实验专题 第2课时 力学实验(2)-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略课堂精讲

力势能遥 如果打点计时器的工作电压偏高袁只会使打出的点迹 更清晰袁不会影响打点周期袁A错误曰如果在接通电源前释放了 纸带袁会导致在测量的这段下降距离内袁重物具有了一个明显 的初动能袁这将有可能导致重物的末动能大于重物减少的重力 势能袁C错误遥 揖对点训练铱 渊1冤D 渊2冤8.78渊8.75~8.80均可冤 渊3冤1.28 渊1.25~1.32均可冤 渊4冤A 渊5冤该同学的判断不正确遥 在重物 下落 h的过程中袁若阻力 f恒定袁根据 mgh-fh= 12 mv2袁可得 v2= 2 g- fm蓸 蔀h袁要想通过 v2-h图像的方法验证机械能是否守恒袁还 必须看图像的斜率是否接近 2g揖解析铱渊1冤实验需要用刻度尺 测量纸带上所打点的间距遥 渊3冤vE= xDF2T = 渊11.50-6.40冤伊10 -2 2伊0.02 m/ s抑1.28 m/s遥 第 2课时 力学实验渊二冤 揖学窑知识清单铱 知识点一 探究弹力与形变量的关系 揖对点典例铱 渊1冤10.00渊9.98~10.02均可冤 渊2冤如图所示 渊3冤22.7渊20.8~23.5均可冤 揖对点训练铱 渊1冤如图所示 渊2冤5 20 渊3冤如下表所示 渊4冤可以避免弹簧自身重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳 子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差揖解析铱渊2冤弹簧的原长 l0即弹力为零时弹簧的长度袁由图像可知袁l0越5伊10原2 m越5 cm遥劲 度系数为图像直线部分的斜率袁k越20 N/m遥 知识点二 探究作用力与反作用力的关系 揖对点典例铱 渊1冤调零 相等 相反 渊2冤相等 相等 渊3冤相反 总是大小相等 揖对点训练铱 渊1冤时间 渊2冤相反 渊3冤总是 渊4冤同时 渊5冤总是 知识点三 探究两个互成角度的力的合成规律 揖对点典例铱 渊1冤记录 F1与 F圆的方向 渊2冤2.56渊圆援缘3耀圆援缘7 均可冤 渊3冤月揖解析铱渊3冤实验中减小实验误差的方法是两个分 力取值适当袁不能太小袁也不能太大超过量程袁A错误曰标记同 一细绳方向的两点距离要适当远一些袁C错误遥 揖对点训练铱 渊1冤3.60 渊2冤D 渊3冤改变弹簧测力计 B 拉力的大小或方向曰减小重物 M的质量渊或将 A 更换成较大量 程的弹簧测力计冤揖解析铱渊2冤实验中只需测出两拉力的大小和 方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则袁而测力计 A 的 拉力不同时 O点的位置就不同遥 知识点四 探究平抛运动的特点 揖对点典例铱 渊1冤月悦 渊2冤小王 渊3冤需要 渊4冤跃揖解析铱 渊2冤第一个点是落点时与平面挤压形成袁第二个点是与挡板碰 撞反弹后挤压形成的袁故小王的轨迹更符合实际遥 渊4冤小球在 水平方向做匀速直线运动袁x粤月>x月悦袁故 贼粤月>贼月悦遥 揖对点训练铱渊1冤斜轨的末端处于 水平状态 保证小球每次从斜轨抛 出时具有相同的水平初速度 渊2冤使 记录纸上每两点之间的水平距离等于 小球在水平方向实际运动的距离 渊3冤如右图所示 知识点五 探究向心力大小的表达式 揖对点典例铱 渊1冤B 渊2冤线速度 渊3冤质量 A C 揖对点训练铱 D 第 3课时 电学实验 揖学窑知识清单铱 知识点一 观察电容器的充尧放电现象 揖对点典例铱 渊1冤正电 向下 渊2冤BD揖解析铱渊1冤若将 开关 S接 1袁电容器上极板与电源正极相连袁带正电袁再将 S接 2袁电容器放电袁上极板相当于电源正极袁所以通过 R 的电流方 向向下遥 渊2冤电容器充电时袁电流逐渐减小袁且减小得越来越慢袁 电容器放电时电流肯定减小袁 且减小得越来越慢袁A 错误袁B 正确曰根据电流特点可知袁充电时袁电压逐渐增大袁且增大得越 来越慢袁放电时袁电压逐渐减小袁且减小得越来越慢袁C错误袁D 正确遥 揖对点训练铱 渊1冤充电 增加 渊2冤AD揖解析铱渊1冤当开 关 S接到 1时袁电容器与电源相连袁故此时电容器处于充电过 程遥在充电过程中袁电荷从电源移动到电容器上袁故此时电容器 所带电荷量逐渐增加遥 渊2冤充电过程中袁两板间电压不断升高袁 电源的电动势与两板间的电压之差不断减小袁所以电流不断减 课堂精讲参考答案与解析 O x y 次数 1 2 3 4 5 6 弹力 F/N 弹簧的长度 l/渊伊10原2 m冤 x/cm F/N 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 20.015.010.05.00 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 5 10 15 20 25 l/渊伊10-2 m冤 F/N 89 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 第 2 课时 力学实验渊二冤 构·网络体系 知识点一 探究弹力与形变量的关系 1. 实验器材院弹簧尧刻度尺尧钩码尧铁架台尧 坐标纸遥 2. 实验原理 渊1冤弹簧弹力 F的确定院弹簧下端悬挂钩 码袁静止的钩码处于平衡状态袁弹力大小与所 挂钩码的重力大小相等袁即 F越mg遥 渊2冤弹簧的伸长量 x 的 确定院弹簧的原长 l0与挂上 钩码后弹簧的长度 l都可以 用刻度尺测出袁弹簧的伸长 量 x越l原l0遥 渊3冤图像法处理实验数据院作出弹簧弹力 F 与弹簧伸长量 x的关系图像袁根据图像可以分 析弹簧弹力和弹簧伸长量的关系遥 3. 注意事项 渊1冤实验中弹簧下端挂的钩码不要太多袁 避免超出弹簧的弹性限度遥 渊2冤测量长度时袁应区别弹簧原长 l0尧实际 长度 l及伸长量 x三者之间的不同袁明确三者 之间的关系遥为了减小弹簧自身重力带来的影 响袁测弹簧原长时应让弹簧在不挂钩码时保持 自然下垂状态遥 渊3冤记录数据时要注意弹力及伸长量的 对应关系及单位遥 渊4冤描点作图时袁应使尽量多的点落在画 出的线上袁可允许少数点分布于线两侧袁描出 的线不应是折线袁而应是平滑的曲线或直线遥 渊5冤尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力 带来的影响遥 学·知识清单 揖课程要求铱 殷熟悉实验原理袁学会实验操作袁通过实验增强分析和解决问 题的能力遥 揖学业要求铱 殷能明确实验需要测量的物理量袁由此设计实验方案遥 殷会使用所提供的实验器材进行实验并获得数据袁 通过对数 据的分析发现其中的特点袁进而归纳出实验结论袁并尝试对 其作出解释遥 殷能撰写简单的实验报告遥 课 程 标 准 探究作用力与反作用力的 关系 探究两个互成角度的力的 合成规律 探究平抛运动的特点 考点 探究弹力与形变量的关系 真题归类 要 探究作用力与反作用力的关系 器材 原理 步骤 数据处理 注意事项 探究两个互成角度的力的合成规律 探究弹力与形变量的关系 探究平抛运动的特点 力 学 实 验渊二冤 钩码 刻 度 尺 68 对点典例 小王同学用力 传感器探究弹簧的弹力与伸长 量的关系袁如图甲所示袁他将一 轻质弹簧一端固定于铁架台 上袁用力传感器竖直向下拉弹 簧下端袁读出多组拉力及其对 应的标尺刻度遥 所得数据记录 在下列表格中院 渊1冤在图乙中袁弹簧自然下垂时袁标尺的刻 度为 cm遥 渊2冤在图丙的坐标纸上画出第一组数据对 应的坐标点袁并作出 F-x关系图像遥 渊3冤根据图像得到该弹簧的劲度系数为 N/m渊保留 3位有效数字冤遥 对点训练 在 野探 究弹力与弹簧伸长量的 关系袁并测定弹簧的劲 度系数冶的实验中袁实验 装置如图甲所示遥 所用的每个钩码的重力相当 于对弹簧提供了向右恒定的拉力遥实验时先测 出不挂钩码时弹簧的自然长度袁再将 5个钩码 逐次增加袁挂在绳子的下端袁每次测出相应的 弹簧总长度遥 渊1冤有一个同学通过以上实验测量后把 6 组数据描点在图乙坐标系中袁请作出 F-l图线遥 渊2冤由此图线可得出该弹簧的原长 l0越 cm袁劲度系数 k越 N/m遥 渊3冤试根据该同学以上的实验情况袁帮助 他设计一个记录实验数据的表格渊不必填写其 实验测得的具体数据冤遥 渊4冤该同学实验时袁把弹簧水平放置与弹 簧悬挂放置相比较袁优点在于 袁缺点在于 遥 知识点二 探究作用力与反作用力的关系 1. 实验器材院两个弹簧测力计尧木块尧力传 感器遥 2. 实验要求 渊1冤熟悉弹簧测力计的使用遥 渊2冤探究静止状态下作用力与反作用力之 间的关系遥 渊3冤探究匀速运动状态下作用力与反作用 力的关系遥 渊4冤探究加速运动状态下作用力与反作用 力的关系遥 渊5冤利用力传感器研究作用力与反作用 力的关系遥 3. 实验结论院作用力和反作用力大小相 等袁方向相反袁同时变化遥 图乙 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 5 10 15 20 25 l/渊伊10-2 m冤 F/N 图甲 图甲 组别 1 6 拉力大小 F/N 0 2.61 标尺刻度 x/cm 21.10 4 5 1.61 2.50 17.10 18.20 2 0.62 12.98 3 1.12 15.00 图丙图乙 9 10 11 12 x/cm 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 20.015.010.05.00 F/N 实验专题 69 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 对点典例 渊1冤图甲是野探究作用力与反 作用力的关系冶的实验装置袁在测量之前弹簧 测力计应该先进行 遥 把 A尧B两个 弹簧测力计连接在一起袁B 的一端固定袁用手 拉 A袁两个测力计读数大小 袁方向 遥 渊2冤如图乙所示袁将两个弹簧测力计连接 在一起袁B连接一个木块袁A 用手拉着袁匀速拉动 木块时袁观察到两弹簧测力计读数 渊填野相等冶或野不相等冶冤曰在弹簧测力计的槽沟 间放置泡沫塑料袁它可以随指针移动袁并作为 指针到达最大位置的标记袁手拉弹簧测力计 A 使木块加速运动一段时间后袁泡沫塑料就停在 前一过程中拉力最大的示数上遥实验中观察到 这两个示数 渊填野相等冶或野不相等冶冤遥 渊3冤前面 3次实验中观察到的作用力与反 作用力的方向 渊填野相同冶或野相反冶冤袁 同一时刻袁作用力与反作用力 遥 揖点拨铱 渊1冤作用力与反作用力同时存 在袁同时变化袁同时消失袁大小相等袁方向相反遥 渊2冤作用力与反作用力的关系不受运动状态的 影响遥 对点训练 咱2024窑温州测试暂探究作用力 与反作用力关系的实验装置如图甲所示袁其中 A尧B是两个力传感器袁B固定在木块 C上遥 渊1冤固定木块袁用 A 拉 B袁传感器在计算机 屏上显示两钩子受力随时间变化的图像如图 乙所示袁其中横坐标代表的物理量是 遥 渊2冤根据图像得出的结论院作用力和反作 用力的方向总是 遥 渊3冤作用力和反作用力的大小 渊填野总是冶或野物体静止时冶冤相等遥 渊4冤作用力和反作用力 渊填 野同时冶或野一先一后冶冤产生遥 渊5冤作用力和反作用力的性质 渊填野总是冶或野可以不冶冤相同遥 知识点三 探究两个互成角度的力的合成规律 1. 实验器材院方木板尧白纸尧弹簧测力计 渊两个冤尧橡皮条尧细绳套渊两个冤尧三角板尧刻度 尺尧图钉渊多个冤尧铅笔遥 2. 实验原理院等效原理遥 实验中袁一个力 F 的作用效果和两个力 F1尧F2共同作用的效果都 是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点遥 3. 操作注意事项 渊1冤结点的投影点 O 淤定位 O点时要准确曰 于同一次实验中橡皮条拉长后的结点投 影点 O必须保持不变遥 渊2冤拉力 淤使用弹簧测力计前袁调整零刻度曰 于使拉力沿弹簧测力计轴线方向曰 盂细绳应适当长一些袁便于确定力的方向曰 榆使橡皮条尧弹簧测力计和细绳套位于与 纸面平行的同一平面内曰 虞在允许的条件下袁弹簧测力计数据尽量 大一些曰 愚用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度 地拉橡皮条时袁夹角在 60毅~100毅之间为宜遥 4. 作图 图乙 木块 泡沫塑料B A B F F忆 A 图甲 AB 图乙 t/s F/N 20.018.016.0 20.0 10.0 0 -10.0 -20.0图甲 A C B 70 对点典例 用图甲装置做野探究求合力 的方法冶实验袁主要步骤如下院 淤在水平桌面上放一块方木板袁在方木板 上铺一张白纸袁用图钉把白纸钉在方木板上曰 于用图钉把橡皮条的一端固定在木板上 的 A 点袁在橡皮条的另一端系上两条细绳袁细 绳的另一端系着绳套曰 盂用两个弹簧测力计分别钩住绳套袁互成 角度地拉橡皮条袁使橡皮条伸长袁橡皮条与细 绳的结点到达某一位置 O袁记下 O点的位置及 两个弹簧测力计的示数 F1和 F2曰 榆只用一个弹簧测力计袁通过细绳套拉橡 皮条使其伸长袁让结点再次到达位置 O袁读出 弹簧测力计的示数 F袁记下 F的大小和方向曰 虞选好标度袁 分别作出力 F1袁F2袁F的图示 并根据实验要求作出图示曰 愚多次进行实验袁归纳得到结论遥 根据上述内容回答下列问题院 渊1冤步骤盂中遗漏的重要操作是 遥 渊2冤某次用弹簧测力计拉橡皮条时弹簧测 力计的指针位置如图乙所示袁则弹簧测力计的 示数是 N遥 渊3冤下列措施中袁能减小实验误差的是 遥 A. F1袁F2的大小要尽量小些 B. 拉橡皮条时袁弹簧测力计尧橡皮条尧细绳 应贴近木板且与木板平面平行 C. 拉橡皮条的细绳要长些袁标记同一细绳 方向的两点要近些 对点训练 某同学用如图所示的实验装 置来探究两个互成角度的力的合成规律遥 弹 簧测力计 A 挂于固定点 P袁下端用细线挂一重 物 M遥 弹簧测力计 B的一端用细线系于 O点袁 手持另一端向左拉袁使结点 O 静止在某位置遥 分别读出弹簧测力计 A 和 B的示数袁 并在贴 于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线 的方向遥 渊1冤本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N袁图中 A 的示数为 N遥 渊2冤下列不必要的实验要求是 遥 A援 应测量重物 M所受的重力 B援 弹簧测力计应在使用前调零 C援 拉线方向应与木板平面平行 D援 改变拉力袁进行多次实验袁每次都要使 O点静止在同一位置 渊3冤某次实验中袁该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程袁请你提出两个解决 办法院 遥 知识点四 探究平抛运动的特点 1. 实验原理 平抛物体的运动的分解院水平方向的匀速 直线运动曰竖直方向的自由落体运动遥建立直角 坐标系袁利用公式 y= 12 gt2求出小球从原点到 各点的运动时间袁再用公式 x=v0t求出小球做 平抛运动的初速度遥 B A O P M 2 3 4 2 3 4 图甲 图乙 2 3 4 2 3 4 实验专题 71 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 图 3图 2 2. 实验装置渊如图冤 3. 实验步骤 渊1冤安装调整斜槽院用图钉把白纸钉在竖 直板上袁在木板的左上角固定斜槽袁并使其末端 保持水平遥 渊2冤调整木板院用悬挂在槽口的铅垂线把 木板调整到竖直方向袁并使木板平面与小球下 落的竖直面平行且靠近袁固定好木板遥 渊3冤确定坐标轴院把小球放在槽口处袁用铅 笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投 影点 O袁O即为坐标原点袁再利用铅垂线在纸上 画出通过 O点的竖直线袁即 y轴遥 渊4冤确定小球释放点院选择一个小球在斜 槽上合适的位置由静止释放袁使小球运动轨迹 大致经过白纸的右下角遥 渊5冤利用描迹法描出小球的运动轨迹袁即 小球做平抛运动的曲线遥 4. 注意事项 渊1冤实验中必须保证通过斜槽末端点的切 线水平袁木板必须处在竖直面内且与小球运动 轨迹所在竖直平面平行袁并使小球的运动靠近 木板但不接触遥 渊2冤小球每次必须从斜槽上同一位置由静 止滚下遥 渊3冤坐标原点渊小球做平抛运动的起点冤不 是槽口的端点袁应是小球在槽口时球的球心在 木板上的水平投影点遥 5. 其他探究平抛运动特 点的方案 渊1冤平抛竖落法渊观察两 球的运动轨迹袁比较它们落地 时间的先后袁如图 1所示冤 渊2冤喷水法渊水平端加接一根更细的硬管 作为喷嘴袁水从喷嘴中射出袁如图 2所示冤 渊3冤频闪照相法渊相邻两帧照片间的时间 间隔相等袁如图 3所示冤 对点典例 用如图甲所示装置研究平抛 运动遥 将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直 的硬板上遥 钢球沿斜槽轨道 PQ滑下后从 Q点 飞出袁落在水平挡板 MN上遥 由于挡板靠近硬 板一侧较低袁钢球落在挡板上时袁钢球侧面会 在白纸上挤压出一个痕迹点遥 移动挡板袁重新 释放钢球袁如此重复袁白纸上将留下一系列痕 迹点遥 渊1冤下列说法中正确的是 渊多选冤遥 A. 该实验轨道必须尽量光滑袁以减小摩擦 B. 每次都要将小球从轨道同一位置无初 速静止释放 C. 记录的点应适当多一些 D. 挡板高度必须等间距变化 A B 图 1 图甲 水平挡板的侧视图 N 硬板 M Q P 重 垂 线 图乙 小李 小王 图丙 105 10 5 A 0 D B C 72 实验专题 渊2冤如图乙所示袁小王和小李两位同学合 作实验袁打出一系列痕迹点袁发现在每个落点 附近都有 2个痕迹点袁小王和小李分别用不同 的光滑曲线拟合了平抛轨迹遥 更符合实际情况 的轨迹是 渊填野小王冶或野小李冶冤遥 渊3冤为定量研究袁建立以水平方向为 x轴尧 竖直方向为 y 轴的坐标系遥 在确定 y 轴时 渊填野需要冶或野不需要冶冤y 轴与重 垂线平行遥 渊4冤在正确操作的实验中袁用光滑曲线拟 合了平抛轨迹如图丙所示袁A尧B尧C尧D为轨迹中 的四个位置袁 则从 A 到 B与 B到 C过程所用 的时间 tAB 渊填野<冶野=冶或野>冶冤tBC遥 对点训练 某同学设计了一个研究平抛 运动的实验遥 实验装置示意图如图甲所示袁A 是一块平面木板袁在其上等间隔地凿出一组平 行的插槽渊图甲中 P0P0忆尧P1P1忆尧噎冤袁槽间距离均 为 d遥 把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板 B上遥 实验时依次将 B板插入 A 板的各插槽中袁每次 让小球从斜轨的同一位置由静止释放遥 每打完 一点后袁把 B板插入后一槽中并同时向纸面内 侧平移距离 d遥 实验得到小球在白纸上打下的 若干痕迹点袁如图乙所示遥 渊1冤实验前应对实验装置反复调节袁直到 遥 每次让小球从同一位置由静止释放袁是为了 遥 渊2冤每次将 B板向纸面内侧平移距离 d袁是 为了 遥 渊3冤在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹遥 知识点五 探究向心力大小的表达式 1援 实验原理 向心力演示器如图所示袁匀速转动手柄 1袁 可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动遥 皮带分别套在塔轮 2和 3上的 不同圆盘上袁可使两个槽内的小球分别以几种 不同的角速度做匀速圆周运动遥 小球做匀速圆 周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压 力提供遥 球对挡板的反作用力袁通过横臂的杠 杆作用使弹簧测力套筒 7下降袁从而露出标尺 8袁根据标尺 8上露出的红白相间等分标记袁可 以粗略计算出两个球所受向心力的比值遥 2援 实验步骤 渊1冤皮带套在塔轮 2尧3半径相同的圆盘上袁 小球转动半径和转动角速度相同时袁探究向心 力与小球质量的关系遥 渊2冤皮带套在塔轮 2尧3半径相同的圆盘上袁 小球转动角速度和质量相同时袁探究向心力与 转动半径的关系遥 渊3冤皮带套在塔轮 2尧3半径不同的圆盘上袁 小球质量和转动半径相同时袁探究向心力与角 速度的关系遥 3援 实验结论 淤在半径和角速度一定的情况下袁向心力 大小与质量成正比曰于在质量和角速度一定的 情况下袁向心力大小与半径成正比曰盂在质量 和半径一定的情况下袁向心力大小与角速度的 平方成正比遥 图乙 O x y 图甲 A BC P0忆 P1忆 P2忆 P3忆 P4忆 P5忆 P0 P1 P2 P3 P4 P5 d d 1 35 67 8 24 73 课堂精讲 学考一号 高中学业水平复习方略 物理 对点典例 咱2024窑衢州测试暂用如题图所 示的装置演示野影响向心力大小的因素冶实验遥 长槽上的挡板 B 到转轴的距离是挡板 A 的 2 倍袁长槽上的挡板 A 和短槽上的挡板 C到各自 转轴的距离相等遥 转动手柄使长槽和短槽分别 随变速塔轮匀速转动袁槽内的球就做匀速圆周 运动遥挡板对球的压力提供了向心力袁球对挡板 的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力 套筒下降袁从而露出标尺袁根据标尺上的等分 格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值遥 渊1冤以下实验中用到的科学方法与本实验 相同的是 遥 A援 测量纸带的平均速度和瞬时速度 B援 探究加速度与力尧质量的关系 C援 探究两个互成角度的力的合成规律 D援 探究弹簧弹力与形变量的关系 渊2冤当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮 盘上袁两个塔轮边缘处的 渊填野线 速度冶或野角速度冶冤大小相等遥 渊3冤探究向心力和角速度的关系时袁应将 皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上袁将 相同的小球分别放在挡板 和挡板 处渊后两格填野A冶或野B冶或野C冶冤遥 揖点拨铱在野探究向心力大小的表达式冶实 验中袁用到的主要科学方法为控制变量法袁即 控制质量尧角速度尧轨道半径三个物理量中的 两个保持不变袁探究向心力与另一个物理量的 关系遥 对点训练 用如图所示的向心力演示器 做野探究向心力大小的表达式冶实验中袁用到的 科学方法是 渊 冤 A援 微元法 B援 理想实验法 C援 等效替代法 D援 控制变量法 手柄 塔轮皮带 右变速塔轮 短槽 挡板 C挡板 A 挡板 B 标尺 长槽 左变速塔轮 弹簧测力套筒 74