2024届高考物理三轮复习微专题－第02讲 弹簧、橡皮条类实验等

HKA　　　 　　 　　　 高三物理二轮复习导学案 编号 ER－048 微专题16 实验 第2讲 弹簧、橡皮条类实验等 2024 .04. 28 1．掌握弹簧、橡皮筋类测量弹力的大小问题； 2．掌握利用平抛运动规律验证碰撞、守恒类问题； 3．掌握探究向心力大小与半径、加速度、质量的关系的数据处理方法； 考向1 “弹簧、橡皮条”类实验 1．实验类型 实验 探究弹簧弹力和形变量的关系 探究两个互成角度的力的合成规律 图示 注意事项 (1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度； (2)画图像时，不要连成“折线”，而应让尽量多的数据点坐落在直线上或均匀分布在直线两侧 (1)每次拉伸后结点O的位置必须保持不变； (2)记下每次各力的大小和方向； (3)画力的图示时应选择适当的标度 2．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验的两点注意 （1）对“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验题目，不要忽视弹簧自身重力对实验的影响，若实验时弹簧竖直悬挂，形变量应是总长度减去弹簧不挂钩码时竖直悬挂的长度，而不是减去水平放置时的长度。 （2）F­x和F­l图线的特点（x为弹簧形变量，l为弹簧长度） ①F­x图线为一条过原点的直线，而F­l图线为一条倾斜直线，但不过原点，在l轴上的截距表示弹簧的原长。 ②F­x图线和F­l图线的斜率均表示弹簧的劲度系数。 ③F­x图线和F­l图线发生弯曲的原因是弹簧超出了弹性限度。 3．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的基本思路 在误差允许的范围内，保证两个力的作用效果同第三个力的作用效果相同。 [例1] （2023·陕西·校联考一模）如图所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律，弹簧上端连接一个力传感器，力传感器固定在铁架台横梁上，弹簧下端连接一枚钢球。钢球上固定一个挡光片，钢球和挡光片总质量为m。调整两个光电门的位置，使得钢球由静止释放后能够通过光电门A和光电门B。测出光电门A、B与弹簧自然状态时最下端距离分别为、，重力加速度g。 （1）用螺旋测微器测量光电门挡光片厚度如图所示，则光电门挡光片厚度 ． （2）实验过程中测得遮光片经过光电门A、B时力传感器的读数分别为、，遮光片经过光电门A、B时的挡光时间分别为、，若则表明小球从A到B过程动能 （填“增加”或“减少”） （3）小球从光电门A运动到光电门B的过程中，由于弹簧弹力与伸长量成正比，可用平均力计算克服弹力所做的功 ；然后根据实验数据得出小球机械能减少量，比较W和，若两者在误差范围内近似相等，则小球和弹簧组成的系统机械能守恒。 【答案】 2.040/2.041 增加 【详解】（1）[1]螺旋测微器的分度值为，则遮光片厚度为 由于最后一位是估读，所以读数为或均可。 （2）[2]钢球经过光电门的速度 为挡光片的宽度，因为挡光时间，所以钢球经过A的速度小于经过B的速度，所以小球从A到B，动能增加了。 （3）[3]小球从光电门A运动到光电门B的过程中，弹性势能改变量 考向2 平抛类实验 1．在“探究平抛运动的特点”实验、“验证动量守恒定律”实验中，以及一些创新性实验的步骤中涉及平抛运动过程的实验中，涉及平抛运动过程的处理方法是正交分解，水平方向按匀速直线运动的规律处理，竖直方向按自由落体运动的规律处理。 2．“探究平抛运动的特点”实验的操作关键 （1）应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触。 （2）小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响，在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出。 （3）坐标原点（小钢球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点。 3． [例2] （2023·江苏·高三江苏省高邮中学期中）某校同学们分组进行碰撞的实验研究。 （1）第一组利用气垫导轨通过频闪照相进行探究碰撞中的不变量这一实验，甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥。若要求碰撞动能损失最小测应选下图中的__________（填“甲”或“乙”）； （2）第二组同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒定律”。 实验装置如图所示，a、b是两个半径相等的小球，按照以下步骤进行操作： ①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B； ③把小球b静止放在斜槽轨道水平末端，让小球a仍从固定点处由