王尚:物理复习,课本上基本实验要迁移思考
高考物理实验的分值比较多,北京高考理综物理实验的分值是18分,占据总分值的18/120=15%;实验部分的考点相对比较集中,但近几年的得分情况却不容乐观。实验的考察要求在熟练掌握基本器材使用的基础上,透彻地理解实验设计思想和实验 原理、实验步骤、数据处理,以及误差分析,进而培养其设计简单实验的能力。我们高三物理实验部分复习要精读课本上基本实验,并要迁移思考,深入理解实验原理。高中物理课本中的实验仅仅是为我们提供了一套可行的实验设计方案和操作规程,但它决不是唯一可行的,也不一定是最佳实验方案。我们应 该着重从中领悟物理实验的设计思想、所运用的科学方法、规范的操作程序及合理的实验步骤。应从实际出发作合理的变通和大胆的改进,通过改变实验目的和要 求、实验控制的条件、实验仪器等方法,学生要动手去做,以培养运用实验思想方法、设计新的物理实验的能力。高考物理复习,要更加重视物理课本中基本实验的理解,高考的实验题都是以规定实验中的原理、方法和器材为基础编写出来的。比如我们去年(2011年)的北京考题就是这样。
2011年北京高考理综物理实验题(第二道综合实验问题)原题如下。网页不兼容,因此没有图像和公式。
如图2,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量 (填选项前的序号),间接地解决这个问题
A. 小球开始释放高度
B. 小球抛出点距地面的高度
C. 小球做平抛运动的射程②图2中 点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球 多次从斜轨上 位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程 ,然后,把被碰小球 静止于轨道的水平部分,再将入射小球 从斜轨上 位置静止释放,与小球 相撞,并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是 (填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量
B.测量小球 开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度h
D.分别找到 相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为(用②中测量的量表示);
若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为(用②中测量的量表示)。
④经测定小球落地点的平均位置距O点的距离如图3所示。
碰撞前,后m1的动量分别为p1与p1,则p1:p1 ;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1: p2=11:
实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为
⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用④中已知的数据,分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为cm
这道实验题目是力学碰撞实验。碰撞实验模型是力学最典型的实验之一,要证明的是动量的基本原理:动量守恒定律。此题目中第三问融入了弹性碰撞的考察,对弹性碰撞不理解,此题的后部分就无法做出来。其中第五问是考察我们最远射程的问题,要用到相应的数学计算(求极值的问题)。
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