3 层级1 主题1 “弹簧、橡皮条”类实验(Word教师用书)-【创新方案】2025年高考物理二轮复习专题辅导与测试(北京，江苏专版)

课标实验·一表尽览|常考哪些实验·考实验的哪些方面 实验类型 课标实验 装置图——记心中 常考点——盘查清 “弹簧、 橡皮条” 类实验 探究弹簧弹力与形变量的关系 ①考图像:建立适当的F⁃x或F⁃l坐标系,描点绘出F⁃x或F⁃l关系图线,并解释斜率含义 ②找误差:弹簧自重的影响,长度的测量,作图不准确等 探究两个互成角度的力的合成规律 ①考读数:弹簧测力计示数 ②考操作:如何拉?怎么拉?拉到哪里?怎么找力的方向? ③求合力:利用力的图示求合力 ④会区分:能区分合力的理论值与实验值 ⑤考变化:根据平衡条件求力的大小变化情况 “纸带、 光电门” 类实验 测量做直线运动物体的瞬时速度 ①考读算:读计数点间的时间、位移;计算瞬时速度、加速度 ②考作图:描点作v⁃t图像,利用图像求加速度 ③考操作:先通电后释放,不需要平衡摩擦力、不需要满足悬挂钩码质量远小于小车质量 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 ①考操作:器材安装正误、先通电后释放、平衡摩擦力、质量控制要求 ②测定a:同实验“测量做直线运动物体的瞬时速度” ③求结论:根据a⁃F图像或a⁃图像得结论 ④判成因:给定异常a⁃F图像或a⁃图像,判断其可能成因 验证机械能守恒定律 ①考操作:重物靠近打点计时器处释放、先通电后释放 ②考运算:计算下落速度、减少的重力势能与增加的动能 ③考图像:⁃h等图像 “平抛、圆周”类实验 探究平抛运动的特点 ①考操作:由重垂线得到竖直线,从同一点释放 ②考分析:水平、竖直方向运动性质,轨迹是否为抛物线 ③考计算:初速度的大小及某点瞬时速度的大小 ④考判断:判断O点是否为抛出点 探究向心力大小与轨道半径、角速度、质量的关系 ①考操作:根据控制变量法和探究目的放置小球,摇动手柄并通过标尺上的刻度读出向心力大小关系 ②考结论:根据实验数据得出结论 ③考创新:传感器探究、“圆锥摆”模型探究 用单摆测量重力加速度的大小 ①测摆长:通过刻度尺测摆线长,通过游标卡尺或螺旋测微器测小球直径,摆长l=摆线长l'+小球的半径r ②考操作:悬点固定、单摆必须在同一平面内振动且摆角小于5°、开始计时的时刻 ③算周期:读秒表的时间,用T=计算周期 ④计算g:利用公式g=或l⁃T2图像求重力加速度 ⑤考误差:判断异常l⁃T2图像的成因、对于误差进行分析 “物体碰撞” 类实验 利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律 ①考装置:器材安装、小球选取、由重垂线确定O点 ②找落点:用尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心就是小球落点的平均位置 ③考测量:小球质量的测量和小球平抛运动的水平位移的测量 ④考结论:根据实验数据判断两球碰撞过程中动量是否守恒 研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒 ①考装置:器材安装、导轨水平调整 ②考测量:滑块的质量、滑块碰撞前后的速度 ③考结论:根据实验数据判断滑块碰撞前后动量是否守恒 用两摆球碰撞验证动量守恒定律 ①考安装:两个等大的小球用等长细线悬挂,能发生对心正碰 ②考测量:两小球质量、碰后摆动的最大角度、算出对应速度 ③考结论:根据实验数据判断两球碰撞前后动量是否守恒 层级Ⅰ 基础实验落实 主题一　“弹簧、橡皮条”类实验 主题精要归纳 1.探究弹簧弹力与形变量的关系 (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”,而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧。 2.探究两个互成角度的力的合成规律 (1)每次拉伸结点位置O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。 [逐点验收评价] 1.(2024·徐州模拟)某实验小组用如图所示的实验装置探究弹簧弹力与形变量的关系,将轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上,刻度尺竖直固定在轻弹簧旁边,在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码,记录每次钩码的总质量m以及对应指针所指刻度值x如表格所示。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150 180 弹力F/N 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 指针刻度x/cm 6.0 7.2 8.6 10.6 10.9 11.8 13.2 弹簧伸长量Δx/cm 0 1.2 2.6 4.6 4.9 5.8 7.2 (1)根据实验表格记录的数据可知,刻度尺的最小分度值为　　　　(填“1 mm”或“1 cm”)。  (2)在给出的坐标系中描点,作出弹簧弹力F与伸长量Δx之间的关系图线。由图线可知,记录实验数据时第　　　　次实验数据出现了明显的实验误差。根据描绘的F⁃Δx图线可知,该弹簧的劲度系数为k=　　　　　 N/m(结果保留两位有效数字)。  (3)若实验中悬挂弹簧和刻度尺时,弹簧的上端未与刻度尺的0刻度线对齐,而对齐的是0.5 cm,则该情况会导致实验测得的弹簧劲度系数结果　　　　(填“偏大”“偏小”或“无误差”)。  (4)若截取实验中所用弹簧长度的一半制成一个弹簧秤测力计,并挂上1.5 N的钩码,当钩码处于静止状态时,弹簧的形变量为　　　　cm。  解析:(1)根据实验表格记录的数据可知,读数精确到cm,估读到0.1 cm,刻度尺的最小分度值为1 cm。 (2)根据实验数据,在给出的坐标系中描点,作出弹簧弹力F与伸长量Δx之间的关系图线如图所示, 由图线可知,记录实验数据时第4次实验数据出现了明显的实验误差。 根据描绘的F⁃Δx图线可知,该弹簧的劲度系数为k= N/m=25 N/m。 (3)若实验中悬挂弹簧和刻度尺时,弹簧的上端未与刻度尺的0刻度线对齐,而对齐的是0.5 cm,那么弹簧末端指针刻度也会下移0.5 cm,弹簧对应的形变量不变,则该情况不会导致实验算得的弹簧劲度系数结果改变,故填“无误差”。 (4)若截取实验中所用弹簧长度的一半制成一个弹簧秤测力计,则两段弹簧的劲度系数相同,截下来的两段弹簧串接起来的劲度系数与原来那根弹簧的劲度系数相同,用原来弹簧长度的一半制成一个弹簧秤测力计,受到大小相同的力时其形变量为原来弹簧形变量的一半,弹簧的劲度系数变为2k=50 N/m,并挂上1.5 N的钩码,当钩码处于静止状态时,根据胡克定律可知,弹簧的形变量为Δx= m=3.0 cm。 答案:(1)1 cm　 (2)见解析图　4　25　(3)无误差　(4)3.0 [细节提醒] (1)根据横轴和纵轴的标度,准确地进行描点,观察所描点迹的走向趋势,如果走向为直线,画直线时应让尽可能多的点迹落在直线上,不在直线上的点迹均匀分布在直线两侧。 (2)用原来弹簧长度的一半制成一个弹簧秤测力计,弹簧的劲度系数变为原来的2倍。 2.(2024·海南高考)为验证两个互成角度的力的合成规律,某组同学用两个弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、木板、刻度尺、白纸、铅笔、细线和图钉等器材,按照如下实验步骤完成实验: (Ⅰ)用图钉将白纸固定在水平木板上; (Ⅱ)如图(a)(b)所示,橡皮条的一端固定在木板上的G点,另一端连接轻质小圆环,将两细线系在小圆环上,细线另一端系在弹簧测力计上,用两个弹簧测力计共同拉动小圆环到某位置,并标记圆环的圆心位置为O点,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,大小分别为F1=3.60 N、F2=2.90 N;改用一个弹簧测力计拉动小圆环,使其圆心到O点,在拉力F的方向上标记P3点,拉力的大小为F=5.60 N。请完成下列问题: (1)在图(b)中按照给定的标度画出F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F'。 (2)比较F和F',写出可能产生误差的两点原因　 。  解析:(1)按照给定的标度画出力F1、F2和F的图示,然后按平行四边形定则画出F1、F2的合力F',如图所示。 (2)F和F'不完全重合,产生误差的原因可能是:①没有做到弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计。 答案:(1)见解析图　(2)①没有做到弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行;②读数时没有正视弹簧测力计 [细节提醒] (1)根据给定的标度和力的大小画出各力的图示,由平行四边形定则确定合力的大小。 (2)拉弹簧测力计时,拉力方向应沿弹簧测力计的轴线方向,橡皮条、弹簧测力计和细线应位于与纸面平行的同一平面内。 学科网（北京）股份有限公司 $$