专题五。
明确有效数字、误差意义，知道减小误差的一般方法，掌握误差分析的方法；
熟知常用仪器的使用方法和读数要求，能根据实验要求选取适当的实验仪器及其量程；
理解高考大纲要求的实验的基本原理，掌握实验方法、数据处理方法，并能对实验结果进行误差分析；
重点掌握纸带问题的处理方法、伏安法测电阻时电流表的内外接法、图像法处理数据的方法．
第10讲力学实验。
1．[2014·新课标全国卷ⅰ] 某同学利用图101所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图102所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：
图101图102
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成___选填“线性”或“非线性”)关系．
2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是___
3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是___钩码的质量应满足的条件是___
考题定位】难度等级：中等
出题角度：本题考查了“验证牛顿第二定律”的实验，基本方法**于教材实验的拓展，综合考查学生对实验的方法、原理、数据处理和误差**等知识的理解和应用，同时考查学生处理图像的能力．
2．[2015·全国卷ⅱ] 某同学用图103(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了5个连续点之间的距离．
(ab)图103
1)物块下滑时的加速度a＝__m/s2，打c点时物块的速度v＝__m/s；
2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是___填正确答案标号)．
a．物块的质量 b．斜面的高度 c．斜面的倾角，考题定位】
难度等级：中等
出题角度：本题是对“研究匀变速直线运动的规律”实验的拓展应用，考查考生利用运动数据结合牛顿运动定律求解运动问题和受力问题的能力。
考点一测量与验证性实验。
1 [2015·浙江卷] 甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“**加速度与力、质量的关系”实验．
图1041)图104中a、b、c、d、e表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材___乙同学需在图中选用的器材用字母表示)
2)乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图105所示的两条纸带①和②.纸带___的加速度大(填“①”或“②”其加速度大小为___
图105导思
实验需要利用什么物理过程验证什么关系或**哪些物理量之间的关系？②要验证上述关系或**上述物理量之间的关系需要进行什么实验操作？需要测量哪些物理量？
③怎样利用打点纸带计算加速度？
归纳 测量性实验先直接测量与待测量相关的物理量，再推导计算间接得到待测量．联系直接测量量和待测量间的关系是此类实验的实验原理．
解决验证性实验相关问题的关键是根据题目给定的实验条件、实验过程、实验情景领会命题意图，找出实验中应测定的。
物理量，明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系才能达到实验目的．
变式用一根弹簧和一支弹簧测力计做“求合力”实验．
1)用如图106甲所示装置测定弹簧的劲度系数，挂钩码时不能超过弹簧的。
2)改变所挂钩码个数，把测出的多组数据绘成如图乙所示的弹力f跟伸长量x的关系图线，则弹簧的劲度系数为___n/cm；
3)用这根弹簧和弹簧测力计都与橡皮筋成135°角来拉橡皮筋，弹簧测力计示数如图丙所示，则此时弹簧的伸长量为___cm；
4)用力的图示以这两个分力为邻边作平行四边形，得出合力的大小f合，若实验误差较小可以忽略不计，则f合＝__n(结果保留3位有效数字)．
图106考点二**性实验。
2 [2015·福建卷] 某同学做“**弹力和弹簧伸长量的关系”的实验．
1)图107甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量δl为___cm；
2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是填选项前的字母)
图107a．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重。
b．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重。
3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量δl与弹力f的关系图线，图线的ab段明显偏离直线oa，造成这种现象的主要原因是。
导思 图甲、乙中，标尺每一小格表示的长度是多少？②标尺刻度数顺序是由上向下还是由下向上排列？③图像中的oa段说明弹力f与弹簧的伸长量δl之间是什么关系？
归纳 **性实验旨在通过实验探索某种物理规律、研究某个物理问题，要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律．
变式某实验小组要**力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图108所示，实验主要步骤如下：
图1081)实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是___填“甲”或“乙”)．
图1092)使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为w；
3)再用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的___填写相应实验条件)，使橡皮筋对小车做的功分别为2w、3w……
4)分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3……
5)作出wv图像，则下列图像符合实际的是___
图1010考点三创新性实验。
3 如图1011甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由a处由静止释放，下落过程中能通过a处正下方、固定于b处的光电门，测得a、b间的距离为h(hd)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：
1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝__cm.
甲乙。图1011
图10122)多次改变高度h，重复上述实验，作出随h变化的图像如图1012所示，当图中已知量t0、h0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式___时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
3)实验中发现动能增加量δek总是稍小于重力势能减少量δep，增加下落高度后，则δep－δek将___选填“增加”“减小”或“不变”)．
导思 小球由a到b减少的重力势能是多少？增加的动能是多少？②下落过程中动能增加量δek总是稍小于重力势能减少量δep的原因是什么？增加下落高度后，该原因产生的效果如何变化？
归纳 创新性实验可以是全新的实验，也可以是课本实验的创新改造，要求学生必须掌握基本仪器的使用方法、基本的实验方法和基本物理原理．实验原理是解决创新性实验问题的关键，是进行创新性实验设计的根本依据和起点；实验原理决定了应当测量哪些物理量、如何安排实验步骤等项目，实验原理应根据题干的要求、条件等信息确定．
变式用如图1013甲所示的实验装置验证质量分别为m1、m2的两物体a、b组成的系统机械能守恒．b从高处由。
静止开始下落，a上拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图1014给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出)，计数点间的距离如图1014所示．已知m1＝50 g 、m2＝150 g ，则(打点计时器打点频率为50 hz，计算结果保留两位有效数字)：
甲乙。图1013
图10141)在纸带上打下计数点5时系统的速度v5＝__m/s；
2)打下计数点0～5过程中系统动能的增量δek＝__j，为了简化计算，取g＝10 m/s2，则系统势能的减少量δep＝__j；
3)在本实验中，若某同学作出了v2h图像，如图1013乙所示，其中v为系统的速度，h为从起点量起的长度，则据此得到当地的重力加速度g＝__m/s2.
续表)注意] (1)用纸带求解速度、加速度时，应先统一单位再进行计算，应关注题目对计算结果的有效数字、单位的要求．
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