16 专题六 第一讲 力学实验（Word教参）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

专题六　科学探究 ———————————— 第一讲　力学实验 [对应学生用书P82] 热点1 两种测长度仪器的使用及读数方法 1.螺旋测微器读数时要估读，以毫米为单位，小数点后必须为3位，同时注意固定刻度上的半刻度是否露出。 2．游标卡尺不估读，以毫米为单位，10分度卡尺读数结果小数点后只有1位，20分度和50分度卡尺读数结果小数点后有2位。 3．注意题目要求的单位是否为mm，若不是则要先以mm为单位读数，然后再换算为题目要求的单位。 下列各图均是用游标卡尺测量时的示意图，图甲为50分度游标卡尺，图乙为20分度游标卡尺，图丙为10分度游标卡尺，它们的读数分别为________、________、________。 答案：42.16 mm　63.30 mm　29.8 mm 解析：在题图甲中，主尺读数为42 mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于游标卡尺是50分度的，所以读数为42 mm＋8×0.02 mm＝42.16 mm；在题图乙中，主尺读数为63 mm，游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于游标卡尺是20分度的，所以读数为63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在题图丙中，主尺读数为29 mm，游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由于游标卡尺是10分度的，所以读数为29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm。 甲、乙、丙三个螺旋测微器的示数如图所示，其读数分别为________mm、________mm、________________mm。 答案：6.858　0.007　0.646 解析：题图甲：固定尺读数＋可动尺读数＝6.5 mm＋35.8×0.01 mm＝6.858 mm。题图乙：固定尺读数＋可动尺读数＝0＋0.7×0.01 mm＝0.007 mm。题图丙：固定尺读数＋可动尺读数＝0.5 mm＋14.6 ×0.01 mm＝0.646 mm。 热点2 通过测“速度”进行探究、验证的四个实验(纸带类) 1.测量速度 方法 方法说明、应用举例 纸带 vn＝ 光电门 由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v＝ 抛体运动 平抛初速度v＝x 2.测量加速度 (1)逐差法 从纸带上得到6个连续相等时间间隔内的位移，则 a＝。 (2)图像法：直线的斜率为物体运动的加速度。 (3)公式法：先利用光电门求出各个位置的瞬时速度，后得a＝ 或a＝。 (2022·上海卷)利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T＝0.02 s，重力加速度为g。 (1)甲同学实验时进行了如下操作，其中正确的是________(填选项前的字母)。 A．需使用天平测出重物的质量 B．安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上 C．重复操作时尽量让重锤从同一位置开始下落 D．测量纸带上某点到第一个点间的距离h，利用v＝计算A点的速度 (2)甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如下图所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度vD＝______m/s(保留3位有效数字)。用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式mgh2＝________________，则可认为重物下落过程中机械能守恒(用给出的已知物理量的符号表示)。 (3)乙同学想用图像法处理数据。他在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，进而描绘出-h图像。请你帮他分析确定判断的依据：要想说明机械能是守恒的，则图线应该是一条过原点的直线，且斜率等于________________________________________________________。 答案：(1)B　(2)1.92　　(3)当地的重力加速度g 解析：(1)实验要验证的关系式中两边都有m，可消掉，则该实验不需用天平测出重物的质量，A错误；安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦力，B正确；重复操作时没必要让重锤从同一位置开始下落，C错误；应该根据某点的瞬时速度等于某段时间的平均速度来计算A点的速度，若利用v＝计算A点的速度，相当于间接使用了机械能守恒定律，这样就失去了验证的价值，D错误。 (2)打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度vD＝＝ m/s＝1.92 m/s，D点的速度可表示为vD＝，用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式mgh2＝mv＝，则可认为重物下落过程中机械能守恒。 (3)根据mgh＝mv2可得v2＝gh，则若机械能守恒，则h图