2023年高考二轮复习物理教案14力学实验doc高中物理.docx

(最新原创)2023高考二轮复习物理教案（14）力学实验 一． 专题要点 1、测定匀变速运动的加速度 实验目的: ①练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。 ks5u ②学习用打点计时器测定即时速度和加速度。 实验原理: ①打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是 ks5u 50Hz），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 ②由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如下列图，0、1、2…为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、…为相邻两计数点间的距离,假设△s=s2-s1=s3-s2=…=恒量，即假设连续相等 ks5u 的时间间隔内的位移之差为恒量,那么与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 ③由纸带求物体运动加速度的方法： ks5u ④由纸带求物体运动速度的方法： 2、验证力的合成的平行四边形定那么 实验目的: 验证力的合成的平行四边形定那么。 实验原理: 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定那么求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等， ks5u 如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定那么 本卷须知: ①用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。 ks5u ②同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。 ks5u 3、验证牛顿第二定律 实验原理: ①如下列图装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力F(当m<<M时，F=mg近似成立)，测出小车的对应加速度a,由多组a、F数据作出加速度和 ks5u 力的关系a-F图线，验证加速度是否与外力成正比 ②保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码, 改变小车的质量M，测出小车的对应加速度a, 由多组a、M数据作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线, 验证加速度是否与质量成反比。 ③平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。 ks5u 4、 验证机械能守恒定律。 注意：①先接通电源后松开纸带，让重锤自由下落。 ②在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带。 ③计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2，进行比较 ④因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重锤的质量。 ks5u 二． 考纲要求 考点 考点解读 实验一：研究匀变速直线运动 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，尤其是除了对教材中原有的学生实验进行考查为，还增加了对演示 ks5u 实验的考查。利用学生所学过的知识，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教材中原有单纯学生实验的考查。 历届高考在实验方面的命题重点为：根本仪器的使用、根本物理量的测定、物理规律的验证和物理现象的研究、实验数据的处理。 高考中物理实验题类型大体有：⑴强调根本技能，熟识各种器材的特性。像读数类： ks5u 游标卡尺、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。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，所以熟悉课本实验、抓住实验的灵魂---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 ks5u 质，像近年高考中的数据处理、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，比方利用所学可以设计出很多测量重力 ks5u 加速度的方案。 ks5u 实验二：探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定那么 实验四：验证牛顿运动定律 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律 三． 教法指引 此专题复习时，先把所有要求掌握的书本实验的原理全 ks5u 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、本卷须知的讲解，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，从根本知 ks5u ks5u 识出发，在夯实根底的情况下再进行适当提高。 四． 典例精析 题型1.（研究平抛运动）某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动〞的实验，根 ks5u 据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丧失了一局部，剩余局部如图2所示。图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，、和是轨迹图线上的3个点，和、和之间的水平距离相等。 ks5u 完成以下填空：（重力加速度取） （1）设、和的横坐标分别为、和，纵坐标分别为、和，从图2中可读出=____①_____m，=____②______m，=____③______m（保存两位小数）。 ks5u （2）假设已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。利用（1）中读取的数据， 求出小球从运动到所用的时间为______④__________s，小球抛出后的水平速度为________⑤__________（均可用根号表示）。 （3）已测得小球抛也前下滑的高度为0.5 ks5u 0m。设和分别为开始下滑时和抛出时的机械能，那么小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，=________⑥__________%（保存两位有效数字） ks5u 解析：此题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格, P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有=0.60m.=1.60m. P1到P2两点在水平方向的距离为6个格，那么有=0.60m. ks5u (2)由水平方向的运动特点可知P1到P2 与P2到P3的时间相等,根据,解得时间约为0. 2s,那么有 (3)设抛出点为势能零点,那么开始下滑时的 ks5u 机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2==4.5m,那么根据0.082。 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。 ks5u （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。 （2）改变所挂钩码的数量，屡次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如下列图）。 ks5u ①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。 ②（单项选择题）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 B．导轨保持了水平状态 C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小 ks5u 车的质量太大 解析：（1）因为要探索“加速度和力的关系〞所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；（2）由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：得，而实际上，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>> ks5u m造成的 题型3. （验证平行四边形定那么）某同学在家中尝试验证平行四边形定那么，他找到三条相同的 ks5u 橡皮筋（遵循胡克定律）和假设干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字， ks5u 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 解析：①bcd；②更换不同的小重物 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： ks5u （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、、、……； （3）作出草图； （4）分析图像。如果图像是一条直线，说明∝；如果不是直线，可考虑 ks5u 是否存在∝、∝、∝等关系。 以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________。 ks5u 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、……。 ks5u 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 ks5u 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。 ks5u 解析：本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，所以D选项是错误的。 ks5u 题型5. （测定重力加速度）如下列图，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。 ks5u 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 。 解析：①打点计时器需接交流电源。重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码。 ks5u 计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，选D。 ②由公式，如绘出图像，其斜率也等于重力加速度。 ks5u 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