2019版高考物理二轮复习 专题六 物理实验 第15讲 力学实验学案

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1、第15讲力学实验主干体系知识核心再现及学科素养1.利用纸带求瞬时速度：vn＝2.利用纸带求加速度(1)Δx＝xn＋1－xn＝aT2(2)逐差法：a＝(6段逐差)3.平衡摩擦力4.主要实验方法：控制变量法，替代法.1．(2018·全国卷Ⅰ，22)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

2、；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　标尺的游标为20分度，精确度为0.05mm，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，则读数为37mm＋15×0.05mm＝37.75mm＝3.775cm.弹簧形变量x＝(3.775－1.950)cm＝1.825cm，砝码平衡时，mg＝kx，所以劲度系数k＝＝N/m≈53.7N/m.(保留

3、3位有效数字)答案　3.775　53.72．(2018·全国卷Ⅱ，23)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.

4、93回答下列问题：(1)f4＝________N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线；(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，fm图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；(4)取g＝9.80m/s2，由绘出的fm图线求得μ＝________.(保留2位有效数字)解析　(1)由图b可读出弹簧秤的示数f4＝2.75N.(2)fm图线如图所示．(3)摩擦力表达式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg.(4)图线的斜率k＝

5、＝＝3.9解得μ≈0.40.答案　(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M＋m)g　μg(4)0.403．(2018·全国卷Ⅲ，22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________(用L、L1和g表示)．(3

6、)已知当地的重力加速度大小为g＝9.80m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反应时间为________s．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：______________.解析　(2)根据自由落体运动的规律，得L－L1＝gt2，解得t＝.(3)将g＝9.80m/s2，L＝30.0cm＝0.300m，L1＝10.4cm＝0.104m，代入t＝得t＝0.20s.(4)建议：多次测量取平均值，初始时乙的手指尽可能接近尺子．答案　(2)　(3)0.20　(4)多次测量取平均值；初

7、始时乙的手指尽可能接近尺子4．(2017·高考全国卷Ⅰ，22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(

8、b)中A点位置时的速度大小为________m/s，加速大小为________m/s2.(结果均保留2位有效数字)解析　(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的．(2)滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴