專題七實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新

...wd......wd......wd...專題定位高考對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考察，主要有以下十一個(gè)實(shí)驗(yàn)：①研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)；②探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系；③驗(yàn)證力的平行四邊形定則；④驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律；⑤探究動(dòng)能定理；⑥驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；⑦測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)；⑧描繪小電珠的伏安特性曲線；⑨測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；⑩練習(xí)使用多用電表；?傳感器的簡單使用．高考除了對(duì)課本中原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)展考察外，還增加了對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的考察，利用學(xué)生所學(xué)過的知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)方法加以重組，來完成新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的考察將逐步取代對(duì)課本中原有的單純學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考察．應(yīng)考策略1.熟知各種器材的特性.2.熟悉課本實(shí)驗(yàn)，抓住實(shí)驗(yàn)的靈魂——實(shí)驗(yàn)原理，掌握數(shù)據(jù)處理的方法，熟知兩類誤差分析．第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新高考題型1探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系解題方略實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法：(1)列表法將測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入設(shè)計(jì)好的表格之中，可以分析兩物理量間的定性關(guān)系．(2)圖象法根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)展作圖．假設(shè)是曲線應(yīng)平滑，假設(shè)是直線要讓盡量多的點(diǎn)過直線，或在直線兩側(cè)均勻分布．(3)函數(shù)法往往是根據(jù)圖象得到物理量間的函數(shù)關(guān)系方程式．例1(2015·福建理綜·19)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系〞的實(shí)驗(yàn)．(1)圖1甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時(shí)彈簧的伸長量Δl為________cm；圖1(2)本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，以下選項(xiàng)中標(biāo)準(zhǔn)的做法是________；(填選項(xiàng)前的字母)A．逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重B．隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量Δl與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線OA，造成這種現(xiàn)象的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.預(yù)測(cè)1(2015·北京市東城區(qū)4月模擬)一名同學(xué)利用圖2裝置做“測(cè)定彈簧的勁度系數(shù)〞的實(shí)驗(yàn)．圖2(1)以下是這位同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)想擬定的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)按合理的操作順序?qū)⒉襟E的序號(hào)寫在橫線上________．A．以彈簧長度l為橫坐標(biāo)，以鉤碼質(zhì)量m為縱坐標(biāo)，標(biāo)出各組數(shù)據(jù)(l，m)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來；B．記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)，其下端A處指針在刻度尺上的刻度l0；C．將鐵架臺(tái)固定于桌子上，將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一把刻度尺；D．依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)……鉤碼，待鉤碼靜止后，讀出彈簧下端指針指示的刻度記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼；E．由圖象找出m－l間的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)一步寫出彈力與彈簧長度之間的關(guān)系式(重力加速度取g＝10m/s2)，求出彈簧的勁度系數(shù)．(2)圖3為根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)標(biāo)出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，請(qǐng)作出鉤碼質(zhì)量m與彈簧長度l之間的關(guān)系圖線．圖3(3)寫出彈簧彈力F和彈簧長度l之間關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式：____________________.(4)此實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：此彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(計(jì)算結(jié)果保存三位有效數(shù)字)(5)如果將指針分別固定在圖中A點(diǎn)上方的B處和A點(diǎn)下方的C處，作出鉤碼質(zhì)量m和指針刻度l的關(guān)系圖象，由圖象進(jìn)一步得出的彈簧的勁度系數(shù)kB、kC.kB、kC與k相比，可能是________．(請(qǐng)將正確答案的字母填在橫線處)A．kB大于kB．kB等于kC．kC小于kD．kC等于k高考題型2驗(yàn)證力的平行四邊形定則解題方略1．本實(shí)驗(yàn)考察的重點(diǎn)是“力作用效果的等效性〞．2．對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟中兩個(gè)分力和合力的大小和方向確實(shí)定也是考察的重點(diǎn)．例2(2015·廣州二模)一同學(xué)用電子秤、水壺、細(xì)線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗(yàn)證力的平行四邊形定則．圖4(1)如圖4(a)，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺________時(shí)電子秤的示數(shù)F.(2)如圖(b)，將三細(xì)線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上．水平拉開細(xì)線L1，在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置、________________和電子秤的示數(shù)F1.(3)如圖(c)，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上．手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開細(xì)線L2，使________________和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2.(4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，假設(shè)____________________，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證．預(yù)測(cè)2(2015·河南八校模擬)某同學(xué)找到一條遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證平行四邊形定則：刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子、質(zhì)量不同的小重物假設(shè)干、豎直木板．實(shí)驗(yàn)方案如下：①將橡皮筋的兩端分別與兩條細(xì)繩相連，測(cè)出橡皮筋的原長；②將橡皮筋一端細(xì)繩用釘子固定在豎直木板上的A點(diǎn)，在橡皮筋的中點(diǎn)O再用細(xì)繩系重物，自然下垂，如圖5甲所示；圖5③將橡皮筋的另一端細(xì)繩固定在豎直木板上的B點(diǎn)，如圖乙所示．(1)為完本錢實(shí)驗(yàn)，以下還必須測(cè)量的物理量為________．(填選項(xiàng)前字母)A．小重物的質(zhì)量B．細(xì)繩的長度C．圖甲中OA段橡皮筋的長度D．圖乙中OA和OB段橡皮筋的長度(2)在完本錢實(shí)驗(yàn)的過程中，必須注意的事項(xiàng)是________．(填選項(xiàng)前字母)A．橡皮筋兩端連接的細(xì)繩長度必須一樣B．圖乙中A、B兩點(diǎn)必須等高C．圖乙中連接小重物的細(xì)繩必須在OA、OB夾角的角平分線上D．記錄圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向E．記錄圖乙中O點(diǎn)的位置和OA、OB的方向(3)釘子位置固定，假設(shè)利用現(xiàn)有器材，改變條件，可采用的方法是________________________________________________________________________．高考題型3驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律《考試大綱》規(guī)定的六個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中有四個(gè)涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系、探究做功和物體速度變化的關(guān)系和驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．這類實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要掌握紙帶的分析處理方法，對(duì)于紙帶常有以下三大應(yīng)用：(1)由紙帶確定時(shí)間要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，便于測(cè)量和計(jì)算，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，這樣時(shí)間間隔為Δt＝0.02×5s＝0.1s.(2)求解瞬時(shí)速度利用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．如圖6所示，打n點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)圖6(3)用“逐差法〞求加速度如圖7所示，a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,3T2)圖7有些實(shí)驗(yàn)用光電門代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來完成瞬時(shí)速度和加速度的測(cè)量，具體做法如下：①求瞬時(shí)速度：把遮光條(寬度為d)通過光電門的時(shí)間Δt內(nèi)的平均速度看做物體經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度，即v＝eq\f(d,Δt).②求加速度：假設(shè)兩個(gè)光電門之間的距離為L，則利用速度與位移的關(guān)系可求加速度，即a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L).例3(2015·臨沂二模)某同學(xué)采用如圖8甲所示的裝置驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律．用沙桶和沙的重力提供小車所受合力F.圖8(1)圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一局部，其中O、A、B、C、D是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz.打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為________m/s.由紙帶求出小車的加速度的大小為________m/s2.(計(jì)算結(jié)果均保存2位有效數(shù)字)(2)用增減沙子的方法改變拉力的大小與增減鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是________．(填序號(hào))A．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小B．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C．可以比擬準(zhǔn)確地平衡摩擦力D．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度圖9(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描出如圖9所示的圖線，發(fā)現(xiàn)該圖線不過原點(diǎn)且圖線后半段偏離直線．產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是________．(填序號(hào))A．在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過高B．沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過低C．圖線的后半段偏離直線，是因?yàn)樯澈蜕惩暗馁|(zhì)量一定大于小車的質(zhì)量D．圖線的后半段偏離直線，是因?yàn)樯澈蜕惩暗馁|(zhì)量不再遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量預(yù)測(cè)3(2015·海南省5月模擬)某同學(xué)利用如圖10所示裝置研究外力與加速度的關(guān)系．將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上，通過細(xì)繩繞過定滑輪懸掛鉤碼，小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)．開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)后，依次按照如下步驟操作：圖10①同時(shí)翻開力傳感器和速度傳感器；②釋放小車；③關(guān)閉傳感器，根據(jù)F－t、v－t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a；④重復(fù)上述步驟．(1)某次釋放小車后得到的F－t、v－t圖象如圖11所示．根據(jù)圖象，此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為________N，對(duì)應(yīng)的加速度a為________m/s2.(保存2位有效數(shù)字)圖11(2)利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象(a－F圖象)，如圖12所示．假設(shè)圖線斜率為k，則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為________．圖12高考題型4探究動(dòng)能定理解題方略在探究動(dòng)能定理時(shí)，通常有定性分析和定量計(jì)算兩種考察方式．定性分析一般要求作出W－v2圖象，也可以拓展為與W或v2相關(guān)的物理量間的關(guān)系圖象，如l－v2等；定量計(jì)算時(shí)需要用W＝Fl計(jì)算合外力做的功，再利用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)計(jì)算出動(dòng)能的變化量，比擬即可．例4(2015·東北三省四市模擬)某實(shí)驗(yàn)小組要探究力對(duì)原來靜止的物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖13所示，實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：圖13(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)為使橡皮筋對(duì)小車所做的功即為合外力對(duì)小車所做的功，在未連接橡皮筋時(shí)將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜適宜的角度，翻開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，輕推小車，得到的紙帶應(yīng)該是________(填甲或乙)．(2)使小車在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W.(3)再用完全一樣的2條、3條……橡皮筋作用于小車，并使每次釋放小車時(shí)橡皮筋的__________________，橡皮筋對(duì)小車做的功分別為2W、3W…….(4)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3……(5)按科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，作出W－v圖象，則以下符合實(shí)際的圖象是________．預(yù)測(cè)4(2015·四川資陽模擬)某興趣小組準(zhǔn)備探究“動(dòng)能定理〞，實(shí)驗(yàn)前組員們提出了以下幾種猜測(cè)：①W∝v；②W∝v2；③W∝eq\r(v).為了驗(yàn)證猜測(cè)，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖14甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器(用來測(cè)量物體每次通過Q點(diǎn)的速度)．在剛開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小剛同學(xué)提出“不需要測(cè)出物體的質(zhì)量，只要測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離L和讀出速度傳感器的讀數(shù)v就行了〞，大家經(jīng)過討論采納了小剛的建議．圖14(1)請(qǐng)你說明小剛建議的理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)讓物體分別從不同高度無初速度釋放，測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離L1、L2、L3、L4……讀出物體每次通過Q點(diǎn)的速度v1、v2、v3、v4……并繪制了如圖乙所示的L－v圖象．假設(shè)為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出________．A．L－v2圖象B．L－eq\r(v)圖象C．L－eq\f(1,v)圖象D．L－eq\f(1,\r(v))圖象(3)實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力________(選填“會(huì)〞或“不會(huì)〞)影響探究的結(jié)果．高考題型5驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律解題方略1．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的數(shù)據(jù)處理方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算．代入ghn和eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ghn＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．方法二：任取兩點(diǎn)計(jì)算．任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB，算出ghAB；算出eq\f(1,2)veq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,A)的值；在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，假設(shè)ghAB＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)veq\o\al(2,A)，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．方法三：圖象法．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以eq\f(1,2)v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出eq\f(1,2)v2－h(huán)圖線．假設(shè)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．2．誤差分析教材中驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)是利用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)展研究的，在重物和紙帶下落過程中要抑制阻力做功，故動(dòng)能的增加量一定略小于重力勢(shì)能的減少量，這是不可防止的，屬于系統(tǒng)誤差．而利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，動(dòng)能的減少量略大于重力勢(shì)能的增加量，所以在對(duì)誤差進(jìn)展分析時(shí)，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法和條件合理分析，不能盲目套用公式或結(jié)論．例5(2015·河北衡水中學(xué)三調(diào))利用如圖15所示實(shí)驗(yàn)裝置探究重物下落過程中動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化問題．實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：圖15A．按實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；B．使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接著先接通電源，后放開紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；C．如圖16為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)．分別測(cè)出假設(shè)干連續(xù)點(diǎn)A、B、C…與O點(diǎn)之間的距離h1、h2、h3…圖16(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重物質(zhì)量為m，重力加速度為g，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的h1、h2、h3，可得紙帶從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，重物增加的動(dòng)能為__________________，減少的重力勢(shì)能為__________．(2)取打下O點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能為零，計(jì)算出該重物下落不同高度h時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep，建設(shè)坐標(biāo)系，橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在圖17中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對(duì)值為k1，圖線Ⅱ的斜率的絕對(duì)值為k2.則可求出重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為________________(用k1和k2表示)．圖17預(yù)測(cè)5(2015·吉林市三模)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖18甲所示，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)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看做滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)．甲乙丙圖18(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度b，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出b＝________mm.(2)滑塊通過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可表示為________．(3)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝________________，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp＝________________，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，假設(shè)ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(4)在上述實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2－d圖象如圖丙所示，并測(cè)得M＝m，則重力加速度g＝________m/s2.高考題型6力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例6(2015·新課標(biāo)全國Ⅰ·22)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)．所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧局部的半徑為R＝0.20m)．圖19完成以下填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖19(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為________kg；(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；屢次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號(hào)12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為________N；小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s.(重力加速度大小取9.8m/s2，計(jì)算結(jié)果保存2位有效數(shù)字)預(yù)測(cè)6(2015·煙臺(tái)二模)如圖20甲所示，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量正方體鐵塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)．在水平桌面上放一塊長木板，適當(dāng)墊高木板的一端，讓鐵塊從木板的頂端a由靜止滑到底端b，鐵塊與b處的垂直長木板的光滑彈性擋板相碰后被反彈到c時(shí)速度變?yōu)榱悖F(xiàn)用刻度尺量出長木板的長度L，a、c間的距離x.圖20(1)要完成實(shí)驗(yàn)還需要用刻度尺測(cè)量出______________________________________________，根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，假設(shè)不考慮鐵塊的寬度和空氣阻力的影響，則鐵塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)可表示為____________________________．(用測(cè)得的量的符號(hào)表示)(2)為了提高實(shí)驗(yàn)的精度，需考慮鐵塊的寬度，圖乙是進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)時(shí)用游標(biāo)卡尺測(cè)量鐵塊寬度的示意圖，由圖可知鐵塊的寬度為__________cm.(3)以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是________．(填選項(xiàng)序號(hào))A．鐵塊的質(zhì)量B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菴．鐵塊與擋板碰撞時(shí)有能量損失D．測(cè)量長度時(shí)的讀數(shù)誤差提醒：完成作業(yè)專題七第1講學(xué)生用書答案精析專題七實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新高考題型1探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系例1(1)6.93(2)A(3)鉤碼重力超過彈簧的彈性限度解析(1)由題圖乙知，讀數(shù)為14.66cm，所以彈簧伸長(14.66－7.73)cm＝6.93cm.(2)假設(shè)隨意增減鉤碼，會(huì)作圖不方便，有可能會(huì)超出彈簧形變范圍，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項(xiàng)A正確．(3)由圖知AB段伸長量與彈力不成線性關(guān)系，是因?yàn)殂^碼重力超過彈簧的彈性限度．預(yù)測(cè)1(1)CBDAE(2)見解析圖(3)F＝12.5(l－0.15)(4)12.5(5)AD解析(1)本實(shí)驗(yàn)中首先要正確安裝儀器，并記下彈簧自然伸長時(shí)的位置，然后再掛上鉤碼分別得出對(duì)應(yīng)的長度，建設(shè)坐標(biāo)系，作出對(duì)應(yīng)的m－l圖象即可．故答案為CBDAE.(2)利用描點(diǎn)法作出圖象如以下圖．(3)由圖象利用數(shù)學(xué)規(guī)律可知對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系為：F＝12.5×(l－0.15)．(4)比照胡克定律F＝kx可知，勁度系數(shù)應(yīng)為：k＝12.5N/m.(5)如果將指針固定在A點(diǎn)的上方B處，由于選用的彈簧變短，則彈簧的勁度系數(shù)變大，得出彈簧的勁度系數(shù)與k相比，要大于k，故A正確．如果將指針固定在A點(diǎn)的下方C處，彈簧的長度不變，故勁度系數(shù)不變，得出彈簧的勁度系數(shù)仍等于k，故D正確，應(yīng)選A、D.高考題型2驗(yàn)證力的平行四邊形定則例2(1)靜止(2)三根細(xì)線的方向(3)結(jié)點(diǎn)O的位置(4)F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合解析(1)要測(cè)量裝滿水的水壺的重力，則記下水壺靜止時(shí)電子秤的示數(shù)F.(2)要畫出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點(diǎn)O的位置的同時(shí)也要記錄三根細(xì)線的方向以及電子秤的示數(shù)F1.(3)已經(jīng)記錄了一個(gè)分力的大小，還要記錄另一個(gè)分力的大小，則結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)位置不能變化，力的方向也都不能變化，所以應(yīng)使結(jié)點(diǎn)O的位置和三根細(xì)線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2.(4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，假設(shè)F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗(yàn)證．預(yù)測(cè)2(1)CD(2)E(3)更換不同質(zhì)量的重物解析(1)測(cè)得橡皮筋的原長為2x0，圖甲中OA的長度為x1，對(duì)于圖甲則有F＝k(x1－x0)＝mg；測(cè)得圖乙中OA、OB段橡皮筋的長度分別為x2、x3，則F1＝k(x2－x0)、F2＝k(x3－x0)，故測(cè)量橡皮筋的原長和圖甲中OA段橡皮筋的長度以及圖乙中OA、OB段橡皮筋的長度即可驗(yàn)證平行四邊形定則．選項(xiàng)C、D正確．(2)由(1)分析可知橡皮筋兩端連接的細(xì)繩長度不需一樣，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖乙中A、B兩點(diǎn)可以等高，也可以不等高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖乙中連接小重物的細(xì)繩可以在OA、OB夾角的角平分線上，也可以不在，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖甲中O點(diǎn)的位置和OA的方向不需要記錄，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；圖乙中O點(diǎn)的位置和OA、OB的方向需要記錄，選項(xiàng)E正確．(3)更換質(zhì)量大小不同的重物，可以屢次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平行四邊形定則．高考題型3驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律例3(1)0.541.5(2)B(3)AD解析(1)打點(diǎn)周期T＝eq\f(1,f)＝0.02s，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為：t＝0.02s×5＝0.1s，根據(jù)逐差法得：a＝eq\f(xBD－xOB,4t2)＝eq\f(0.2153－0.0772－0.0772,0.04)m/s2≈1.5m/s2，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則vB＝eq\f(xAC,2t)＝eq\f(0.1387－0.0310,0.2)m/s≈0.54m/s.(2)緩慢加沙子，重力改變范圍大，可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而鉤碼的質(zhì)量是固定的，只能取一些固定的質(zhì)量，應(yīng)選B.(3)圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，當(dāng)拉力為零時(shí)，加速度不為零，知平衡摩擦力過度，即長木板的末端抬得過高了，故A正確，B錯(cuò)誤；隨著F的增大，即沙和沙桶質(zhì)量的增大，不再滿足沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此圖線后半段出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤，D正確．預(yù)測(cè)3(1)0.791.8(2)eq\f(1,k)解析(1)根據(jù)v－t圖象得到0.80s前小車是靜止的，0.80s后小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為：F＝0.785N≈0.79N，根據(jù)v－t圖象的斜率求出加速度：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(1.84,1.80－0.80)m/s2≈1.8m/s2.(2)根據(jù)a＝eq\f(F,m)可知a－F圖象的斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，則小車的質(zhì)量為m＝eq\f(1,k).高考題型4探究動(dòng)能定理例4(1)乙(3)伸長量(或形變量、長度等)都一樣(5)D解析(1)平衡摩擦力后，小車應(yīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，所以紙帶應(yīng)該是圖乙．(3)橡皮筋拉力是變力，采用倍增法增加功．使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W；再用完全一樣的2條、3條……橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時(shí)橡皮筋的伸長量(或形變量、長度等)都一樣，則橡皮筋對(duì)小車做的功分別為2W、3W……(5)功與速度的平方相對(duì)應(yīng)，所以圖象應(yīng)為D.預(yù)測(cè)4(1)做功和物體動(dòng)能的表達(dá)式中都有質(zhì)量m，可以簡化約去(2)A(3)不會(huì)解析(1)重力和摩擦力做功：(mgsinθ－μmgcosθ)L，動(dòng)能的增加量為：eq\f(1,2)mv2，兩表達(dá)式中都有m，可以約掉，故不需要測(cè)出物體的質(zhì)量．(2)采用表格方法記錄數(shù)據(jù)，合理繪制的L－v圖象是曲線，不能得出結(jié)論W∝v，為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，應(yīng)該繪制L－v2圖象．(3)重力和摩擦力的總功W也與距離L成正比，因此不會(huì)影響探究的結(jié)果．高考題型5驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律例5(1)eq\f(mh3－h(huán)12,8T2)mgh2(2)eq\f(k1－k2,k1)解析(1)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB＝eq\f(h3－h(huán)1,2T)，則重物動(dòng)能的增加量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(mh3－h(huán)12,8T2)，重力勢(shì)能的減少量為ΔEp＝mgh2.(2)圖線的斜率不同，原因是重物和紙帶下落過程中需要抑制阻力做功．根據(jù)動(dòng)能定理得，mgh－Ffh＝eq\f(1,2)mv2，則mg－Ff＝eq\f(\f(1,2)mv2,h)，圖線斜率k1＝eq\f(mgh,h)＝mg，