专题16 第1课时 力学实验(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 第一课时 力学实验 专题十六 实验 2 真题大数据 考点 核心知识 考频 年份与卷别 力学实验 利用单摆测重力加速度 8 2025：海南卷 2024：湖北卷、黑吉辽卷、广西卷 2023：新课标卷、河北卷、湖南卷、重庆卷 研究匀变速直线运动 4 2025：北京卷 2024：贵州卷 2023：全国甲卷、浙江1月卷 研究圆周运动 3 2025：北京卷 2024：海南卷 2023：浙江1月卷 验证牛顿第二定律 11 2025：山东卷、浙江1月卷、安徽卷、广西卷、陕晋青宁卷 2024：天津卷、浙江1月卷、广东卷、江西卷、甘肃卷 2023：上海卷 探究机械能守恒定律 7 2025：江苏卷、河北卷、湖北卷、甘肃卷、河南卷 2024：浙江6月卷 2023：天津卷 测量弹簧劲度系数 3 2025：重庆卷、四川卷 2023：浙江6月卷 验证力的平行四边形法则 3 2025：黑吉辽蒙卷 2024：海南卷 2023：全国乙卷 验证动量守恒定律 5 2025：广东卷、新课标卷 2024：北京卷、山东卷、福建卷 探究平抛运动特点 3 2024：河北卷 2023：北京卷、浙江6月卷 真题大数据 考点 核心知识 考频 年份与卷别 电学实验 多用电表原理 8 2025：北京卷、湖南卷、安徽卷、广西卷、陕晋青宁卷 2024：河北卷、安徽卷 2023：新课标卷 探究变压器原、副线圈电压与匝数关系 2 2025：山东卷 2023：重庆卷 测量电源电动势和内阻 7 2025：海南卷、湖北卷 2024：北京卷、黑吉辽卷、甘肃卷 2023：浙江6月卷、湖北卷 探究影响感应电流方向的因素 2 2024：北京卷 2025：浙江1月卷 测量导体电阻 27 2025：浙江1月卷、河北卷、黑吉辽蒙卷、甘肃卷、上海卷、河南卷、云南卷、四川卷 2024：新课标卷、山东卷、浙江1月卷、浙江6月卷、江苏卷、河北卷、湖南卷、福建卷、江西卷、贵州卷 2023：全国乙卷、全国甲卷、北京卷、天津卷、山东卷、浙江1月卷、河北卷、广东卷、辽宁卷 真题大数据 考点 核心知识 考频 年份与卷别 光学实验 测量玻璃砖的折射率 8 2025：海南卷、福建卷、上海卷 2024：北京卷、浙江6月卷、湖北卷 2023：山东卷、广东卷 通过双缝干涉实验测量单色光的波长 3 2024：河北卷、广东卷、安徽卷 热学实验 探究气体实验定律 4 2025：河北卷 2024：上海卷 2023：山东卷、江苏卷 用油膜法估测油酸分子的大小 1 2024：上海卷 力学实验 研究匀变速直线运动 一 探究弹力和弹簧伸长的关系 二 验证力的平行四边形定则 三 探究加速度与力、质量的关系 四 验证机械能守恒定律 五 考点1：力学实验 （1）实验目的。 ①练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。 ②掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 ③会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度。 （2）实验原理。 ①打点计时器。 a.作用：记录位置的仪器，每隔0.02 s打一次点（50 Hz交流电）。 b.工作条件： ◆电磁打点计时器：4~6 V交流电源。 ◆电火花计时器：220 V交流电源。 1.研究匀变速直线运动 考点1：力学实验 c.纸带上点的意义： ◆表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。 ◆通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况。 ②利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 设x1、x2、x3、x4……为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如Δx=x2－x1=x3－x2=x4－x3=…=常数，即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。 ③由纸带求物体运动速度的方法。 根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度 考点1：力学实验 ④由纸带求物体运动加速度的方法。 a.利用Δx=aT2。 b.利用。 c.利用“逐差法”求加速度。 “逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据，以减小偶然误差。 设T为相邻两计数点之间的时间间隔，则： 加速度的平均值为: d.用v-t图像求加速度:求出打各个计数点时纸带的瞬时速度，再作出v-t图像，图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度。 考点1：力学实验 （3）实验器材。 电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、 纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。 （4）实验步骤。 ①把带有滑轮的长木板平放在实验桌上，把滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，并把打点计时器连接在电源上。 ②把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器的复写纸下，并把它的一端固定在小车的后面。 ③把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，等打点计时器计时稳定后，放开小车。 ④换上新纸带，重复实验3次。 考点1：力学实验 （5）注意事项。 ①使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再释放纸带。 ②释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 ③选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰。适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T。 ④测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差。 考点1：力学实验 2.探究弹力和弹簧伸长的关系 （1）实验目的。 ①探究弹力和弹簧伸长量的关系。 ②学会利用图像法处理实验数据，探究物理规律。 （2）实验原理。 ①如图1所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。 ②用刻度尺测出弹簧在不同数量钩码的拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)值对应的点，用平滑的曲线将其连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。 考点1：力学实验 （3）实验器材。 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线。 （4）实验步骤。 ①将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧处于自然伸长状态时的长度l0，即原长。 ②如图所示，在弹簧下端悬挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中。 改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5。 考点1：力学实验 （5）数据处理。 ①以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。 ②以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数。首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 ③得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。 （6）误差分析。 ①本实验的误差来源之一是弹簧拉力大小的不稳定，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度。 ②弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度。 ③在F-x图像上描点、作图不准确。 考点1：力学实验 （7）注意事项。 ①每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等。 ②弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的弹性限度。 ③测量有关长度时，应对弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者进行区分，明确它们之间的关系。 ④建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小。 ⑤描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线。 ⑥记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 考点1：力学实验 3.验证力的平行四边形定则 （1）实验目的。 ①掌握弹簧测力计的正确使用方法。 ②根据实验的要求，会对给定的实验步骤排序、纠错。 ③验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则，培养用作图法处理问题的能力。 （2）实验原理。 等效法：使一个力F′和两个力F1、F2都让同一条一端固定的橡皮筋伸长到某点。即它们的作用效果相同，所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示。再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同。 （3）实验器材：方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮筋、细绳套(两个)、三角板、 刻度尺、图钉(几个)、铅笔。 考点1：力学实验 （4）实验步骤与数据处理。 ①用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上。 ②用图钉把橡皮筋的一端固定在A点，橡皮筋的另一端拴上两个细绳套。   ③用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。 考点1：力学实验 ④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。 ⑤只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮筋的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示。 ⑥比较力F′与用平行四边形定则作出的合力F在大小和方向上是否相同。 ⑦改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次。 考点1：力学实验 （5）注意事项。 ①不要直接以橡皮筋端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置。 ②在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点O的位置一定要相同。 ③不要用老化的橡皮筋，检查方法是用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次，使橡皮筋拉到相同的长度看弹簧读数有无变化。 ④细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。不要直接沿细绳套的方向画直线。应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连成直线确定力的方向。 ⑤在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同。并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些。 考点1：力学实验 4.探究加速度与力、质量的关系 （1）实验目的。 ①学会使用控制变量法研究物理规律。 ②探究加速度与力、质量的关系。 ③掌握利用图像处理数据的方法。 （2）实验原理。 ①研究对象有两个以上的参量发生变化时，设法控制某些参量使之不变，而研究另外两个参量之间的变化关系的方法叫控制变量法。研究加速度与力、质量的关系时，先控制小车的质量不变，讨论加速度与力的关系；再控制力不变，讨论加速度与小车质量的关系。 ②实验中需要测量的物理量和测量方法是：小车与砝码的总质量M，用天平测出；小车受到的拉力F认为等于托盘和砝码的总重力mg；小车的加速度a利用纸带数据计算。 考点1：力学实验 （3）实验器材。 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、细绳、低压交流电源、导线、天平（带有一套砝码）、刻度尺。 （4）实验步骤及数据处理。 ①用天平测出小车的质量m，小盘和砝码的总质量M。 ②按图所示把实验器材安装好，不要将悬挂小盘的细绳系在小车上。 ③将长木板无滑轮一端垫高，调整至小车能在木板上保持匀速直线运动状态，即平衡摩擦力。 ④将细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再释放小车，打点计时器在纸带上打出一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码。 考点1：力学实验 ⑤保持小车的质量不变，在小盘里分别放入适量的砝码，记录小盘与其中放入砝码的质量M0、M1、M2，重复步骤④。 ⑥在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，算出每条纸带上的加速度的值。 ⑦用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力F的大小等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上画出相应的点，如果这些点在一条过原点的直线上，则说明加速度与作用力F成正比，即a∝F。 ⑧保持小盘和砝码的质量不变，在小车上依次加砝码，重复上述步骤④和⑥。用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，在坐标平面上画出相应的点，如果这些点在一条过原点的直线上，则说明加速度与质量成反比，即。 考点1：力学实验 （5）注意事项。 a.一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力。 b.实验步骤②、③不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。 c.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出。只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。 d.改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车。 e.作图像时，要使尽可能多的点分布在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。 f.作图时两轴标度比例要选择适当，这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些。 考点1：力学实验 5.验证机械能守恒定律 （1）实验目的：验证机械能守恒定律。 （2）实验原理。 在物体自由下落的过程中，只有重力对物体做功，遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。 在实验误差范围内验证（必须初速度为零）或。 测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式，或由算出。(注意单位用国际单位，看清是计数点还是计时点，注意有无有效数字的要求) 考点1：力学实验 （3）实验器材。 铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重物(带纸带夹子)、纸带、复写纸片、直尺、导线、低压交流电源。 （4）实验步骤。 ①按上图装置把打点计时器固定在支架上，并将打点计时器接在4～6 V的交流电源上。（如果用电火花打点计时器，接在电压为220 V交流电源上） ②将大约0.5 m长的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。 ③先接通电源，再松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列的点。 ④换上新的纸带，重做几次上面的实验。 考点1：力学实验 （5）注意事项。 ①安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 ②实验时，必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源：让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第一点是一个清晰的点。 ③测量高度h时，应从起始点算起，为减小h的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带不宜过长，有效长度可在60～80 cm。 ④因为是通过比较和mgh是否相等验证机械能是否守恒，故不需要测量重物的质量。 如果实验要求计算势能和动能的具体数据，那就必须要知道重物的质量。 ⑤我们要求重物做自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。 ⑥选计数点时，相邻计数点间的距离要尽可能拉得开些，使求得的速度误差小些。 考点1：力学实验 （6）数据处理。 在已经打好的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起始点标上O，以后各点依次标上1, 2, 3， …用刻度尺测出对应下落高度h1，h2，h3 ，…，计算各点对应的瞬时速度v1，v2，v3，…，然后计算各点对应的势能减少量mghn和动能增量 进行比较。 计算时不需要测量出重物质量m。 这个实验也可以用纸带上任意两点，第N点和第N+M点，计算打N点和N+M点的瞬时速度v1、v2，量出第N点和第N+M点的距离Δh，重力势能减少量mgΔh和动能增量进行比较。 $