实验精练01 力学实验——2024年高考物理题型突破限时精练（江苏专用）

实验精练01力学实验 考点内容 考情分析 考点一 验证牛顿第二定律及加速度的测量 力学创新实验是近几年高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验原理、实验方法的掌握情况; 考点二 探究动能定理及验证机械能守恒定律 考点三 探究平抛运动规律实验 考点四 验证动量守恒定律 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 知识点一、测量速度的工具、方法 方法 仪器器材 方法说明、应用举例 纸带法 交流电源、打点计时器、刻度尺 测出计数点间距，由打出某点前、后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度 光电门法 光电门、螺旋测微器或游标卡尺 由于挡光片的宽度很小，瞬时速度v＝(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片的挡光时间) 利用平抛运动法 竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺 (1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度 (2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等 弹簧、刻度尺、天平 利用圆周运动法 竖直平面内的圆弧轨道(或细线牵引的圆周运动)、力传感器、天平等 (1)由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度 (2)力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度 (3)验证机械能守恒定律、探究向心力等 知识点二、测定重力加速度的几种常见方案 利用落体测重力加速度(忽略阻力) 运动组合 物体系统 打点计时器计时，利用逐差法测定g，也可以利用图象法求g 光电门计时，原理为v2－v＝2gx(也可以利用频闪照片) 滴水法计时，原理为h＝，可以利用图象求g 匀速圆周运动计时，Δx＝gT2(也可以测量转速) (m1＋m2)v2＝(m2－m1)gh 再创新：可以验证牛顿运动定律、机械能守恒定律 知识点三、实验的创新与设计应注意的几点 1.加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实验情景下，才能设计合理的实验方案。 2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训练，才能在新情境下进行迁移利用。 【例题】（2023•江苏一模）某实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ。 实验操作步骤如下： ①取若干个完全相同的钩码，将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块凹槽中，记录悬挂钩码的个数n； ②保持长木板水平，释放木块后打点计时器打出纸带； ③将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，重复多次打出纸带。 （1）如图乙所示用刻度尺测量纸带上点的位置，其第4点读数为 cm。 （2）已知打点周期为T＝0.02s，第5点的瞬时速度为 m/s。（结果保留两位有效数字） （3）测得悬挂钩码数n与相应的加速度a如表，请根据表中数据在图丙作出a﹣n图像。已知当地重力加速度g＝9.8m/s2，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数μ＝ 。（结果保留两位有效数字） a/m•s﹣2 0.60 1.30 1.96 2.62 3.30 n/个 6 7 8 9 10 （4）实验中发现木板未调节水平，右端偏高，考虑到此因素的影响，μ的测量值 （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 难度：★★★ 建议时间：20分钟 1. （2023•江苏三模）如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系、验证机械能守恒定律的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，测量在A处的遮光条到光电门B的距离x，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码．开动气泵，调节气垫导轨，每次滑块都从A处由静止释放。 （1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝ mm。 （2）开动气泵后，将滑块从A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，则滑块的加速度大小是 （各物理量均用字母表示）。 （3）探究加速度与力的关系，下列不必要的一项实验要求是 。（请填写选项前对应字母） A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 （4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，分别求出滑块对应的加速度a，通过描点作出a﹣F图像，研究滑块的加速度a与力F的关系，所作图线的特点是 。 （5）在如图甲所示的装置中撤去力