力學(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉?個(gè)問題

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉牧W(xué)實(shí)驗(yàn)中?？嫉?個(gè)個(gè)問題問題一、誤差和有效數(shù)字一、誤差和有效數(shù)字1誤差誤差誤差產(chǎn)生原因大小特點(diǎn)減小方法系統(tǒng)誤差實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)原理不完善、實(shí)驗(yàn)方法粗略總是偏大或偏小更新儀器完善實(shí)驗(yàn)原理偶然誤差測量、讀數(shù)不準(zhǔn)確忽大忽小畫圖象或取平均值2.有效數(shù)字有效數(shù)字從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如從數(shù)字左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，如0.012 5為三位有效為三位有效數(shù)字?jǐn)?shù)字二、測量性實(shí)驗(yàn)二、測量性實(shí)驗(yàn)1包括：用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量長度，練習(xí)使用打點(diǎn)包括：用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量長度，練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)器2(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法：d主尺讀數(shù)主尺讀數(shù)(m

2、m)精度精度游標(biāo)游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線數(shù)值尺上對(duì)齊刻線數(shù)值(mm)(2)螺旋測微器的讀數(shù)方法：螺旋測微器的讀數(shù)方法：測量值固定刻度可動(dòng)刻度測量值固定刻度可動(dòng)刻度0.01 mm估讀值估讀值注意要估讀到注意要估讀到0.001 mm.圖圖5101三、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)三、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)1包括：驗(yàn)證力的平行四邊形定則、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、驗(yàn)包括：驗(yàn)證力的平行四邊形定則、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律證機(jī)械能守恒定律2驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的兩種方法驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的兩種方法(1)對(duì)于現(xiàn)象直觀明顯或者只需討論的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)問題，常常對(duì)于現(xiàn)象直觀明顯或者只需討論的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)問題，常常通過觀察分析進(jìn)行證實(shí)；通過觀察分析進(jìn)行證實(shí)；(2)對(duì)有測

3、量數(shù)值且實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證結(jié)果的，一般對(duì)有測量數(shù)值且實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證結(jié)果的，一般要進(jìn)行分析歸納，通過作圖、計(jì)算、測量進(jìn)行比較驗(yàn)證要進(jìn)行分析歸納，通過作圖、計(jì)算、測量進(jìn)行比較驗(yàn)證四、探究性實(shí)驗(yàn)四、探究性實(shí)驗(yàn)1包括：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，探究動(dòng)能定理包括：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，探究動(dòng)能定理2探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別探究性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前并不知道滿足什么規(guī)律，所以在坐標(biāo)探究性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前并不知道滿足什么規(guī)律，所以在坐標(biāo)紙中描點(diǎn)后所做的曲線是試探性的，只有在分析了點(diǎn)的分布紙中描點(diǎn)后所做的曲線是試探性的，只有在分析了點(diǎn)的分布和走向以后才決定用直線來擬

4、合這些點(diǎn)而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在和走向以后才決定用直線來擬合這些點(diǎn)而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)后所作圖線的根據(jù)就是所驗(yàn)證的規(guī)律坐標(biāo)紙上描點(diǎn)后所作圖線的根據(jù)就是所驗(yàn)證的規(guī)律.常考問題一測量性實(shí)驗(yàn)?？紗栴}一測量性實(shí)驗(yàn)(游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù))2游標(biāo)卡尺的讀數(shù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)游標(biāo)尺(mm)精度(mm)測量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n條刻度線與主尺上的某刻度線對(duì)齊時(shí))(mm)刻度格數(shù)刻度總長度每小格與1毫米差1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)0.1 n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)0.05 n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)0.02 n3.螺旋測微器的讀數(shù)螺旋測微器的讀數(shù)測

5、量值固定刻度整毫米數(shù)半毫米數(shù)可動(dòng)刻度讀數(shù)測量值固定刻度整毫米數(shù)半毫米數(shù)可動(dòng)刻度讀數(shù)(含含估讀估讀)0.01 mm.4關(guān)于估讀問題關(guān)于估讀問題：游標(biāo)卡尺不需要估讀；毫米刻度尺、螺旋：游標(biāo)卡尺不需要估讀；毫米刻度尺、螺旋測微器需要估讀測微器需要估讀【典例【典例1】 (2012新課標(biāo)全國卷，新課標(biāo)全國卷，22)某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度該螺旋測微器校零時(shí)的示數(shù)如圖屬板的厚度該螺旋測微器校零時(shí)的示數(shù)如圖5102(a)所所示，測量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖示，測量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示圖所示圖(a)所示讀數(shù)所示讀數(shù)為為_mm，圖，圖(b)所示讀數(shù)為所示讀數(shù)為

6、_mm，所測金屬，所測金屬板的厚度為板的厚度為_mm.圖圖5102解析解析題圖題圖(a)的讀數(shù)為的讀數(shù)為1.00.01 mm0.010 mm.題圖題圖(b)的讀數(shù)的讀數(shù)為為6.5 mm37.00.01 mm6.870 mm，故金屬板的厚度，故金屬板的厚度d6.870 mm0.010 mm6.860 mm.答案答案0.0106.8706.860【典例【典例2】 2013山東卷，山東卷，21(1)圖圖5103甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的意圖，當(dāng)測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的_(填填“A”“B”或或“C”)進(jìn)行測量；示數(shù)如圖乙所示

7、，進(jìn)行測量；示數(shù)如圖乙所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為該鋼筆帽的內(nèi)徑為_mm.圖圖5103解析解析游標(biāo)卡尺測量鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，使用內(nèi)測腳，故填游標(biāo)卡尺測量鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，使用內(nèi)測腳，故填“A”，該游標(biāo)卡尺的最小分度為，該游標(biāo)卡尺的最小分度為0.05 mm，游標(biāo)尺的第，游標(biāo)尺的第6個(gè)刻度個(gè)刻度線與主尺上的某刻線對(duì)齊，所以讀數(shù)為線與主尺上的某刻線對(duì)齊，所以讀數(shù)為11 mm0.05 mm611.30 mm.答案答案A11.30(11.25或或11.35)【預(yù)測【預(yù)測1】 圖圖5104甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是_ cm，圖乙中螺，圖乙中螺旋測微器的讀數(shù)是旋測微器的讀數(shù)是_ mm.圖圖5104答案答

8、案2.985.680(5.6795.681均對(duì)均對(duì))【預(yù)測【預(yù)測2】 某同學(xué)在測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率某同學(xué)在測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率時(shí)：時(shí)：(1)用游標(biāo)卡尺為用游標(biāo)卡尺為20分度的卡尺測量其長度如圖分度的卡尺測量其長度如圖5105甲所甲所示，由圖可知其長度為示，由圖可知其長度為_cm；圖圖5105(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為_mm.解析解析(1)從題圖甲可以看出，主尺讀數(shù)為從題圖甲可以看出，主尺讀數(shù)為50 mm，游標(biāo)尺的第，游標(biāo)尺的第3條刻度線和主尺上的一刻度線對(duì)齊，則讀數(shù)應(yīng)為條刻度線和主尺

9、上的一刻度線對(duì)齊，則讀數(shù)應(yīng)為50 mm0.053 mm50.15 mm5.015 cm；(2)由題圖乙可以看出，螺旋測微器的固定刻度為由題圖乙可以看出，螺旋測微器的固定刻度為4.5 mm，可動(dòng)，可動(dòng)刻度讀出刻度為刻度讀出刻度為20.0(或或20.1)0.01 mm0.200 mm(或或0.201 mm)，故圓柱體的直徑為，故圓柱體的直徑為4.5 mm0.200 mm(或或0.201 mm)4.700 mm(或或4.701 mm)答案答案(1)5.015(2)4.700(或或4.701)常考問題二驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?？紗栴}二驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)命題特點(diǎn)新課標(biāo)全國考試說明要求的力學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有新課標(biāo)全國考試

10、說明要求的力學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有“驗(yàn)證力的平驗(yàn)證力的平行四邊形定則行四邊形定則”、“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”和和“驗(yàn)證機(jī)械能守驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律恒定律”，考查重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)器材選擇，完成實(shí)驗(yàn)步驟填空和，考查重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)器材選擇，完成實(shí)驗(yàn)步驟填空和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)考必備應(yīng)考必備理解實(shí)驗(yàn)原理，弄清楚要驗(yàn)證的內(nèi)容理解實(shí)驗(yàn)原理，弄清楚要驗(yàn)證的內(nèi)容“驗(yàn)證力的平行四邊驗(yàn)證力的平行四邊形定則形定則”就是驗(yàn)證兩拉力依據(jù)平行四邊形定則作出的合力與就是驗(yàn)證兩拉力依據(jù)平行四邊形定則作出的合力與同兩力有同樣效果的一個(gè)力是否相等，進(jìn)而理解為什么兩次同兩力有同樣效果的一個(gè)力是否相等，進(jìn)而理解為什么兩次結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)O的

11、位置不變，為什么要記錄彈簧測力計(jì)示數(shù)大小與細(xì)的位置不變，為什么要記錄彈簧測力計(jì)示數(shù)大小與細(xì)繩套方向繩套方向“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”就是測量物體受的合外力、物體的質(zhì)就是測量物體受的合外力、物體的質(zhì)量和加速度，驗(yàn)證合外力與質(zhì)量、加速度的乘積是否相量和加速度，驗(yàn)證合外力與質(zhì)量、加速度的乘積是否相同那么，合外力如何測量？質(zhì)量和加速度又如何測量？要同那么，合外力如何測量？質(zhì)量和加速度又如何測量？要用到哪些工具？用到哪些工具？“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”就是讓物體自由下落，測出物體下落就是讓物體自由下落，測出物體下落的高度和物體的速度，計(jì)算出物體重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能增的高度和物體

12、的速度，計(jì)算出物體重力勢(shì)能的減少量與動(dòng)能增加量，看二者是否相等怎樣測量高度和速度？用到哪些工加量，看二者是否相等怎樣測量高度和速度？用到哪些工具？操作中有哪些注意事項(xiàng)？為什么具？操作中有哪些注意事項(xiàng)？為什么Ep總略大于總略大于Ek?【典例【典例3】 現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖5106所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m

13、的砝碼相連；遮光片兩條長的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上的邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t.圖圖5106用用d表示表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，點(diǎn)的距離，h表示表示A與與C的高度差，的高度差，b表表示遮光片的寬度，示遮光片的寬度，x表示表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光兩點(diǎn)間的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度用g表示重力表示重力加速度完成下列填空和作圖：加速度完成下列填空和作圖：(2)多次改變光電門的位

14、置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn)點(diǎn))下下滑，測量相應(yīng)的滑，測量相應(yīng)的x與與t值結(jié)果如下表所示：值結(jié)果如下表所示：圖圖5107(2)描點(diǎn)及作直線見圖描點(diǎn)及作直線見圖【預(yù)測【預(yù)測3】 (1)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖某實(shí)驗(yàn)小組用如圖5108所示的裝置驗(yàn)證所示的裝置驗(yàn)證“力的平行四力的平行四邊形定則邊形定則”將彈簧測力計(jì)將彈簧測力計(jì)A掛于固定點(diǎn)掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛，下端用細(xì)線掛一重物一重物M.彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)B的掛鉤處系一細(xì)線，把細(xì)線的另一端的掛鉤處系一細(xì)線，把細(xì)線的另一端系在系在A下端細(xì)線上的下端細(xì)線上的O點(diǎn)手持點(diǎn)手持B水平向左拉，使水平向左拉，使O點(diǎn)緩慢地

15、點(diǎn)緩慢地向左移動(dòng)，保持向左移動(dòng)，保持B的拉力方向不變不計(jì)彈簧測力計(jì)重力，的拉力方向不變不計(jì)彈簧測力計(jì)重力，拉力不超出量程，則拉力不超出量程，則A、B的示數(shù)的示數(shù)FA、FB的變化情況是的變化情況是_圖圖5108AFA、FB均變大，其合力大小和方向都不變均變大，其合力大小和方向都不變BFA、FB均變大，其合力大小和方向都改變均變大，其合力大小和方向都改變CFA變大，變大，F(xiàn)B變小，其合力大小不變，方向改變變小，其合力大小不變，方向改變DFA、FB的合力大小改變，方向不變的合力大小改變，方向不變(2)另一實(shí)驗(yàn)小組的甲、乙、丙三位同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)，所用彈簧測另一實(shí)驗(yàn)小組的甲、乙、丙三位同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)，所用彈

16、簧測力計(jì)的量程為力計(jì)的量程為05 N，他們都把橡皮條的一端固定在木板上的，他們都把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，橡皮條的另一端通過細(xì)繩連接彈簧測力計(jì)，用兩個(gè)彈簧點(diǎn)，橡皮條的另一端通過細(xì)繩連接彈簧測力計(jì)，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的測力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)，此時(shí)細(xì)繩都與點(diǎn)，此時(shí)細(xì)繩都與平板平行，用平板平行，用F1和和F2表示拉力的方向和大小表示拉力的方向和大小甲同學(xué)甲同學(xué)F1和和F2的方向互相垂直，的方向互相垂直，F(xiàn)13.0 N、F23.8 N；乙同學(xué)；乙同學(xué)F1和和F2方向間的夾角約為方向間的夾角約為30，F(xiàn)1F24.0 N；丙同學(xué)；丙同學(xué)F1和和F2方向間

17、的夾角約為方向間的夾角約為120，F(xiàn)1F24.0 N這三位同學(xué)中操作這三位同學(xué)中操作不合適的是不合適的是_(填填“甲甲”、“乙乙”或或“丙丙”)解析解析(1)當(dāng)當(dāng)O點(diǎn)緩慢地向左移動(dòng)時(shí)，合力大小和方向都不變，點(diǎn)緩慢地向左移動(dòng)時(shí)，合力大小和方向都不變，利用圖解法可以判斷利用圖解法可以判斷FA、FB均變大，選項(xiàng)均變大，選項(xiàng)A正確正確(2)因?yàn)橐业膬蓚€(gè)力的合力超過了測力計(jì)刻度的最大值因?yàn)橐业膬蓚€(gè)力的合力超過了測力計(jì)刻度的最大值5 N，再，再用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)超出其量程用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)超出其量程答案答案(1)A(2)乙乙【預(yù)測【預(yù)測4】 為了用實(shí)驗(yàn)為了用實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”，現(xiàn)

18、提供如圖，現(xiàn)提供如圖5109所所示的實(shí)驗(yàn)裝置請(qǐng)回答下列問題：示的實(shí)驗(yàn)裝置請(qǐng)回答下列問題：圖圖5109(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是_；A將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)好做勻速運(yùn)動(dòng)B將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)做勻速運(yùn)動(dòng)C將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

19、D將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上小車能夠靜止在木板上(2)在實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖在實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖51010所示，已所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，且間距，且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，則小車加速度的表示式為已量出，則小車加速度的表示式為a_；圖圖51010(3)有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，研究加速度有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，研究加速度a與所受外力與所受外力F的關(guān)系，他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別的

20、關(guān)系，他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條aF圖線，如圖圖線，如圖51011所示圖線所示圖線_是在軌道傾斜情況下得到的是在軌道傾斜情況下得到的(選填選填“”或或“”)；小；小車及車中的砝碼總質(zhì)量車及車中的砝碼總質(zhì)量m_ kg.圖圖51011解析解析(1)為平衡滑動(dòng)摩擦力，應(yīng)使小車重力沿斜面的分力與滑為平衡滑動(dòng)摩擦力，應(yīng)使小車重力沿斜面的分力與滑動(dòng)摩擦力相等，此時(shí)不能連接鉤碼，所以選動(dòng)摩擦力相等，此時(shí)不能連接鉤碼，所以選C.(2)計(jì)算加速度可計(jì)算加速度可由逐差法得到三個(gè)加速度再取平均值，此時(shí)誤差較小由逐差法得到三個(gè)加速度再取平均值，此時(shí)誤差較小(3)軌道軌道

21、傾斜太大，即使沒有鉤碼拉小車也將加速下滑，因此圖線傾斜太大，即使沒有鉤碼拉小車也將加速下滑，因此圖線為為軌道傾斜情況下得到的由圖線可得軌道傾斜情況下得到的由圖線可得mgsin Ffma0，F(xiàn)1mgsin Ffma1，可得質(zhì)量為，可得質(zhì)量為0.5 kg.?？紗栴}三探究性實(shí)驗(yàn)常考問題三探究性實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)命題特點(diǎn)新課標(biāo)全國考試說明要求的力學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)有：探究加速度與新課標(biāo)全國考試說明要求的力學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)有：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系力、質(zhì)量的關(guān)系(也可以為也可以為“驗(yàn)證牛頓第二定律驗(yàn)證牛頓第二定律”)，探究彈力與，探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系和探究功與物體速度變化的關(guān)系近四年新課標(biāo)彈簧伸長的關(guān)系和探究功

22、與物體速度變化的關(guān)系近四年新課標(biāo)全國卷沒有對(duì)這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查，但自主命題省份高考題中多全國卷沒有對(duì)這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查，但自主命題省份高考題中多次出現(xiàn)，如次出現(xiàn)，如2011年浙江卷年浙江卷21題考查題考查“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)，2012年廣東卷年廣東卷34(2)題考查題考查“探究彈力與彈簧伸長量的探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)，2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷22題考查題考查“探究彈性勢(shì)能探究彈性勢(shì)能”考查的重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)器材選擇、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和用作圖法處理數(shù)考查的重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)器材選擇、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和用作圖法處理數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)考必備應(yīng)考必備探究性實(shí)驗(yàn)

23、的重點(diǎn)不是為了求得某個(gè)物理量的值，而在于它探究性實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)不是為了求得某個(gè)物理量的值，而在于它的探索性的探索性“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”重點(diǎn)是學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)重點(diǎn)是學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)研究分析紙帶的方法時(shí)器，學(xué)會(huì)研究分析紙帶的方法“探究彈力與彈簧伸長的探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系關(guān)系”重點(diǎn)是學(xué)會(huì)用列表法、圖象法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探索物重點(diǎn)是學(xué)會(huì)用列表法、圖象法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探索物理量間的關(guān)系理量間的關(guān)系“探究功和物體速度變化的關(guān)系探究功和物體速度變化的關(guān)系”重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握本實(shí)驗(yàn)的原理，如功的計(jì)算，紙帶測量位置的選擇，學(xué)會(huì)對(duì)本實(shí)驗(yàn)的原理，如功的計(jì)算，紙帶測量位置的選擇，學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的

24、研究分析方法，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究分析方法，分析Wv，Wv2，Wv3的關(guān)的關(guān)系，最終確定系，最終確定W與與v2成正比成正比【典例【典例4】 (2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，22)某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連彈簧處于上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖51012所示向左所示向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，小球離開桌面推小球，使彈簧壓縮一段距離

25、后由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的后落到水平地面通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能圖圖51012回答下列問題：回答下列問題：(1)本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)與小球拋出時(shí)的動(dòng)能的動(dòng)能Ek相等已知重力加速度大小為相等已知重力加速度大小為g.為求得為求得Ek，至少需要，至少需要測量下列物理量中的測量下列物理量中的_(填正確答案標(biāo)號(hào)填正確答案標(biāo)號(hào))A小球的質(zhì)量小球的質(zhì)量mB小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離sC桌面到地面的高度桌面到地面的高度hD彈簧的壓縮

26、量彈簧的壓縮量xE彈簧原長彈簧原長l0( 2 ) 用 所 選 取 的 測 量 量 和 已 知 量 表 示用 所 選 取 的 測 量 量 和 已 知 量 表 示 Ek， 得， 得 Ek_.(3)圖圖51013中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的sx圖線從理論圖線從理論上可推出，如果上可推出，如果h不變不變m增加，增加，sx圖線的斜率會(huì)圖線的斜率會(huì)_(填填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”)：如果：如果m不變，不變，h增加，增加，sx圖線的斜率會(huì)圖線的斜率會(huì)_(填填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”)由圖中給出的直線關(guān)系和由圖中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，的表達(dá)式

27、可知，Ep與與x的的_次方成正比次方成正比圖圖51013【預(yù)測【預(yù)測5】 某組同學(xué)在做探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)某組同學(xué)在做探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，采用了如圖系，采用了如圖51014裝置，小車和車中砝碼的總質(zhì)量裝置，小車和車中砝碼的總質(zhì)量用用M表示，砂和砂桶的總質(zhì)量用表示，砂和砂桶的總質(zhì)量用m表示表示圖圖51014(1)現(xiàn)有下列器材：電火花計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一現(xiàn)有下列器材：電火花計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、砂桶、砂子、細(xì)線、秒表、導(dǎo)線、砝端附有定滑輪的長木板、砂桶、砂子、細(xì)線、秒表、導(dǎo)線、砝碼、刻度尺其中不需要的器材是碼、刻度

28、尺其中不需要的器材是_，還需要的器材是，還需要的器材是_(2)在做實(shí)驗(yàn)過程中，以下做法正確的是在做實(shí)驗(yàn)過程中，以下做法正確的是_A平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把砂桶用細(xì)線通過定滑輪系于小車上平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把砂桶用細(xì)線通過定滑輪系于小車上B砂和砂桶質(zhì)量砂和砂桶質(zhì)量m一定時(shí)，改變小車一定時(shí)，改變小車(含砝碼含砝碼)質(zhì)量質(zhì)量M，都需重，都需重新平衡摩擦力新平衡摩擦力C實(shí)驗(yàn)中，要求砂和砂桶質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，要求砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車遠(yuǎn)小于小車(含砝碼含砝碼)質(zhì)量質(zhì)量MD在探究外力一定，加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變砂桶與在探究外力一定，加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變砂桶與砂的質(zhì)量砂的質(zhì)量m解析解析(1)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的原理

29、和所給實(shí)驗(yàn)器材可知不需要的器材根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的原理和所給實(shí)驗(yàn)器材可知不需要的器材是秒表，還需要的器材是天平是秒表，還需要的器材是天平(測量小車和車中砝碼的總質(zhì)量、測量小車和車中砝碼的總質(zhì)量、砂和砂桶的總質(zhì)量砂和砂桶的總質(zhì)量)(2)平衡摩擦力時(shí)不應(yīng)把砂桶用細(xì)線通過平衡摩擦力時(shí)不應(yīng)把砂桶用細(xì)線通過定滑輪系于小車上，且只要不改變長木板的傾角都不需要重新定滑輪系于小車上，且只要不改變長木板的傾角都不需要重新平衡摩擦力，故平衡摩擦力，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)系統(tǒng)而言，根據(jù)牛頓第二定選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)系統(tǒng)而言，根據(jù)牛頓第二定律可得，律可得，(mM)amg，當(dāng)，當(dāng)Mm時(shí)，對(duì)小車時(shí)，對(duì)小車(含砝碼含砝碼)才有才有Mamg，

30、故，故C選項(xiàng)正確；根據(jù)控制變量法可知，當(dāng)探究外力一選項(xiàng)正確；根據(jù)控制變量法可知，當(dāng)探究外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車(含砝碼含砝碼)的質(zhì)量，而的質(zhì)量，而不是改變砂和砂桶的質(zhì)量，故不是改變砂和砂桶的質(zhì)量，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤選項(xiàng)錯(cuò)誤答案答案(1)秒表天平秒表天平(2)C圖圖51015同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中L1、L2、L3、L4代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時(shí)初始位置代表物體分別從不同初始位置處無初速釋放時(shí)初始位置到速度傳感器的距離，到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4表示物體每次通過表

31、示物體每次通過Q點(diǎn)的速度點(diǎn)的速度實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234LL1L2L3L4vv1v2v3v4他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的Lv圖象，并得出結(jié)論圖象，并得出結(jié)論Wv2.他們的做法是否合適，你有什么好的建議？他們的做法是否合適，你有什么好的建議？_(2)在此實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小在此實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小_(填填“會(huì)會(huì)”或或“不會(huì)不會(huì)”)影響探究結(jié)果影響探究結(jié)果解析解析(1)采用表格方法記錄數(shù)據(jù)繪制的采用表格方法記錄數(shù)據(jù)繪制的Lv圖象是曲線，不圖象是曲線，不能得出結(jié)論能得出結(jié)論Wv2.為了更直觀地看出為了更直觀地看出L和和v的變化關(guān)系，應(yīng)該繪的變化

32、關(guān)系，應(yīng)該繪制制Lv2圖象圖象(2)重力和摩擦力的總功重力和摩擦力的總功W也與距離也與距離L成正比，因此不會(huì)影響探成正比，因此不會(huì)影響探究的結(jié)果究的結(jié)果答案答案(1)不合適，應(yīng)進(jìn)一步繪制不合適，應(yīng)進(jìn)一步繪制Lv2圖象圖象(2)不會(huì)不會(huì)?？紗栴}四創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)常考問題四創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)命題特點(diǎn)命題特點(diǎn)近幾年高考中力學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的命題幾率明顯增加，近幾年高考中力學(xué)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的命題幾率明顯增加，2011年年新課標(biāo)全國卷中運(yùn)用光電門研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，新課標(biāo)全國卷中運(yùn)用光電門研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，2012年海年海南卷、浙江卷、山東卷和江蘇卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)均為創(chuàng)新型實(shí)南卷、浙江卷、山東卷和江蘇卷力學(xué)實(shí)驗(yàn)均為創(chuàng)新型

33、實(shí)驗(yàn)有的是全新的實(shí)驗(yàn)，有的是課本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改造，試題驗(yàn)有的是全新的實(shí)驗(yàn)，有的是課本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改造，試題的特點(diǎn)是一般都給定實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)器材，要求學(xué)生的特點(diǎn)是一般都給定實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)器材，要求學(xué)生(1)補(bǔ)全該實(shí)驗(yàn)的操作過程及所需要測量的物理量補(bǔ)全該實(shí)驗(yàn)的操作過程及所需要測量的物理量(2)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)考必備應(yīng)考必備(1)要完成好創(chuàng)新拓展實(shí)驗(yàn)，必須掌握基本儀器的使用方法、要完成好創(chuàng)新拓展實(shí)驗(yàn)，必須掌握基本儀器的使用方法、基本的實(shí)驗(yàn)方法和基本物理原理基本的實(shí)驗(yàn)方法和基本物理原理(2)實(shí)驗(yàn)過程的研究應(yīng)以減小實(shí)驗(yàn)誤差和不造成錯(cuò)誤為主要依實(shí)驗(yàn)過程的研究應(yīng)以減小實(shí)驗(yàn)誤差和不造成錯(cuò)誤為主要依據(jù)應(yīng)在

34、明確實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，往往需據(jù)應(yīng)在明確實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，往往需要先根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出物理量間的關(guān)系式，通過圖象與函要先根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出物理量間的關(guān)系式，通過圖象與函數(shù)處理數(shù)據(jù)數(shù)處理數(shù)據(jù)【典例【典例5】 (2013江蘇卷，江蘇卷，11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測定重力加某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖51016所示傾斜的球槽中放有若所示傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開關(guān)干個(gè)小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第，電磁鐵吸住第1個(gè)小球手動(dòng)敲個(gè)小球手動(dòng)敲擊彈性金屬片擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第與觸頭瞬間分開，第1個(gè)小球

35、開始下個(gè)小球開始下落，落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球當(dāng)?shù)趥€(gè)小球當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞個(gè)小球撞擊擊M時(shí)，時(shí)，M與觸頭分開，第與觸頭分開，第2個(gè)小球開始下落個(gè)小球開始下落.這樣，就這樣，就可測出多個(gè)小球下落的總時(shí)間可測出多個(gè)小球下落的總時(shí)間圖圖51016(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有_A電路中的電源只能選用交流電源電路中的電源只能選用交流電源B實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方調(diào)整到電磁鐵的正下方C用直尺測量電磁鐵下端到用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高的豎直距離作為小球下落的高度度D手動(dòng)敲擊手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)

36、時(shí)的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)(2)實(shí)驗(yàn)測得小球下落的高度實(shí)驗(yàn)測得小球下落的高度H1.980 m,10個(gè)小球下落的總時(shí)個(gè)小球下落的總時(shí)間間T6.5 s可求出重力加速度可求出重力加速度g_m/s2.(結(jié)果保留兩位結(jié)果保留兩位有效數(shù)字有效數(shù)字)(3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法法(4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間t磁性才消失，磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測量時(shí)間相差因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測量時(shí)間相差t，這導(dǎo)，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差為此，他分別取高度致實(shí)驗(yàn)誤差為此，他分別取高度H1和和H2，測量，測量n個(gè)小球下落個(gè)小球下落的總時(shí)間的總時(shí)間T1和和T2.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除t對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請(qǐng)推導(dǎo)說明的影響？請(qǐng)推導(dǎo)說明【預(yù)測【預(yù)測7】 某學(xué)習(xí)小組利用自行車的運(yùn)動(dòng)某學(xué)習(xí)小組利用自行車的運(yùn)動(dòng)“探究阻力做功與速度變化的探究阻力做功與速度變化的關(guān)系關(guān)系”人騎自行車在平直的路面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)人停止蹬車人騎自行車在平直的路面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)人