2019年高考物理实验专题复习一 专题三力学实验.doc

2019年高考物理实验专题复习专题三:力学实验物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。其中有四个实验与纸带的处理有关可见力学实验部分应以纸带的处理打点计时器的应用为核心来展开复习。近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容以分组或演示实验为背景考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。要求考生掌握常规实验的数据处理方法能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中深刻理解物理概念和规律并能灵活运用要求考生有较强的创新能力。在复习过程中应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本同时从常规实验中有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。（一）打点计时器系列实验中纸带的处理1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点并且第一、二两点距离接近2.0mm。2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点则计数点时间间隔为n个打点时间间隔即T=0.02n（s）。一般取n＝5此时T=0.1s。3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑测量距离时不要分段测量尽可能一次测量完毕即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示则由图可得：4s6365210s5s4s3s2s1SⅠSⅥSⅤSⅣSⅢSⅡ4．判定物体运动的性质：⑴若、、、、、基本相等则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。⑵设△s1=－△s2=－△s3=－△s4=－△s5=－若△s1、△s2、△s3、△s4、△s5基本相等则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。⑶测定第n点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离由平均速度公式就可求得如上图中第4点的瞬时速度为：。⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移、、、、、分成两组利用可得：、、再算出的、、平均值即：就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一组去掉然后再将数据分组利用逐差法求解。（二）设计性实验的设计思路与典例分析题目要求和给出的条件演示和分组实验的实验原理物理规律和原理基本仪器的使用知识需测物理量和所需器材实验步骤数据处理实验原理实验结论及误差分析x012345622.530.037.545.052.5y/mm60.0【例题1】做匀加速直线运动的小车牵引一条纸带通过打点计时器交流电源的频率为50Hz由纸带上打出的某一点开始每5个点剪下一段纸带按图所示使每一条纸带下端与x轴重合左边与y轴平行将纸带段粘贴在直角坐标系中则小车运动的加速度是m/s2（保留两位有效数字）。【命题意图】本题考查了匀变速直线运动的纸带处理同时还要明确计数点的选取以及相隔时间的计算问题。要求学生能把常见的纸带数据处理中的数据与图中纸带的长度建立联系获得相关数据然后求得实验结果。【解析】由题意可得每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移由图示数据可得而相隔时间为T＝0.02×5s＝0.1s根据可得小车的加速度为：。ACODPEB【变式题】伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程并测出物块通过相应路程的时间然后用图线表示整个运动过程如图所示。图中OA表示测得的时间矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程则图中OD的长度表示。P为DE的中点连接OP且延长交AE的延长线于B则AB的长度表示。【解析】OA时间段的平均速度；A时刻的瞬时速度。【例题2】（2019年广东）一个有一定厚度的圆盘可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。实验器材：电磁打点计时器米尺纸带复写纸片。实验步骤：⑴如图所示将电磁打点计时器固定在桌面上将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后固定在待测圆盘的侧面上使得圆盘转动时纸带可以卷在圆盘侧面上。⑵启动控制装置使圆盘转动同时接通电源打点计时器开始打点。⑶经过一段时间停止转动和打点取下纸带进行测量。①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=________。式中各量的意义是：______________________