主題深化提升 專(zhuān)題四

1、.主題深化提升考點(diǎn)一“紙帶類(lèi)實(shí)驗(yàn)“紙帶類(lèi)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要掌握紙帶的分析處理方法,對(duì)于紙帶常有以下三大應(yīng)用:1.由紙帶確定時(shí)間:要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)絡(luò),便于測(cè)量和計(jì)算。2.求解瞬時(shí)速度:利用做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。如下圖,打n點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vn=xn+xn+12T。3.用“逐差法求加速度:如下圖,a=(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)3T2有些實(shí)驗(yàn)用光電門(mén)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)完成瞬時(shí)速度和加速度的測(cè)量,詳細(xì)做法如下:1求瞬時(shí)速度:把遮光條寬度為d通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t內(nèi)的平均速度看作物體經(jīng)過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度,即v=dt

2、。2求加速度:假設(shè)兩個(gè)光電門(mén)之間的間隔 為L(zhǎng),那么利用速度與位移的關(guān)系可求加速度,即a=v22-v122L。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.在做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中:1實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、交流電源、彈簧測(cè)力計(jì)。其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是_。 2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz。如下圖為實(shí)驗(yàn)所打出的一段紙帶,在順次打出的點(diǎn)中,從O點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)每5個(gè)打點(diǎn)間隔取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別記為A、B、C、D。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔 已在圖中標(biāo)出,那么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)C時(shí),小車(chē)的瞬時(shí)速度v=_m/s;小車(chē)的加速度a=_m/s2。 【解

3、析】1在本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量力的大小,因此不需要彈簧測(cè)力計(jì)。2在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中,時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度,因此有:vC=xBD2t=(2.10+2.50)cm2×0.1s=0.23 m/s根據(jù)逐差法知,a=(2.10+2.50-1.30-1.70)cm4×(0.1s)2=0.40 m/s2。答案:1彈簧測(cè)力計(jì)20.230.402.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。1關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作和數(shù)據(jù)處理,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_。 A.可以用天平測(cè)出砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量m1和小車(chē)的質(zhì)量m2,由公式a=m1gm2求出小車(chē)的加速度B.應(yīng)使小車(chē)的質(zhì)量

4、遠(yuǎn)小于砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量,以減小實(shí)驗(yàn)誤差C.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采用描點(diǎn)法畫(huà)圖象,是為了減小誤差D.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采用a-1m圖象,是為了便于根據(jù)圖線(xiàn)直觀(guān)地做出判斷2在實(shí)驗(yàn)中,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出了多條紙帶,該同學(xué)選取了其中較為理想的一條進(jìn)展分析,紙帶上A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1 s,間隔 如圖乙所示,單位是cm,那么小車(chē)的加速度為_(kāi)m/s2。結(jié)果保存三位有效數(shù)字 【解析】1小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度必須根據(jù)小車(chē)后面的打點(diǎn)紙帶進(jìn)展處理計(jì)算,故A錯(cuò)誤;設(shè)在小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩對(duì)小車(chē)的拉力為FT,那么根據(jù)牛頓第二定律有:FT=m2a,m1g-FT=m1a,

5、整理可得T=m1g1+m1m2,由此式可以看出,只有當(dāng)m1m2即砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)才有FTm1g,所以B錯(cuò)誤;利用圖象來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可有效減小實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差,C正確;在實(shí)驗(yàn)時(shí)作a-1m圖象而不是作a-m圖象,是為了便于直接從圖象上觀(guān)察a、m之間的關(guān)系,D正確。2根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用逐差法可求得加速度a=1.59 m/s2。答案:1C、D21.59【補(bǔ)償訓(xùn)練】某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。按住小車(chē),在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊。釋放小車(chē),小車(chē)由靜止開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。按實(shí)驗(yàn)要求正確裝上紙帶,讓小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,按住小車(chē),翻開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē),獲得

6、一條帶有點(diǎn)跡的紙帶。在獲得的紙帶上明晰的部分,每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并分別標(biāo)注為A、B、C、測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1、s2、s3、并將其記錄在紙帶上對(duì)應(yīng)的位置處。完成以下填空:1實(shí)驗(yàn)裝置中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是頻率為50 Hz的低壓交流電源,假設(shè)打點(diǎn)的時(shí)間間隔用t表示,那么t=_s。 2如圖乙為用刻度尺測(cè)量所得紙帶上的s1、s2、s3和s4的情況,a可用s1、s4和t表示為a=_;vB可用s1、s2和t表示為vB=_。 3由圖乙可讀出s1=_cm,s2=_cm,s4=_cm。由此求得加速度的大小a=_m/s2,vB=_m/s。計(jì)算結(jié)果取3位有效數(shù)字 【解析】1

7、打點(diǎn)的時(shí)間間隔t=1f=150 s=0.02 s。2由逐差法和s=aT2,T=5t得s4-s1=3a5t2,解得a=s4-s175t2。根據(jù)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得vB=s1+s22×5t=s1+s210t。3根據(jù)刻度尺的讀數(shù)規(guī)那么可知,s1=2.58 cm-0.90cm=1.68 cm,s2=5.00 cm-2.58 cm=2.42 cm,s4=12.00 cm-8.12 cm=3.88 cm。加速度的大小a=s4-s175t2=0.733 m/s2,打B點(diǎn)時(shí)的速度VB=s1+s210t=0.205 m/s。答案:10.022s

8、4-s175t2s1+s210t31.682.423.880.7330.205考點(diǎn)二物理實(shí)驗(yàn)中的圖象問(wèn)題的處理方法1.圖象中圖線(xiàn)的特征:注意觀(guān)察圖象中圖線(xiàn)的形狀是直線(xiàn)、曲線(xiàn),還是折線(xiàn)等,分析圖線(xiàn)所反映兩個(gè)物理量之間的關(guān)系,進(jìn)而明確圖象反映的物理內(nèi)涵。圖線(xiàn)分析時(shí)還要注意圖線(xiàn)的拐點(diǎn)具有的特定意義,它是兩種不同運(yùn)動(dòng)情況的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。2.巧用圖象的斜率:物理圖象的斜率代表兩個(gè)物理量增量的比值,其大小往往代表另一物理量值。如x -t圖象的斜率為速度,v -t圖象的斜率為加速度。3.巧用圖象的截距:截距是圖線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)所代表的坐標(biāo)數(shù)值,該數(shù)值具有一定的物理意義。如x -t圖象的縱截距表示開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的位置,

9、v -t圖象的縱截距表示初速度。4.巧用圖象的面積:有些物理圖象的圖線(xiàn)與橫軸所圍的面積的數(shù)值,常代表另一個(gè)物理量的大小。如v -t圖中,圖線(xiàn)與t軸所夾的面積代表位移。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練某同學(xué)將力傳感器固定在小車(chē)上,然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車(chē)的拉力,探究在小車(chē)及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系,根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如下圖的a-F圖象。1圖線(xiàn)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_。 2本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量_選填“是或“否。 3由圖象求出小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量為_(kāi)kg。 【解析】1a-F圖象與橫軸交點(diǎn)為0.1,0,說(shuō)

10、明施加外力在0.1 N之內(nèi)小車(chē)和傳感器沒(méi)有加速度,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力缺乏。2因傳感器可直接測(cè)出小車(chē)和傳感器受到的拉力,因此不需要保證砂和桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量。3a-F圖象斜率為1m,由圖知圖象斜率k=1 kg-1,那么小車(chē)和傳感器的總質(zhì)量為1 kg。答案:1未平衡摩擦力或平衡摩擦力缺乏2否31【補(bǔ)償訓(xùn)練】多項(xiàng)選擇在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)利用紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車(chē)的瞬時(shí)速度。然后他以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,共描出了10個(gè)點(diǎn),并畫(huà)出了小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,如下圖。針對(duì)該同學(xué)作出的v-t圖象,他所在的實(shí)驗(yàn)小

11、組的其他四位同學(xué)分別交流了自己的看法,以下四種看法,你認(rèn)為有道理的是A.這10個(gè)點(diǎn)無(wú)論如何也不在一條直線(xiàn)上,因此小車(chē)運(yùn)動(dòng)的圖象不可能為一條直線(xiàn),而應(yīng)為一條平滑的曲線(xiàn)B.這10個(gè)點(diǎn)中有7個(gè)點(diǎn)雖然不在一條直線(xiàn)上,但它們緊挨在一條直線(xiàn)附近,只有F和B兩個(gè)點(diǎn)離這條直線(xiàn)太遠(yuǎn)C.在這10個(gè)點(diǎn)中有3個(gè)點(diǎn)A、D、I能畫(huà)在一條直線(xiàn)上,其余7個(gè)點(diǎn)都不在該直線(xiàn)上,這條直線(xiàn)肯定不能表示小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律D.與直線(xiàn)偏向較小的點(diǎn)C、E、G、H、J可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的,而偏離直線(xiàn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)B、F那么可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)失誤造成的【解析】選B、D。在誤差答應(yīng)的范圍內(nèi),多數(shù)點(diǎn)在一條直線(xiàn)上,即可說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)的v-t圖象為直線(xiàn),與

12、直線(xiàn)偏向較小的點(diǎn)C、E、G、H、J可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的,而偏離直線(xiàn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)B、F那么可能是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)失誤造成的。綜上,選項(xiàng)B、D正確。考點(diǎn)三“橡皮條“彈簧類(lèi)實(shí)驗(yàn)1.常見(jiàn)的數(shù)據(jù)處理方法:1列表法:直接從表格數(shù)據(jù)中得到彈力F與伸長(zhǎng)量x的比值是一個(gè)常數(shù)。2圖象法。以彈力F為縱坐標(biāo),彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo),根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線(xiàn),可得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。作圖象時(shí)要使盡可能多的點(diǎn)在一條直線(xiàn)上,不在直線(xiàn)上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱(chēng)分布在直線(xiàn)兩側(cè),假如遇到個(gè)別偏向較大的點(diǎn)屬誤差較大或錯(cuò)誤的,應(yīng)舍去。假如橫坐標(biāo)是彈簧的總長(zhǎng)度,那么畫(huà)出的F-x關(guān)系圖象不過(guò)原點(diǎn)。但是F-x圖象中傾斜直線(xiàn)的斜率都等于彈簧的勁度系

13、數(shù)。3函數(shù)法:在誤差允許范圍內(nèi),可寫(xiě)出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的函數(shù)關(guān)系式F=kx。實(shí)際解題中常與圖象法配合使用,以得到函數(shù)式或比照實(shí)際關(guān)系式以計(jì)算物理量等。2.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù):先看清彈簧測(cè)力計(jì)的量程和分度值,然后根據(jù)指針?biāo)傅奈恢靡欢ㄒ粗羔樐┒怂傅奈恢米x出所測(cè)力的大小,假設(shè)分度值為0.1,那么讀數(shù)時(shí)在準(zhǔn)確度后加一估讀數(shù)即可即有兩位小數(shù)。假設(shè)分度值為0.2,那么所讀數(shù)值小數(shù)點(diǎn)后只能有一位小數(shù)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定那么。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線(xiàn)掛一重物M,彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線(xiàn)系于O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)

14、力計(jì)A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線(xiàn)的方向。1本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N,圖乙中的示數(shù)為_(kāi)N。 2以下的實(shí)驗(yàn)要求中不必要的是_。填寫(xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母,下同 A.細(xì)線(xiàn)應(yīng)盡可能長(zhǎng)一些B.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力C.細(xì)線(xiàn)AO與BO之間的夾角應(yīng)盡可能大于90°D.改變拉力的大小與方向,進(jìn)展屢次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置3圖丙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的力的圖示,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_。 A.圖中的F是力F1和F2合力的理論值B.圖中的F是力F1和F2合力的理論值C.F是力F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值D.本實(shí)驗(yàn)將細(xì)繩都換成橡皮

15、條,同樣能到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是_。 A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法【解析】1彈簧測(cè)力計(jì)每1 N被分成10格,每一小格為0.1 N,那么彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為3.80 N。2細(xì)線(xiàn)應(yīng)盡可能長(zhǎng)一些,能更加準(zhǔn)確地記錄力的方向;實(shí)驗(yàn)通過(guò)作出彈簧的彈力和重物的重力這三個(gè)力的圖示,來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定那么,因此重物的重力必需要知道;細(xì)線(xiàn)AO與BO之間的夾角適當(dāng)大一點(diǎn),不一定必須大于90°只要驗(yàn)證兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的合力大小等于重物的重力,方向豎直向上即可,每次只需保證O點(diǎn)保持靜止即可,沒(méi)必要每次都使O點(diǎn)靜止在同一位置。3在本實(shí)驗(yàn)中,按照平行四邊

16、形定那么作出的合力F是力F1和F2合力的理論值,而用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉出的力F是F1和F2合力的實(shí)際測(cè)量值,本實(shí)驗(yàn)將細(xì)繩都換成橡皮條,同樣能到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法。答案:13.803.793.81均可2C、D3B、C、D4B2.某物理興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的時(shí)候,測(cè)得彈力的大小F和彈簧長(zhǎng)度l的關(guān)系如下圖,那么由圖線(xiàn)可知: 1彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)N/m。 2為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù),兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下圖的甲、乙兩種方案。為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)摩擦力的大小,你認(rèn)為方案_更合理。 假設(shè)A和B的重力分別為

17、10.0 N和20.0 N。當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為6.0 N,b的示數(shù)為11.0 N,c的示數(shù)為4.0 N,那么A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。 【解析】1由圖知,當(dāng)F=0時(shí)l0=20 cm,即彈簧的原長(zhǎng),當(dāng)F0=60 N時(shí)l=40 cm,那么l=l-l0=0.2 m;由胡克定律得k=Fl=600.2 N/m=300 N/m。2乙方案:因在拉著木塊A運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,拉A的彈簧測(cè)力計(jì)在不斷地運(yùn)動(dòng),示數(shù)可能會(huì)變化,讀數(shù)不準(zhǔn);甲方案:彈簧測(cè)力計(jì)a是不動(dòng)的,指針?lè)€(wěn)定便于讀數(shù),故甲方案更合理;由于彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為6.0 N,故A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)=FfFN=620=0.30。答案:1300

18、2甲0.30【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.1某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長(zhǎng)度L關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖甲所示的F-L圖象,由圖象可知:彈簧原長(zhǎng)L0=_cm,求得彈簧的勁度系數(shù)k=_N/m。 2按如圖乙的方式掛上鉤碼每個(gè)鉤碼重G=1 N,使1中研究的彈簧壓縮,穩(wěn)定后指針指示如圖乙,那么指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為_(kāi)cm。由此可推測(cè)圖乙中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為_(kāi)個(gè)。 【解析】1由胡克定律F=kL-L0,結(jié)合圖中數(shù)據(jù)得:L0=3.0 cm,k=200 N/m。2由乙圖知指針?biāo)缚潭葹?.50 cm,由F=kL0-L,得彈力為F=3 N,故所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為3個(gè)。答案:13.020021.5032.在“驗(yàn)證力的平行四

19、邊形定那么實(shí)驗(yàn)中,需要將橡皮條的一端固定在程度木板上,另一端系上兩根細(xì)繩套,如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)中先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套,并互成角度地拉橡皮條,把橡皮條的一端拉到O點(diǎn),用鉛筆描下O點(diǎn)位置和兩個(gè)細(xì)繩套的方向,并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),然后只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套再次把橡皮條的一端拉到O點(diǎn),記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向,作出三個(gè)力的圖示,如圖乙所示。1以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_填選項(xiàng)前字母。 A.實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些,可以減小實(shí)驗(yàn)誤差B.在用力拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),拉力應(yīng)沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線(xiàn)方向C.在作力F1、F2的圖示時(shí),必須選取同樣的標(biāo)度,而作F的圖示時(shí),可以選取不同的標(biāo)度D.連接F1、F2