2026届高考物理二轮复习课件 力学实验专题

高三物理力学实验 2026届高三物理专题 高中必做的力学实验 探究性实验 探究匀变速直线运动规律 探究弹力与形变量的关系 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 探究平抛运动的特点 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 验证性实验 验证力的平行四边形定则 验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律 测量性实验 用单摆测量重力加速度的大小 物理量 测量工具、使用方法或测量方法 力 ① 弹簧测力计(不超量程、调零，会读数)； ② 力传感器(调零) 质量 天平(水平放置、调零，被测物体放左盘、砝码放右盘，会读数) 长度 ① 毫米刻度尺要估读，精度1 mm； ② 螺旋测微器要估读，精度0.01 mm； ③ 游标卡尺不估读，有三种精度0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm 一、读数问题： 读数问题： 注意有效数字问题 题型一 纸带和光电门类实验 角度2 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1. 需要补偿阻力(为了使绳子拉力即合力) 补偿阻力操作： (1) 将长木板一端垫高。 (2) 穿上纸带，不挂重物。 (3) 通过轻推小车，小车能匀速下滑则刚好平衡。(要通过纸带打点，点迹是否均匀来判断是否匀速。) 2. 实验方法：控制变量法。 3. 探究结果：a与F(即合力)成正比，与M成反比。 4. 误差分析 (1) 系统误差：因为悬挂物也有向下的加速度，因此绳子拉力必然小于悬挂物重力，而实验中用槽码的重力代替绳子拉力偏大。 减小系统误差的方法：实验条件满足M小车≫m槽码。 消除系统误差的改进实验方案举例：用拉力传感器直接测量绳子的拉力。若采用该方案，则实验条件无需满足M小车≫m槽码。 (2) 偶然误差：未能刚好补偿阻力，测量读数、作图等偶然误差。 图线1：补偿阻力时长木板倾斜角过大。 图线2：未补偿阻力或补偿阻力时长木板倾斜角过小。 5. 数据处理中坐标变换的处理技巧(化曲为直)，如图乙所示。 角度3 验证机械能守恒定律 装置图 ①安装：打点计时器竖直安装，纸带沿竖直方向拉直； ②重物：选密度大、质量大的金属块，且在靠近打点计时器处释放； ③速度：应用vn＝ 不能用vn＝ 或vn＝gt计算 1．探究“加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示：(1)下列关于打点计时器使用的交流电源，正确的是 。 a．电磁打点计时器，使用6V电源 b．电磁打点计时器，使用220V电源 c．电火花打点计时器，使用6V电源 d．电火花打点计时器，使用220V电源(2)下列实验操作，正确的是 。 a．补偿阻力时，不能将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上 b．补偿阻力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器 c．小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车再接通打点计时器的电源 d．在小车运动过程中，细线、纸带应始终与木板保持平行(3)下图是某次实验中得到的点迹清晰的一条纸带，图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出），已知所用交流电的频率为50 Hz，则铁块的加速度大小为 m/s2（结果保留两位小数）。 (4)当改用下方装置时，钩码质量 （选填“需要”或“不需要”）远小于小车质量。 二、弹簧、橡皮条类实验 1. 不要超过弹性限度。 2. 测弹簧原长时要保持自由悬挂。 3. 数据处理：作F－x图，斜率即劲度系数k。 角度1 探究弹力与弹簧伸长的关系 4. 探究结果：胡克定律F＝kx(x为形变量) 图线1：x表示弹簧形变量。 图线2：x为弹簧长度，其中x0为弹簧原长(无论图线1还是图线2，斜率都表示劲度系数)。 图线3：后端发生弯曲原因是超过弹性限度。 图线4：x轴小截距原因可能是测弹簧原长时未悬挂，悬挂后弹簧自身重力导致误差。 角度2 探究求合力的方法 装置图 ①两次拉橡皮筋的作用效果相等：同一次实验中橡皮筋拉长后的结点O位置必须保持不变； ②拉力：沿弹簧测力计轴线方向拉，橡皮筋、弹簧测力计和细绳套与纸面平行；两分力F1、F2的夹角不要太大或太小； ③作图：选定比例要相同，严格按力的图示要求作平行四边形求合力 2. 本实验在操作时要记住“三注意”和“七记录” 三注意 两次O点的位置必须相同 两个细绳套不要太短 夹角不宜太大也不宜太小；在60°～100°之间为宜 七记录 两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和O点的位 置(五记录) 一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录) 2．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图（a）所示，橡皮条的一端挂着一个轻质小圆环，另一端固定在G点，橡皮条的自然长度为GE，在图（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点橡皮条伸长的长度为EO，撤去F1、F2，改用一个力F'单独拉住小圆环，如图（c）所示，仍然使它处于O点。力F'单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都能使小圆环在点保持静止。 (1)本实验采用的科学方法是______。 A．理想实验 B．控制变量法 C．等效替代法 D．建立物理模型法(2)关于此实验，下列说法中正确的是______。 A．弹簧测力计的读数越大越好，且一定要取整数 B．两个分力F1、F2的方向要垂直，便于合力计算 C．两次拉橡皮条时，只需保证橡皮条伸长量相同即可 D．拉橡皮条时，弹簧科，橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行(3)甲同学在某次实验中，记录了拉力F1、F2的大小及方向，并将它们的图示作在如图（d）所示的方格纸中，已知方格纸每个正方形小格的边长代表2N。请在图（d）中利用作图法作出F1、F2的合力F，并由图可得F的大小为 N。 题型三　平抛类实验 角度1 探究平抛运动规律 装置图 (1)释放：在斜槽上同一位置由静止释放。 (2)坐标原点：是小钢球出槽口时球心在木板上的投影点：影点。 (3)描迹：用平滑曲线将各点连接起来。 角度2 验证动量守恒定律 实验方案 实验装置 利用气垫导轨完成一维碰撞实验 装置图 ①槽口：末端水平 ②释放：从斜槽上同一位置 ③定点：画小圆、找圆心定落点（平均落点） ④思路：相同高度，时间相等，水平位移代替速度 题型四　圆周运动、单摆实验 实验装置图 角度1 探究影响向心力大小的因素 图15 1.实验方法：控制变量法。 2.通过换小球改变小球的质量m，通过控制挡板到转轴的距离改变半径r，通过调整变速塔轮的半径改变角速度ω，标尺显示的是向心力的大小。 角度2 利用单摆测重力加速度 3．某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激光笔，B为光传感器。 实验过程如下：(1)用20分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d= mm。(2)①测出两悬点（两悬点位于同一水平高度）间的距离s和摆线长l（两摆线等长）。②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期T= 。(3)根据上述数据可得当地重力加速度g= （用T、d、l、s表示），若小球经过最低点时，球心位置比激光光线高度高些，则重力加速度的测量值与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。 纸带 测瞬时速度 做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，如图所示，求打某一点时物体的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn＋1，则打n点时的速度vn＝eq \f(xn＋xn＋1,2T) 纸带 测加 速度 ①用“逐差法”求加速度如图所示 a＝eq \f(（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）,9T2) ②作出v－t图像，通过图像的斜率求物体运动的加速度，a＝eq \f(Δv,Δt) 光电门 测速 度 光电门主要是测量速度的仪器，设小车上挡板的宽度为d，挡板遮住光电门光线的时间为Δt，则小车通过光电门的速度v＝eq \f(d,Δt) 测加 速度 若已知两个光电门之间的距离为x，小车通过两个光电门时的速度分别为v1、v2，则a＝2,2)eq \f(v－veq \o\al(2,1),2x) 数据处理 方案一：利用起始点和第n点计算，若mghn＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,n)，则机械能守恒。 方案二：任取两点A、B计算，若mghAB＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,B)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,A)，则机械能守恒。 方案三：根据多组实验数据作出eq \f(1,2)v2－h图线，若图线是一条过原点且斜率为g的直线，则机械能守恒。 (该方案通常用作由自由落体运动测定重力加速度实验。作出eq \f(1,2)v2－h图后，斜率即重力加速度值。) 滑块速度v＝ 用两摆球碰撞验证动量守恒定律 摆球速度v＝eq \r(2gh) 利用光滑桌面上两车碰撞验证动量守恒定律 小车速度v＝eq \f(Δx,Δt) 1.原理：根据单摆周期公式T＝2π可知，g＝。 2.摆长l＝摆线长l0＋小球的半径r。 3.周期T的计算：一般测30～50次的时间t，然后求周期T＝。 注意：从最低点开始计时，因为球过最低点时速度最大，误差最小。 4.利用T2－l图像的斜率k＝可计算重力加速度，且不受摆长的影响。 $