2022-2023年高考物理二轮复习 力学实验中常考的3个问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

这是一份2022-2023年高考物理二轮复习 力学实验中常考的3个问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共49页。PPT课件主要包含了实验过程的比较，探究性实验，图11－1，图11－2，游标卡尺的读数，图11-3，图11－5，图11－6，图11－7，图11－4等内容，欢迎下载使用。
主要题型：复合题型：包括填空、问答、作图、图象形式．难度档次：现在的实验题一般是一大一小，较大的实验题难度偏大，较小的实验题难度偏小．
一、误差和有效数字1．误差
2.有效数字(1)定义： 带有一位不可靠数字的近似数字．有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源．(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．二、长度的测量1．毫米刻度尺的读数：精确到毫米，毫米后再估读一位．2．游标卡尺的读数：测量值＝主尺上的读数＋m×n(其中m为游标卡尺的精确度，n为游标尺上与主尺上某刻度线对齐的格数)．
3．螺旋测微器的读数测量值＝固定刻度＋可动刻度×0.01 mm.三、验证性实验1．实验名称：验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律．
2．实验方法(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实；(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证．3．实验拓展随着高考改革逐步深入，验证性实验试题逐渐减少，往往将验证性实验变化为设计性、探究性、研究性实验，对于这种实验题型的变化，我们复习时要引起足够的重视．
四、探究性实验1．实验名称：探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理、研究匀变速直线运动．2．实验方法：按照题目要求设计实验方案，探究某种规律或研究物理量之间的关系，根据实验数据得出实验结论，题目一般以教材基本实验为原型或以学过的知识为基础，新颖灵活，具有开放性．
读图究理1．验证性实验
【例1】 某同学利用螺旋测微器测 量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图11－1(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm.
解析　题图(a)的读数为1.0×0.01 mm＝0.010 mm.题图(b)的读数为6.5 mm＋37.0×0.01 mm＝6.870 mm，故金属板的厚度d＝6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm.答案　0.010　6.870　6.860
本题考查螺旋测微器的读数，考查考生的实验探究能力，难度较小
某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ时：(1)用游标尺为20分度的卡尺测量其长度如图11－2甲，由图可知其长度为________cm；
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为________mm.解析　(1)从题图甲可以看出，主尺读数为50 mm，游标尺的第3条刻度线和主尺上的一刻度线对齐，则读数应为50 mm＋0.05×3 mm＝50.15 mm＝5.015 cm；(2)由题图乙可以看出，螺旋测微器的固定刻度为4.5 mm，可动刻度读出刻度为20.0(或20.1)×0.01 mm＝0.200 mm(或0.201 mm)，故圆柱体的直径为4.5 mm＋0.200 mm(或0.201 mm)＝4.700 mm(或4.701 mm)．答案　(1)5.015　(2)4.700(或4.701)
3.螺旋测微器的读数测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.4．关于估读问题：游标卡尺不需要估读；毫米刻度尺、螺旋测微器需要估读．
【例2】 某同学利用图11－3甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50 Hz.
答案　(1)6　7(或7　6)　(2)1.00　1.20　(3)2.00　偏大
如图11－5甲所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置．
(1)在实验过程中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每两测量点间还有4个点未画出，量出相邻测量点之间的距离如图乙所示，该小车的加速度大小a＝________m/s2(结果保留两位有效数字)．
(2)根据实验收集的数据作出的a－F图线如图11－6所示，请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议________________________．答案　(1)0.16(0.15也算对)(2)实验前要先平衡摩擦力
用如图11－7所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落．重锤上拖着的纸带打出一系列的点．对纸带上的点痕进行测量和计算，即验证机械能守恒定律．
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上C．用天平测出重锤的质量D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸 带E．测量纸带上某些点间的距离F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是 否等于增加的动能．其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是________．(将其选项对应的字母填在横线处)
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图11－8所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出点A距起始点O的距离为x0，点A、C间的距离为x1，点C、E间的距离为x2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a＝________．
(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小．若已知当地重力加速度的值为g，还需要测量的物理量是________．试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F＝________．
借题发挥1．打点计时器的正确使用 (1)先接通电源，再释放纸带； (2)电磁打点计时器工作电压为低压交流4～6 V；电火花计时器工作电压为交流220 V.
2．如何选取纸带和计数点要选取点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，在便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点，依次为A、B、C…如图11－4所示，测出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6…利用打下点的纸带和测量的有关数据便可以进行计算．
●特别提醒(1)验证牛顿第二定律时①实验用的是控制变量法；②将砂桶或钩码重力视为小车所受合外力，必须满足小车和砝码的总重量远远大于砂桶的重量；③在平衡摩擦力时，要将一端垫高，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．
③误差分析： 本实验采取分析纸带的方法求每一点的瞬时速度，即物体下落的实际速度．由于摩擦阻力的存在，利用所测得的速度计算的动能的增加量总略小于重力势能的减少量，这是产生系统误差的主要原因．另外，用刻度尺测纸带上点与点之间距离时，也可能造成误差．
【例3】 在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤． (1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
用作图法求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图11－9所示，其读数为________N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请画出这两个共点力的合力F合；
(3)由图得到F合＝________N.
答案　(1)如解析图所示　53　(说明：±2范围内都可)　(2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02范围内都可)　如解析图所示　(3)3.3(说明：±0.2范围内都可)
请将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验”中，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录________________________．改变钩码个数，重复上述步骤．某同学在如图11－10所示的坐标系中，根据外力F与弹簧形变x的数据标出了五个点．请你在图中描绘出相应的F－x图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为________N/m.(保留两位有效数字)．
解析　由物体的平衡条件可知：钩码的重力大小等于弹簧的拉力；根据图象中点迹连线，由胡克定律可知：图线的斜率大小等于该弹簧的劲度系数，则k＝19 N/m.答案　钩码个数(或钩码总质量、钩码总重量)F－x图象如图19
借题发挥●用图象处理数据的解题技巧图象法是物理实验中广泛应用的处理实验数据的方法，以下为作图的规则：(1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和结果的需要来定；(2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数标明数值；(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，应尽量使数据点合理地分布在线的两侧；