高考物理常考實(shí)驗(yàn)包括單擺測定周期、驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、電學(xué)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)實(shí)驗(yàn)等。
單擺測定周期:需要掌握單擺模型的特點(diǎn):簡諧運(yùn)動,一個(gè)系統(tǒng)(由擺球和細(xì)線組成),一個(gè)周期公式。
驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇體積較小,質(zhì)量較大的入射小球,減少實(shí)驗(yàn)誤差。同時(shí)注意安裝軌道時(shí)需要平衡摩擦力,使用復(fù)寫紙?zhí)岣呒垘逦纫詼p小實(shí)驗(yàn)誤差。
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律:需要掌握如何通過紙帶判斷機(jī)械能是否守恒,一般是通過比較動能和勢能的數(shù)值是否在變化過程中保持不變。
電學(xué)實(shí)驗(yàn):主要涉及到電路設(shè)計(jì)(分壓和限流)、滑動變阻器的選擇(總電阻和額定電流)、電池的選擇(內(nèi)阻)等問題,需要掌握基本儀器的使用和讀數(shù)。
力學(xué)實(shí)驗(yàn):如研究勻變速直線運(yùn)動、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系等,需要掌握基本儀器的使用和讀數(shù),注意誤差來源等。
除了以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn),高考物理還可能涉及到DIS實(shí)驗(yàn)、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)題目的總結(jié)與歸納等。因此,在備考過程中,需要全面掌握物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識,提高實(shí)驗(yàn)題的解題能力。
某校研究性學(xué)習(xí)小組在研究小車在斜面上的運(yùn)動時(shí),用光電門測量小車通過的速度,并利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量小車通過這段位移的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)中得到一段紙帶,如圖所示,其中A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)為A,且每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。用刻度尺量出AB=3.68cm,AC=12.66cm,AD=21.75cm,AE=37.65cm。
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)為A時(shí),小車在打A點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s;
(2)根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算小車的加速度大小為________m/s2;
(3)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是利用勻變速直線運(yùn)動的推論________;
(4)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差主要來源有________(寫出兩個(gè)即可)。
答案:
(1)0.37
(2)0.67
(3)勻變速直線運(yùn)動中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度
(4)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔不同步(或 摩擦阻力作用)
【分析】
(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出小車在打A點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論求解加速度;
(3)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是利用勻變速直線運(yùn)動的推論勻變速直線運(yùn)動中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度;
(4)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差主要來源有紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔不同步(或 摩擦阻力作用)。
【解答】
(1)小車在打A點(diǎn)時(shí)的速度大小為$v_{A} = \frac{x_{AB} + x_{AC}}{2T} = \frac{3.68 + 12.66}{2 \times 0.04}m/s = 0.37m/s$;
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論$a = \frac{x_{BC} - x_{AB}}{T^{2}} = \frac{12.66 - 3.68}{{(0.04)}^{2}}m/s^{2} = 0.67m/s^{2}$;
(3)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是利用勻變速直線運(yùn)動的推論勻變速直線運(yùn)動中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度;
(4)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)誤差主要來源有紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔不同步(或 摩擦阻力作用)。
故答案為:(1)$0.37$
(2)$0.67$
(3)勻變速直線運(yùn)動中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度
(4)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔不同步(或 摩擦阻力作用)