高考物理艺考生大二轮总复习 上篇 专题六 物理实验 第1讲 力学实验教学案-人教版高三全册物理教学案.docx

第1讲力学实验

三年考情分析高考命题规律三年考题考查内容核心素养力学实验考查形式为多知识点覆盖和组合，考查定性分析和定量计算相结合，对学生探究能力提出了较高要求．考查点：①基本实验仪器的使用：如弹簧测力计、打点计时器、游标卡尺；②以纸带或者光电门为测量工具的实验，如研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律；③以弹簧为测量工具的实验，如探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则；等.2019Ⅰ卷22T测加速度科学态度Ⅱ卷22T测动摩擦因数科学态度Ⅲ卷22T测加速度证据2018Ⅰ卷22T测弹簧的劲度系数科学态度Ⅱ卷23T测动摩擦因数科学态度Ⅲ卷22T测人的反应时间证据、交流2017Ⅰ卷22T研究小车的直线运动证据Ⅱ卷22T探究平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系证据、科学态度Ⅲ卷22T验证力的平行四边形定则证据
考向一以游标卡尺或螺旋测微器为测量工具的力学实验
[知识必备]——提核心通技法
1．游标卡尺的读数
游标尺精确度(mm)测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的
某刻度线对齐时)(mm)刻度格数刻度总长度(mm)每小格与1mm差(mm)1090.10.1主尺上读的毫米数＋0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数＋0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数＋0.02n2.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(含估读值)×0.01mm.
[典题例析]——析典题学通法
[例1](2018·全国卷Ⅰ，22T)如图(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针．
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为______N/m(保留3位有效数字)．

[解析]主尺读数3.7cm，即37mm，游标尺读数为15，所以读数为：
37mm＋15×eq\f(1,20)mm＝37.75mm＝3.775cm.
由F＝kΔx得：k＝eq\f(F,Δx)＝eq\f(mg,x2－x1)＝
eq\f(0.100×9.80,3.775－1.950×10－2)N/m＝53.7N/m.
[答案]3.77553.7
[跟进题组]——练考题提能力
1．(2020·合肥质检)(1)图甲是用游标卡尺测量某金属圆筒外径时的示数，可读出该圆筒外径为________cm.
(2)图乙是用螺旋测微器测量某金属棒直径时的示数，可读出该金属棒直径为________mm.

解析：(1)游标卡尺主尺读数为24mm,50分度游标卡尺的精确度为0.02mm，游标尺第48条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为0.96mm，所以该圆筒外径测量值为24.96mm＝2.496cm.(2)螺旋测微器固定刻度部分读数为2.5mm，可动刻度部分最小分度值为0.01mm，可动刻度部分读数为32.7×0.01mm＝0.327mm，因此金属棒的直径测量值为2.827mm.
答案：(1)2.496(2)2.827(2.826～2.828均对)
2.在一次实验中，张华同学用螺旋测微器测某长方体工件的厚度如图所示，根据图示可判断其厚度为________mm；该学生用下列某种仪器测得该工件的宽度为1.275cm.则该同学所用的仪器可能是________．(将正确答案的序号填在横线上)

①螺旋测微器②10分度游标卡尺③20分度游标卡尺④50分度游标卡尺
解析：螺旋测微器固定刻度部分读数为1.5mm，可动刻度部分最小分度值为0.01mm，可动刻度部分读数为20.0×0.01＝0.200，因此工件厚度为1.700mm.若用某种仪器测出的工件的宽度为1.275cm＝12.75mm，由于以毫米为单位，小数点后有两位有效数字，测量仪器不可能是①螺旋测微器和②10分度游标卡尺，又由于最后一位是5，只有20分度的游标卡尺最后一位才是0或5，所以应是③.
答案：1.700③
[易错警示]——辨易错防未然
游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题
(1)10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位，20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位．
(2)游标卡尺在读数时先确定主尺的分度(一般是1cm，即10mm)，把数据读成以毫米为单位的，先读主尺数据，再读游标尺数据，最后两数相加．游标卡尺读数不估读．
(3)不要把游标尺的边缘当成零