【全程攻略】江苏省2013年高考物理二轮复习训练10主要关注力学实验中的常见问题,涉及了测量仪器的读数、动能势能守恒的验证、牛顿第二定律的验证以及力的平行四边形定则的实验。
1. 测量仪器的读数:题目中给出了螺旋测微器和游标卡尺的图像,要求学生读出读数。螺旋测微器是一种精密测量工具,其读数包括固定刻度和可动刻度部分,通常精度为0.01mm。游标卡尺则有主尺和游标尺,通过两者读数相加并考虑游标尺的精度(例如,10分度的游标卡尺精度为0.1mm)来得到最终读数。
2. 验证机械能守恒定律:此实验中,使用打点计时器记录物体自由下落的情况。计算B点瞬时速度时,正确的公式是利用中间时刻的速度近似等于平均速度,即v_B = (x_B - x_A) / (t_B - t_A),而不是直接使用2gsOB。同学丙可以计算加速度,进而估算阻力,但需要注意的是,由于阻力的存在,机械能并不严格守恒,只能在理想条件下近似守恒。若纸带从OA间扯断,仍能验证机械能守恒,因为只要比较初始点和任意点之间的势能减少与动能增加即可。
3. 验证牛顿第二定律:实验目的是确定小车在砂和砂桶牵引下的加速度,以此验证F=ma的关系。要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,需通过平衡摩擦力的方法进行调整,即让空载的小车在没有拉力的情况下做匀速运动。实验中应选择不同质量的砂和砂桶,以改变拉力,而小车的质量M应保持相对较大,这样可以忽略小车的质量变化对实验结果的影响。根据给出的数据,可以计算出小车的加速度。
4. 探究平抛运动中机械能守恒:通过测量小球通过光电门的时间和高度,可以求得小球的初速度和落地速度。若机械能守恒,小球落地时的动能应等于初位置的势能,即mv_B^2/2=mgh,因此要求v_0^2 = 2gh,这里v_B为小球通过光电门的速度,h为高度,v_0为平抛初速度。实验中,通过比较v_B和v_0的值来验证机械能守恒。
5. 验证力的平行四边形定则:这个实验要求通过改变钩码数量和弹簧测力计的拉力,使得橡皮条的结点O保持在固定位置,从而验证力的合成遵循平行四边形法则。正确操作包括确保橡皮条被拉伸的方向与两细绳的夹角无关,而O点的位置只与两个力的大小和方向有关。
这些实验涉及到高中物理的重要概念,包括测量技巧、能量守恒、牛顿定律的应用以及力合成的几何规则,对于理解物理现象和培养实验技能至关重要。