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第一部分专题复习专题定位1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析.3.利用所学过的知识，对实验器材或实验方法加以重组，完成新的实验设计.题型1纸带类实验内容索引NEIRONGSUOYIN题型2弹簧、橡皮条类实验题型3力学创新拓展实验题型4选修3-4、3-5实验纸带类实验题型11.纸带的三大应用(1)利用逐差法求解平均加速度(如图)a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2⇒a＝a1＋a2＋a33(2)利用平均速度求瞬时速度：vn＋1＝xn＋xn＋12T(3)利用速度—时间图象求加速度.2.光电门的应用(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间Δt内的平均速度看做遮光条经过光电门的瞬时速度，即v＝dΔt.(2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a＝v22－v122L.3.实验的技巧(1)要根据实验原理来判断是否需要平衡摩擦力，知道正确平衡摩擦力的方法.(2)要清楚钩码(或沙桶)与小车之间的质量关系，并且要清楚在仪器创新或实验原理创新的情形下，该条件是否需要调整.(3)要知道实验数据、图象的处理方法和运用数学知识解题的技巧.例1(2019·新高考研究联盟二次联考)如图甲所示，某同学用力传感器探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系.(1)实验中使用的电火花计时器，应接_____电源.A.交流4～6VB.交流220VB解析电火花计时器，需接220V交流电源.(2)该同学将实验器材如图甲所示连接后，沙桶的质量________(填“需要”或“不需要”)远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当成小车及传感器的合外力，则______(填“需要”或“不需要”)先平衡摩擦力.不需要解析实验时如将细线拉力当成小车及传感器的合外力，不需要沙桶的质量远小于小车及传感器的总质量，但必须平衡摩擦力，否则细线的拉力不是合力.需要(3)先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，每打5个点取一个计数点，x1＝3.62cm，x4＝5.12cm，由图中数据可求得：2、3两点的距离(即x3)约为________cm.(结果保留三位有效数字)4.62故x3＝x4－Δx＝5.12cm－0.50cm＝4.62cm.解析相邻0.1s内位移差Δx＝x4－x13＝0.50cm，又x4－x3＝Δx(4)在实验中，甲、乙两位同学根据实验数据画出如图丙所示的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图中的直线Ⅰ和直线Ⅱ，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是______.(多选)A.实验前甲同学没有平衡摩擦力B.甲同学在平衡摩擦力时把长木板的右端抬得过高了C.实验前乙同学没有平衡摩擦力D.乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的右端抬得过高了BC解析Ⅰ图线表明F＝0时a＞0，说明平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得太高了；Ⅱ图线表明a＝0时F＞0，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.拓展训练1(2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.解析小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动.从右向左(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为______m/s，加速度大小为___________m/s2.(结果均保留两位有效数字)解析已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，0.190.038所以相邻两水滴间的时间间隔为T＝3045s＝23s，根据逐差法可求加速度a＝x5＋x4－x2＋x16T2，所以A点位置的速度为vA＝0.117＋0.1332×23m/s≈0.19m/s.解得a≈－0.038m/s2，故加速度的大小为0.038m/s2.拓展训练2(2019·山东临沂市质检)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图甲所示的纸带.选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，如图乙，测出A点距起点O的距离为h0＝19.00cm，点A、C间的距离为h1＝8.36cm，点C、E间的距离为h2＝9.88cm，g取9.8m/s2，测得重物的质量为m＝1kg.(1)下列做法正确的有______.A.图中两限位孔必须在同一竖直线上B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置AB解析题图甲中两限位孔必须在同一直线上，故A正确；实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，故B正确；开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重物，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，故D错误.(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是_____J，打下C点时重物的速度大小是______m/s.(结果保留三位有效数字)2.682.28解析重物减少的重力势能为：ΔEp＝mgh＝mg(h0＋h1)＝1kg×9.8m/s2×(19.00＋8.36)×10－2m≈2.68J，打下C点时重物的速度大小vC＝h1＋h24T＝2.28m/s.(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离h，则以为纵坐标、以h为横坐标画出的图象应是下面的______.C解析在验证机械能守恒定律的实验中，有：12mv2＝mgh，则有：12v2＝gh，g是常数，所以图线为过原点的倾斜直线，故C图正确.v22弹簧、橡皮条类实验题型21.模型介绍力学实验中用到弹簧或橡皮条的实验有探究求合力的方法、探究做功与小车速度变化的关系.2.探究求合力的方法(1)实验原理使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同.(2)操作关键①每次拉伸时结点位置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.例2(2019·台州3月一模)如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的部分实验装置图.则(1)先使小车不连接橡皮筋，发现小车在木板上加速下滑，那么，应把垫块________(“左移”或“右移”)；(2)图乙是正确平衡摩擦力后在实验中得到的一条纸带，那么，在A、B、C三个计数点中应测量____点的速度才符合实验要求；左移C(3)关于该实验的注意事项，下列说法正确的是_____；A.每根橡皮筋的规格必须相同B.打点计时器接通电源的同时必须释放小车C.每次实验，小车必须从同一位置由静止释放D.改变橡皮筋的条数后，必须重新平衡摩擦力(4)以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，小车获得速度的平方v2为横坐标，得到如图丙所示的关系图.根据你所学的知识，图象斜率的物理意义是_______________.小车质量的一半AC拓展训练3(2019·河南省九师联盟质检)某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中，遇到了以下问题.请帮助该同学解答.(1)物理学中有很多物理方法，本实验采用的是_____.A.类比实验法B.等效替代法C.控制变量法D.极限法B解析“验证平行四边形定则”的实验中采用的是等效替代法，故选B.(2)在做实验之前，该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示，则在使用前应该对弹簧测力计________.校零解析在使用前应该对弹簧测力计进行校零.(3)如图乙所示的四个力中，力_____(填图中字母)是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的.F′解析由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋时，力的方向与OA重合，可知题图乙所示的四个力中，力F′是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的.(4)该同学已经作出了两个分力的力的图示，如图丙所示，方格中每边的长度表示0.5N，请帮助该同学用作图法作出合力F的图示，并求出合力的大小为_____N.(结果保留两位有效数字)3.5解析合力F的图示如图；由图可知合力的大小为3.5N.答案如图所示力学创新拓展实验题型31.创新型实验的特点(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验.(2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中.2.创新型实验的处理(1)根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式，从而明确实验的理论依据.(2)应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析.例3(2019·山东济南市上学期期末)空间站中不能利用天平测量质量，为此某同学为空间站设计了如图(a)所示的实验装置，用来测量小球质量.图中弹簧固定在挡板上，光滑轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间.该同学设计的主要实验步骤如下：①用游标卡尺测量小球的直径d②将弹簧左端固定在挡板上③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次⑥分析数据，得出小球的质量已知弹簧弹性势能Ep＝kx2，k为劲度系数，x为形变量.该同学使用了一个已知劲度系数为k0的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题(1)步骤①中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d＝______cm；121.14解析小球的直径为：11mm＋4×0.1mm＝11.4mm＝1.14cm.(2)某一次步骤④中测得小球通过光电门的时间t为5.00ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝_____m/s；2.28解析由于小球离开弹簧后做匀速直线运动，小球经过光电门时的速度与离开弹簧时的速度相等，故小球离开弹簧时的速度为v＝dt＝1.14×10－2m5.00×10－3s＝2.28m/s；(3)根据实验步骤中测得的物理量，则可得小球的质量m＝________.(用实验步骤①、③、④中测得的物理量表示)解析由能量守恒定律可知：Ep＝12k0x2＝12mv2，解得：m＝k0x2t2d2.k0x2t2d2拓展训练4(2019·余姚市4月选考)某同学“探究钩码加速度与合外力的关系”的实验装置如图所示，一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用轻绳绕过定滑轮及光滑的动滑轮将滑块与弹簧测力计相连.实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加砝码进行多次测量，每一次滑块均从同一位置P由静止释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光电门的遮光时间t，用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G，用刻度尺测得P与光电门间的距离为s，用螺旋测微器测得滑块上窄片的宽度为d.(1)实验中________(选填“需要”或“不需要”)平衡滑块受到的滑动摩擦力.不需要(2)钩码的加速度大小a＝______(用含有d、t、s的表达式表示).(3)根据实验数据绘出的下列图象中最符合本实验实际情况的是________.Ad24st2拓展训练5(2019·四川宜宾市第二次诊断)某实验小组利用如图甲所示器材测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验步骤：①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测力计相连，如图所示.在A端向右水平拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：(1)根据表中数据在图乙给定的坐标纸上作出F－G图线.次数力123456G/N1.50