专题18 力学试验-2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍

2021年高考物理二轮复习热点题型归纳与提分秘籍 专题18 力学试验 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】 纸带类问题 1 【题型二】弹簧、橡皮条类实验 7 【题型三】 平抛和碰撞实验 13 【题型四】 创新型实验 18 二、高考题型标准练 23 一、热点题型归纳 【题型一】 纸带类问题 【题型解码】1．平衡摩擦力的两个实验及方法 探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力，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。 2．三个关键点 (1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点；计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。 (2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源。打点稳定后，再释放纸带。 (3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、截距等的物理意义。 【典例分析1】(2020·吉林长春市二模)某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数，让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，纸带连在滑块上，打出的纸带如图1所示，图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点，打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，测得相邻计数点间距离标在图中，重力加速度g取10 m/s2. (1)滑块与纸带的________端相连；(填“左”或“右”) (2)滑块与木板间的动摩擦因数为________________．(结果保留三位有效数字) (3)各步操作均正确的情况下，考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦，会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 【答案】　(1)右　(2)0.237　(3)偏大 【解析】　(1)滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，所以滑块与纸带上点迹较疏的一端相连，即滑块与纸带的右端相连． (2)根据逐差法求得加速度大小为 a＝ m/s2＝2.37 m/s2 由牛顿第二定律得μmg＝ma， 解得μ＝0.237. (3)由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦，导致摩擦力变大，测量的动摩擦因数与真实值相比偏大． 【典例分析2】 (2021·吉林“五地六校”合作体联考)如图甲所示装置可以进行以下实验： A．“研究匀变速直线运动” B．“验证牛顿第二定律” C．“研究合外力做功和物体动能变化关系” (1)在A、B、C这三个实验中，__________需要平衡摩擦阻力。 (2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力，为此需要满足m≪M.前述A、B、C三个实验中，________不需要满足此要求。 (3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系”这个实验，由此可求得如图乙纸带上(纸带上除O点以外的其他点为连续点且相邻两点时间间隔为T)由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式W＝________，该小车动能改变量的表达式ΔEk＝__________________。由于实验中存在系统误差，所以W________ΔEk(选填“小于”“等于”或“大于”)。 【答案】　(1)BC　(2)A　(3)mgx4　　大于 【解析】　(1)在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”和“研究合外力做功和物体动能变化关系”都需要平衡摩擦阻力。 (2)A、B、C三个实验中，实验A只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求。 (3)纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式：W＝mgx4； 打D点时的速度：vD＝， 则小车动能的改变量 ΔEk＝M()2＝； 由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的改变量ΔEk。 【提分秘籍】 1．两个关键点 (1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点．要注意“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的说法是等效的，T＝5×0.02 s＝0.10 s. (2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源，待打点稳定后，再释放纸带． 2．纸带记录的信息 纸带可以记录物体运动的时间和物体运动的位移．(频闪照相和纸带记录的物理量相同) 3．纸带的三大应用 (1)判断物体的运动性质． ①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． ②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 做匀变速直线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，求打某一点时物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移x