2017届高考物理二轮专题突破专题九实验技能与创新1力学实验与创新教案 (2)

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1、专题九实验技能与创新第1讲：力学实验与创新一、学习目标1、掌握探究弹力和弹簧伸长的关系的实验原理及数据处理2、掌握验证力的平行四边形定则的实验原理及数据处理3、掌握验证牛顿运动定律的实验原理及数据处理4、学会探究动能定理实验时的定性分析和定量计算5、掌握验证机械能守恒定律实验的数据处理和误差分析6、力学实验的创新二、课时安排3课时三、教学过程高考题型一探究弹力和弹簧伸长的关系【例1】如图1甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景.用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出).所得数据记录在下

2、列表格中：图1拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69标尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为________cm；(2)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图象；(3)由图象求出该弹簧的劲度系数为________N/m、弹簧的原长为________cm.(均保留三位有效数字)解析　(1)由图可知，刻度尺的最小分度为0.1cm，故读数为63.60cm；(2)根据表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示；(3)由胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k＝≈24.85N/

3、m；图象与横坐标的交点为弹簧的原长，则可知，原长为55.2cm.答案　(1)63.60(63.55～63.65)(2)如图(3)24.85(24.80～24.90)　55.2(55.0～55.5)归纳小结实验数据的处理方法(1)列表法：将测得的实验数据填入设计好的表格之中，可以分析两物理量间的定性关系.(2)图象法：根据记录的实验数据在平面直角坐标系内进行作图.若是曲线应平滑，若是直线要让尽量多的点过直线，或在直线两侧均匀分布.(3)函数法：往往是根据图象得到物理量间的函数关系方程式.高考题型二验证力的平行四边形定则【例2】如图2所示，某同学在家中尝试验证力的平行四边形定

4、则，他找到三条长度和粗细相同的橡皮筋(遵循胡克定律)，以及重物、刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子等.他设计了如下实验：①将三条橡皮筋的一端系在一起，另一端分别连一个绳套.②他分别向两边拉住任意两个绳套，测量橡皮筋的长度是否相等.③在墙上A、B两点钉两个钉子，将白纸固定在墙面上合适的位置，再将橡皮筋的两个绳套套在两钉子上，测出此时三条橡皮筋的长.④将重物挂在第三个绳套C上，测量并记录三条橡皮筋的长度并记下结点O的位置.⑤取下白纸，画出受力图，验证平行四边形定则.⑥换用不同的重物并改变A、B的位置重复实验.图2(1)实验步骤②的目的是________；(2)实验步骤④中

5、，有一个重要遗漏是________；(3)实验步骤⑥中________(选填“要”或“不要”)保证O点位置不变；(4)为了使实验更准确，下述做法不正确的是________.A.A、B要一样高B.A、B距离要适当C.重物质量不能太大D.橡皮筋要与墙面平行解析　(1)他分别向两边拉住任意两个绳套，测量橡皮筋的长度是否相等，目的是判断橡皮筋的劲度系数是否相同.(2)实验步骤④中，有一个重要遗漏是记下拉力的方向.(3)该实验，橡皮筋遵守胡克定律，结点O处于平衡状态，所受合力为零，通过任意两个力的合力与第三个是否等值反向验证力的平行四边形定则，不要保证O点的位置不变.(4)在该实验

6、中，A、B不一定要一样高，但是A、B的距离要适当，不能太大，也不能太小，所挂重物的质量适当，不能太大，拉力的方向与墙面平行，则橡皮筋与墙面需平行，故A错误，B、C、D正确.答案　(1)判断橡皮筋的劲度系数是否相同(2)记下拉力的方向(3)不要(4)A归纳小结1.本实验考查的重点是“力作用效果的等效性”.2.对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也是考查的重点.高考题型三验证牛顿运动定律【例3】(2016·全国丙卷·23)某物理课外小组利用图3中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放

7、在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：图3(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.(2)将n(依次取n＝1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.(3)对应于不同的n的a值见下表.n＝2时的s-t图象如图4所示；由图