《备战2021年高考物理二轮复习题型专练》专题14 力学实验（原卷版）

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专题 14　力学实验
【方法指导】
一、测量速度的工具、方法
方法 仪器器材 方法说明、应用举例
纸带法 交流电源、打点计时器、
刻度尺
测出计数点间距，由打出某点前、后两
点时间内的平均速度替代打出该点时的
速度
光电门法 光电门、螺旋测微器或游
标卡尺
由于挡光片的宽度很小，瞬时速度 v＝
(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡
光片的挡光时间)
利用平抛
运动法
竖直平面内末端水平的倾
斜或弧形轨道、刻度尺
(1)测出物体离开轨道末端后平抛运动的
高度与射程，由平抛运动规律计算初速
度
(2)验证动量守恒定律、探究弹性势能等
弹簧、刻度尺、天平
利用圆周
运动法
竖直平面内的圆弧轨道(或
细线牵引的圆周运动)、力
传感器、天平等
(1)由机械能守恒定律或动能定理计算最
低点的速度
(2)力传感器测出物体经过轨道最低点时
对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物
体经过最低点时的速度
(3)验证机械能守恒定律、探究向心力等
二、测定重力加速度的几种常见方案
利用落体测重力加速度(忽略阻力)运动组合 物体系统
打点计时器计
时，利用逐差
法 测 定 g， 也
可以利用图象
法求 g
光电门计时，
原 理 为 v2－v
＝2gx(也可以
利用频闪照片)
滴水法计时，原
理为 h＝，可以
利用图象求 g
匀速圆周运动计
时，Δx＝gT2(也
可以测量转速)
(m1＋m2)v2＝
(m2－m1)gh
再创新：可以验证牛顿运动定
律、机械能守恒定律
三、实验的创新与设计应注意的几点
1.加强对实验思想方法(如模拟法、转换法、放大法、替代法等)的归纳，这样在新的实
验情景下，才能设计合理的实验方案。
2.克服思维定式的影响，加强对已掌握的实验原理的理解和仪器的正确使用方法的训
练，才能在新情境下进行迁移利用。
命题点一：　基本仪器的使用、误差　有效数字
考向一　游标卡尺的使用与读数
【典例 1】 如图 1(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标
和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装
置，简化为图中的指针。现要测量图(a)中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游
标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为 1.950 cm；当托盘内放有质量为 0.100 kg 的
砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为______
__ cm。当地的重力加速度大小为 9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________ N/m(保留 3位
有效数字)。
图1
考向二　螺旋测微器的使用与读数
【典例 2】 用螺旋测微器测量两个工件的直径如图 2所示，则工件的直径分别为____
____ mm、________ mm。
图2
【拓展练习】
1.如图 3 甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm 长 10等分、19
mm 长 20 等分、 49 mm 长 50 等分，它 们 的 读 数 依次 为 ________ mm 、________
mm、________ mm。
图3
2.某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图 4甲、乙所示，则该金属杆的长度和
直径分别为________ cm 和________ mm。
图4
命题点二：　通过测量“速度”进行探究、验证的实验
考向一　直接利用“速度”进行探究的实验
【典例 1】用图 5所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
图5
主要实验步骤如下：
a.安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的
时间间隔T选取一个计数点，如图 6中A、B、C、D、E、F……所示。
图6
c.通过测量、计算可以得到在打 A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作
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