2024届高考物理二轮复习第15讲力学实验课件

这是一份2024届高考物理二轮复习第15讲力学实验课件，共60页。PPT课件主要包含了深度尺，远小于，角速度平方，m1gl，挡光片宽度d，k－d，水平杆不光滑等内容，欢迎下载使用。
命题点一　力学基本仪器的使用与读数力学量的测量模型
[提醒]　(1)10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位.20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位．游标卡尺读数不估读．(2)不要把游标尺的边缘当成零刻度线，从而把主尺的刻度读错．(3)螺旋测微器读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻度线是否已经露出．(4)由纸带确定时间，要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，为便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点或每隔四个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s.
例 1 某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体工件的长度，如图1所示，则工件的长度为________ mm；用螺旋测微器测量工件的直径如图2所示，则工件的直径为________ mm.
解析：根据游标卡尺读数规则可知工件的长度为21 mm＋0.02 mm×36＝21.72 mm；根据螺旋测微器读数规则可知工件的直径为4 mm＋0.01 mm×30.0＝4.300 mm.
提升训练1.某同学用如图甲所示的螺旋测微器测小球的直径时，他应先转动________到F靠近小球，再转动________到F夹住小球，直至听到棘轮发出声音为止，拨动________(均填仪器部件字母符号)使F固定后读数，正确操作后，螺旋测微器的示数如图乙所示，则小球的直径是________ mm.
解析：用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗调旋钮D使测微螺杆F靠近被测小球，再转动微调旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为止，拨动旋钮G使F固定后读数，读数为6.5 mm＋20.0×0.01 mm＝6.700 mm.
2．(1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________ cm.(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________ mm.(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731 mm，则a＝________，b＝________．
解析：(1)因需测量的是玻璃杯的内高即深度，所以要用游标卡尺的深度尺测量，根据图甲可知，游标卡尺主尺上的整毫米数为100 mm，游标尺的精确度为0.1 mm，且第3条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则玻璃杯的内高为100 mm＋0.1 mm×3＝100.3 mm＝10.03 cm.(2)螺旋测微器的读数规则：测量值＝固定刻度读数(注意半毫米刻度线是否露出)＋精确度(0.01 mm)×可动刻度读数(一定要估读)，由图乙可知玻璃厚度为2.5 mm＋0.01 mm×26.0＝2.760 mm.(3)因1.731 mm＝1.5 mm＋0.01 mm×23.1，由螺旋测微器读数规则知a＝20，b＝0.
(4)该同学测定一金属杆的长度和直径，示数分别如图丁、戊所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm.
解析：由图丁所示可得金属杆的长度L＝60.10 cm.由图戊知，此游标尺为50分度，游标尺上第10条刻度线(不计0刻度线)与主尺上的刻度线对齐，则该金属杆直径d＝4 mm＋0.02×10 mm＝4.20 mm.
命题点二　“纸带”类实验1．处理纸带问题的三个关键点
2.求加速度的三种方式
例 1 在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条纸带如图甲所示．A、B、C、D、E、F、G为计数点(相邻两计数点间有4个点未画出)，相邻计数点间的时间间隔为0.10 s，x1＝1.20 cm，x2＝1.60 cm，x3＝1.98 cm，x4＝2.38 cm，x5＝2.79 cm，x6＝3.18 cm.
(1)根据题目信息可知，打B点时小车的速度是______ m/s，小车的加速度是______ m/s2.(结果保留2位有效数字)(2)某同学用以下办法绘制了小车运动的v­-t图像：先把纸带每隔T＝0.10 s剪断，得到若干段纸条，长度分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6.再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条的下端对齐，作为时间轴，标出时间．最后连接纸条上端中心位置作一条直线，于是得到v-­t图像(如图乙所示)．①t1处应标为________ s；v1处应标为________[此空用第(2)问中的物理量符号表示].②请说明利用纸条长度表示瞬时速度所依据的原理___________________________________________________________.
匀变速直线运动中某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度．
[教你解决问题——读图]
例 2 [2023·全国甲卷]某同学利用如图(a)所示的实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系．让小车左端和纸带相连．右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连．钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带．某次实验得到的纸带和相关数据如图(b)所示．
解析：根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得
提升训练1.[2024·浙江省诸暨市高三适应性考试]在“验证机械能守恒定律”的实验中．(1)利用图甲所示装置进行实验，得到图乙所示的纸带，打点计时器频率为50 Hz，每两个点取一个计数点，已知重物的质量为300 g．则纸带上的A和F两点，打点计时器先打________(填“A”或“F”)点；当打点计时器打D点时重物的速度为________ m/s.(保留3位有效数字)
②利用图丁所示的量程为2.5 N和5 N的弹簧秤分别进行实验，且两弹簧秤均拉伸到读数为2 N处释放，则相同小车获得最终速度的大小________(填“相同”或“不同”)．
2．[2023·福建南平三模]某学习小组利用如图甲实验装置探究小车的加速度与力的关系．(1)要用钩码所受的重力作为小车受到的合力，则应先平衡摩擦力，同时使钩码的质量________(选填“远小于”“等于”或“远大于”)小车的质量；(2)保持小车质量不变，改变钩码(质量均为m)的个数n，测出小车对应的加速度a；
(3)作出a­-n图线如图乙所示，则说明在小车质量一定时，加速度与合力成正比；(4)若该图线斜率为k，当地重力加速度为g，则小车的质量M＝________，测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．
命题点三　四个其他探究类实验1．“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验(1)操作：弹簧竖直悬挂；待钩码静止时测出弹簧长度．实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过其弹性限度．(2)作图：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．距离直线过远的点应舍弃．2．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验(1)等效：每次拉伸结点的位置O必须保持不变．(2)拉力：记下每次各力的大小和方向．
3．“探究平抛运动的特点”实验(1)安装：实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平，木板必须处在竖直平面内，且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触．(2)释放：小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，因此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．
例 1[2023·浙江6月] 如图所示，某同学把A、B两根不同的弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系．在B弹簧下端依次挂上质量为m的钩码，静止时指针所指刻度xA、xB的数据如表．
钩码个数为1时，弹簧A的伸长量ΔxA＝________ cm，弹簧B的伸长量ΔxB＝________ cm，两根弹簧弹性势能的增加量ΔEp________ mg(ΔxA＋ΔxB)(选填“＝”“”)．
解析：钩码个数为1时，弹簧A的伸长量ΔxA＝8.53 cm－7.75 cm＝0.78 cm；弹簧B的伸长量ΔxB＝18.52 cm－16.45 cm－0.78 cm＝1.29 cm；根据能量守恒定律可知两根弹簧增加的弹性势能等于钩码减少的重力势能和与空气摩擦产生的内能之和ΔEp