微点突破(14) 力学实验的迁移与创新-【一书三用】2024年高考物理寒假作业高三复习用书

新高考方案系列丛书一书三用物理 微点突破（十四）力学实验的迁移与创新 精研一题 :(2)一般会渗透实验的基本方法 控制变量法、图 [典例]某同学利用图甲所示的实验装置验： 像法，逐差法、等效替代法等 证机械能守恒定律，所用器材包括：安装某软件的：2.找出力学创新实验题的解法 智能手机、铁球，刻度尺，钢尺等。实验过程如下： :(1)根据题目情境，提取相应的力学模型，明确实验 (1)一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m的： 的理论依据和实验目的，设计实验方案。 铁球放在钢尺末端，用刻度尺测出钢尺上表面与地：(2)进行实验，记录数据，应用原理公式或图像法处 板间的高度差h=78.00cm: 理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力 (2)运行智能手机中的声音“振幅”（声音传感 情况对结果进行误差分析。 器)项目： (3)迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落。传感器： 全取一类 记录下声音振幅随时间变化曲线如图乙所示，第一、 ：1.某实验小组利用电磁铁和音频接收器测量当地重 第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地： 力加速度g,如图所示。将两个 时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为t=0.40s: 规格一致的小钢球分别吸附在左 (4)若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足等： 右电磁铁上，断开电磁铁开关让 式： (请用物理量符号m、g、: 两球同时下落，音频接收器根据 h、t表示)： 小钢球落地的声音，测出左右小 (5)若已知铁球质量为50g,g=9.80m/s2,则： 球落地的时间差t。固定右侧钢球的释放高度h, 下落过程中减小的重力势能△E。=0.382J,增加的： 不变，多次调节左侧钢球的释放高度h,得到多组 动能△Ek J(结果保留3位小数)。相： t值。 对误差？= △E-△E×100%= %< (1)根据所得数据作出的√斤1图像为 (选填 △EP “A”“B”或者“C”)。 5%,据此可以得到的实验结论：在误差允许的范围 内，铁球在自由下落过程中机械能守恒： (6)敲击钢尺侧面时若铁球获得一个较小的水 平速度，对实验测量结果 (填“有”或“没 有”)影响。 3 叛断/d (2)钢球运动过程空气阻力不计，则、√1图像的斜 -20.0- 率k= 30.0 (3)利用万-t图像 (选填“可以”或“不可以”) 求得右侧钢球的释放高度h1. 40.0 1.501.752.002.25时间/s 2.某同学利用智能手机和无人机测量当地的重力加 甲 乙 速度值。经查阅资料发现在地面附近高度变化较 [解题关键] 小时，可以近似将大气作为等密度、等温气体，实验 根据记录的时间和其他条件能求什么物理 切入，点 地点空气密度约为1.2kg/m3。实验步骤如下： 量，并且和机械能有关。 隐藏点 只分析小球在竖直方向上的自由落体运动。 障碍点 ①选娜一段过程分析机械能守恒：②@对相 对误差的理解。 深得一法 (1)将手机固定在无人机上，打开其内置压力传感 解答力学创新实验的两个关键 器和高度传感器的记录功能： 1.熟悉力学创新实验的特点 (2)操控无人机从地面上升，手机传感器将记录压 (1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和动： 强、上升高度随时间变化的情况，完成实验后降落 力学定律设计实验。 无人机： 68 第二部分加练重点·补短板 无人机上升过程中起步阶段可以看作匀加速直线： 测量A由静止上升h高度时对应计时点的速度为 运动，上升高度与其对应时刻如下表所示： v,则验证系统机械能守恒定律的表达式是 上升高度/10m013.6453.82121.91217.44 时刻/s 00.300.600.90 1.20 (5)为了测定当地的重力加速 根据上表信息，无人机在1=0.3s时的速度大小为 度，另一小组改变重物C的质 m/s,在加速过程中的加速度大小为 量m,测得多组m和测量对应 m/s2:(结果均保留2位小数) 的加逃度a,在坐标。站上作 (3)导出手机传感器 p/Pa 101550 图如图所示，图线与纵轴截距 记录的数据，得到不101500 为b,则当地的重力加速度为 同高度的大气压值，101450 4.某物理小组通过查阅资料得知，弹性材料的弹性 101400击 选取传感器的部分数101350 系数k=Y,其中L是弹性材料未受力时的长 据，作出ph图像如101300.020 度，S是横截面积，Y是由材料决定的一个常数，材 图所示。根据图像可得到当地重力加速度值为 料力学上称之为杨氏模量，在国际单位制中单位为 m/s2(结果保留2位有效数字). Pa。该物理小组通过如图甲所示的实验装置测量 3.阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮 橡皮绳的杨氏模量，同学们将橡皮绳上端固定，刻 的细线上悬挂质量相等的重锤A和B,在B下面 度尺贴近橡皮绳竖直放