2012年 新课标高三物理实验复习讲义
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2012年高考物理知识点精要一、力物体的平衡1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。
2.重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的.[注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力.但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力(2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g(3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。
(4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上.3.弹力(1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的.(2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变.(3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面;在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面.①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等.②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆.(4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解.★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素有关,单位是N/m.4.摩擦力(1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可.(2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反.(3)判断静摩擦力方向的方法:①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向.②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向.(4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解.①滑动摩擦力大小:利用公式f=μF N进行计算,其中F N是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与f max 之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解.5.物体的受力分析(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.(2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.(3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态.6.力的合成与分解(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力.(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则.(3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成.共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2|≤F≤F 1 +F 2 .(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算).在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法.7.共点力的平衡(1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力.(2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态.(3)★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为:∑F x =0,∑F y =0.(4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等等.二、直线运动1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动.2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
专题一相互作用与牛顿运动定律第2讲牛顿运动定律的应用【核心要点突破】知识链接一、牛顿三定律1、牛顿第一定律:指出了一切物体都具有惯性,即保持原来运动状态不变的特性2、牛顿第二定律(1)明确了力是产生加速度的原因(2)公式:F合=ma3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上二、动力学的两类基本问题1、第一类问题:已知物体的受力情况和它的运动初始条件,确定物体的运动情况2、第二类问题:已知物体的运动情况,确定物体的受力情况3、分析思路深化整合一、牛顿第二定律解题的常用方法及解题步骤1、常用方法(1)合成法(2)正交分解法:①分解力②分解加速度2、解题步骤(1)明确研究对象.根据问题的需要和解题的方便,选出被研究的物体.(2)分析物体的受力情况和运动情况,画好受力分析图,明确物体的运动性质和运动过程.(3)根据牛顿第二定律列出方程(4)根据牛顿第二定律F 合=ma 列方程求解,必要时还要对结果进行讨论.【典例训练1】(2010.海南理综T6)在水平的足够长的固定木板上,一小物块以某一初速度开始滑动,经一段时间t 后停止.现将该木板改置成倾角为45°的斜面,让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ.则小物块上滑到最高位置所需时间与t 之比为 A. BCD解析:选A ,木板水平时,小物块的加速度1a g μ=,设滑行初速度为0v ,则滑行时间为0t g μ=v ;木板改成倾角为45°的斜面后,小物块上滑的加速度2sin 45cos 45(12mg mg a m μμ︒+︒+==,滑行时间02t a '==v ,因此121a t t a μ'==+,A 项正确。
二、两类常见问题的处理方法2、 瞬时加速度问题的处理方法牛顿第二定律中的合外力与加速度存在瞬时对应关系,即加速度是力作用在物体上产生的瞬时效果,每一瞬时的加速度均与该瞬时物体受到的合外力相对应,因此,分析瞬时物体的受力情况,即可由牛顿第二定律求解物体运动的加速度。
2012高考物理实验复习大全1、力是物体之间的相互作用实验仪器:磁铁、小铁块;细线、钩码(学生用)教师操作:磁铁吸引铁块。
学生操作:用细线使放在桌上的钩码上升。
实验结论:力是物体对物体的作用。
2、测量力的仪器实验仪器:弹簧秤(2只)弹簧秤:(1)构造和原理弹簧秤测力原理是根据胡克定律,即F拉=F弹=kx,故弹簧秤的刻度是均匀的,构造如图。
(2)保养①测力计不能超过弹簧秤的量程。
②测量前要注意检查弹簧秤是否需要调零,方法是将弹簧秤竖直挂起来,如其指针不指零位,就需要调零,一般是通过移动指针来调零。
③被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致。
④读数时应正对平视。
⑤测量时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外,还要估读一位。
⑥一次测量时间不宜过久,以免弹性疲乏,损坏弹簧秤。
教师操作:两只弹簧秤钩在一起拉伸,可检验弹簧秤是否已损坏。
3、力的图示实验仪器:刻度尺、圆规4、重力的产生及方向实验仪器:小球、重锤、斜面教师操作:向上抛出小球,小球总是会落到地面。
教师操作:小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面。
实验结论:地球对它附近的一切物体都有力的作用,地球对它周围的物体都有吸引的作用。
教师操作:观察重锤线挂起静止时,线的方向。
教师操作:观察重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直。
实验结论:重力的方向与水平面垂直且向下,而不是垂直物体表面向下。
5、重力和质量的关系实验仪器:弹簧秤、钩码(100g×3只)教师操作:将质量为100g的3只钩码依次挂在弹簧秤上,分别读出它们受到的重力为多少牛,将数据记在表格中,做出相应计算。
实验结论:物体的质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受的重力跟它的质量成正比,这个比值始终是9.8N/kg。
6、悬挂法测重心实验仪器:三角板、悬线、不规则形状薄板(人字形梯子、绳子)教师操作:在A点用线将不规则物体悬挂起来;在B点将不规则物体悬挂起来,两次重锤线的交点即是重心。
(若条件许可,可用梯子、绳子测出人的重心位置。
高中物理实验高考知识点:1.长度的测量2.互成角度的两个共点力的合成3.练习使用打点器4.测定匀变速直线运动的加速度5.验证牛顿第二运动定律6.碰撞中的动量守恒7.研究平抛物体的运动8.验证机械能守恒定律9.用单摆测定重力加速度10.用描迹法画出电场中平面上的等势线 11.测定金属的电阻率12.用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻 13.练习用多用电表测电阻 14.测定玻璃的折射率 说明:1.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱,等等。
2.要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知道用多次测量求平均植的方法减小偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要求计算误差。
3.要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果,间接测量的有效数字运算不作要求。
1、长度的测量[例题]1.游标卡尺的读数:主尺最小分度是1mm ,则图中三个卡尺的读数为: 甲图中的游标是10分度,则读数为 mm ; 乙图中的游标是20分度,则读数为 mm ; 丙图中的游标是50分度,则读数为 mm 。
答案:29.8,10.70,8.30。
2.螺旋测微器的读数:图中甲为 mm ;乙为 mm ,丙为 mm 。
甲乙丙答案:0.900,8.600,8.4802、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块,白纸,图钉若干,橡皮条一段,细绳,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器。
[实验步骤]1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A 点,用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3.用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O (如图所示)。
4.用铅笔描下结点O 的位置和两条细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F 1和F 2的图示,利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F 。
5.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O ,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
按同样的比例用刻度尺从O 点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6.比较F'与用平行四边形定则求得的合力F ,在实验误差允许的范围内是否相等。
7.改变两个分力F 1和F 2的大小和夹角。
再重复实验两次,比较每次的F 与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2.同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置O 必须保持不变。
[例题]1.在本实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O 点,以下操作中错误..的是 A .同一次实验过程中,O 点位置允许变动B .在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C .实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O 点D .实验中,把橡皮条的结点拉到O 点时,两弹簧之间的夹角应取90°不变,以便于算出合力的大小 答案:ACD2.某小组做本实验时得出如图所示的图(F'与A 、O 共线),其中A 为固定橡皮条的图钉,O 为橡皮条与细绳套的结点,图中______是F 1与F 2合力的真实值,______是F 1与F 2合力的实验值,需要进行比较的是______和______。
通过本实验可以验证______。
答案:F',F ,F',F ,力的平行四边形定则F 2甲 乙 丙3.做本实验时,其中的三个实验步骤是:(1)在水平放置的木板上垫一张白张,把橡皮条的一端固定在板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O 点,在白纸上记下O 点和两弹簧秤的读数F 1和F 2。
(2)在纸上根据F 1和F 2的大小,应用平行四边形定则作图求出合力F 。
(3)只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同,记下此时弹簧秤的读数F'和细绳的方向。
以上三个步骤中均有错误或疏漏,指出错在哪里? 在(1)中是________________。
在(2)中是________________。
在(3)中是________________。
答案:(1)两绳拉力的方向;(2)“的大小”后面加“和方向”;(3)“相同”之后加“橡皮条与绳的结点拉到O 点”3、测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)[实验目的]1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2.学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
[实验原理]1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s 打一次点(由于电源频率是50Hz ),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s 2-s 1=s 3-s 2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
3.由纸带求物体运动加速度的方法:(1)用“逐差法”求加速度:即根据s 4-s 1=s 5-s 2=s 6-s 3=3aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出a 1=214T3s s -、a 2=225T3s s -、a 3=236T3s s -,再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。
(2)用v-t 图法:即先根据v n =T2s s 1n n ++求出打第n 点时纸带的瞬时速度,后作出v-t 图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。
[实验器材]小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。
[实验步骤]1.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示。
2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。
4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。
也可求出各计数点对应的速度,作v-t 图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。
[注意事项]1.纸带打完后及时断开电源。
2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm 的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。
3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个。
4.不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。
[例题] 1.电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器,它的工作电压是______。
如图所示,A 是______,B 是______,C 是______,D 是______,E 是______,F 是______。
答案:交流,4至6V ,线圈,振动片,限位孔,振针,永磁体,接线柱。
2.如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。
所以小车的运动是________。
(2)根据匀变速直线运动的规律,可以求得物体的加速度a=2Ts ∆=______m/s 2。
(3)根据a n-3=23n n T3s s --,可求出a 1=214T3s s -=______m/s 2,a 2=225T3s s -=______m/s 2,a 3=236T3s s -=______m/s 2,所以,a =3a a a 321++=______m/s 2。
答案:(1)1.60,1.55,1.62,1.53,1.61,1.58,0.05,任意两个连续相等的时间里、在误差允许的,匀加速直线运动;(2)1.58;(3)1.59,1.57,1.59,1.58。
3.在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示,为一条记录小车运动情况的纸带,图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s 。
(1)根据________计算各点瞬时速度,则v A =______m/s ,v B =______m/s ,v C =______m/s , v D =______m/s ,v E =______m/s 。
(2)在如图所示坐标中作出小车的v-t 图线,并根据图线求出a=________。
将图线延长与纵轴相交,交________,此速度的物理意义是________。
答案:(1)v n =T2d d T2s s 1n 1n 1n n -++-=+,0.53,0.88,1.93;(2)3.50m/s 2,0.53m/s ,开始计时小车的速度,即4、验证牛顿第二定律[实验目的]验证牛顿第二定律。
AB C DE F[实验原理]1.如图所示装置,保持小车质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改变细线对小车的牵引力,测出小车的对应加速度,作出加速度和力的关系图线,验证加速度是否与外力成正比。
2.保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减砝码,改变小车的质量,测出小车的对应加速度,作出加速度和质量倒数的关系图线,验证加速度是否与质量成反比。
[实验器材]小车,砝码,小桶,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫木,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,托盘天平及砝码,米尺。
[实验步骤]1.用天平测出小车和小桶的质量M 和M',把数据记录下来。
2.按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。