2020版高考物理二轮复习第2部分专项2活用4大策略破解实验题策略2常规类实验__紧扣教材融会贯通教案3页

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常规类实验——紧扣教材融会贯通
教材中的实验是高考创新实验的命题根源，这就要求我们在高考实验备考中要紧扣教材
中的实验，弄清和掌握教材中每一个实验的实验原理、实验步骤、数据处理、误差分析等，
对每一个实验都应做到心中有数，并且能融会贯通。
[例 2]　某小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。实验中，他们平衡了摩擦力，
用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小 F。
(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。这样做的
目的是________。
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．保证小车最终能够做匀速直线运动
D．使细线拉力等于小车受到的合力
(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图甲所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，
相邻计数点间还有 4 个打点未画出，AB、CD 间的距离分别为 x1、x2，打点计时器的打点周期
为 T，则小车运动的加速度大小为________。
(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小 F与对应的加速度 a的几组数据，请在图乙
的坐标系中描点作出 a-F图线。
钩码个数 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
a/(m·s－2) 0.92 1.68 2.32 2.88 3.32
(4)结合实验中画出的 a-F图线分析产生误差的原因主要是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
[解题指导]　(1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是在平衡摩擦力后使细线

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拉力等于小车受的合力。
(2)因为每相邻两个计数点间还有 4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为
t＝5T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即 Δx＝at2，则有 a＝
x2－x1
2t2
＝
x2－x1
50T2
。
(3)描点作出图象如图所示。
(4)探究加速度与力的关系的实验中，当钩码的总质量远小于小车的质量时，可以认为小
车受到的拉力等于钩码的重力，如果钩码的总质量太大，没有远小于小车质量，a­F图象不再
是直线，而是发生弯曲，变成曲线。
[答案]　(1)D　(2)
x2－x1
50T2
　(3)见解析　(4)不满足小车质量远大于钩码的总质量
策略点评：(1)力学中的几个重要实验都可以通过打点计时器、纸带和长木板组成的
装置来进行，深刻理解这套装置的工作原理，就把握住了力学实验的核心。
(2)本实验的创新点：①实验器材——如用力传感器测细线的拉力，此时钩码的总质量不
必远小于小车的质量；再如用光电门代替打点计时器等。
②研究对象——如果以钩码及小车整体为研究对象，则钩码的总质量不必远小于小车的
质量。
[链接高考]
2．(2019·全国卷Ⅲ·T22)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的
实验。实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。已知相
机每间隔 0.1 s拍 1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是________。(填
正确答案标号)
A．米尺　　　 B．秒表
C．光电门 D．天平
(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答： __________________________________________________
(3)实验中两同学由连续 3幅照片上小球的位置 a、b和 c得到 ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，
则该地的重力加速度大小为 g＝________m/s2。(保留 2位有效数字)

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[解析]　利用数码相机的连拍功能，通过每隔一定时间的拍摄确定小球位置，所以还必
须使用的器材是米尺，将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺，用米尺测量小球位置
间的距离，利用逐差法由公式Δx＝aT2，可得 a＝g＝
Δx
T2
＝9.7 m/s2。
[答案]　(1)A　(2)将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺　(3)9.7