专题5 力学类创新实验解答总结-【实验攻略】备战2024年高考物理各类实验解答总结

专题1 专题5 力学类创新实验解答总结 【本专题涉及到的常见的实验】 各个力学实验 【方法总结提升】 1、近五年高考物理创新实验题的特点 （1）于教材但不拘泥于教材 分析近五年全国卷实验题发现，全部实验题均“源于教材而不拘泥于教材，源于经典实验而发展经典实验”，高度体现了2017年版课程标准提出的“注重体现物理学科本质，培养学生物理学科核心素养”的理念和“科学探究”为主体的实验评价方式。 （2）创设情境引导学生设计与创新 实验设计已成为高考题的亮点，这类试题以“某同学”“某小组”为主角创设一个新的实验目的，但深入研究会发现，提供的实验器材和运用的基本原理都是学生熟悉的，只是需要学生深入理解每一个器材的作用、每一个原理的意义，才能完成设计。这类试题要求学生深入理解教材中实验所涉及的每一个知识、方法、原理，并能够在新的实验目的下迁移、重组并应用。 总之，实验题的原理和方法均源于《课程标准》要求的实验，但试题更加注重在新情境下的迁移与应用，在考查基础知识的基础上更加注重创新思维能力的考查。 2、力学创新型实验的特点 （1）以基本的力学模型为载体,依托运动学规律和力学定律设计实验. （2）将实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法融入到实验的综合分析之中. 3、创新实验题的解法 （1）根据题目情境,提取相应的力学模型,明确实验的理论依据和实验目的,设计实验方案. （2）进行实验,记录数据,应用原理公式或图像法处理实验数据,结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析. 4、实验器材的等效与替换 （1）用气垫导轨代替长木板:应调整导轨水平,不必平衡摩擦力. （2）用光电门、频闪相机代替打点计时器. （3）.用电子秤或已知质量的钩码等代替弹簧测力计. 【例题1】利用气垫导轨（全程不考虑其对滑块的阻力）和两个光电门验证动量守恒定律，滑块和遮光条总质量为，遮光条的宽度为d。如图（a）所示，将气垫导轨调整水平后，将滑块静置于光电门1左侧，推动滑块，使其获得水平向右的速度后手放开，滑块经过光电门1后，有一质量为的橡皮泥从h高处由静止落下，刚好落至下方经过的滑块上，迅速粘一起后随滑块向右经过光电门2，光电门1、2记录的挡光时间分别为、，重力加速度为g。 （1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图（b）所示，其读数为 mm。 （2）若碰撞过程中水平方向动量守恒，则应满足的关系式 （用以上所给已知量表示）。 （3）实验中遮光条宽度的测量值有误差对验证碰撞过程水平方向动量守恒有无影响？请说明理由： 。 【例题2】某小组用气垫导轨研究碰撞，如图甲所示，两滑块A、B的两端均固定有弹性钢圈和相同的挡光片，如图乙所示。已知A、B两滑块的质量（含挡光片等配件）分别为mA、mB。 （1）用螺旋测微器来测量挡光片的宽度L，如图丙，读数L= mm； （2）连接好气垫导轨及气泵，接通电源，将气垫导轨调到水平。将A、B两滑块分别紧压左、右弹射架并静止。启动弹射架，发现两滑块在两光电门之间区域发生相互作用并各自反向弹回。光电门1记录挡光片两次挡光时间分别为、，光电门2记录挡光片两次挡光时间分别为、，如果两滑块在弹性钢圈相互作用时动量守恒，则表达式 （用题中的物理量符号表示）应成立； （3）在（2）中，如果两滑块在弹性钢圈相互作用时机械能也守恒，则表达式 （用题中的物理量符号表示）应成立。 【例题3】某同学利用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图1所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成，两滑块上的挡光板宽度相同。 （1）实验前用游标卡尺测出挡光板的宽度，示数如图2所示，则挡光板的宽度d= mm； （2）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块1，轻推一下滑块1，其先后通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，若t1>t2，则应将气垫导轨右端调 （填“高”或“低”），直到滑块通过两光电门的时间相等； （3）将滑块2放在两光电门间的气垫导轨上，滑块1放在光电门1的左侧气垫导轨上，在两滑块上装上如图3所示的弹性碰撞架，给滑块1一个向右的初速度，测得滑块1第一次通过光电门的挡光时间为t1，滑块1与滑块2碰撞后，滑块1被弹回；再次通过光电门1的挡光时间为t2，滑块2通过光电门2的挡光时间为t3，根据实验可以判断滑块1（包括挡光板及弹性碰撞架）的质量m1 （填“大于”、“小于”或“等于”）滑块2（包括挡光板及弹性碰撞架）的质量m2，如果表达式 成立，则两滑块碰撞过程动量守恒。 （4）若在两滑块上装上如图4所示的撞针和橡皮泥，将滑块2放在两光电门间的气垫导轨上，滑块1放在光电