17 第1阶段 专题6 第1讲 力学实验及其创新-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习讲义（老教材）

　力学实验及其创新 真题情境 2023·浙江6月选考T16 2023·全国甲卷T23 2022·全国甲卷T23 2022·山东卷T13 　　 2022·广东卷T11　　　　2021·全国甲卷T22　　 2021·全国乙卷T22 考情分析 高考定位 素养目标 1．命题特点：从近几年高考力学实验试题的统计来看，题目呈现从验证型实验向探究型、测量型实验转变的趋势，试题创设实际生活情景，以问题为导向，考查学生科学思维、科学探究等物理学科的核心素养。 2．命题热点：力学实验以纸带、光电门为载体求运动物体的速度、加速度，探究功与速度的关系，探究加速度与力、质量的关系，测量动摩擦因数及力学的验证性实验等。 3．命题预测：力学实验将加大情境化创新，侧重模型建构，在定性分析、定量计算相结合的情况下，对实验结论和误差的分析提升难度，题目侧重科学探究能力考查，提升试题的区分度。 1．熟练掌握各种测量仪器的使用方法及读数原则，培养严谨细致的科学态度。 2．熟悉各种实验的实验原理以及常规的实验方法，在完成实验的过程中运用科学思维，培养科学探究的能力。 3．学会信息收集技术、数据处理方法，能基于证据得出结论，重视科学探究过程，培养实事求是的科学态度。 突破点一　“纸带”类实验 1．利用纸带判定物体的运动性质(如图所示) (1)若x1、x2、x3、…、x6基本相等，在误差允许的范围内可认为物体做匀速直线运动。 (2)利用x1、x2、x3、…、x6计算出相邻相等时间内的位移差x2－x1、x3－x2、…、x6－x5，若大致相等，则在误差允许的范围内认为 Δx＝aT2，可判定物体做匀变速直线运动。 2．平均速度法求瞬时速度：如图所示，做匀变速直线运动的物体在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn＝。 3．利用纸带求加速度的三种方法 (1)利用第m个T时间内的位移和第n个T时间内的位移求a，即a＝。 (2)逐差法：如从纸带上得到6个连续相等时间间隔内的位移，则 a＝。 (3)v­t图像法：求出各点的瞬时速度，画出 v­t 图线，图线的斜率表示加速度a。 [典例1]　伽利略斜面实验被誉为物理学史上最美实验之一。某研究小组尝试使用等时性良好的“节拍法”来重现伽利略的斜面实验，研究物体沿斜面运动的规律。实验所用节拍频率是每秒2拍，实验装置如图(a)所示。在光滑倾斜的轨道上装有可沿轨道移动的框架，框架上悬挂轻薄小金属片，滑块下滑撞击金属片会发出“叮”的声音(金属片对滑块运动的影响可忽略)。实验步骤如下： ①从某位置(记为A0)由静止释放滑块，同时开始计拍，调节框架的位置使相邻金属片发出的“叮”声恰好间隔1个拍，并标记框架在轨道上的位置A1、A2、A3、A4、A5、A6。 ②测量A1、A2、A3、A4、A5、A6到A0的距离s1、s2、s3、s4、s5、s6，如图(b)所示。 ③将测量数据记录于下表，并将节拍数n转换成对应时间t的平方。 n 1 2 3 4 5 6 s/cm 9.5 38.5 86.2 153.2 240.3 346.4 t2/s2 0.25 1.00 C 4.00 6.25 9.00 (1)表格中“C”处的数据应为________。 (2)由表中数据分析可得，s与t2呈________关系(选填“线性”或“非线性”)。 (3)滑块的加速度大小为________ m/s2(结果保留2位小数)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 反思感悟：处理“纸带”类问题的两点注意 1．区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指