（全国通用）2018年高考物理总复习《力学实验》专题突破学案

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1、《力学实验》专题突破【考点定位】力学实验共涉及几个具体的实验操作，主要分布在必修一和必修二。依次为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、验证牛顿第二定律、探究动能定理和验证机械能守恒，这些实验的方案有共性，但数据处理又不尽相同。考点一、研究匀变速直线运动1、打点计时器：①打点计时器分为电磁打点计时器使用4～6v学生交流电源和电火花打点计时器使用220v的交流电源，打点计时器的原理是每个相同的时间段打下一个点，所以纸袋上面相邻点迹间隔都相等，若交流电频率为50hz，则相邻点迹间隔均为秒即

2、0.02秒。②使用打点计时器时，先接通电源，带打点稳定后再松开纸带，也就是先接通电源再释放纸带。若打出的点迹为短线或不清晰应调整振针和复写纸的距离。③分析纸带时应该选取间隔较大的部分进行分析，这样可以减小误差。2、数据处理：①瞬时速度根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度即；我们在计算各个点的瞬时速度时可以以这个点为中间时刻，取相邻两个点之间的距离为路程，时间则为2个打点间隔0.04。如果每隔4个计时点或者每5个计时点取一个计数点，则一个打点间隔变为。②如果分析的结果是相邻点迹的速度变化量都相等即，则说明运

3、动为匀变速直线运动。也可以用横轴表示时间，纵轴表示速度做图像，若为倾斜的直线则为匀变速直线运动。3、加速度的计算：根据图像，可得斜率即加速度即。若没有图像则根据得到的纸带处理如下：根据连续相等的时间间隔内通过的位移之差都相等即，可得，若分别求加速度最后再求平均值则会出现；最终仍然只用了2组数据，误差较大。所以选择使用，最终求得的加速度。考点二、探究弹力和弹簧伸长的关系1、实验记录数据：如下图所示，首先测出弹簧下端没有挂钩码时自然伸长的长度即原长记做，依次增加所挂钩码数量，依次记录钩码数量和弹簧的长度2、数据处理：以弹

4、力大小即钩码重力为纵轴，以弹簧长度为横轴，做图像，则图像与纵轴的焦点即原长，斜率即弹簧的劲度系数。也可以用弹力做纵轴，以弹簧伸长量为横轴，弹簧伸长量即弹簧长度减去原长；此时描点作图理论上应该过原点，若不经过原点，原因是弹簧自身重力导致测量的原长不准确。3、注意事项：不要超过弹簧的弹性限度测量长度一定要处于平衡状态考点三、验证力的平行四边形1、实验的关键是等效替代法，用两个弹簧测力计和一个弹簧测力计分别使得橡皮筋产生相同的效果，那么一个弹簧测力计的拉力就是原来2个力的合力。2、实验注意事项：①记录力的方向时一定要记下细

5、绳套的两个点，然后连线即为拉力的方向，为减小误差，细绳可以适当长些，力的大小根据弹簧测力计的读数严格按照相同比例转化为线段长度来表示。②同一实验中，两次橡皮绳拉到节点位置O必须保证相同。③为便于作图，两个力的夹角不宜过大也不易过小。④平行四边形的对角线一定是按照平行四边形定则求出的合力，而稍有偏差的才是真正的合力即一个测力计的拉力，由于实验误差二者会稍有偏差。考点四、验证牛顿第二定律1、研究方法为控制变量法，即先控制质量不变，验证，再控制合力不变，探究2、实验开始前，首先要平衡摩擦力的影响，木板左端适当垫高，不挂砝码

6、时轻推小车能够自由滑动为宜。若没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不够，会导致做出的不过原点且与横轴力有交点，如果摩擦力平衡过头，则会导致做出的不过原点且与纵轴加速度有交点。3、本实验以钩码重力作为小车受到的合力，其实这个钩码重力是小车和钩码共同的合力，这样分析过程会出现,加速度会随钩码重力的增大而增大，而事实上，；如果钩码重力一直增加，我们绘出的图像斜率逐渐变为0，最终加速度无限趋近于重力加速度；为保证实验的成功，减小这一误差，我们要求钩码质量要远小于小车质量即。考点五、探究动能定理1、实验方案中，对功的大小并没有直接测量

7、，而是根据一个橡皮筋伸长一定长度做功和多条同样的橡皮筋伸长同样长度做功的比例关系来确定的即2、测量速度时，应该选取最后橡皮筋恢复原长后匀速直线运动的速度，即选择点迹均匀的那一段来测量速度。3、一定要平衡摩擦力，保证只有橡皮筋对小车做功即为合力做功。4、根据动能定理，则有，所以描点作图一定以为纵轴以为横轴，若斜率恒定即图像为倾斜的直线则动能定理得以验证。其他非一次函数图像则无法判断无法验证动能定理。考点六、验证机械能守恒1、实验原理是根据自由落体运动只有重力做功，重力势能转化为动能，即，整理即可，所以实验中不需要测量质

8、量。由于摩擦阻力的不可避免，实际减少的重力势能总是略大于增加的动能。2、纸袋选取的第一个点应该是初速度为0的点，根据自由落体运动，释放后前0.02秒下降高度约为2毫米，所以应该选择第一个间隔接近2毫米的纸带。若不是从第一个点开始计算，则验证的公式转化为，仍然不需要测质量。只有速度的测量则参考匀变速直线运动瞬时速度的计算来求解。3、为减小阻力带来