热点专题突破系列(二)“板块装置”在实验中的应用概要1.docx

热点专题突破系列(二)“板块装置”在实验中的应用【高考热点概述】　　由一个长木板和一个滑块(或小车)组成的“板块装置”在力学实验中应用十分广泛,“板块装置”所涉及的实验主要有研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。“板块装置”在验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律实验及其创新实验中的应用是高考的热点。【热点分类突破】一、“板块装置”在测量滑块与木板间动摩擦因数中的应用【例证1】(2014·山东高考)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示。在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;实验数据如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=________(保留2位有效数字)。(3)滑块最大速度的大小v=________________(用h、s、μ和重力加速度g表示)。【精讲精析】(1)图像如图所示(2)图甲中滑块和橡皮泥处于平衡状态，由平衡条件得F=μG，即μ= ；图像中斜率的大小就表示动摩擦因数，由图像可得μ==0.40。(3)滑块运动位移为h时速度最大，后一段滑块做匀减速直线运动，由动能定理得： -mg(s-h)=0- mv2，所以滑块运动的最大速度的大小答案：(1)见精讲精析 (2)0.40 (3)【总结提升】本实验的误差来源来源一：细绳与长木板不平行。来源二：橡皮泥和滑块的重力测量有误差。来源三：木板上木块的移动距离测量读数不准确。二、“板块装置”在验证机械能守恒定律实验中的应用【例证2】(2014·漳州模拟)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?____________。(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=_____cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为______m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、____________和____________(文字说明并用相应的字母表示)。(3)本实验通过比较____________和____________在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒。【精讲精析】(1)接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑块能基本做匀速直线运动)。(2)d=5 mm+2×0.1 mm=5.2 mm=0.52 cm；滑块经过光电门时的瞬时速度为v= =0.43 m/s；根据机械能守恒定律，应该满足mgs=(m+M)( )2，所以本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s和滑块的质量M。(3)通过比较mgs和 (m+M)( )2在实验误差允许的范围内相等，从而验证了系统的机械能守恒。答案：(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的(或轻推滑块，滑块能基本做匀速直线运动) (2)0.52 0.43 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s 滑块的质量M (3)mgs (m+M)( )2【专题强化训练】1.(2013·新课标全国卷Ⅰ)图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m;用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离s;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB,求出加速度a;④多次重复步骤③,求a的平均值 ;⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。回答下列问题：(1)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数如图乙所示,其读数为________cm。(2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a=_______。(3)动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ=________。(4)如果细线没有调整到水平,由此引起的误差属于___________(选填“偶然误差”或“系统误差”)。【解析】(1)20分度游标卡尺的精确度为0.05mm,主尺读数0.9 cm,游标尺读数=12×0.005 cm=0.0