人教高中物理专题17 力学实验(解析版).docx

专题17：力学实验
考点01 基本仪器的读数和使用 1
考点02 “纸带类”实验 5
考点03 “橡皮条、弹簧、碰撞”类实验 8
考点04 力学创新实验 10
考点05 其它实验 12
考点01 基本仪器的读数和使用
【考点诠释】
1．两种常见长度测量仪器的使用及读数方法
游标卡尺(不估读)
(1)读数：测量值＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)。
(2)常用精确度：10分度游标，精度0.1 mm；
20分度游标，精度0.05 mm；
50分度游标，精度0.02 mm
螺旋测微器(需估读)
测量值＝固定刻度＋可动刻度(带估读值)×0.01 mm
2.时间类测量仪器的读数
(1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。
(2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来，时间间隔Δt＝。(f为频闪照相机的频率)
(3)光电计时器：记录遮光条通过光电门的遮光时间。
【典例1】 用如下图所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块在槽码的牵引下运动通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，槽码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力f。改变M和m进行多次实验。
(1)下列实验操作步骤，正确顺序是___________；
①释放木块
②接通打点计时器电源
③将木板固定在水平桌面上
④调节滑轮高度使细线与木板平行
⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上
(2)实验打出的一段纸带如下图所示打点计时器的工作频率为50Hz，图中纸带按实际尺寸画出，则木块的加速度为___________m/s2；
(3)甲同学测得的数据见下表。
M/kg
0.700
0.600
0.500
0.400
0.300
f/N
2.48
2.18
1.80
1.50
1.16
请根据表中的数据，在方格纸上作出f-M图像__________；
(4)已知重力加速度g=9.80m/s2，可求得该木块与木板的动摩擦因数=___________；
(5)乙同学用(3)问表中的数据逐一计算出每次测量的值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在(4)问中得出的值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由______________。
【答案】(1). ③⑤④②① (2). 0.47 (3). 见解析 (4). 0.33(0.32~0.34) (5). 见解析
【解析】(1)[1]实验时，将木板固定在水平桌面上，接着将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上，然后把细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮并挂上槽码，调节滑轮高度使细线与木板平行。再接通打点计时器电源，接着释放木块。最后关闭电源，取下纸带。故正确顺序是③⑤④②①。
(2)[2]如图所示
每四个点选用一个计数点，标上字母。则计数点之间的时间间隔为
用刻度尺测得C、E两点到O点的距离分别为，，由逐差法得
(3)[3]根据表中数据描点，用平滑的曲线连接如下
(4)[4]由滑动摩擦力公式得：
可知，图线的斜率为，则：
解得：
(5)[5]用图象法求，需要连线，连线时尽量让更多的点在线上，但不会去将就每一个点。这样偏离直线较远的点，说明有问题，可以自动排除。但乙同学通过求平均值就做不到这一点，因此甲同学的结果更准确。
【变式1-1】某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为________mm；用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为_______mm.
【答案】：8.470(8.470～8.472均正确)　2.065
【解析】：螺旋测微器的固定刻度读数8 mm，可动刻度读数为0.01×47.0＝0.470 mm，所以最终读数为8 mm＋0.470 mm＝8.470 mm，由于需要估读，因此在范围8.470～8.472 mm内均正确；游标卡尺的主尺读数为2 cm，游标尺上第13个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.05×13 mm＝0.65 mm＝0.065 cm，所以最终读数为2 cm＋0.065 cm＝2.065 cm。
【变式1-2】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧按如下图甲方式连接起来研究．
(1)某次毫米刻度尺读数如图乙所示，指针示数为