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1、第1课力 学 实 验命题分析(1)长度的测量及相关仪器的使用是频繁实验命题的知识点(2)关于纸带问题中的“命题热点”有：纸带上某点瞬时速度的计算；计数点之间的时间间隔的计算；加速度的计算；创新拓展型实验命题趋势(1)常规实验题：该小题命题立足教材，侧重考查完成实验的能力涉及基本仪器的使用(含读数)、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、实验误差的分析(2)能力迁移题：该命题立足迁移，侧重考查设计简单实验方案的能力突出实验原理的迁移、测量方法的迁移、数据处理方法的迁移(图象法和平均值法)等(3)创新实验题：“新”可以更加有效地考查学生分析问题的能力，区分度也很
2、明显其实这类题依然是以实验基础为依据，只不过在新的背景、新的命题方式下进行考查考点一 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为三位有效数字考点二 长度的测量1毫米刻度尺的读数精确到毫米，估读一位2游标卡尺的读数测量值主尺上的读数mn(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.考点三 验证性实验1包括的课题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、验证动量守
3、恒定律2验证性实验的两种方法(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，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考点四 探究性实验1包括的课题探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理2从实验的过程上进行比较.3.探究性实验过程是从提出问题开始的，内容上具有不确定性，结果与多种因素有关，可能会出现多种情况课时过关(A卷) 1(2015哈尔滨模拟)做匀变速直线
4、运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)，已知打点计时器使用的是50 Hz的交变电流，则打点计时器在打“1”时的速度v1_m/s，平均加速度为a_m/s2.由计算结果可估计出第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是_cm(结果均保留3位有效数字)解析：打点计时器在打“1”时的速度v1102 m/s0.491 m/s；由xaT2和逐差法可得平均加速度为a0.880 m/s2；第5个计数点与第6个计数点之间的距离最可能是7.98 cm0.8800.12100 cm8.86 cm.答案：0.4910.8800.018.860.012如
5、图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出aF图象，图象是一条过原点的直线aF图象斜率的物理意义是_你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：_(选填
6、“合理”或“不合理”)本次实验中，是否应该满足Mm这样的条件？答：_(选填“是”或“否”)；理由是_(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以_的倒数为横轴解析：(1)将车内的沙子转移到桶中，就保证了Mm不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a，可见aF图象斜率的物理意义是，系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足Mm这样的条件(2)向盒子内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量Mm，而系统的合外
7、力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变答案：(1)合理否因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg(2)Mm3(2015唐山模拟)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g9.80 m/s2，测得所用的重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm，70.18 cm，77.76 cm，85.73 cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于_J，动能的增加量
8、等于_J(取三位有效数字)解析：根据测量数据，重物从O点运动到C点下落的高度h0.777 6 m，故重力势能减少量Epmgh1.009.800.777 6 J7.62 J重物动能的增加量Ekmvmv根据实验情况，重物在O点的速度vO0，C点的速度vC等于重物从B点到D点这一段时间内的平均速度由实验数据可得vC m/s3.887 5 m/s，重物的动能增加量Ekmv1.003.887 52 J7.56 J.答案：7.627.564(2014广东高考)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系(1)如图甲，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹
9、簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k_N/m(g取9.80 m/s2).砝码质量/g50100150弹簧长度/cm8.627.636.66(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图乙所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图丙，由图可知，v与x成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比解析：(1)根据胡克定律Fkx得：F1k(L0L1)，F2k(L0L2)，有FF2F1k(L1
10、L2)则k N/m N/m49.5 N/m，同理可得k N/m N/m50.5 N/m，则劲度系数为50.0 N/m.(2)滑块自由滑动时，滑块通过两个光电门的速度大小相等，说明滑块做匀速直线运动，导轨是水平的，没有重力势能的变化(3)根据能的转化和守恒定律可得弹簧的弹性势能转化为滑块的动能(4)v与x的关系图是一条过原点的倾斜直线，说明v与x成正比关系，弹性势能转化为动能，即E弹mv2，又由v与x成正比关系，所以弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比答案：(1)50.0(2)相等(3)滑块的动能(4)正比压缩量的平方5利用如图所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，
11、钩码质量为m.(1)如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是_，要使细线的拉力等于钩码的总重力，应该满足的条件是M_(选填“大于”“远大于”“小于”或“远小于”)m.(2)在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重力，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示O为小车开始运动时打下的第一个点，A、B、C为运动过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间的四个点没有标出，有关数据如图所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式_(用题中的字母符号表示)(3)如果利用此装置来验证小车
12、与钩码组成的系统机械能守恒时，为尽可能消除摩擦力对小车的影响：则小车质量和钩码的质量关系应该满足M_(选填“大于”“远大于”“小于”或“远小于”)m.解析：(1)探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是平衡摩擦力，要使细线的拉力等于钩码的总重力，应该满足的条件是Mm，满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重力(2)如果利用它来探究外力做功与动能的关系时，要探究小车运动的动能定理，要满足拉力对小车做功等于小车动能的变化要满足的关系式是mghBM.(3)利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦
13、力对小车的影响，应使钩码的重力远大于小车受到的摩擦力，则小车质量与钩码的质量关系应满足Mm.答案：(1)平衡摩擦力远大于(2)mghB(3)远小于6某同学用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度(1)电火花计时器的工作电压为_，频率为_(2)打出的纸带如图乙所示，实验时纸带的_(填“甲”或“乙”)端是和重物相连接纸带上1至9各点为计时点，由此计算出当地的重力加速度为_ m/s2.(3)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用以上的部分数据绘出v2h图线，如图丙所示从图线求得重锤下落的加速度g_m/s2(计算结果均保留3位有效数字)答案：(1)220 V50
14、Hz(2)乙9.40(3)9.759.83课时过关(B卷) 1某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动，计时器每隔T0.02 s打出一点，从纸带上已测得连续8个时间间隔T内的位移，如图所示AB5.62 cmBC5.23 cmCD4.85 cmDE4.47 cmEF4.08 cmFG3.70 cmGH3.31 cmHI2.92 cm(1)这是不是匀变速运动？_，根据何在？_(2)若是匀变速直线运动，则物体的加速度a_ m/s2(保留三位有效数字)解析：(1)由于ABBC、BCCD、GHHI在误差范围内数值相等，即连续相等时间内的位移之差为常数，故这个运动是匀变速运动(2)由saT2，利用逐差法解得：a
15、9.63 m/s2.答案：(1)是匀变速运动因物体在连续相等时间内的位移之差为常数(2)9.632某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系(1)下列做法正确的是_(填写序号)A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量_(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量(3
16、)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为甲、乙，由图可知，m甲_m乙，甲_乙(选填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)在利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系实验中，调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，选项A正确木块下滑是受到重力、支持力、细线拉力和摩擦力，要使细线拉力等于木块的合力，需要使木板倾斜，木块重力沿斜面方向的分力等于摩擦力在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，应
17、该去掉装有砝码的砝码桶，选项B错误实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，选项C错误通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，选项D正确(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量(3)在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，由牛顿第二定律，Fmgma，得到ag.对比图象，可得m甲小于m乙，甲大于乙答案：(1)AD(2)远小于(3)小于大于3用如图所示的仪器探究做功与速度变化的关系(1)实验步骤如下：将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度，消除摩擦力的影响；小车钩住
18、一条橡皮筋，往后拉至某个位置，记录小车的位置；先_，后_，小车拖动纸带，打点计时器打下一系列点，断开电源；改用同样的橡皮筋2条、3条重复、的实验操作，每次操作一定要将小车_(2)打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，下图所示是四次实验打出的纸带(3)根据纸带，完成尚未填入的数据.次数1234橡皮筋做的功W2W3W4Wv/ms11.001.422.00v2/m2s21.002.014.00从表中数据可得出什么样的结论？_.解析：(1)先接通电源，后释放小车，小车拖动纸带，打点计时器打下一系列点，断开电源；每次操作一定要将小车从相同位置释放；(3)第三次小车得到的速度为：v1.73 m/s；v2
19、1.732 m2/s22.99 m2/s2；从表中数据可得出的结论：橡皮筋做的功与速度的平方成正比答案：(1)接通电源释放小车从相同位置释放(3)1.732.99橡皮筋做的功与速度的平方成正比4(2014武汉模拟)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一宽度为d的遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线 (1)实验前，接通气源，将滑块(不挂
20、钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1_t2(选填“”“”或“”)时，说明气垫导轨已经水平(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若t1、t2、m和d已知，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出_和_(写出物理量的名称及符号)解析：轻推滑块，当图乙中的t1t2时，说明气垫导轨已经水平要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，由mgLMvMv，v2，v1，还应测出的物理量是滑块质量M，两光电传感器间距离L.答案：(1)(2)滑块质量M两光电传感器间距离L5现要探究“合外力做功与物体动能增加量
21、的关系”给定下述器材：一倾角可调的光滑长斜面，小车，打点计时器及纸带，米尺，装置如图甲所示(1)打点计时器应接_(填“交流”或“直流”)电源(2)设斜面倾角为，小车质量为m，重力加速度为g，静止释放小车，当小车位移为s时的瞬时速度为v，则该过程合外力做的功为W_小车增加的动能Ek_(3)图乙是根据实验绘出的sv2图线，斜率表示_解析：(3)由mgssin mv2，得sv2，故sv2图线，斜率表示.答案：(1)交流(2)mgssin mv2(3)6某研究性学习小组采用如图甲所示的装置，探究物体的加速度与质量的关系提供的器材有：气垫导轨、滑块(总质量为M，左端装有遮光板)、光电门(配接数字计时器)
22、、米尺、铁架台实验中，测出导轨顶端A与光电门所在位置B的距离为L，导轨顶端距B的高度为h.(1)用游标卡尺测量遮光板的宽度d，如图乙所示，则d_mm；(2)实验中为了测量多组数据，在滑块上多次添加砝码(砝码质量为m)，为使滑块受到的合外力保持不变，应调节_，使_保持不变；(3)图丙为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_解析：(1)游标卡尺读数为d3 mm50.05 mm3.25 mm.(2)设气垫导轨倾角为，则F(Mm)gsin (Mm)g，要使F不变，可调节h使(Mm)h不变(3)根据牛顿第二定律有F(mM)a，变形得m，所以m图象的斜率为k，所以作用力F，m图象的截距为b，所以M.答案：(1)3.25(2)高度h(Mm)h(3)12