专题13 力学实验-2020年高考物理二轮专题过关增分攻略

2020年物理二轮专题过关宝典 专题十三：力学实验 【知识回扣】 一、运动类实验分析 1.基础实验原理及考点 实验 原理图 注意事项 高频考点 速度随时 间变化的 规律 ①平行：细绳、纸带与长木板平行。 ②两先两后：实验时先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带。 ③纸带选：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点的密集部分，适当选取计数点。 ④准确作图：横纵坐标轴选择合适的单位，做一条直线，让尽量多的点落在这条直线上。 ①根据纸带计算瞬时速度和加速度。 ②判断运动是匀速直线运动还是匀变速直线运动。 加速度 与物体 质量、物 体受力 的关系 ①平衡：必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量，无须重新平衡) ②实验条件：重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器，或以小车与重物的系统为研究对象无须满足此要求)。 ③其他：细绳与长木板平行；小车靠近打点计时器的位置释放；实验时先接通电源，后释放小车 ①平衡摩擦力的方法、标准及误差分析 ②质量条件（m《M）的原理。 ③根据纸带计算速度和加速度。 ④分析a－F或a－图象，并得出结论。 探究 动能 定理 ①平衡：须平衡摩擦力。 ②做功：橡皮筋做的功是变力做功，不能具体求解，须用倍增法改变功的大小。 ③小车：靠近打点计时器且接通电源再释放小车；每次小车须由同一位置静止弹出。 ①平衡摩擦力的方法、判断标准 ②求速度：小车获得速度就是纸带上点距均匀的速度 ③考图象：作W－v或W－v2 图象，得出结论 验证机 械能守 恒定律 ①安装：打点计时器竖直安装；纸带沿竖直方向拉直。 ②重物：选密度大、质量大的金属块，且靠近打点计时器处释放。 ③速度：应用vn＝或vn＝gt计算。，不能用vn＝ ①根据纸带计算物体的下落速度、减少重力势能与增加动能。 ②考图象：－Δh图象的斜率判断机械能守恒－h或 验证 动量 守恒 定律 ①安装：斜槽末端切线必须沿水平方向。 ②注意选择质量较大的小球为入射小球。 ③保证入射小球每次从斜槽上同一高度由静止释放。 ④验证的表达m1OP=m1OM+m2ON ①小球选取、O点确定问题 ②小球质量的测量和小球平抛运动的水平位移的测量 ③若进一步验证碰撞是弹性碰撞，需满足表达式 m1OP2=m1OM2+m2ON2 2.纸带的三大应用 (1)判断物体运动性质 若Δx＝0，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动。 若Δx不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动。 (2)求解瞬时速度 做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。如图所示，求打某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn＋1，则打n点时的速度vn＝。 (3)求加速度 （1）用“逐差法”求加速度：因为a1＝。＝ ；所以a＝，a3＝，a2＝ （2）利用vn＝算出相应时刻点的速度，画出v－t图象，根据图线的斜率计算加速度。 3.凡是应用打点计时器的实验,都必须先接通电源,等打点稳定后,再释放纸带。 4.不同的实验，平衡摩擦力的目的也不相同 （1）在探究a与F、m的定量关系的实验中，平衡摩擦力的目的是为使细线的拉力作为小车的合外力。 （2）在探究做功与动能变化的关系时，为了使橡皮筋对小车所做的功为总功，应平衡小车的摩擦力。 5. 图像法处理实验数据应注意以下几点 (1)作图一定要用坐标纸,坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要 来定。 (2)要标明轴名、单位,在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值。 (3)图上的连线不一定通过所有的数据点,应尽量使数据点合理地分布在线的 两侧,且线要细。 (4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化,即“变曲为直”。 (5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单位。 (6)明确图像的斜率、截距的物理意义。 二、受力类实验 1.基础实验原理及考点 实验 原理图 注意事项 高频考点 力的平行 四边形 定则 ①等效思想：同一次实验中橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变。 ②两分力F1、F2 的夹角不要太大或太小 ③作图：选定比例要相同；严格按力的图示要求作平行四边形求合力 ①两次拉橡皮条时需将结点O拉到同一位置。 ②根据分力F1、F2 大小与方向用作图法求合力。 ③能区分合力的理论值与实验值 探究弹力与弹簧伸长的关系 ①实验中悬挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度。 ②作图：根据数据做出弹力与伸长关系或弹力与弹簧长度的关系图像。 若图像为直线，说明弹簧的弹力与伸长量成正比，图像的斜率表示弹簧的进度系数 2.验证力的平行四边形定则的操作关键 (1)每次拉伸，结点位置O必须保持不变。 (2)记下每次各力的大小和方向。 (