知识回顾篇 知识6　力学教材原型实验和拓展创新实验—2021届高三物理二轮新高考复习讲义

　力学教材原型实验和拓展创新实验 一、教材原型实验 1．熟知常规力学量 物理量 测量工具、使用方法或测量方法 力 ①弹簧测力计(不超量程、调零，会读数)；②力传感器(调零) 质量 天平(水平放置、调零，被测物体放左盘、砝码放右盘，会读数) 长度 ①毫米刻度尺要估读，精度1 mm；②螺旋测微器要估读，精度0.01 mm；③游标卡尺不估读，精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种 时间 ①打点计时器(电磁式6 V以下低压交流电，电火花220 V交流电，打点时间间隔0.02 s)；②光电计时器(记录挡光时间Δt)；③秒表(不估读，精度0.1 s) 速度 ①打点纸带：vf(t,2)eq \s\do6() ＝eq \o(v,\s\up6(－))＝eq \f(x,t)；②频闪照相：vf(t,2)eq \s\do6() ＝eq \o(v,\s\up6(－))＝eq \f(x,t)；③光电门：瞬时速度v＝eq \f(d,Δt)(d为遮光板宽度)；④速度传感器 加速度 ①打点纸带：a＝eq \f(Δx,T2)；②频闪照相：a＝eq \f(Δx,T2)；③光电门：a＝eq \f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2x)或a＝eq \f(v2－v1,t)；④v­t图象：a＝k(斜率) 2.掌握实验关键点 (1)测量做直线运动物体的瞬时速度 装置图 关键点 ①平行：细绳、纸带与长木板平行；②靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置；③先后：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；④适当：悬挂钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集 (2)探究弹簧弹力和形变量的关系 装置图 ①操作：弹簧竖直悬挂，待钩码静止时测出弹簧长度；②作图：坐标轴标度要适中，单位要标注；连线时要使各数据点均匀分布在直线的两侧 (3)探究两个互成角度的力的合成规律 装置图 关键点 ①等效：同一次实验中橡皮筋拉长后的结点O位置必须保持不变；②拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉，橡皮筋、弹簧测力计和细绳套与纸面平行；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 (4)探究加速度与物体受力、物体质量的关系 装置图 关键点 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质量：小盘和重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器无须满足此要求)；③其他：细绳与长木板平行；小车从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 (5)验证机械能守恒定律 装置图 关键点 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，且在靠近打点计时器处释放；③速度：应用vn＝eq \f(hn＋1－hn－1,2T)，不能用vn＝eq \r(2ghn)或vn＝gt计算 (6)验证动量守恒定律 装置图 关键点 ①槽口：末端水平 ②释放：从斜槽上同一位置 ③定点：画小圆、找圆心定落点 ④思路：相同高度，时间相等，水平位移代替速度 (7)探究平抛运动的特点 装置图 关键点 (1)释放：在斜槽上同一位置由静止释放。 (2)坐标原点：是小钢球出槽口时球心在木板上的投影点：影点。 (3)描迹：用平滑曲线将各点连接起来。 (8)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 装置图(向心力演示器) 关键点 探究方法：控制变量法 (1)保持ω、r相同 探究发现向心 力大小F与小球质量m的关系：F∝m； (2)保持m、r相同 探究发现向心力大小F与小球角速度ω的关系：F∝ω2； (3)保持m、ω相同 探究发现向心力大小F与小球半径r的关系：F∝r。 (9)用单摆测量重力加速度的大小 装置图 关键点 (1)摆长：悬点到小球球心的距离 (2)摆球：直径1.8 cm的铁球 (3)时间：单摆完成n次全振动所用的时间 (4)图象：为减小实验误差可做出T2­L图象求出重力加速度g 二、拓展创新实验 实验名称 实验原理 设计与分析 测定动摩擦因数　 牛顿第二定律 F－μFN＝ma x方向：mgsin θ－Ff＝ma y方向：FN＝mgcos θ　Ff＝μFN μ＝tan θ－eq \f(a,gcos θ) 测定弹簧的弹性势能 能量守恒 Ep＝eq \f(1,2)mv2 弹性势能转化为小球的动能，通过平抛运动求小球的动能 测瞬时速度 平均速度法求瞬时速度 eq \o(v,\s\up6(－))＝v瞬时＝eq \f(d,t) 测圆周运动最低点的弹力 竖直面内圆周运动的规律 F合＝F向 mgh＝eq \f(1,2)mv2　FN－mg＝meq \f(v2,R)