20分度和50分度卡尺，小數(shù)點(diǎn)后有2位． 3．注意題目要求的單位是否為mm，若不是則要先以mm為單位讀數(shù)，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)轭}目要求的單位．第1、2題中毫米和厘米各半． ●考向1　螺旋測微器的讀數(shù) 1．(2017·成都檢測)用螺旋測微器測不同規(guī)格的金屬絲的直徑，示數(shù)如圖11-1所示．

7、由圖可讀出金屬絲的直徑為 圖甲________mm　圖乙________cm 圖丙________mm　圖丁________cm． 【導(dǎo)學(xué)號：17214176】 甲　　　　　　　乙 丙　　　　　　　丁 圖11-1 【解析】　根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)方法：螺旋測微器的讀數(shù)值＝固定刻度值＋可動(dòng)刻度×0．01 mm，讀出甲、乙、丙、丁四圖的讀數(shù)值分別是10．002(1～3) mm、0．536 5(4～6) cm、9．205(4～6) mm、0．570 0 cm 【答案】　10．002 　0．536 5　9．205　0．570 0 ●考向2　游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 2．某同學(xué)用游標(biāo)卡

8、尺游標(biāo)卡尺測定四個(gè)不同規(guī)格金屬桿的直徑，示數(shù)如圖11-2甲、乙 、丙、丁所示，則該金屬桿直徑分別為 甲圖：________mm　乙圖：________cm 丙圖：________cm　丁圖：________mm． 甲 乙 丙 丁 圖11-2 【解析】　根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)值＝主尺整毫米數(shù)值＋對齊格數(shù)×精度(mm)，讀出甲、乙、丙、丁四圖的讀數(shù)值分別是 甲圖：d＝4 mm＋10×0．02 mm＝4．20 mm 乙圖：d＝12 mm＋4×0．05 mm＝12．20 mm＝1．220 cm 丙圖：d＝11 mm＋5×0．1 mm＝11．5 mm

9、＝1．15 cm 丁圖：d＝5 mm＋5×0．05 mm＝5．25 mm． 【答案】　4．20 mm　1．220 cm　1．15 cm　5．25 mm 考點(diǎn)2| 力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)　難度：中低檔 題型：實(shí)驗(yàn)題 五年3考 (對應(yīng)學(xué)生用書第57頁) 1．(2016·江蘇高考T11)某同學(xué)用如圖11-3所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)．光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條．將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測出，取v＝作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度．記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t

10、，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒． 圖11-3 (1)用ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離． A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端 (2)用ΔEk＝mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小．用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖11-4所示，其讀數(shù)為________cm．某次測量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0．010 0 s．則鋼球的速度為v＝________ m/s． 圖11-4 (3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果： ΔE

11、p(×10－2J) 4．892 9．786 14．69 19．59 29．38 ΔEk(×10－2J) 5．04 10．1 15．1 20．0 29．8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的．你是否同意他的觀點(diǎn)？請說明理由． (4)請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議． 【解題關(guān)鍵】　解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)小球下落的高度h可以由釋放時(shí)的鋼球球心測到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心，也可以是釋放時(shí)的鋼球頂端測到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端． (2)空氣阻力造成機(jī)械能減少，應(yīng)有ΔEp>ΔEk的結(jié)果． (3)改進(jìn)建議應(yīng)從造成誤差的原因角度思考． 【解

12、析】　(1)高度變化要比較鋼球球心的高度變化． (2)毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米下一位，由v＝代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出相應(yīng)速度．(3)從表中數(shù)據(jù)可知ΔEk＞ΔEp，若有空氣阻力，則應(yīng)為ΔEk＜ΔEp，所以不同意他的觀點(diǎn)． (4)實(shí)驗(yàn)中遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度大于鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度，因此由ΔEk＝mv2計(jì)算得到的ΔEk偏大，要減小ΔEp與ΔEk的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度． 【答案】　(1)B　(2)1．50(1．49～1．51都算對)　1．50(1．49～1．51都算對)　(3)不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp　(4)分別測出光電門和球心到懸點(diǎn)

13、的長度L和l，計(jì)算ΔEk時(shí)，將v折算成鋼球的速度v′＝v 2．(2014·江蘇高考T11)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則． 圖11-5 (1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖11-5所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過P3點(diǎn)．三個(gè)力的大小分別為：F1＝3．30 N、F2＝3．85 N和F3＝4．25 N．請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力． (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)

14、不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響． 實(shí)驗(yàn)裝置如圖11-6甲所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點(diǎn)，下端N掛一重物．用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N，在白紙上記錄下N的軌跡．重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡． 甲 乙 圖11-6 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖11-6乙所示．過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為________． (3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有________．(填寫選項(xiàng)前的字母) A．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B．兩次受到的拉力相同時(shí)

15、，橡皮筋第2次的長度較長 C．兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大 D．兩次受到的拉力相同時(shí)，拉力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)． 【解題關(guān)鍵】　解答此題應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)拉力F1和F2的方向分別過P1、P2兩點(diǎn)，但、并不代表F1和F2． (2)由平行四邊形定則求出的合力并不一定與F3相等． (3)重物重力一定和橡皮筋拉力與水平拉力方向一定時(shí)，橡皮筋拉力大小也是一定的． 【解析】　根據(jù)力的合成法則及平衡條件解題． (1)作出的圖示如圖所示． (2)重物受力情況如圖所示，由于

16、重力不變，兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋拉力T的方向相同，故水平拉力F大小相等，即Fa＝Fb． (3)根據(jù)題圖乙可知，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤． (4)橡皮筋拉伸不宜過長，選用新橡皮筋等可減小誤差． 【答案】　(1)如解析圖所示(F合＝4．6～4．9 N都算對) (2)Fa＝Fb　(3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋．(或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的彈簧)． 3．(2017·江蘇高考T10)利用如圖11-7所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系．小車的質(zhì)量為M＝200．0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10．0 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電

17、． 【導(dǎo)學(xué)號：17214177】 圖11-7 (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到________． (2)掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖11-8所示，選擇某一點(diǎn)為O，依次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1＝________m/s． 圖11-8 (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9．80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對小車做的功W．利用Ek＝Mv2算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量ΔEk．計(jì)算結(jié)

18、果見下表． W/×10－3J 2．45 2．92 3．35 3．81 4．26 ΔEk/×10－3J 2．31 2．73 3．12 3．61 4．00 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖11-9中作出ΔEk-W圖象． 圖11-9 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W．某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F＝________N． 【解析】　(1)完全平衡摩擦力的標(biāo)志是輕推小車，小車做勻速運(yùn)動(dòng)． (2)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5×0．02 s＝0．1 s v1＝＝ m/s＝0．228 m/s． (3)確定

19、標(biāo)度，根據(jù)給出數(shù)據(jù)描點(diǎn)．作圖如圖所示． (4)從圖線上取兩個(gè)點(diǎn)(4．5，4．24)，(2．15，2．0) 圖線的斜率是k＝≈0．953① 又有k＝＝② 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2＝2aΔx③ 根據(jù)牛頓第二定律有 F＝Ma④ 由①②③④式解得F≈0．093 N． 【答案】　(1)小車做勻速運(yùn)動(dòng)　(2)0．228　(3)見解析圖　(4)0．093 紙帶的三大應(yīng)用 (1)確定時(shí)間 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)之間的區(qū)別與聯(lián)系，為便于測量和計(jì)算，一般每五個(gè)點(diǎn)(或每隔四個(gè)點(diǎn))取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣時(shí)間間隔為Δt＝0．02×5 s＝0．1 s． (2)求瞬時(shí)速度 做勻

20、變速運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．如圖11-10a所示，求紙帶上某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移xn和xn＋1，則打n點(diǎn)時(shí)的速度vn＝． a b 圖11-10 (3)求加速度 ①利用a＝求解：在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況下，可利用Δx＝xn＋1－xn＝aT2求加速度a． ②逐差法： a＝＝ ③兩段法：把圖11-10b中x1、x2、x3、x4、x5、x6分成時(shí)間相等(均為3T)的兩大段，則由xⅡ－xⅠ＝aT2得：(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)＝a(3T)2，解出的a與上面逐差法結(jié)果相等，但卻要

21、簡單得多． ④圖象法： a．由vn＝，求出相應(yīng)點(diǎn)的速度． b．確定各計(jì)數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)值(v1，T)、(v2，2T)、…(vn，nT)． c．畫出v-t圖象，圖線的斜率為物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度． ●考向1　“紙帶”類實(shí)驗(yàn) 3．(2017·南京一模)(1)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖11-11甲、乙所示．測量方法正確的是________(選填“甲”或“乙”)． 甲　　　　　　　　　　乙 丙 圖11-11 (2)用螺旋測微器測量合金絲的直徑，此示數(shù)為______mm． (3)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，交流電源頻率為50 Hz，打出一段紙帶如圖11-12所示

22、．紙帶經(jīng)過2號計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，測得的瞬時(shí)速度v＝________m/s．若實(shí)驗(yàn)時(shí)交流電源頻率大于50 Hz，則紙帶經(jīng)過2號點(diǎn)的實(shí)際速度________(選填“大于”“小于”“等于”)測量速度． 圖11-12 【解析】　(1)游標(biāo)卡尺測量小球的直徑時(shí)，應(yīng)將小球卡在外爪的刀口上，故選甲； (2)螺旋測微器的固定刻度為6．5 mm，可動(dòng)刻度為：20．0×0．01 mm＝0．200 mm，所以最終讀數(shù)為：6．5 mm＋0．200 mm＝6．700 mm． (3)從0點(diǎn)開始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．02×5 s＝0．1 s根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的

23、平均速度，可以求出打紙帶上2點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大?。? 小車到計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度v2＝＝×10－2 m/s＝0．36 m/s，如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率大于50 Hz，那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小，據(jù)v＝可知，測出的速度數(shù)值將比真實(shí)值偏?。? 【答案】　(1)甲　(2)6．700　(3)0．36；大于 ●考向2　“彈簧”“橡皮條”類實(shí)驗(yàn) 4．(2017·鎮(zhèn)江一模)在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用兩把彈簧秤將橡皮筋的端點(diǎn)拉到點(diǎn)O，作出這兩個(gè)拉力F1、F2的圖示(圖11-13甲)，然后用一把彈簧秤將橡皮筋的端點(diǎn)仍然拉到O，彈簧秤示數(shù)F如圖乙所示． 【導(dǎo)學(xué)號：17214178】

24、甲　　　　　　　乙 圖11-13 (1)彈簧秤的示數(shù)F＝________N； (2)請幫他在圖甲中畫出力F的圖示(圖中a為記錄F方向時(shí)所記錄的一點(diǎn))； (3)該同學(xué)用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來．他觀察圖形后受到了啟發(fā)．你認(rèn)為他緊接著應(yīng)進(jìn)行的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟是________． (A) 整理實(shí)驗(yàn)器材 (B) 提出求合力方法的猜想 (C) 改變F1、F2的大小和方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) (D) 與同學(xué)交流討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論 【解析】　(1)彈簧秤的最小刻度為0．2 N，可知彈簧秤的示數(shù)F＝2．8 N． (2)根據(jù)圖示法作出F的圖示，如圖所示． (3)用虛

25、線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來．觀察圖形后受到了啟發(fā)．提出求合力方法的猜想，然后改變F1、F2的大小和方向，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，故BC正確． 【答案】　(1)2．8　(2)見解析　(3)BC 5．(2017·徐州期末)如圖11-14甲所示，在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，主要過程如下： A．設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W、…； B．分析紙帶，求出橡皮筋做功使小車獲得的速度v1、v2、v3、…； C．作出W-v圖象； D．分析W-v圖象．如果W-v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系． (1)實(shí)驗(yàn)中得

26、到的一條如圖乙所示的紙帶，求小車獲得的速度應(yīng)選________(選填“AB”或“CD”)段來計(jì)算． 甲　　　　　　　　乙 圖11-14 (2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的有(　　) A．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加 B．通過改變小車質(zhì)量可以改變橡皮筋對小車做的功 C．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必須保持一致 D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 (3)在該實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，紙帶足夠長，點(diǎn)跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距的點(diǎn)，造成這種情況的原因可能是________．(寫出一條即可) 【解析】　(1)由圖知：在AB之間，由于相鄰

27、計(jì)數(shù)間的距離不斷增大，而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0．02 s打一個(gè)點(diǎn)，所以小車做加速運(yùn)動(dòng)．在CD之間相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距相等，說明小車離開橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選用CD段紙帶來計(jì)算小車的速度v．求小車獲得的速度應(yīng)選CD段來計(jì)算． (2)該實(shí)驗(yàn)中利用相同橡皮筋形變量相同時(shí)對小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加，故A正確，B錯(cuò)誤；為保證每根橡皮條對小車做功一樣多，每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必須保持一致，故C正確；用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量時(shí)間時(shí)，為有效利用紙帶，總是先接通電源后釋放紙帶，故D正確． (3)在該實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，紙帶足夠長，點(diǎn)跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距

28、的點(diǎn)，造成這種情況的原因可能是沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過?。? 【答案】　(1)CD　(2)ACD　(3)沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過小 ●考向3　應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 6．(2017·蘇州一模)為了探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系，某小組安裝了如圖11-15甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置并開始實(shí)驗(yàn)．已知小車以及車上的砝碼質(zhì)量用M表示，盤以及盤中砝碼質(zhì)量用m表示，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間． 【導(dǎo)學(xué)號：17214179】 甲　　　　　　　　　　　乙 圖11-15 (1)假如已經(jīng)平衡摩擦力，則在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，繩子拉力FT＝________；只有當(dāng)M與m

29、的大小關(guān)系滿足________時(shí)，F(xiàn)T＝mg才能成立． (2)該小組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m不變，探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，其具體操作步驟如下，則下列做法正確的是________．(填合適選項(xiàng)前面的符號) A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，需要重新平衡摩擦力 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車 D．用天平測出m以及M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度直接用公式a＝求出 (3)該小組同學(xué)后來又保持小車以及車上砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象如圖乙所示，則：圖線不過

30、原點(diǎn)的原因是______________________________；圖線上端發(fā)生彎曲的原因是________________________________． 【解析】　(1)該實(shí)驗(yàn)的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的右端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力． 根據(jù)牛頓第二定律得：對m：mg－T＝ma 對M：T＝Ma 解得：T＝ 當(dāng)M?m時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力

31、． (2)平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C正確．小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)測量并計(jì)算，如果用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)的目的就是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，故D錯(cuò)誤． (4)當(dāng)F≠0時(shí)，a＝0．也就是說當(dāng)繩子上

32、有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消了．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟；隨著F的增大，即盤和盤中砝碼質(zhì)量的增大，不再滿足盤和盤中砝碼遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象． 【答案】　(1)　M?m　(2)C　(3)遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；不滿足盤和盤中砝碼遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象 7．(2017·無錫一模)某同學(xué)用如圖11-16甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，他將兩物塊A和B用輕質(zhì)細(xì)繩連接并跨過輕質(zhì)定滑輪，B下端連接紙帶，紙帶穿過固定的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．用天平測出A、B兩物塊的質(zhì)量mA＝300 g、mB＝100

33、 g，mA從高處由靜止開始下落，mB拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)周期為T＝0．02 s，則： (1)在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝________J，系統(tǒng)勢能的減小量ΔEp＝________J，由此得出的結(jié)論是________________________________；(重力加速度g取9．8 m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (2)用v表示物塊A的速度，h表示物塊A下落的高度．若某同學(xué)作出-h

34、圖象如圖丙，可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________ m/s2． 【導(dǎo)學(xué)號：17214180】 甲　　　　　乙　　　　　　丙 圖11-16 【解析】　(1)計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度v5＝＝ m/s＝2．4 m/s；則系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝(mA＋mB)v＝×0．4×2．42 J＝1．15 J． 系統(tǒng)重力勢能的減小量ΔEp＝(mA－mB)gx＝0．2×9．8×(38．4＋21．6)×10－2 J＝1．18 J． 在誤差允許的范圍內(nèi)，mA、mB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒． (2)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得，(mA－mB)gh＝(mA＋mB)v2， 解得v2＝gh 圖線的斜率k＝g＝

35、 代入數(shù)據(jù)得，g＝9．7 m/s2． 【答案】　(1)1．15　1．18　在誤差允許的范圍內(nèi)，mA、mB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒　(2)9．7 考點(diǎn)3| 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)　難度：低檔 中檔 高檔 題型：實(shí)驗(yàn)填空題 五年2考 (對應(yīng)學(xué)生用書第61頁) 4．(2015·江蘇高考T11)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11-17a所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． a (1)下列實(shí)驗(yàn)操作中，不正確的有________________． A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B．紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面 C．用手捏緊磁鐵保持靜止

36、，然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D．在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 b 圖11-17 (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b所示． 計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度，粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，抄入下表．請將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整． 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 (cm/s) 24．5 33．8 37．8 ____ 39．5 39．8 39．8

37、39．8 (3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi)，磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況是_____________；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是_______________． (4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作(記為“實(shí)驗(yàn)②”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同．請問實(shí)驗(yàn)②是為了說明什么？對比實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論？ 【解題關(guān)鍵】　解此題應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)為減小紙帶與限位孔之間的阻力，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持紙帶豎直． (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放紙帶． (3)每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的計(jì)時(shí)間

38、隔為0．04 s． 【解析】　(1)為了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，應(yīng)讓銅管豎直地固定在限位孔正下方，避免小磁鐵下落時(shí)與銅管發(fā)生碰撞，選項(xiàng)A正確；紙帶穿過限位孔，要壓在復(fù)寫紙下面，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)紙帶上點(diǎn)跡清晰，選項(xiàng)B正確；用手只捏住磁鐵，不能使紙帶保持豎直，磁鐵下落時(shí)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有較大阻力，故應(yīng)捏住紙帶的上端，讓磁鐵從靜止釋放，選項(xiàng)C不正確；應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再松開紙帶，選項(xiàng)D不正確． (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”的速度用它兩側(cè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的平均速度來表示，故v4＝ cm/s＝39．0 cm/s． (3)由各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度表可以看出，磁鐵運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大到39．8

39、 cm/s，表明磁鐵受到的阻尼作用也是逐漸增大的，最后和重力平衡． (4)實(shí)驗(yàn)②中磁鐵在塑料管中下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體規(guī)律幾乎相同，說明磁鐵在塑料管中下落幾乎不受阻尼作用．對比實(shí)驗(yàn)①和②，可以看出磁鐵在銅管中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　逐漸增大到等于重力　(4)為了說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 5．(2013·江蘇高考T11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖11-18所示．傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個(gè)小

40、球．手動(dòng)敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個(gè)小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球．當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開，第2個(gè)小球開始下落……這樣，就可測出多個(gè)小球下落的總時(shí)間． 圖11-18 (1)在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有________． A．電路中的電源只能選用交流電源 B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方 C．用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度 D．手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí) (2)實(shí)驗(yàn)測得小球下落的高度H＝1．980 m，10個(gè)小球下落的總時(shí)間T＝6．5 s．可求出重力加速度g＝________m/s2．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)

41、字) (3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法． (4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間Δt磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測量時(shí)間相差Δt，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差．為此，他分別取高度H1和H2，測量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T1和T2．他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請推導(dǎo)說明． 【解析】　根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h＝gt2解決問題． (1)若電源選用直流電源，電磁鐵可正常工作，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)小球要撞擊M斷開電源，因此M應(yīng)在電磁鐵的正下方，選項(xiàng)B正確；小球下落的高度為電磁鐵下端到M的豎直距離與小球直徑的差，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)H＝gt2，t可

42、利用累積法，即從手動(dòng)敲擊M的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，測量出落下n個(gè)小球的時(shí)間T，則一個(gè)小球下落時(shí)間t＝，選項(xiàng)D正確． (2)根據(jù)H＝gt2和t＝，解得 g＝＝＝ m/s2≈9．4 m/s2． (3)要減小實(shí)驗(yàn)誤差，可以適當(dāng)增大小球下落的高度，并多次測量取平均值． (4)根據(jù)題意，小球從H1、H2高處落下需要的時(shí)間t1＝－Δt和t2＝－Δt，根據(jù)H＝gt2得H1＝g(－Δt)2和H2＝g(－Δt)2 解得g＝，因此可以消除Δt的影響． 【答案】　(1)BD　(2)9．4　(3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值．(其他答案只要合理也可) (4)可以消除Δt對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，推導(dǎo)過

43、程見解析 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的解法 (1)根據(jù)題目情境，提取相應(yīng)的力學(xué)模型，明確實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案； (2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，應(yīng)用原理公式或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合物體實(shí)際受力情況和理論受力情況對結(jié)果進(jìn)行誤差分析． ●考向1　實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 8．(2017·蘇錫常模擬)在探究“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某老師對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，其實(shí)驗(yàn)操作如下： 圖11-19 ① 如圖11-19所示，先將沙和砂桶通過滑輪懸掛于小車一端，調(diào)節(jié)平板的傾角θ，使小車沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測出砂和砂桶的總質(zhì)量m； ② 保持平板傾角θ不變，去掉砂和砂桶，小車即

44、在平板上沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過紙帶測量其加速度a; ③ 保持小車質(zhì)量M不變，多次改變砂和砂桶的總質(zhì)量m，每次重復(fù)①②兩步操作，得到小車加速度與合力的關(guān)系； ④ 多次改變小車的質(zhì)量，進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?，得到小車加速度和質(zhì)量的關(guān)系． (1)在上述實(shí)驗(yàn)操作過程中，以下說法正確的是________ A．可以用電池盒給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電 B．應(yīng)在小車開始運(yùn)動(dòng)后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 C．要保持細(xì)繩與平板平行 D．應(yīng)讓小車從靠近定滑輪處開始運(yùn)動(dòng) (2)在操作①中若打了一條如圖11-20所示的紙帶，已知紙帶左端為連接小車處，則應(yīng)將平板的傾角適當(dāng)______(選填“增大”或“減小”)些

45、； 圖11-20 (3)在操作②中，小車所受的合力大小等于________(用題中所給定的字母以及重力加速度g表示); (4)在本實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量；在操作④中，每次改變小車質(zhì)量后，________(選填“需要”或“不需要”)重新調(diào)節(jié)平板的傾角． 【解析】　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須要用交流電源供電，故不可以用電池盒給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；應(yīng)在接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后再讓小車開始運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；要保持細(xì)繩與平板平行，選項(xiàng)C正確；應(yīng)讓小車從靠近定滑輪處開始運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確；故選CD．(2)由紙帶可看出，小車做加速運(yùn)

46、動(dòng)，說明木板傾角過大，故應(yīng)該減小木板傾角；(3)在操作②中，因開始時(shí)小車拖著砂和砂桶勻速運(yùn)動(dòng)，故去掉砂桶后，小車所受的合力大小等于砂和砂桶的重力mg；(4)在本實(shí)驗(yàn)中，因小車加速下滑時(shí)不帶砂和砂桶，故不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量；因平衡摩擦力要調(diào)節(jié)砂和砂桶的重力，故在操作④中，每次改變小車質(zhì)量后，需要重新調(diào)節(jié)平板的傾角． 【答案】　(1)CD　(2)減小　(3)mg　(4)不需要　需要 ●考向2　實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 9．(2017·南通三模)在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖11-21甲所示的裝置，在水平氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個(gè)光電門M、N，滑塊上固定一遮光條，細(xì)線

47、繞過定滑輪將滑塊與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼．已知遮光條的寬度為d，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m． 【導(dǎo)學(xué)號：17214181】 甲 乙 圖11-21 (1)接通氣源，滑塊從A位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)． ①為探究在M、N間運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線拉力對滑塊做的功W和滑塊動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系，還需要測量的物理量是________(寫出名稱及符號)； ②利用上述實(shí)驗(yàn)中直接測量的物理量表示需探究的關(guān)系式為____________． (2)保持鉤碼質(zhì)量不變，改變光電門N的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

48、據(jù)作出從M到N過程中細(xì)線拉力對滑塊做的功W與滑塊到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度二次方v2的關(guān)系圖象，如圖乙所示，則圖線的斜率表示________，圖線在橫軸上的截距表示________． (3)下列不必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有________ (請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母)． A．測量鉤碼的質(zhì)量 B．調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平 C．調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 D．保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 【解析】　(1)①根據(jù)動(dòng)能定理的表達(dá)式：FL＝mv－mv，還需要測出光電門M、N間的距離L．②v1＝，v2＝，利用實(shí)驗(yàn)中直接測量的物理量表示需探究的動(dòng)能定理的表達(dá)式為：FL＝md2 (2)根據(jù)動(dòng)能定理的表達(dá)式：

49、W＝mv2－mv＝m(v2－v)，W與滑塊到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度二次方v2的關(guān)系圖象中，圖線的斜率表示m/2，圖線在橫軸上的截距表示滑塊經(jīng)過光電門M時(shí)速度的二次方． (3)因?yàn)橛辛鞲衅鳒y量滑塊受到的拉力，所以不必測量鉤碼的質(zhì)量，也不必保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量． 【答案】　(1)①光電門M、N間的距離L?、贔L＝md2　(2)m　滑塊經(jīng)過光電門M時(shí)速度的二次方　(3)AD ●考向3　數(shù)據(jù)處理方法的創(chuàng)新和拓展 10．(2017·河西區(qū)一模)某活動(dòng)小組利用圖11-22甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB

50、．用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度．測出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間． 【導(dǎo)學(xué)號：17214182】 甲　　　　　　　　乙 圖11-22 (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D＝________cm． (2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只要比較________． A．D2與gh是否相等 B．D2與2gh是否相等 C．D2與gh是否相等 D．D2與2gh是否相等 (3)鋼球通過光電門的平均速度________(選填“＞”或“＜”)鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，由此產(chǎn)生的誤差________(選填

51、“能”或“不能”)通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減?。? 【解析】　(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0．9 cm，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0．05×10 mm＝0．50 mm，所以最終讀數(shù)為：0．950 cm． (2)利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度，故：v＝， 根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有：mgh＝mD2 即只要比較D2與2gh是否相等． (3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個(gè)過程中中間時(shí)刻速度，所以鋼球通過光電門的平均速度＜鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度，由此產(chǎn)生的誤差不能通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減?。? 【答案】　(1)0．950　(2)D　(3)＜　不能 22