高考物理二轮总复习精品课件 第一编 核心专题突破 专题7 物理实验 第一讲力学实验 (3).ppt

实验方法创新思维实验原理将动摩擦因数的测量转化为角度的测量利用a=gsinθ-μgcosθ求μ(a通过逐差法求解)将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量利用=2ax求加速度,再利用动力学知识得到μ角度拓展1(2022湖北卷)某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器,另一端连接小钢球,如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放,使小钢球在竖直平面内摆动,记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值Fmax和最小值Fmin。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的Fmax-Fmin图像是一条直线,如图乙所示。甲乙(1)若小钢球摆动过程中机械能守恒,则图乙中直线斜率的理论值为。?(2)由图乙得:直线的斜率为,小钢球的重力为N。(结果均保留2位有效数字)?(3)该实验系统误差的主要来源是。?A.小钢球摆动角度偏大B.小钢球初始释放位置不同C.小钢球摆动过程中有空气阻力-2-2.10.59C解析(1)设初始位置时,细线与竖直方向夹角为θ,则细线拉力最小值为联立可得Fmax=3mg-2Fmin,即若小钢球摆动过程中机械能守恒,则图乙中直线斜率的理论值为-2。(3)该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力,使得机械能减小,故选C。角度拓展2(2022广东卷)某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图甲所示的装置,实验过程如下:甲乙(1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。(2)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图乙所示,小球直径d=________mm。?(3)测量时,应(选填“A”或“B”,其中A为“先释放小球,后接通数字计时器”,B为“先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。?(4)计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=(用字母m、d、t1和t2表示)。?(5)若适当调高光电门的高度,将会(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。?7.884B增大解析(2)根据螺旋测微器的读数规则得小球的直径为d=7.5mm+38.4×0.01mm=7.884mm考虑到偶然误差,7.883mm也可以。(3)在测量时,因小球下落时间很短,如果先释放小球,可能会出现时间记录不完整的情况,所以应先接通数字计时器,再释放小球,故选B。(4)设小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2,则有(5)适当调高光电门的高度,小球两次经过光电门的距离增大,空气阻力做功增大,将会增大因空气阻力引起的测量误差。角度拓展3(2023湖南卷)某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系,实验装置如图甲所示,轻质弹簧上端悬挂在铁架台上,下端挂有钩码,钩码下表面吸附一个小磁体,其正下方放置智能手机,手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像,实验步骤如下:甲(1)测出钩码和小磁体的总质量m。(2)在弹簧下端挂上该钩码和小磁体,使弹簧振子在竖直方向做简谐运动,打开手机的磁传感器软件,此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期。(3)某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图乙所示,从图中可以算出弹簧振子振动周期T=(用“t0”表示)。?乙(4)改变钩码质量,重复上述步骤。m/kg10T/sT/sT2/s20.0152.430.2430.0590.0253.140.3140.0990.0353.720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217(5)实验测得数据如下表所示,分析数据可知,弹簧振子振动周期的二次方与质量的关系是(选填“线性的”或“非线性的”)。?线性的(6)设弹簧的劲度系数为k,根据实验结果并结合物理量的单位关系,弹簧振子振动周期的表达式可能是。?(7)除偶然误差外,写出一条本实验中可能产生误差的原因:_______________________________________________________________?