高考物理 47力学探究性实验精解分析.doc

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1、高考题精解分析：47力学探究性实验高频考点：“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验、测定动摩擦因数实验、探究加速度与力的关系实验、探究动能定理实验动态发布：2011·安徽理综卷21题Ⅰ、2010浙江理综第21题、2011山东理综卷第23题（1）、2010山东理综第23题、2010江苏物理第11题命题规律：“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验、测定动摩擦因数实验、探究加速度与力的关系实验、探究动能定理实验是高考考查的重点和热点，考查的试题难度中等。命题分析考查方式一“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验【命题分析】探究性实验一般采用图象法处理实验数据，作图时要设法选择适当的物理量作纵横坐

2、标轴，使图象线性化，即“变曲为直”。例如探究加速度与质量的关系，将a—1/m图象改画成a—m图象，探究“动能定理”实验画成△Ek—W图象。考查“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验试题难度中等。图2例1（2011·安徽理综卷21题Ⅰ）.为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测得了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，六对应点已在图上标出。（g=9.8m/s2)(1)作出m-l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为N/m.【解析】：本题以“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验切入，考查图象法处理数据能力和利用m-l关系图线求弹簧的劲度系数。由平衡

3、条件得mg=kx=k(l-l0)，解得m=k/g(l-l0)。由作出的m-l关系图线可知，图线斜率等于0.262g/cm=0.0262kg/m.。由k/g=0.0262可得弹簧的劲度系数为k=0.0262×9.8N/m=0.258N/m【答案】（1）如图所示。（2）0.248~0.262-8-用心爱心专心例2．（2010浙江理综第21题）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂下钩码（每个钩码的质量均为m=0.1kg，取g=10m/s2），并记录绳下端的坐标X加i（下标i表示挂

4、在绳下端钩码个数）。然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端面的坐标X减i，绳下端坐标的平均值Xi＝（X加i+X减i）/2的数据如下表：挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标（Xi/mm）甲乙1216.5216.52246.7232.3284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0（1）同一橡皮绳的X加iX减i（大于或小于）；（2）同学的数据更符合实验要求（甲或乙）；（3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？【解析】因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长

5、度，所以同一橡皮绳的下端面的坐标X加i小于X减i。根据挂在橡皮绳下端的钩码个数每增加一个，计算出橡皮绳下端的坐标的改变量（即橡皮绳的伸长量）若下表所示：挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标改变量（Xi-X1）/mm甲乙1-8-用心爱心专心230.215.5367.530.04118.547.75178.064.86345.584.50153045607560123456(Xi-X1)/mmmmF/N图5J-A由上表可看出，乙橡皮绳下端的坐标改变量（Xi-X1）/mm与钩码个数在实验误差范围内成线性关系，而甲橡皮绳下端的坐标改变量（Xi-X1）/mm与钩码个数只有前几

6、个在实验误差范围内成线性关系，所以乙同学的数据更符合实验要求。作出乙橡皮绳的弹力（等于橡皮绳下端所挂钩码的重力）随橡皮绳长度变化量（即橡皮绳下端的坐标改变量）的关系图象，如图4J-A所示。图象斜率k=△F/△x即等于该橡皮绳的劲度系数k。由图得k乙=60N/m。答案：（1）小于（2）乙（3）k乙=60N/m。图5J-B（4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量误差。【点评】橡皮绳的劲度系数k也可通过作出乙橡皮绳的弹力（等于橡皮绳下端所挂钩码的重力）随橡皮绳长度（即橡皮绳下端的坐标）的关系图象，如图5J-B所示。图象斜率k=△F/△x即等于该橡

7、皮绳的劲度系数k。由图得k乙-8-用心爱心专心【解析】：由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块运动时间相同，由x=at2和H=gt2联立解得滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为a/g=x/H。对滑块，mgsinα-μmgcosα=ma，而sinα=h/x，cosα=/x，a=gx/H，联立解得μ=(h-x2/H)。由μ=(h-x2/H)可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差和小球落地和滑块撞击挡板不同时造成的误差。【答案】①x/H②(h-x2/H)③cd【点评】探究“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验