专题17 力学实验-三年（2020-2022）高考真题物理分项汇编（山东专用）

2020-2022年三年年山东卷高考汇编 专题17 力学实验 【考纲定位】 高考命题点 考纲要求 高考真题 实验一 研究匀变速直线运动 1.掌握刻度尺、弹簧秤的使用和读数，会使用打点计时器 2.理解实验原理 3.掌握实验步骤和注意事项 4.数据处理与误差分析 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三 验证力的平行四边形定则 实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 2022·山东·高考T13 2020·山东·高考T13 实验五 探究动能定理 实验六 验证机械能守恒定律 2021·山东·高考T13 实验七 验证动量守恒定律 【知识重现】 一、误差和有效数字 (1)误差 产生原因 大小特点 减小方法 系统误差 实验仪器不精确、实验原理不完善、实验方法粗略 总是偏大或偏小 更新仪器，完善实验原理 偶然误差 测量、读数不准确 忽大忽小 画图象或取平均值 (2)绝对误差＝|测量值－真实值|， 相对误差＝×100%。 (3)误差不可避免，但可以减小误差。 (4)有效数字：从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.020 6为三位有效数字。 二、基本仪器的使用 物理量 测量仪器 读数方法及注意事项 长度 刻度尺 分度值一般为1 mm(此时叫毫米刻度尺)。毫米刻度尺可精确到毫米位、估读到十分之一毫米位(能读取十分之几毫米)。读数若以mm为单位，则小数点后有1位有效数字，读数时估读的“0”不能舍去 长度 游标卡尺 d＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)，不估读10分度游标尺，精度0.1 mm 20分度游标尺，精度0.05 mm 50分度游标尺，精度0.02 mm 螺旋测微器 测量值＝固定刻度＋可动刻度(估读)×0.01 mm。注意要估读到0.001 mm 时间 打点计时器 f＝50 Hz时，相邻点迹的时间间隔为0.02 s 光电计时器 光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口 停表 电子停表的准确值可以达到0.01 s，机械停表的准确值为0.1 s 质量 天平 测量读数由右盘中砝码和游标共同读出 力 弹簧测力计 先看弹簧测力计的分度值，若精度的末位是1，需要估读到精度的下一位，若精度的末位不是1，如0.2或0.5，只需估读到精度这一位 三、实验要点 实验名称 装置图 常考要点 探究小车速度随时间变化的规律 (1)数据处理方法 ①公式法：v＝， Δx＝aT2 ②图象法：v－t图象 (2)摩擦力：无需平衡(木板平放或斜放均可) 探究求合 力的方法 ①考读数：弹簧测力计示数 ②考操作：两次拉橡皮条时需将结点O拉到同一位置(等效替代法) ③求合力：根据分力F1、F2的大小与方向用作图法求合力 探究加速度与力、质量的关系 ②控制变量法的应用 ③图象的处理以及实验的注意事项 ④判成因：给定a－F图象，判断其可能成因 研究平抛运动 ①考操作：斜槽末端的切线必须水平，每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下 ②留迹法的应用 ③考原理：平抛运动的规律，处理数据求初速度 研究做功与物体速度变化的关系 ①考装置：平衡摩擦力的方法、判断标准 ②求速度：小车获得的速度就是纸带上点距均匀的部分对应速度 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考运算：下落速度的计算；减少的重力势能与增加的动能的计算 ②考图象：根据－h或－Δh图象的斜率判断机械能是否守恒 探究碰撞中的不变量 ①考装置：斜槽末端切线应调整水平；a球质量大于b球 ②考原理：小球落地点的判定及精准定位；必要的物理量的测量；碰撞前后需验证的表达式 ③考拓展：验证动量守恒定律其他实验装置、方法及关系式 四、实验数据的处理方法 方法 优点 平均值法 可减小偶然误差，但对系统误差无效 列表法 数据列表可以简单而又明确地展示各物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律与联系 作图法 直观、简便，有取平均的效果。由图线的斜率、截距、所围面积等可以确定物理量之间的变化关系，找出规律，还可剔除错误数据 【真题汇编】 1．（2022·山东·高考真题）在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的