有策略二、實(shí)驗(yàn)題-拿下實(shí)驗(yàn)題壓住上線分-資料下載頁
2025-03-04 12:59本頁面
【正文】 達(dá)同一位置才能滿足實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件。在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中， “ 只有重力做功 ” 是實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件，而實(shí)驗(yàn)中阻力的存在是不可避免的， 阻力做功過大時(shí)，實(shí)驗(yàn)誤差大，實(shí)驗(yàn)將失去意義。為此，實(shí)驗(yàn)中要求鐵架臺豎直、架穩(wěn)，且小球選用質(zhì)量大、體積小的重錘，使重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)中的阻力，阻力做的功可以忽略不計(jì)，從而滿足了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證條件。 【典例佐證】 11 ． [ 2 0 1 4 江蘇高考 ] 小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則。 ( 1 ) 實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖甲所示， O 點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力 F1和 F2的方向分別過 P1和 P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力 F3的方向過 P3點(diǎn)。三個(gè)力的大小分別為： F1＝ 3 . 3 0 N 、 F2＝ 3 . 8 5 N 和 F3＝ 4 . 2 5 N 。請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出 F1和 F2的合力。 [ 答案 ] ( 1 ) 如圖， F 合 ＝ 4 .6 ～ 4 .9 都算對 ( 2 ) 仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于 O 點(diǎn)，下端 N 掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動 N ，在白紙上記錄下 N 的軌跡。重復(fù)上 述過程，再次記錄下 N 的軌跡。 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖丙所示。過 O 點(diǎn)作一條直線與軌跡交于 a 、 b 兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到 a 和 b 時(shí)所受拉力 Fa、 Fb的大小關(guān)系為 ___ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 3 ) 根據(jù) ( 2 ) 中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些？ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填寫選項(xiàng)前的字母 ) A ．橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B ． 兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第 2 次的長度較長 C ．兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第 2 次受到的拉力較大 D ． 兩次受到的拉力相同時(shí)，拉 力越大，橡皮筋兩次的長度之差越大 ( 4 ) 根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng)。 ① _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ② _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ F a＝ F b BD 橡皮筋拉伸不宜過長 選用新橡皮筋。 ( 或：拉力不宜過大；選用彈性好的橡皮筋；換用彈性好的輕彈簧。 ) [ 解析 ] ( 1 ) 略。 ( 2 ) 分析端點(diǎn) N 受力，設(shè)橡皮筋與豎直方向間的夾角為 θ ，由平衡條件易得橡皮筋的拉力 F ＝ mg /co s θ ，可見 θ 相同時(shí)橡皮筋拉力相同。 ( 3 ) 題圖丙中 ab 表示兩次拉力相同時(shí)橡皮筋的長度之差，易知 A 錯(cuò)誤、 B 正確。由圖中的兩軌跡間的距離變化可知， θ 越大時(shí)長度差越大，結(jié)合 F ＝ mg /co s θ 知對應(yīng)的拉力越大，故 D 正確。因同樣拉力下橡皮筋第 2 次長度較長，故同樣長度下橡皮筋第 2 次所受拉力較小， C 錯(cuò)誤。 ( 4 ) 從能在記錄紙上完成實(shí)驗(yàn)的角度考慮有：橡皮筋不宜過長， O 點(diǎn)位置應(yīng)靠近木板邊緣，所選標(biāo)度不能過小或過大等；從能測出拉力及減小相對誤差角度考慮有：拉力不宜過大或過小，兩力之間夾角不宜過大或過小等；從能保證兩次測量中力的作用效果相同的角度來考慮有：選用新的、彈性好的橡皮筋或換用彈性好的輕彈簧等。 [ 點(diǎn)評 ] 本題是驗(yàn)證平行四邊形定則，具有一定的創(chuàng)新性，在第 ( 2 ) 問中，常常忽略橡皮筋彈性發(fā)生變化而認(rèn)為 Fa Fb。在第 ( 3 ) 問中，常常受思維定勢的影響而錯(cuò)選。 4. 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)攻克策略 所謂設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，自主運(yùn)用物理知識、實(shí)驗(yàn)方法和技能，完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié) ( 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、對象、原理、儀器選擇、實(shí)驗(yàn)步驟 、數(shù)據(jù)處理等 ) ，擬定實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上作出適當(dāng)評價(jià)。 解答此類實(shí)驗(yàn)題要用 “ 已有的知識 ” 、 “ 學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法 ” 、 “ 已會用的儀器 ” ，通過知識遷移和能力遷移，進(jìn)行解答。 求解設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基本思路 【典例佐證】 12 ． [ 2 0 1 5 成都二診 ] 某實(shí)驗(yàn)小組欲測量額定電壓為 3 V 的某 LED 燈在正常工作時(shí)的電阻 Rx，已知該燈正常工作時(shí)電阻大約為 6 0 0 Ω 左右。 除該 LED 燈外，實(shí)驗(yàn)中可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有： 電流表 ( 量程 0 ～ 0 . 6 A ，內(nèi)阻 RA約 2 . 0 Ω ) 電壓表 ( 量程 0 ～ 6 V ，內(nèi)阻 RV1約 5 k Ω ) 電壓表 ( 量程 0 ～ 3 V ，內(nèi)阻 RV2＝ 5 0 0 Ω ) 滑動變阻器 R (0 ～ 2 0 Ω ，允許最大電流 1 . 0 A) 蓄電池 E( 電動勢 1 0 V ，內(nèi)阻約 0 .1 Ω ) 開關(guān) S 一只、導(dǎo)線若干 ( 1 ) 實(shí)驗(yàn)中要求測量盡量準(zhǔn)確且方便調(diào)節(jié)、除電源、 LED 燈、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線外，電表 ( 電流表或電壓表 ) 應(yīng)選用 _ _ _ _ _ _ _ _ 、 _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填寫儀器符號 ) 。 ( 2 ) 畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)明儀器符號。 ( 3 ) 寫出測量 LED 燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式 Rx＝ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ( 用電壓表 的示數(shù) U電壓表 的示數(shù) U電流表 的示數(shù) I ， RV RV RA中的某些字母表示 ) 。 如圖所示 U 1R V2U 2 － R V2 [ 解析 ] 蓄電池電動勢為 1 0 V ，滑動變阻器最大阻值為 2 0 Ω ， LED 燈大約阻值 6 0 0 Ω ，若用限流式調(diào)節(jié)范圍太小，所以控制電路采用滑動變阻器分壓式。電流表量程太大，不適用，所以電表用 、 ，因?yàn)閮?nèi)阻已知，所以用 和 Rx串聯(lián)分壓的思想?；蛘呃斫獬梢阎獌?nèi)阻的 可以測電流。
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