主題一“紙帶、光電門”類實驗

第三板塊力學實驗考綱實驗·一表盡覽|?？寄男嶒灐た紝嶒灥哪男┓矫鎸嶒烆愋涂季V實驗裝置圖——記心中?？键c——盤查清“紙帶、光電門”類實驗研究勻變速直線運動①考讀算：讀計數(shù)點間的時間、位移；計算瞬時速度、加速度②考操作：不需要平衡摩擦力、不需要滿足懸掛鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量“紙帶、光電門”類實驗驗證牛頓運動定律①考操作：器材安裝正誤、平衡摩擦力、質(zhì)量控制要求②測定a：計算加速度③求結(jié)論：描點作圖像得結(jié)論④判成因：給定異常a-F圖像，判斷其可能成因續(xù)表“紙帶、光電門”類實驗探究動能定理①考操作：器材安裝正誤、平衡摩擦力②測定v：利用紙帶求速度③考圖像：W-v2圖像續(xù)表續(xù)表“彈簧、橡皮條”類實驗探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系①考作圖：建立適當?shù)腇-x坐標系，描點繪出F-x關(guān)系圖線②考探究：要能根據(jù)圖像找出F-x關(guān)系，并解釋斜率含義③找誤差：彈簧自重的影響，長度的測量，作圖不準確等續(xù)表“彈簧、橡皮條”類實驗驗證力的平行四邊形定則①考讀數(shù)：彈簧測力計示數(shù)②考操作：如何拉？怎么拉？拉到哪里？③求合力：作圖法求合力④會區(qū)分：能區(qū)分合力的理論值與實驗值續(xù)表“碰撞”類實驗利用斜槽上滾下的小球驗證動量守恒定律①考裝置：器材安裝、小球選取、O點確定②考測量：小球質(zhì)量的測量和小球平拋運動的水平位移的測量③考結(jié)論：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)判斷兩球碰撞過程中動量是否守恒續(xù)表“碰撞”類實驗研究氣墊導軌上滑塊碰撞時的動量守恒①考裝置：器材安裝、導軌水平調(diào)整②考測量：滑塊的質(zhì)量、滑塊碰撞前后的速度③考驗證：滑塊碰撞前后動量是否守恒續(xù)表“碰撞”類實驗用兩擺球碰撞驗證動量守恒定律①考安裝：兩個等大的小球用等長細線懸掛，能發(fā)生對心正碰②考測量：兩小球質(zhì)量，碰后擺動的最大角度，算出對應速度續(xù)表理清學通實驗基礎(chǔ)，全取力學實驗的基礎(chǔ)性考法專題七主題一

“紙帶、光電門”類實驗主題精要歸納

1．由紙帶確定時間要注意區(qū)分打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，為便于測量和計算，一般每五個點取一個計數(shù)點，這樣時間間隔為Δt＝0.02×5s＝0.1s。

實驗(一)研究勻變速直線運動1．(2023·全國甲卷)某同學利用如圖(a)所示的實驗裝置探究物體做直線運動時平均速度與時間的關(guān)系。讓小車左端和紙帶相連，右端用細繩跨過定滑輪和鉤碼相連。鉤碼下落，帶動小車運動，打點計時器打出紙帶。某次實驗得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖(b)所示。[逐點驗收評價](2)根據(jù)第(1)小題結(jié)果補全實驗點，如圖甲所示。答案：(1)24.00

80.0

(2)見解析圖甲(3)70.0

59.0

(4)b

2k2．(2023·樂山高三調(diào)研)在研究小車做勻變速直線運動的實驗中，使用了如圖甲所示的裝置：(1)在該實驗中，下列做法正確的是________。A．先使小車運動，再接通電源B．該實驗需要平衡摩擦力C．打點計時器可以使用8V的直流學生電源D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處(2)如圖乙所示為某同學在某次實驗中打出紙帶的一部分，紙帶上的A、B、C為三個相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，A、B間的距離為x1，A、C間的距離為x2，則打B點時小車的速度大小vB＝________，小車的加速度大小a＝________。(用x1、x2和T表示)(3)若打點計時器實際工作頻率偏大，則根據(jù)表達式和題中數(shù)據(jù)計算出vB的結(jié)果與實際值相比________(選填“相等”“偏大”或“偏小”)。(4)若打點計時器額定電壓為220V，則實際使用的電源電壓為215V，則(2)中得出的小車速度與真實值相比______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析：(1)為了更好地打點，應先接通交流電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，選項A錯誤；本實驗不需要平衡摩擦力，選項B錯誤；打點計時器只能使用交流電源，選項C錯誤；將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處，選項D正確。(4)打點計時器的打點頻率與打點計時器的電壓大小無關(guān)，所以小車速度的測量值與真實值相比將會不變。3．(2023·西寧高三質(zhì)檢)某實驗小組采用如圖甲的實驗裝置驗證牛頓運動定律。實驗(二)驗證牛頓運動定律(1)對于該實驗，下列做法正確的是________。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行B．平衡小車受到的摩擦力時，將沙桶通過定滑輪拴在小車上C．通過增減小車上的砝碼改變小車總質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力D．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源(2)在平衡好小車受到的摩擦力后，實驗過程中打出一條紙帶，如圖乙所示，兩相鄰計數(shù)點間還有2個點未畫出，實驗中使用的交變電流頻率為50Hz，則小車運動的加速度大小a＝________m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。解析：(1)調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行，才能使小車受到的合力保持不變，且為繩的拉力，故A正確；平衡小車受到的摩擦力時，不應將沙桶通過定滑輪拴在小車上，故B錯誤；平衡摩擦力時應使得小車與砝碼的總重力沿斜面方向的分力與小車運動受到的摩擦力平衡，即mgsinθ＝μmgcosθ，由此可知，通過增減小車上的砝碼改變小車總質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故C正確；實驗時應先接通打點計時器的電源再釋放小車，故D錯誤。答案：(1)AC

(2)1.5

(3)越來越大4．(2023·漢中高三質(zhì)檢)某同學設(shè)計出如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。讓小球自由下落，下落過程中小球的球心經(jīng)過光電門1和光電門2，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間Δt1、Δt2，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間。實驗(三)

驗證機械能守恒定律(1)該同學用螺旋測微器測出小球的直徑如圖乙所示，則其直徑d＝________mm。(2)為了驗證機械能守恒定律，該實驗還需