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专题17 力学实验
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近年真题对比
考向一 弹簧、橡皮类实验
考向二 “纸带类”实验
考点三 光电门、传感器类实验
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
【命题意图】立足教材,侧重考查完成实验的能力。主要涉及基本仪器的使用(含读数)、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排,以及实验数据的处理、实验误差的分析。“新”可以更加有效地考查学生分析问题的能力,区分度也加大了。主要表现在:(1)实验器材的等效与替换,如用气垫导轨代替长木板、光电门和频闪照相机代替打点计时器等。(2)实验结论的拓展与延伸,如通过实验装置测出物体的加速度,再利用牛顿第二定律求动摩擦因数等。(3)试题情景的设计与创新。
【考查要点】(1)探究小车速度随时间变化的规律;
(2)探究加速度与物体受力、物体质量的关系;
(3)验证机械能守恒定律;
(4)验证动量守恒定律.
(5)探究弹簧弹力与形变量的关系;
(6)探究两个互成角度的力的合成规律;
(7)探究平抛运动的特点;
【课标链接】①熟知各种器材的特性,重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法,灵活运用图象与表格分析处理实验数据.
2.熟悉课本上的实验,将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的实验中去.
1. (2023全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤:
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小,并___________。(多选,填正确答案标号)
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到_________,由测力计的示数得到拉力的大小,沿细线标记此时的方向。
④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图,得出合力的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力的图示。
⑤比较和的________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
2. (2023浙江6月卷)如图所示,某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂,探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码,静止时指针所指刻度、的数据如表。
钩码个数
1
2
…
xA/cm
7.75
8.53
9.30
…
xB/cm
16.45
18.52
20.60
…
钩码个数为2时,弹簧A的伸长量________cm,弹簧B的伸长量________cm,两根弹簧弹性势能的增加量________(选填“=”、“<”或“>”)。
3. (2023湖南卷)某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系,实验装置如图(a)所示,轻质弹簧上端悬挂在铁架台上,下端挂有钩码,钩码下表面吸附一个小磁铁,其正下方放置智能手机,手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像,实验步骤如下:
(1)测出钩码和小磁铁的总质量;
(2)在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁,使弹簧振子在竖直方向做简谐运动,打开手机的磁传感器软件,此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期;
(3)某次采集到的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图(b)所示,从图中可以算出弹簧振子振动周期______(用“”表示);
(4)改变钩码质量,重复上述步骤;
(5)实验测得数据如下表所示,分析数据可知,弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是______(填“线性的”或“非线性的”);
0.015
2.43
0.243
0.059
0.025
3.14
0.314
0.099
0.035
3.72
0.372
0.138
0.045
4.22
0.422
0.178
0.055
4.66
0.466
0.217
(6)设弹簧的劲度系数为,根据实验结果并结合物理量的单位关系,弹簧振子振动周期的表达式可能是______(填正确答案标号);
A. B. C. D.
(7)除偶然误差外,写出一条本实验中可能产生误差原因:____________.
考向二 “纸带类”实验
4.(2023浙江1月卷)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示.
①需要的实验