高考物理常考實(shí)驗(yàn)包括單擺測定周期、驗(yàn)證動(dòng)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:需要掌握單擺的周期公式以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。
驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn):需要理解實(shí)驗(yàn)原理,即兩次打擊后小球在空中的運(yùn)動(dòng)情況。
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,也就是如何從紙帶上獲取速度和動(dòng)能數(shù)據(jù)。
電學(xué)實(shí)驗(yàn):包括描繪小電珠的伏安特性曲線、測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻等,這部分實(shí)驗(yàn)需要掌握基本電學(xué)器材的使用方法。
力學(xué)實(shí)驗(yàn):包括驗(yàn)證牛頓第二定律、研究力的合成、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證力的平行四邊形定則等,這些實(shí)驗(yàn)涉及到高中階段的力學(xué)知識(shí),需要掌握基本儀器的使用方法以及實(shí)驗(yàn)原理。
此外,高考物理實(shí)驗(yàn)還包括一些測量儀器(如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電流計(jì)、電壓表等)的使用方法。這些實(shí)驗(yàn)通常涉及基本的物理原理和儀器使用,需要考生在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上,正確使用儀器進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)記錄。
某校研究性學(xué)習(xí)小組在研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)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。測得AB=3.60cm,BC=7.24cm,CD=13.28cm,DE=21.72cm。
(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為________m/s;
(2)小車運(yùn)動(dòng)的加速度為________m/s2;
(3)該同學(xué)根據(jù)紙帶測量小車運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),由于操作上的原因,產(chǎn)生了一些誤差。其中可能引起誤差的操作是________。
答案:
(1)0.48
(2)0.6
(3)A.開始計(jì)時(shí)時(shí)沒有先接通電源再釋放紙帶B.電源的頻率不穩(wěn)定C.實(shí)驗(yàn)前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一段距離D.實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有先釋放小車再接通電源
解析:
(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為$v_{B} = \frac{AB + BC}{2T} = \frac{3.60 + 7.24}{2 \times 0.04}m/s = 4.8m/s$。
(2)根據(jù)逐差法有$a = \frac{x_{DE} - x_{AB}}{T^{2}} = \frac{21.72 - 3.60}{{(0.04)}^{2}}m/s^{2} = 0.6m/s^{2}$。
(3)A.開始計(jì)時(shí)時(shí)沒有先接通電源再釋放紙帶,導(dǎo)致紙帶上開始部分點(diǎn)的測量值小于該點(diǎn)的實(shí)際值,使得加速度測量值偏小,故A正確;B.電源的頻率不穩(wěn)定,導(dǎo)致周期不穩(wěn)定,在紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的實(shí)際時(shí)間間隔發(fā)生變化,導(dǎo)致加速度的測量值偏大,故B正確;C.實(shí)驗(yàn)前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一段距離,可以減小誤差,故C錯(cuò)誤;D.實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有先釋放小車再接通電源,導(dǎo)致紙帶上開始部分點(diǎn)的測量值小于該點(diǎn)的實(shí)際值,使得加速度測量值偏小,故D正確。