第二板块 层级Ⅳ-2 创新为魂——高考创新考法迁移悟通（Word教参）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

Ⅳ－2　创新为魂——高考创新考法迁移悟通　　　　 创新点一　实验原理的创新 [例1]　　(2023·江苏镇江八校调研)小明同学在学习机械能守恒定律时，老师讲到“做平抛运动的物体机械能守恒”，小明对此感到怀疑，决定亲手做一做，来验证老师的结论是否正确。于是他找来了研究自由落体运动时用到的频闪相机，通过频闪照相的方法得到了小球运动的几个位置A、B、C、D、E，如图所示。已知频闪相机的频率为10 Hz，O点为平抛运动的起点，以O为坐标原点，沿水平和竖直方向建立直角坐标系，经测量得到几个位置的坐标列表如下，已知小球的质量为0.2 kg，重力加速度g取9.8 m/s2。请你帮助小明对测量的数据进行分析(结果均保留三位有效数字)。 A B C D E x/cm x0 x0＋25.00 x0＋50.00 x0＋75.00 x0＋100.00 y/cm 122.50 176.40 240.10 315.60 396.90 (1)该小球做平抛运动的初速度大小为__________m/s； (2)从O点到D点，小球动能的增加量为__________J，重力势能的减少量为__________J； (3)通过对测量结果进行分析可以得出，表中x0＝__________ cm； (4)小明想换一种方法对数据进行分析，测出O点到每一个点的高度d，每个点的竖直速度vy，以d为横坐标、vy2为纵坐标建立坐标系，作出vy2－d图像。若所有操作均正确，则在误差允许的范围内，vy2－d图线的斜率为k，可以得出重力加速度大小为____________。 [创新分析] 本实验巧妙的将平抛运动知识与验证机械能守恒定律实验相结合，体现了高考交汇融合的命题思路。　　 [解析]　(1)根据题意可知，由于频闪相机的频率为10 Hz，则照相的时间间隔为T＝＝0.1 s 由表中数据可知，相邻两点间水平距离为 Δx＝25 cm＝0.25 m 水平方向上有Δx＝v0T 解得v0＝2.50 m/s。 (2)根据题意，设小球经过D点时的速度为vD，竖直分速度为vDy，则有vD2＝v02＋vDy2 从O点到D点，小球动能的增加量为 ΔEk＝mvD2－mv02＝mvDy2 学科网（北京）股份有限公司 根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得小球运动到D点时的竖直分速度为vDy＝ 联立并代入表中数据可得，小球动能的增加量为ΔEk≈6.15 J 重力势能的减少量为ΔEp＝mgyOD≈6.19 J。 (3)根据题意，竖直方向上有yOA＝gt2 解得t＝0.5 s 水平方向上有x0＝v0t＝1.25 m＝125 cm。 (4)若所有操作均正确，在误差允许的范围内，则有vy2＝2gd 结合vy2－d图像斜率为k，则有k＝2g 解得g＝。 [答案]　(1)2.50　(2)6.15　6.19　(3)125　(4) 创新点二　实验器材的等效替换 [例2]　(2023·辽宁高考)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的质量分别为m1和m2(m1>m2)。将硬币甲放置在斜面某一位置，标记此位置为B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某处时，测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O点重合，将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。 (1)在本实验中，甲选用的是________(填“一元”或“一角”)硬币； (2)碰撞前，甲到O点时速度的大小可表示为________(设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g)； (3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则＝________(用m1和m2表示)，然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒； 学科网（北京）股份有限公司 (4)由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是1，写出一条产生这种误差可能的原因：_____________________________ ________________________________________________________________________。 创新分析 用硬币代替滑块进行实验，体现了命题来自于生活、回归于生活的命题理念。　　 [解析]　(1)根据题意可知，甲与乙碰撞后没有反弹，可知甲的质量大于乙的质量，甲选用的是一元硬币。 (2)甲从O点到P点，根据动能定理有－μ