（通用版）高考物理二轮复习 第一部分 第三板块 第2讲“追根溯源”智取创新实验——学会迁移讲义（含解析）-人教版高三全册物理教案VIP专享VIP免费

第2讲“追根溯源”智取创新实验——学会迁移考法学法从近几年的高考实验题来看，创新型的题目越来越突出，设计型实验的考查将逐步取代对教科书中原有的单纯学生实验的考查。复习本讲内容时，要注意以下几点：①熟悉各种实验器材的原理和使用方法；②熟知基础实验，能在基础实验的基础上进行创新与改进；③熟悉物理规律，能根据现有的器材设计实验，达到实验目的。┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄创新点(一)实验器材的等效与替换1．实验器材的等效与替换是实验考题的主要创新设计思路之一。从近几年的高考命题来看，主要有以下几个方向：(1)用气垫导轨代替长木板，用光电门或频闪相机代替打点计时器。(2)用拉力传感器代替弹簧测力计。(3)用钩码或已知质量的物体代替弹簧测力计。2．对于实验器材的替换，解决问题的思维方式不变，需要注意以下几点：(1)气垫导轨代替长木板时，应调整导轨水平，不必平衡摩擦力。(2)拉力传感器的示数即为细线对滑块的拉力，与钩码质量大小无关。(3)用钩码或已知质量的物体代替弹簧测力计时，钩码或物体的重力不一定等于弹簧测力计的读数。命题角度1用光电门或频闪相机代替打点计时器[例1]某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g。(1)用20分度的游标卡尺测量钢球的直径D，读数如图乙所示，则D＝________cm。(2)要验证机械能守恒定律，需要比较________。A．D2与gh是否相等B．D2与2gh是否相等C．D2与gh是否相等D．D2与2gh是否相等(3)实际上，钢球通过光电门的平均速度______(填“＞”或“＜”)钢球球心通过光电门的瞬时速度，由此产生的误差______(填“能”或“不能”)通过增加实验次数减小。[解析](1)根据游标卡尺的读数规则知读数为0.8cm＋0.05mm×10＝0.850cm。(2)由题意知钢球通过光电门的平均速度等于钢球球心通过光电门的瞬时速度，即v＝，由机械能守恒定律知mgh＝mD2，所以只要比较D2与2gh是否相等即可，D正确。(3)由匀变速直线运动规律知钢球通过光电门的平均速度等于此过程中中间时刻的瞬时速度，钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度；由此产生的误差属于系统误差，不能通过增加实验次数来减小。[答案](1)0.850(2)D(3)＜不能命题角度2用气垫导轨代替长木板[例2]某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s＝________cm。(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_________________________________________________。(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是”或“否”)[解析](1)光电门1处导轨标尺读数为：20.0cm，光电门2处导轨标尺读数为：70.0cm，故两光电门中心之间的距离s＝70.0cm－20.0cm＝50.0cm。(2)由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。滑块通过光电门1的瞬时速度为：v1＝，滑块通过光电门2的瞬时速度为：v2＝，根据动能定理需要验证的关系式为：Fs＝Mv22－Mv12＝M2－M2，可见还需要测量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。(3)该实验中由于已经用传感器测出细绳拉力大小，不是将砝码和砝码盘所受的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。[答案](1)50.0(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否命题角度3用钩码或已知质量的物体代替测力计[例3](2018·商丘五校联考)一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。(1)如图(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。(2)如图(b)，将三根细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴...