2015届高考物理精讲专题12力学热学实验(高考定位审题破题,含原创题组及解析)

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1、专题12第一部分专题复习篇力学.热学实验（一）【高考定位】高考屮常涉及的力学实验有：研究匀变速直线运动、验证力的平行四边形定则、探究弹力与弹簧伸长量的关系、探究加速度与力和质量的关系、探究动能定理和验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律、用油膜法估测分子的大小.近儿年力学实验屮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，能将课木屮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屮，深刻理解物

2、理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力.考题1研究匀变速直线运动【例1]（2014-全国大纲・22）现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图1所示.拍摄时频闪频率是10Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为心、也、力、也.己知斜面顶端的高度h和斜面的长度&数据如下表所示.重力加速度大小g=9.80m/s2.图1单位：cm兀1X2兀3兀4hS10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表中数据，完成下列填空：（1）物块

3、的加速度a=m/sY保留3位有效数字）（2）因为,可知斜面是粗糙的.解析（1）根据匀变速直线运动的推论，利用逐差法，得x^~x=2口]尸也―兀2=2口2厂a+ci2又知r=7=o.is联立以上各式得a~4.30m/s2(2)如果斜面光滑，根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度a'=gsin0=洛=5.88m/sl因为a'>ci,所以斜面是粗糙的.答案(1)4.30(2><^=5.88m/s2SO突破训练1.为了测量木块与木板间动摩擦因数“，某小组使用位移传感器设计了如图2甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点力由静止释放，位移传感器可以测

4、出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移s随时间/的变化规律，如图乙所示.图2⑴根据上述图线，计算0.4s吋木块的速度m/s,木块加速度m/s2；(2)为了测定动摩擦因数〃，还需要测量的量是:(已知当地的重力加速度g)(3)为了提高木块与木板I'可动摩擦因数“的测量精度，下列措施可行的是.A.A点与传感器距离适当大些B.木板的倾角越大越好C.选择体积较大的空心木块D.传感器开始计吋的吋刻必须是木块从/点释放的时刻答案(1)0.41(2)斜面倾角(或/点的高度)(3)A解析(1)0.4s时木块的速度等于0.2s〜

5、0.6s内的平均速度，即(30—14)X10—2""0.6一0.2-m/s=0.4m/s;根据s=aF,可求出木块的加速度a=m/s2=1m/s2.[(24—14)一(30二24)]乂10一20?(2)根据〃?gsin0—“加geos0=ma,可知测出倾斜角或昇点的高度算出倾斜角.(3)当力点与传感器距离适当大些，可测出多组数据，求平均值，能提高测量精度，A正确;倾斜角越大，测得的数据越少，不利于提高测量精度，B错误；若选择体积较大的空心木块,在下降过程中，受空气阻力变大，影响了动摩擦因数的测量，C错误；传感器开始计时的时刻不一定是从/点

6、释放的时刻，只要根据中间一段的心=°八，就可算出加速度，D错误.考题2探究弹力和弹簧伸长量的关系【例2】(2014-新课标11-23)某实验小组探究弹簧的劲度系数&与其长度(圈数)的关系.实验装置如图3所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P。、P】、P2、P3、P4、P5、卩6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，Po指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为xo；挂有质量为0.100kg的祛码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示⑺为弹簧的

7、圈数，取重力加速度为9.80m/s2).己知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.图3PiP2P3P4P5P6xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060«(N/m)16356.043.633.82&8

8、(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(1)将表中数据补充完整：;.(2)以"为横坐标，£为纵坐标，在图4给出的坐标纸上画出£—刃图像.⑶图4屮画出的直线可近似认为通过原点.若

9、从实验屮所用的弹簧截取圈数为刃的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度6（单位为m）的关系表达式为k=N/m.解析（1）