专题六 1 力学实验及其创新 导学案.docxVIP

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专题六物理实验

第1讲力学实验及其创新

基本知能：

考点一力学常规实验

基本仪器的读数和使用

1．两种常见长度测量仪器的使用及读数方法

游标卡尺(不估读)

(1)读数：测量值＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)。

(2)常用精确度：10分度游标，精度0.1mm；

20分度游标，精度0.05mm；

50分度游标，精度0.02mm

螺旋测微器(需估读)

测量值＝固定刻度＋可动刻度(带估读值)×0.01mm。注意要估读到0.001mm

2．时间类测量仪器的读数

(1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5s＝0.1s。

(2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来，时间间隔Δt＝eq\f(1,f)。(f为频闪照相机的频率)

(3)光电计时器：记录遮光条通过光电门的遮光时间。

[典例1](1)某同学用游标卡尺的________(选填“内测量爪”“外测量爪”或“深度尺”)测得一玻璃杯的内高，如图甲所示，则其内高为________cm。

(2)该同学随后又用螺旋测微器测得玻璃杯的玻璃厚度如图乙所示，则厚度为________mm。

(3)该同学用螺旋测微器测得一小球直径如图丙所示，正确读数后得小球直径为1.731mm，则a＝________，b＝________。

甲乙丙

(4)该同学测定一金属杆的长度和直径，示数分别如图丁、戊所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm。

丁

戊

[思路点拨]使用游标卡尺时要掌握各个部分的作用，读数时要看清最小刻度，注意游标卡尺读数时要从游标尺的0刻度开始。

螺旋测微器读数时要注意固定刻度上有整毫米和半毫米两行刻度线，若半毫米刻度线未露出，则只读整毫米刻度线部分；若半毫米刻度线已露出，则将半毫米刻度线部分一起读出。

刻度尺读数时要精确到最小分度，并估读。

“纸带类”实验

1．利用纸带判定物体的运动性质(如图所示)

(1)若x1、x2、x3、…、x6基本相等，在误差允许的范围内可认为物体做匀速直线运动。

(2)利用x1、x2、x3、…、x6计算出相邻相等时间内的位移差x2－x1、x3－x2、…、x6－x5，若大致相等，则在误差允许的范围内认为Δx＝aT2，可判定物体做匀变速直线运动。

2．平均速度法求速度：如图所示，做匀变速直线运动的物体在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)。

3．利用纸带求加速度的三种方法

(1)利用第m个T时间内的位移和第n个T时间内的位移求a，即a＝eq\f(xm－xn,?m－n?T2)。

(2)逐差法：如从纸带上得到6个连续相等时间间隔内的位移，则a＝eq\f(?x4＋x5＋x6?－?x1＋x2＋x3?,9T2)。

(3)v-t图象法：求出各点的瞬时速度，画出v-t图线，图线的斜率表示加速度a。

[典例2](2021·浙江1月选考)用如图所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实验。装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车，盘和砝码的重力可当作牵引力。小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出，以小车为研究对象，改变砝码质量，便可探究牵引力所做的功与小车速度变化的关系。

(1)关于这个实验，下列说法正确的是________(多选)。

A．需要补偿小车受到阻力的影响

B．该实验装置可以“验证机械能守恒定律”

C．需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行

D．需要满足盘和砝码的总质量远小于小车的质量

(2)如图所示是两条纸带，实验时打出的应是第______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)条纸带。

(3)根据实验数据，在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线，据此图象________(填“能”或“不能”)求出小车的质量。

“橡皮条、弹簧类”实验

1．探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键

(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过其弹性限度。

(2)画图象时，不要连成“折线”，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧。

2．验证力的平行四边形定则的操作关键

(1)每次拉伸结点位置O必须保持不变。

(2)记下每次各力的大小和方向。

(3)画力的图示时应选择适当的标度。

3．常见的数据处理方法

(1)列表法：直接从表格数据中得到弹力F与伸长量x的比值是一个常数。

(2)图象法：以弹力F为纵坐标，弹簧的伸长量x为横坐标，根据所测数据，在坐标系中描点连线，可得到一条过原点的直线。

①F-x图线为一条过原点的直线，而F-l图线为一条倾斜直线但不过原点。

②F-x图线和F-l图线的斜率均