内容正文:
专题九 力学实验
专题九
力学实验
专题九 力学实验
备 考 定 向
2017
2018
2019
备考策略
力学实验
T10:探究恒力做功与物体动能变化的关系
T11:测重力加速度g
T10:验证动能定理
1. 注重基本仪器的使用原理与读数.对于基本实验器材的使用和读数一直是考生的弱项,但这也是高考的重点.建议考生要对常用的实验仪器的原理和使用方法一定要理解.
2. 要弄清实验原理和实验基础,培养实验技能.这是实验二轮复习的重中之重.为达到此目的,应按照一下5个环节进行:
(1) 实验要达到什么目的?要达到这个目的,依据什么物理规律?即实验原理的理解.
(2) 根据实验原理,需要获得哪些数据?应做哪些测量?得到这些数据用什么方法?需要哪些仪器和装置?
(3) 根据仪器和装置的使用规则和要求,弄清怎样完成实验以及操作过程有哪些注意事项.
(4) 数据处理一般有平均值法和图像法.用图像法处理数据,怎样画图?图像的物理意义是什么?有无截距?截距的含义是什么?为什么采用“化曲为直”?
(5) 实验的结论和误差分析还是要依据实验原理和实验方法,从实验中用到的规律和仪器这两方面去思考.
专题九 力学实验
知 能 再 现
一、 误差和有效数字
1. 有效数字
(1) 有效数字的位数.从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止,共有几个数字就是几位有效数字.
(2) 科学记数法.大的数字,如36 500,如果第三位数5已不可靠时,应记作3.65×104;如果是在第4位数不可靠时,应记作3.650×104.
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2. 误差
(1) 误差是测量值与真实值之间的差异,不是错误,不可避免.
(2) 由于仪器不精确、方法粗略、原理不完善等产生的误差是系统误差,特点是测量值总偏大或偏小.
(3) 由于各偶然因素对实验者、测量仪器、被测量物的影响而产生的误差是偶然误差,特点是有时偏大有时偏小,可用多次测量求平均值减小偶然误差.
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二、 长度类测量仪器的读数
1. 毫米刻度尺的读数,精确到毫米,估读一位.
2. 游标卡尺的读数
游标尺/mm
精度/mm
测量结果(游标尺上第n个刻线与主尺上的某刻度线对正时)/mm
刻度格数
刻度总长度
每小格与1mm差
10
9
0.1
0.1
主尺上读的毫米数+0.1n
20
19
0.05
0.05
主尺上读的毫米数+0.05n
50
49
0.02
0.02
主尺上读的毫米数+0.02n
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3. 螺旋测微器的读数:测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.
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三、 时间类测量仪器的读数
1. 打点计时器:每打两个点的时间间隔为0.02 s,一般每五个点取一个计数点,则时间间隔为Δt=0.02×5 s=0.1 s.
2. 频闪照相机:用等时间间隔获取图像信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来,时间间隔Δt=eq \f(1,f).(f为频闪照相机的频率)
3. 光电计时器:记录遮光时间,时间间隔Δt=eq \f(d,v)(d为遮光板宽度,v为平均速度)
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四、 一套打点计时器装置和一条纸带串联的系列实验
“长木板(带滑轮)、小车、纸带、打点计时器”体系装置研究的实验有:探究小车速度随时间变化的规律,探究动能定理,验证牛顿运动定律,验证机械能守恒定律,验证动量守恒定律.该系列实验有以下细节和注意事项:
(1) 验证牛顿运动定律和探究做功与速度变化的关系均可能需平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端,给小车一个初速度,小车能匀速下滑.
(2) 小车在长木板上做匀加速直线运动时,绳上的拉力并不等于悬挂物的重力,只有当M车≫m挂时,绳上的力近似等于悬挂物的重力.如果绳上连接着力传感器或测力器,则可直接读出绳上的拉力,不需要M车≫m挂.
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(3) 对于纸带,常见有以下三大应用:①由纸带确定时间.②求解瞬时速度.③用逐差法求加速度.但有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量.具体做法如下:①求瞬时速度,把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间Δt内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度,即v=eq \f(d,Δt).②求加速度,若两个光电门之间的距离为L,则利用速度与位移的关系可求加速度,即a=eq \f(v\o\al(2,2)-v\o\al(2,1),2L).
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真题演练
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专题九 力学实验
B
1. (2019·江苏卷)某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理.
(1) 有两种工作频率约为50 Hz的打点计