实验专题复习三-力学实验
- 格式:doc
- 大小:391.01 KB
- 文档页数:6
说明:以下专题内容仅供校内使用,校外只供参考专题一高中物理实验常用基础知识(一)常用实验原理的设计方法1.控制变量法:如:在“验证牛顿第二定律的实验”中,加速度、力和质量的关系控制。
在“研究单摆的周期”中,摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。
2.理想化方法:用伏安法测电阻时,选择了合适的内外接方法,一般就忽略电表的非理想性。
3.等效替代法:某些量不易测量,可以用较易测量的量替代,从而简化实验。
在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中,两球碰撞后的速度不易直接测量,在将整个平抛时间定为时间单位后,速度的测量就转化为对水平位移的测量了。
4.模拟法:当实验情景不易创设或根本无法创设时,可以用物理模型或数学模型等效的情景代替,尽管两个情景的本质可能根本不同。
“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。
5.微小量放大法:微小量不易测量,勉强测量误差也较大,实验时常采用各种方法加以放大。
卡文迪许测定万有引力恒量,采用光路放大了金属丝的微小扭转;在观察玻璃瓶受力后的微小形变时,使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。
(二)常见实验数据的收集方法1.利用测量工具直接测量基本物理量2.常见间接测量的物理量及其测量方法有些物理量不能由测量仪器直接测量,这时,可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系,将待测物理量的测量转化..为基本物理量的测量。
(三)常用实验误差的控制方法为了减小由于实验数据而引起的偶然误差,常需要采用以下方法控制实验误差。
1.多次测量求平均值,这是所有实验必须采取的办法,也是做实验应具有的基本思想。
2.积累法。
一些小量直接测量误差较大,可以累积起来测量,以减小误差。
“用单摆测定重力加速度”的实验中,为了减小周期的测量误差,不是测量完成一次全振动的时间,而是测量完成30~50次全振动的时间。
(四)常用实验数据的处理方法1.列表法:在记录和处理数据时,常将数据列成表格。
数据列表可以简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系,有助于找出物理量之间的规律性的联系。
力学实验(含答案)实验一密度的测量1.[2020·扬州]如图1所示,某学习小组利用空矿泉水瓶、烧杯、量筒、剪刀、记号笔、细线和足量的水(已知水的密度为ρ)测量了一块矿石的密度,实验过程如下:图1(1)实验步骤:A.向量筒中加入适量水,记下体积V1(如图甲所示);B.烧杯中注入适量的水,将矿石放入剪下的矿泉水瓶内,使矿泉水瓶漂浮在烧杯中,并用记号笔在烧杯上标记此时液面的位置(如图乙所示);C.取出矿泉水瓶,将量筒中的水缓慢倒入烧杯至,量筒中剩余水的体积为V2(如图丙所示);D.再用细线拴住矿石缓慢放入量筒中,此时总体积为V3(如图丁所示)。
(2)矿石的密度表达式ρ石= (用题中物理量符号表示)。
(3)由于矿泉水瓶有质量,会导致矿石密度测量值,有同学指出只要在步骤C进行适当修改就可以,该同学修改的内容是。
2.[2020·无锡改编]小红利用托盘天平(最大测量值200 g,分度值0.2 g)、量筒、水(ρ水=1.0×103kg/m3)、食盐、烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:(1)调节天平时,将天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向调节,使指针对准分度盘中央刻度线。
(2)为称量出2 g盐,小红先将一张白纸放在天平左盘上,仅移动游码,天平再次平衡时,游码示数如图2甲所示,则白纸的质量为g;接下来,应该先将游码移至g处,再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐,直至天平再次平衡。
图2(3)用量筒量取50 mL的水,并全部倒入烧杯中,再将2 g盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配置的盐水密度为g/cm3。
(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。
她测出空烧杯的质量为50 g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100 g,并在水面位置处做好标记,如图乙所示。
测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m。
的不同地方。
7.通过学习,同学们知道了液体压强的特点. 在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开?(1)当压强计的金属盒在空气中时,U 形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图19A .所示的情景. 出现这种情况的原因是:U 形管左支管液面上方的气压______大气压(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)小明再作图B .所示的检查. 当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U 形管两边液柱的高度几乎不变化. 出现这种情况的原因是:_______________________。
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图C .和D .所示. 他发现图D .中U 形管两边的液柱高度差较大,于是认为图D .杯子中盛的是盐水. ①你认为,小明的结论是 (填“可靠的”或“不可靠的”);②简要说明理由: 。
8.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干,弹簧测力计.(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,此时应将杠杆的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调,直到杠杆在水平位置平衡为止.(2)当左侧钩码处于图乙所示A 位置时,应 ,可使杠杆恢复水平位置平衡.(3)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F 1=5N ,L 1=20cm ,F 2=2.5N 和L 2=40cm .该同学根据这些数据能否得出探究结论? .理由是 。
(4)考虑到弹簧测力计有自重,若弹簧测力计拿倒了,如图丙所示,测出的拉力将。
912:金属盒 及橡皮膜软管U 形 管 (a ) (b ) (c ) (d ) 图19 图 12 甲 乙(1)如果该实验小组已经具有以下实验器材:通过表中数据可分析出实验1是用(选填“甲”或“乙”)图做的实验,实验2是用(选填“甲”或“乙”)图做的实验。
(2)表格中空白处应补全的数据依次为,。
2021-2022学年人教版八年级物理下册期末专题复习:力学实验题1.(2021·山东济南·八年级期末)小明在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出以下猜想:猜想一:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关;猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
小明通过如图甲所示的实验验证猜想,验证猜想二和猜想三的数据如表:次数12345接触面木板木板木板棉布毛巾压力/N 1.0 1.5 2.0 1.0 1.0弹簧测力计示数/N0.40.60.80.50.6回答下列问题:(1)实验中,小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向上做______,其目的是使滑动摩擦力的大小______(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数;(2)为验证猜想一,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同,说明滑动摩擦力的大小与速度______;(3)分析______次实验可验证猜想二,在接触面不变的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小成______比;(4)分析1、4、5次实验,小明得出结论______;(5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半,她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小,你认为她的结论正确吗?______,理由是______;(6)一个实验小组将轻质弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木块,如图乙所示,实验时拉着长木块沿水平方向向右运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小,这种改进的好处是______(写出一种即可)。
2.(2021·山东济南·八年级期末)小明同学在做“探究阻力对物体运动的影响”实验时,利用如图1所示的装置,先后在水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布、木板),做了三次实验,然后将实验数据填入下面表格。
高考物理实验专题复习:力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。
二、纸带(一)匀加速直线运动(用纸带计算瞬时速度和加速度)1.(9分)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。
他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上,实验时得到一条纸带。
他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。
(保留三位有效数字)参考答案1.(每);旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm(用纸带计算瞬时速度和加速度,分析由于电源频率引起的误差)2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。
、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:(1) __________________________________计算VF的公式V F = ;(2)以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象,利用图象求得其加速度a =m/s2;(3)如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变)。
参考答案 4. (12 分)(1)* =<10? (2)=0.425±0.005m/s2;图略(3)偏小(纸带的迁移)3、(本题满分13分(1)(3分)图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图,由图可知此工件的直径应为mm o2(10分)如图甲所示,是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动,以替代打点计时器。
题型二实验探究题类型一光学实验
类型二热学实验
类型三力学实验
平面上运动的距离。
(3)科学推理法:如果小车在光滑的水平面上运动,即不受阻力作用时,它将做匀速直线运动。
探究二力平衡条件1.实验中要尽量减小摩擦力的影响,如选用小车或卡片,而不用木块。
2.实验中要选择静止状态作为研究状态,因为静止状态比匀速直线运动状态好控制。
3.当把卡片扭转一定角度时,两个力“平行”但不在同一条直线上。
4.不要忽略:“作用在同一个物体上”也是二力平衡的一个条件。
探究影响滑动摩擦力大小的因素1.测量原理:二力平衡。
2.转换法的应用:必须保证物块在水平面上做匀速直线运动,此时物块受到的摩擦力才等于拉力(即弹簧测力计的示数)。
3.实验中弹簧测力计示数不稳定的可能原因:
(1)接触面的粗糙程度不均匀。
(2)没有保持水平匀速直线拉动物块。
4.根据实验中存在的不足对实验装置进行改进:(1)改进措施:如图所示,将长木板放在水平桌面上,物块放在长木板上,弹簧测力计的一端固定,一端挂
类型四电学实验。
2023年中考物理专题复习(力学)综合实验题姓名:___________班级:___________考号:___________1.同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,做出如下猜想:猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关.为了验证上述三个猜想,同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲乙接触面都为相同木板、丙接触面为毛巾),请你补全下列实验过程:(1)实验过程中,在水平面上沿水平方向 _____拉动弹簧测力计;(2)通过对比甲、乙两图,可知猜想 _____是正确的,其结论是 ____ _.(3)通过比较甲、丙两图得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,这是 _____(选填“正确”或“错误”)的,因为 _____ .(4)要想验证猜想三是否正确,在控制其它变量不变的基础上,需要改变 ____ _.2.综合实践活动中,小宇等同学在学校建筑工地实地考察了塔式起重机.工地上一台塔式起重机的结构如图所示.在与工程技术人员交流的过程中,小宇整理出这台起重机的部分技术参数如表所示,同时知道了对塔式起重机而言,配重物的很重要,它既不可过重,也不能过轻.请思考回答:(解答本题时,g取10N/kg)(1)该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为_________N.(2)吊起的建筑材料达到最大起重量时,这时建筑材料能否移动到吊臂距离塔最远的地方(图中最右端).( )A.肯定能B.肯定不能C.可能不能(3)使用塔式起重机起吊重物时,电动机只要提供很小的拉力,就能吊起很重的建筑材料.这是因为起重机上安装有_____________(填写简单机械的名称).(4)该起重机将重为1×104N的建筑材料以最大提升速度吊起7m.如果起重机的实际总功率为14kW,起重机的机械效率是多大__________?(计算机械效率时,要有必须的解题过程)3.学校要开运动会,几个同学讨论怎样才能把铅球掷得更远.小莉认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的速度大小有关;小强认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的射出仰角θ(投掷方向与水平方向的夹角)有关.李红说:“我们还是通过实验来探究吧”,于是,他们制作了一个小球弹射器(如图所示),它能使小球以不同速度大小和方向射出,弹射方向与水平的仰角,可由固定在铁架台上的量角器读出,他们通过5次实验得到表中的数据:请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题:(1)为了验证小莉的猜想,应选用序号为 _____________ 的实验数据,得出的结论是:在________ 一定时,物体抛出 ________ 越大,抛出的距离越远.(2)为了验证小强的猜想,应选用序号为 ___________ 三组实验数据,射出仰角θ为___________ 时,物体抛出的距离最远.(3)在此实验中采用了 ____________ 方法.4.利用乒乓球可以做下面一些物理实验:(1)如图甲所示,将正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹开,说明音叉在____,若乒乓球从B点摆动到最高点A时,绳子突然断裂且乒乓球所受的一切外力均消失,则乒乓球将处于_____状态.(2)将一根透明吸管插入乒乓球内并将接口处密封,在吸管中注入一定的水后倒放入水槽中,做成一支简易气压计,将此气压计放入海拔高度分别为h1、h2的甲、乙两地时,管中水柱分别位于C、D两个位置,如图乙所示,则甲、乙两地的海拔高度关系是h1______h2.(3)将乒乓球从一定高度由静止下落,碰撞地面后弹起的频闪照片如图丙所示,乒乓球在E、F两点动能的大小分别是E、E2,则E1______E2.1(4)如图丁所示,从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球将不会掉下来,下列实例中所应用的物理原理与之不同的是_______(选填序号).A.同向行驶的两艘船之间不能靠的太近B.向下喷射高速气体,火箭升空C.地铁列车站台上设置安全线5.小明在探究“斜面的机械效率”的实验中,用长度s=0.50 m的木板搭成一个斜面,用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端.(1)小明在实验中,调整斜面的高度为h=0.22m,将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中,弹簧测力计的示数F=4.0N,则有用功为多少?(2)小明利用上述器材进一步研究发现,木板搭成倾角不同的斜面时,将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中,额外功W与斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度)有如额外下类系:①通过数据分析,小明得出初步结论: W与L成______比.额外②当斜面的水平长度L=0.40m时,斜面的机械效率为多少?③当木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的示数为多少?6.细心的淞淞发现:“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.这是怎么回事呢?老师告诉他,从高空下落的物体,速度会越来越大,而所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.淞淞研究发现,在相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为淞淞某次研究的实验数据.阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为淞淞某次研究的实验数据.(1)通过比较1号和2号小球可以得出结论:_____ .(2)编号为4号的小球,受到的最大阻力为_____N,依据的原理是____ _.(g=10N/kg)(3)淞淞想探究小球的收尾速度与小球的半径是否有关.与4号小球做对比,请给5号小球的质量设置合适的数据填在表中,以便完成探究.7.小明的爸爸准备购买一辆SUV型(运动型多用途)轿车,可是上网搜索后有人说这种车重心较高,汽车容易翻倒.小明有些怀疑,通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度(即稳定性)后,设计并进行了如下实验:如图所示,他首先制作了甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱体,然后将它们依次放在木板上(物体不滑动),慢慢转动木板,直至圆柱体翻到,记录此时木板转过的角度θ,记录结果如下表(1)小明是通过______来判断物体的稳度.(2)分析数据______(填实验次数的序号)可以得到稳度与重心高低之间的关系.(3)分析小明的实验数据,发现物体的稳度还与______有关.(4)设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为S,汽车的重心离地面高度为h,现有汽车甲和乙,它们的重G相同,结合小明的探究结果,你认为可以通过简单比较______(写出表达式)就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度.(5)小明完成上述探究后,又提出了下列几个问题,对SUV型汽车生产厂家来说,最有研究价值的问题是_____ _ A.是否可以通过加大车轮间距离提高稳度B.如何降低用户的成本C.稳度是否与汽车车重有关D.如何提高大家的科学素养.8.据报到,高空坠物伤人事件时有发生.某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究:实验器材:1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象(1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过___________反映出来.(2)很据实验现象;可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与___________有关.(3)实验后,小明对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇.他通过查阅资料知道:雨滴从高空落下的过程中,受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比,达到最人速度后雨滴匀速落向地面.雨滴下落过程中机械能___________(填“增大”、“不变”或“减小”).对于下落的雨滴不伤人的现象,小明将进一步探究.9.阅读短文,回答问题:潜水艇潜水艇的艇体由双层船壳构成,外层与海水接触,为坚硬的耐压壳.潜水艇在上浮和下潜时,其体积是一定的.两层船壳之间是水柜,从船头到船尾有许多隔板,把水柜分成许多部分.如图所示,每一部分都装有一个接高压空气的阀门和两个与海水相通的阀门:阀门1和阀门2,利用三个阀门关闭与打开的不同组合,就可以改变水柜中的水的多少,实现潜艇的上浮与下沉.打开高压空气阀门,向水柜内注入高压空气时,通过阀门将水柜内水排出,潜水艇上浮;反之,关闭高压空气阀门,海水通过阀门流入水柜内,潜水艇则下潜.我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062m海底,创造了深潜水的世界纪录.在这一深度,海水对潜水器1m2表面产生的压力为7.3×107N.(1)假设海水密度不随深度变化,潜水艇在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力____(变小/不变/变大).(2)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时,水对其表面的压强为___ _Pa.(3)使原来处于海底的潜水艇上浮是通过____ .A.增大潜水艇的浮力,使浮力大于重力B.减小潜水艇的重力,使重力小于浮力C.增大水柜内气体的压强,使浮力小于重力D.减小水柜内气体的压强,使浮力大于重力(4)请用所学知识解释,为什么潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性能.答:___ _ .(5)关于水柜的说法正确的是____.A.向柜内注水时,应打开阀门1,关闭阀门2B.向柜内注水时,应打开阀门2,关闭阀门1C.向柜内注入高压空气时,应打开阀门2,关闭阀门1D.向柜内注入高压空气时,应打开阀门1,关闭阀门2参考答案:1.匀速直线一在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大错误没有控制压力大小不变接触面积2. 30000 B滑轮组 50%3. 1、2、5射出仰角速度 2、3、445°控制变量法4.振动静止 < > B5.(1) 1.1J.(2)①正比.②65.2%.③2 N.6.相同半径的小球,质量大的收尾速度也大 0.4二力平衡7.物体刚好翻倒时木板转过的角度θ 2、3、4物体的底面积大小 S/h或h/s A 8.石膏形变程度下落高度减小9.不变7.3×107 B潜水器下潜的深度越深,外壳材料受到的海水压强越大 C。
高考实验专题复习一力学实验(附参考答案)实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验,是力学实验的基础,通过熟练掌握打点计时器的使用,为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:(一)打点计时器的使用(二)毫米刻度尺的使用(三)速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源,打点计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分,适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量,读数时要注意有效数字的要求,计算a时要注意用逐差法,以减小误差.三、经典讲练【例题】(2010广东理综)如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为⑵ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、B两点间距x= ;C点对应的速度是(计算结果保留三位有效数字).fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故:s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm;0.100m/s邻两计数点间还有 4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题:① 为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________(3)滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g ).与真实值相比,测量的动摩擦因数 _____________ (填偏大”或偏小”)解析:⑴ 逐差法"求解:S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律,m 3g- ym g=(m 2+m 3)a答案 (1)0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 (2)①CD ②天平 (3)网_(m2+m3)a 偏大m 2g五、真题训练1. (2013浙江)如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上。
2023年中考物理专题复习:力学实验题1.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平______拉动木块,根据二力平衡知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与______有关;______两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是______(正确/错误),理由______;(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。
图丁实验中______(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;(5)在甲装置中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力______。
(填“变大”“变小”或“不变”)2.小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯,一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究(ρ水=1.0×103kg/m3);(1)若先完成实验乙,再完成实验甲,则测得的浮力将___________(选填“偏大”或“偏小”);(2)分析___________(填实验序号)两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;(3)分析丙、戊两次实验可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与___________有关;(4)根据图中实验数据计算出圆柱体的密度为___________kg/m3。
(g取10N/kg)3.物理实验小组为了测量小物块的密度,进行了以下操作:(1)把托盘天平放在水平台上,将游码移至标尺______(选填“左”或“右”)端的零刻度线处,发现指针静止在分度盘中线右侧(如图甲所示),此时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使托盘天平平衡;(2)用调节好的天平测量小物块的质量,所用砝码和游码情况如图乙所示,则小物块的质量为______g;(3)如图丙所示量筒中水的体积是______mL,用细绳系住小物块沉入水中,待完全浸没后量筒中液面上升至80mL处,则小物块的体积为______cm3;(4)通过上述数据可求得小物块的密度为______g/cm3。
专题三 力学实验物理《考试说明》中确定的力学实验有:研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关,可见力学实验部分应以纸带的处理,打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容,以分组或演示实验为背景,考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法,能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中,深刻理解物理概念和规律,并能灵活运用,要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中,应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本,同时从常规实验中,有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
(一)打点计时器系列实验中纸带的处理1.纸带的选取:一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。
在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点,并且第一、二两点距离接近2.0mm 。
2.根据纸带上点的密集程度选取计数点。
打点计时器每打n 个点取一个计数点,则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔,即T=0.02n (s )。
一般取n =5,此时T=0.1s 。
3.测量计数点间距离。
为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑,测量距离时不要分段测量,尽可能一次测量完毕,即测量计数起点到其它各计数点的距离。
如图所示,则由图可得:1s S I =,12s s S II -=,23s s S III -=,34s s S IV -=,45s s S V -=,56s s S VI -=4.判定物体运动的性质:⑴若I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
⑵设△s 1=II S -I S ,△s 2=III S -II S ,△s 3=IV S -III S ,△s 4=V S -IV S ,△s 5=VI S -V S 若△s 1、△s 2、△s 3、△s 4、△s 5基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。
⑶测定第n 点的瞬时速度。
物体作匀变速直线运动时,在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
即测出第n 点的相邻的前、后两段相等时间T 内的距离,由平均速度公式就可求得,如上图中第4点的瞬时速度为:Ts s T S S v V IV 22354-=+=。
⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度,一般用逐差法求加速度。
将如上图所示的连续相等时间间隔T 内的位移I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 分成两组,利用2aT s =∆可得:213T S S a I IV -=、223T S S a II V -=、233T S S a IIIVI -=,再算出的1a 、2a 、3a 平均值,即:3321a a a a ++=就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。
若为奇数组数据则将中间一组去掉,然后再将数据分组利用逐差法求解。
(二)设计性实验的设计思路与典例分析题目要求和给出的条件演示和分组实验的实验原理物理规律和原理基本仪器的使用知识 需测物理量和所需器材实验步骤数据处理实验原理实验结论及误差分析【例题1】做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电源的频率为50Hz ,由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,按图所示,使每一条纸带下端与x 轴重合,左边与y 轴平行,将纸带段粘贴在直角坐标系中,则小车运动的加速度是 m/s 2(保留两位有效数字)。
【命题意图】本题考查了匀变速直线运动的纸带处理,同时还要明确计数点的选取以及相隔时间的计算问题。
要求学生能把常见的纸带数据处理中的数据与图中纸带的长度建立联系,获得相关数据,然后求得实验结果。
【解析】由题意可得,每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移,由图示数据可得m s 3105.7-⨯=∆,而相隔时间为T =0.02×5s =0.1s ,根据2aT s =∆,可得小车的加速度为:2/75.0s m a =。
【变式题】(2006年上海)伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律。
伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所示。
图中OA 表示测得的时间,矩形OAED 的面积表示该时间内物块经过的路程,则图中OD 的长度表示 。
P 为DE 的中点,连接OP 且延长交AE 的延长线于B ,则AB 的长度表示 。
【解析】OA 时间段的平均速度;A 时刻的瞬时速度。
【例题2】(2002年广东)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心的水平轴转动。
用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器,米尺,纸带,复写纸片。
实验步骤:⑴如图所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
⑵启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
x0 1 2 3 4 5 622.530.037.545.052.5y /mm 60.0 DPEB⑶经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=__ ______。
式中各量的意义是:___________________________________________________________________________。
②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m ,得到的纸带的一段如图所示。
求得的角速度为_________。
【命题意图】利用打点计时器求转盘的角速度,这是本题的创新之处,转盘边缘的线速度与纸带的线速度相等是解决本题的关键。
此题的实验器材、和实验步骤题干中已经给出,不需考生自己设计,对于此类常规试题略加变化的创新题型,能否有效排除干扰信息,直指问题关键是高考考查能力的一种全新命题方式。
本题也可以在实验器材及实验步骤设计上进行深化考查,从而变成设计性实验。
【解析】①设T 为电磁打点计时器打点的时间间隔,r 为圆盘的半径,x 1、x 2分别是纸带上选定的两点所对应的米尺上的刻度值,n 为选定的两点间的打点数(含两点)。
则纸带的速度为Tn x x v )1(12--=,由于纸带与圆盘之间不打滑,则圆盘边缘的线速度亦为Tn x x v )1(12--=,由匀速圆周运动的规律有r v /=ω,联立上面两式可得圆盘匀速转动时的角速度为:rn T x x )1(12--=ω(n=2,3,……)②在图中给出的纸带上任取两点,读出其米尺上的刻度值x 1、x 2,并将T=0.02s 、r=5.50×10-2m 及n 值代入,可求出ω1值,重复上述步骤,求出ω2、ω3,再取其平均值即为ω的值得ω=6.8rads -1(6.75~6.84均可)。
【变式题】1.(2001年全国)一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图1所示。
图2是打出的纸带的一段。
⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ,利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_________。
单位:cm⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 。
用测得的量及加速度a 表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为f =_________ 。
【解析】⑴4.00m/s 2(3分,3.90~4.10 m/s 2之间都正确)⑵小车质量m 、斜面上任意两点间距离l 及这两点的高度差h ;ma lhmg-。
2.(2003年江苏)实验装置如图1所示:一木块放在水平长木板上,左侧栓有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。
木块右侧与打点计时器的纸带相连。
在重物牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图2给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的摩擦因数μ。
要求写出主要的运算过程。
结果保留2位有效数字。
(打点计时器所用交流电频率为50Hz ,不计纸带与木块间的拉力。
取重力加速度g=10m/s 2)【解析】由给出的数据可知,重物落地后,木块在连续相等的时间T 内的位移分别是:s 1=7.72cm ,s 2=7.21cm ,s 3=6.71cm ,s 4=6.25cm ,s 5=5.76cm ,s 6=5.29cm ,s 7=4.81cm ,s 8=4.31cm 以a 表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有 ()()()()24837261516Ts s s s s s s s a -+-+-+-=,又知T=0.04s ,解得a=-3.0m/s 2。
重物落地后木块只受摩擦力的作用,根据牛顿第二定律有:-μm g=ma ,解得μ=0.30。
3.(2005年上海)科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。
一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下:图2(单位:cm )5.15.746.47.07.68.39.68.910.26 打点计时器纸带图1纸带运动方向 7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31图2单位:cmA .有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。
B .他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设。
C .在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a )是对应的位移-时间图线。
然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度-时间图线,如图(b )中图线1、2、3、4、5所示。
D .同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设。
回答下列提问:⑴与上述过程中A 、C 步骤相应的科学探究环节分别是___________,___________。
⑵图(a )中的AB 段反映了运动物体在做_________运动,表中X 处的值为_________。
⑶图(b )中各条图线具有共同特点:“小纸杯”在下落开始阶段做_______运动,最后“小纸杯”做______运动。