高中物理力学实验总复习汇总
高中物理力学实验专题汇总

实验一 研究匀变速直线运动之青柳念文创作 考纲解读 1.操练正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会操纵纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系,并能根据图象求加速度.基本实验要求1.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.2.实验步调(1)依照实验原理图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;(3)把小车停靠在打点计时器处,接通电源,放开小车;(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;(5)换纸带反复做三次,选择一条比较抱负的纸带停止丈量分析.3.注意事项(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行.(2)两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源,后取纸带.(3)防止碰撞:在到达长木板结尾前应让小车停止运动,防止钩码落地和小车与滑轮相撞.(4)减小误差:小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的丈量误差,加速度大小以能在约50 cm 的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.规律方法总结1.数据处理(1)目标通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等.(2)处理的方法①分析物体的运动性质——丈量相邻计数点间的间隔,计算相邻计数点间隔之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质. ②操纵逐差法求解平均加速度a 1=x4-x13T2,a 2=x5-x23T2,a 3=x6-x33T2⇒a =a1+a2+a33③操纵平均速度求瞬时速度:v n =xn +xn +12T =dn +1-dn -12T④操纵速度—时间图象求加速度a.作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.2.依据纸带断定物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3……x n是相邻两计数点间的间隔.(2)Δx是两个持续相等的时间里的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2….(3)T是相邻两计数点间的时间间隔:Tn(打点计时器的频率为50Hz,n为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx=aT2,因为T是恒量,做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量,所以Δx必定是个恒量.这标明:只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个持续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.考点一对实验操纵步调的考察例1在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,某同学的操纵步调如下,其中错误的步调有________.A.拉住纸带,将小车移到接近打点计时器处先放开纸带,再接通电源B.将打点计时器固定在平板上,并接好电源C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上合适的钩码D.取下纸带,然后断开电源E.将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做加速运动F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔_________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________将以上步调完善并填写在横线上(遗漏的步调可编上序号G、H……);实验步调的合理顺序为:________________.例2(2012·山东理综·21(1))某同学操纵如图1所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开端运动,重物落地后,物块再运动一段间隔停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于丈量的点开端,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的间隔如图2所示.打点计时器电源的频率为50 Hz.图1图2①通过分析纸带数据,可断定物块在两相邻计数点______和______之间某时刻开端减速.②计数点5对应的速度大小为________m/s,计数点6对应的速度大小为________m/s.(保存三位有效数字)③物块减速运动过程中加速度的大小为a=______m/s2.1.运动性质的断定:看相邻计数点间的间隔特点.2.瞬时速度求解:采取平均速度法求某一点的瞬时速度.3.加速度的求解:(1)v-t图象法;(2)推论法:Δx=aT2;(3)逐差法.例3某校研究性学习小组的同学用如图3甲所示的滴水法丈量一小车在斜面上运动时的加速度.实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉固定;把滴水计时器固定在小车的结尾,在小车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准);在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标记小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时当即将小车移开.图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的间隔是x01=1.40 cm,x12=2.15 cm,x23=2.91 cm,x34=3.65 cm,x45=4.41 cm,x56=5.15 cm.试问:图3(1)滴水计时器的原理与讲义上先容的________原理近似.(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4=________m/s,小车的加速度a=________m/s2.(成果均保存两位有效数字)创新方向清点以教材中的实验为布景,通过改变实验条件、实验仪器设置题目,不脱离教材而又不拘泥教材,体现开放性、探究性等特点.清点1 实验器材的改进替代长木①为了包管小车真正做匀加速直线运动,用气垫导轨――→板替代打点计时器②用频闪照相或光电计时器――→清点2 在新情景下完善实验步调及数据分析1.如图4所示,在“探究匀变速运动的规律”的实验中图4(1)为消除磨擦力对实验的影响,可使木板适当倾斜以平衡磨擦阻力,则在不挂钩码的情况下,下面操纵正确的是( )A.未毗连纸带前,放开小车,小车能由运动开端沿木板下滑B.未毗连纸带前,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑C.放开拖着纸带的小车,小车能由运动开端沿木板下滑D.放开拖着纸带的小车,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑(2)图5是实验中得到的一条纸带的一部分,在纸带上取相邻的计数点A、B、C、D、E.若相邻的计数点间的时间间隔为T,各点间间隔用图中长度暗示,则打C点时小车的速度可暗示为v C=________,小车的加速度可暗示为a=______.图52.如图6所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端,另外一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别停止实验,经正确操纵获得两条纸带①和②,纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点.图6(1)任选一条纸带读出b、c两点间间隔为________;(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________,纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①________v②(填“大于”、“等于”或“小于”);(3)图中________(填选项字母).A.两条纸带均为用装置甲实验所得B.两条纸带均为用装置乙实验所得C.纸带①为用装置甲实验所得,纸带②为用装置乙实验所得D.纸带①为用装置乙实验所得,纸带②为用装置甲实验所得3.光电计时器也是一种研究物体运动情况的常常使用计时仪器,其布局如图7甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接纳装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器便可以切确地把物体从开端挡光到挡光竣事的时间记录下来.现操纵图乙所示的装置丈量滑块和长木板间的动磨擦因数,图中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门,与之毗连的两个光电计时器没有画出,长木板顶端P×10-2×10-3 s.用精度为0.05 mm的游标卡尺丈量滑块的宽度d,其示数如图丙所示.图7(1)滑块的宽度d=________ cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1=________ m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=________ m/s.(成果保存两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的________,要使瞬时速度的丈量值更接近于真实值,可将________的宽度减小一些.4.图8是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a暗示.图8(1)OD间的间隔为________ cm.(2)图9是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的间隔),斜率暗示________,a=________ m/s2(成果保存三位有效数字).图95.物理小组在一次探究活动中丈量滑块与木板之间的动磨擦因数.实验装置如图10甲所示,打点计时器固定在斜面上,滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下.图乙是打出的纸带的一段.图10(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,选A、B、C、D、E、F、G 7个点为计数点,且各计数点间均有一个点没有画出.滑块下滑的加速度a=________m/s2.(2)为丈量动磨擦因数,下列物理量中还应丈量的有________.(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度LB.木板的结尾被垫起的高度hC.木板的质量m1D.滑块的质量m2E.滑块运动的时间t(3)丈量第(2)问中所选定的物理量需要的实验器材是________.(4)滑块与木板间的动磨擦因数μ=________(用所测物理量暗示,重力加速度为g).与真实值相比,丈量的动磨擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你观点的一个论据:___________________________________________________________ _____.1、(2016随时间的变更.物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另外一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端,所用交流电源频率为50Hz.纸带穿过打点计时器毗连在物块上.启动打点计时器,释放物块,物块在钩码的作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图(b )所示(图中相邻两点间有4个点未画出).根据实验数据分析,该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题:(1)在打点计时器打出B 点时,物块的速度大小为____m/s.在打出D 点时,物块的速度大小为_______m/s ;(保存两位有效数字)(2)物块的加速度大小为_______m/s.(保存两位有效数字)2、(2010江苏卷)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变更规律,某同学采取了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的磨擦力后,在小车上装置一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车▲(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.(2)从纸带上选取若干计数点停止丈量,得出各计数点的时间t 与速度v 的数据如下表:请根据实验数据作出小车的v-t 图像.(3)通过对实验成果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?请根据v-t 图象简要阐述来由.3、(2015新课标2卷)某学生用图(a )琐事的实验装置丈量物块与斜面的懂磨擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b )所示,图中标出了5个持续点之间的间隔.(1) 物块下滑是的加速度a =________m/s 2;打点C 点时物块的速度V =________.M/S;(2) 已知重力加速度大小为g ,求出动磨擦因数,还需丈量的物理量是(天正确答案标号)A 物块的质量B 斜面的高度C 斜面的倾角 4、(2011年高考·山东理综卷)某探究小组设计了x h H 挡板“用一把尺子测定动磨擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳毗连,跨在斜面上端.开端时小球和滑块均运动,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.坚持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操纵,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H 、滑块释放点与挡板处的高度差h 和沿斜面运动的位移x .(空气阻力对本实验的影响可以忽略)(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________.(2)滑块与斜面间的动磨擦因数为__________________.(3)以下能引起实验误差的是________.a .滑块的质量b .当地重力加速度的大小c .长度丈量时的读数误差d .小球落地和滑块撞击挡板分歧时5、(2011年高考·广东理综卷)图(a )是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点.加速度大小用a 暗示.(1)OD 间的间隔为_______cm(2)图(b )是根据实验数据绘出的s -t 2图线(s 为各计数点至同一起点的间隔),斜率暗示_______,其大小为_______m/s 2(保存三位有效数字).6、(2011年高考·安徽理综卷)为了丈量某一弹簧的劲度系数,将该2/s 2图(b )弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上分歧质量的砝码.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出.(g2)m/克××××××⑴作出m-l的关系图线;⑵弹簧的劲度系数为N/m.7、(2011年高考·上海卷)如图,为丈量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d.b bA Bd⑴当小车匀加速颠末光电门时,测得两挡光片先后颠末的时间Δt1和Δt2,则小车加速度a=.⑵(多选题)为减小实验误差,可采纳的方法是()A.增大两挡光片宽度b B.减小两挡光片宽度bC.增大两挡光片间距d D.减小两挡光片间距d8、(2011年高考·全国卷新课标版)操纵图1所示的装置可丈量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上装置有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上接近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置停止多次丈量,每次都使滑块从同一点由运动开端下滑,并用米尺丈量甲、乙之间的间隔s,记下相应的t值;所得数据如下表所示.s (m)t (ms) 371.5 776.4[来历:Z&xx&]s /t (m/s) 1.45[来历:学+科+网]完成下列填空和作图:⑴若滑块所受磨擦力为一常量,滑块加速度的大小a 、滑块颠末光电门乙时的瞬时速度v 1、丈量值s 和t 四个物理量之间所知足的关系式是_________________;⑵根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上画出s /t -t 图线;⑶由所画出的s /t -t 图线,得出滑块加速度的大小为a =_______m/s 2(保存2位有效数字).实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系考纲解读1.学会用列表法、图象法等处理实验数据.2.探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系.基本实验要求 规律方法总结滑块 光电门甲光电门乙图1 t (s)(m/s) s t O图2例1 如图1甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.图1(1)为完成实验,还需要的实验器材有:________________.(2)实验中需要丈量的物理量有:________________.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于_____________________________________.(4)为完成该实验,设计的实验步调如下:A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线毗连起来;B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0;C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码运动时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.首先测验测验写成一次函数,如果不成,则思索二次函数;F.诠释函数表达式中常数的物理意义;G.整理仪器.请将以上步调按操纵的先后顺序摆列出来:________.考点二实验过程及数据处理例2(2012·广东·34(2))某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”).②弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:刻度尺的最小分度为________.③图2为该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“L x”).图2④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________g(成果保存两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2).创新实验设计例3 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图3所示.所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.图3(1)有一个同学通过以上实验丈量后把6组数据描点在坐标系图4中,请作出F-L图线.图4(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=________ cm,劲度系数k=________ N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况,帮忙他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的详细数据).(4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较,优点在于:____________________________________________________________缺点在于:_____________________________________________________________图象法是一种重要的实验数据处理方法.图象具有既能描绘物理规律,又能直观地反映物理过程、暗示物理量之间定性定量关系及变更趋势的优点.当前高测验题对数据处理、成果分析考察的频率较高.多省高考题涉及了图象的考察.作图的规则:(1)要在坐标轴上标明轴名、单位,恰当地选取纵轴、横轴的标度,并根据数据特点适当确定坐标起点,使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸.若弹簧原长较长,则横坐标起点可以不从零开端.(2)作图线时,尽可以使直线通过较多所描的点,不在直线上的点也要尽可以对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远,则是因偶尔误差太大所致,应舍去).(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义,注意分析图象的斜率、截距的意义.要懂得斜率和截距的意义可以处理什么问题.例 4 某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验.实验时,先把弹簧平放在桌面上,用直尺测出弹簧的原长L0=4.6 cm,再把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x,数据记录如下表所示.(1)图5(2)由此图线可得,该弹簧劲度系数k=________N/m;(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是__________________________________.1.如图6甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连.当对弹簧施加变更的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧发生的弹力大小的关系图象,如图乙所示.则下列断定正确的是( )图6A.弹簧发生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C.该弹簧的劲度系数是200 N/mD.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变2.为了探究弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格分歧的弹簧停止测试,根据测得的数据绘出如图7所示的图象,从图象上看,该同学没能完全按实验要求做,使图象上端成为曲线,图象上端成为曲线是因为________________.B弹簧的劲度系数为__________.若要制作一个切确度较高的弹簧测力计,应选弹簧________(填A或B).图73.我校同学们在研究性学习中,操纵所学的知识处理了如下问题:一轻弹簧竖直悬挂于深度为h=25.0 cm,且启齿向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下部分位于筒内),如图8甲所示,如果本实验的长度丈量工具只能丈量出伸出筒的下端部分弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,同学们通过改变l而测出对应的弹力F,作出F—l的图线如图乙所示,则弹簧的劲度系数为k =________ N/m,弹簧的原长l0=________ m.图84.为了丈量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上分歧质量的砝码.实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图9上标出.(g=9.8 m/s2)图9(1)在图9上作出m-l的关系图线;(2)弹簧的劲度系数为__________ N/m(成果保存三位有效数字).5.某同学操纵弹簧测力计、小车、砝码、钩码、木块和带有定滑轮的长木板等器材探究滑动磨擦力F f与正压力F N之间的关系,实验装置如图10所示.该同学主要的实验步调如下:图10a.将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上,在细绳一端挂适量的钩码,使其可以带动小车向右运动;b.多次改变木块上砝码的个数,并记录多组数据;c.停止数据处理,得出实验结论.请回答下列问题:(1)实验中应丈量木块和木块上砝码的总重力,并记录___________________________________________________________________________________ _______________;(2)若用图象法处理实验数据,以滑动磨擦力F f为横轴,正压力F N为纵轴,建立直角坐标系,通过描点,得到一条倾斜的直线,该直线的斜率所暗示的物理意义(可用文字描绘)为________________;(3)通过实验得出的结论是___________________________________________________________________________________________________________ _______________.6.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中,某实验小组将分歧数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,停止丈量,根据实验所测数据,操纵描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图象,如图11所示,根据图象回答以下问题:图11(1)弹簧的原长为__________.(2)弹簧的劲度系数为________.(3)分析图象,总结出弹簧弹力F与弹簧总长L之间的关系式为___________________.1、(2010浙江卷)在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中,甲、乙两位同学选用分歧的橡皮绳代替弹簧,为丈量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩友(每个钩友的质量均为m=0.jkg,取g=10m/s2),并记录绳下端的坐标X加(下标i暗示挂在绳下端钩友个数).然后逐个拿下钩友,同样记录绳下端面的坐标X 减,绳下端面坐标的值X i=(X加+X减)/2的数据如下表:(1)同一橡皮绳的X加X减(大于或小于);(2)同学的数据更符合实验要求(甲或乙);(3)选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m);(4)为了更好的丈量劲度系数,在选用钩码时需思索的因素有哪些?2、(2011年高考·安徽理综卷)为了丈量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上分歧质量的砝码.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出.(g2)m/克××××××⑴作出m-l的关系图线;⑵弹簧的劲度系数为N/m.3、(2012广东卷)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在______方向(填“水平”或“竖直”)②弹簧自然悬挂,待弹簧______时,长度记为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表表:代表符号L0L x L1L2L3L4L5L6数值(cm)尺的最小长度为______.③图16是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与_________的差值(填“L0或L1”).④2).4、(2016全国新课标II卷,22)(6分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能停止探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不毗连,纸带穿过打点计时器并与物块毗连.向左推物块使弹簧压缩一段间隔,由运动释放物块,通过丈量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.图a⑴实验中涉及到下列操纵步调:①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩,并丈量弹簧压缩量上述步调正确的操纵顺序是(填入代表步调的序号).。
高中物理力学实验知识点总结

高中物理力学实验知识点总结力学是物理学的一个重要分支,主要研究物体的运动规律和相互作用。
在高中物理课程中,力学实验是非常重要的一部分,通过实验可以帮助学生更好地理解物理学原理,掌握实验方法和技巧。
下面对高中物理力学实验的知识点进行总结。
一、测量长度的实验1. 使用游标卡尺测量物体长度:在实验中,要正确使用游标卡尺,保持测量精确度。
先将游标卡尺的两个测头对准要测量的物体两端,然后读出游标尺上的刻度值,注意估读。
2. 使用光栅测量物体的长度:利用光栅可以更加精确地测量物体的长度,实验中要注意调整好放置光栅和光源的位置,确保测量准确。
二、测量时间的实验1. 使用秒表测量时间:秒表是测量时间的常用工具,实验中要注意操作规范,按下开始按钮和停止按钮时要准确及时。
2. 利用摆钟测量时间:通过摆钟实验可以研究物体摆动的规律,要注意测量摆动周期和频率,以及摆长和振幅的影响。
三、小球自由落体实验1. 自由落体实验的原理:自由落体是一种重力作用下物体的运动方式,实验中要注意测量下落物体的时间和高度,根据实验数据计算出加速度等物理量。
2. 利用计时器测量自由落体时间:在实验中可以利用计时器准确测量自由落体的时间,通过多次实验取平均值得出准确结果。
四、力的平衡实验1. 力的合成实验:力的平衡实验可以通过力的合成和分解来研究物体在受力作用下的平衡情况,实验中要注意施加力的方向和大小,观察物体是否平衡。
2. 利用弹簧测力计测量力的大小:在力的平衡实验中,可以使用弹簧测力计来准确测量力的大小,通过拉伸弹簧的长度来得出力的大小。
五、牛顿运动定律实验1. 牛顿第一定律实验:通过实验验证牛顿第一定律,即物体静止或匀速直线运动时,受力平衡的原理。
实验中可以利用滑动和静止摩擦力的对比来说明该定律。
2. 牛顿第二定律实验:通过实验验证牛顿第二定律,即物体受力时产生加速度和力的大小和加速度成正比的原理。
实验中要测量物体受力后的加速度并得出结论。
高考力学实验知识点总结

高考力学实验知识点总结在高考物理考试中,力学实验是一个重要的知识点。
力学实验旨在通过实际操作,观察和测量来研究物体在受力下的变化规律,从而加深对力学原理的理解及应用能力。
下面我们将对高考力学实验常见的知识点进行总结,帮助大家更好地应对考试。
1. 弹簧伸长实验弹簧伸长实验是用来研究弹簧的弹性的实验。
实验中,我们可以改变弹簧的受力情况,观察并测量弹簧长度的变化。
根据胡克定律,弹簧伸长与所受力成正比,且与弹簧的劲度系数k有关。
通过实验,我们可以测量弹簧的劲度系数,并应用到解决实际问题中。
2. 斜面上滑动实验斜面上滑动实验是研究物体在斜面上受力下的运动规律的实验。
在实验中,我们可以通过改变斜面的倾角和物体的质量来观察物体在斜面上滑动的情况,并测量滑动的加速度。
这样的实验可以帮助我们理解牛顿第二定律以及重力、摩擦力等概念,并应用到解决相关问题中。
3. 牛顿第二定律实验牛顿第二定律实验是用来验证牛顿第二定律的实验。
在实验中,我们可以通过改变物体受力的大小和方向,观察物体的加速度的变化,并测量受力与加速度的关系。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与受力成正比,与物体的质量成反比。
这个实验可以帮助我们进一步理解和应用牛顿第二定律。
4. 线热膨胀实验线热膨胀实验是用来研究物体在温度变化下的线膨胀规律的实验。
实验中,我们可以通过改变物体的温度,观察并测量物体长度的变化。
根据线膨胀的定义,物体的线膨胀系数与温度变化量成正比,与物体的初始长度有关。
通过实验,我们可以测量物体的线膨胀系数,并应用到相关问题中。
5. 动量守恒实验动量守恒实验是用来验证动量守恒定律的实验。
在实验中,我们可以通过改变物体的质量和速度,观察两个物体之间的碰撞过程,并测量碰撞前后动量的变化。
根据动量守恒定律,系统的总动量在碰撞过程中保持不变。
这个实验可以帮助我们更好地理解动量守恒定律,并应用到解决实际碰撞问题中。
通过以上总结,我们可以看到,力学实验在高考物理考试中占据较大的比重。
高中物理力学实验专题复习有答案

实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1.练习正确使用打点计时器,学会利用打点纸带研究物体的运动。
2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法Δx=aT2。
3.掌握使用速度—时间图像求加速度的方法。
4.掌握使用逐差法计算匀变速直线运动加速度的方法。
二、实验原理1.实验原理图2.打点计时器(1)电磁打点计时器:6 V以下交流电源。
(2)电火花计时器:220 V交流电源。
(3)当所用交流电源的频率f=50 Hz时,每隔0.02 s打一次点。
若交流电的频率变化,对应打点时间间隔也会发生变化。
3.处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。
计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点,要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的,时间间隔均为0.1 s。
4.匀变速直线运动的判断(1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量,即Δx=aT2,则物体做匀变速直线运动。
(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度,作出物体运动的v-t图像,若图像是一条倾斜的直线,则物体做匀变速直线运动。
5.由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度v n=x n+x n+12T来计算。
6.利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔),求出a1=x4-x1 3T2,a2=x5-x23T2,a3=x6-x33T2,然后取平均值,即a=a1+a2+a33=x4+x5+x6-(x1+x2+x3)9T2,即为物体的加速度。
在数据处理时可以对纸带重新分段,把6段距离分为“前三”和“后三”,“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差,时间间隔为3T。
(2)图像法利用v n=x n+x n+12T求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用v-t图像的斜率求物体运动的加速度。
高中物理力学实验知识点总结

高中物理力学实验知识点总结
力学基本实验仪器的使用,如打点计时器、天平、量筒等。
学会利用控制变量法进行实验数据的处理和解释。
掌握常见力的测量方法,如重力、弹力、摩擦力的测量。
其中,摩擦力的测量可以通过摩擦力实验了解静摩擦力和动摩擦力的特性,如与物体的接触面积、表面材质和受力大小的关系。
了解误差来源,包括仪器误差、人为误差、环境误差等,并学会减小误差的方法。
掌握验证力的平行四边形定则的实验,理解等效替代的思想。
该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果,看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的合成的平行四边形定则。
理解牛顿第二定律的实验,包括加速度与力、质量的关系。
在力的平衡实验中,常使用杆的平衡来说明力的平衡条件,即F=ma,其中F为物体所受的合外力,m 为物体的质量,a为物体的加速度。
理解机械能守恒定律的实验,知道如何通过实验验证机械能守恒。
以上就是高中物理力学实验的主要知识点,具体内容会因不同的实验而异,需要具体掌握每个实验的相关内容。
如需更详尽的信息,建议查阅高中物理教材和教辅资料,或者咨询高中物理教师。
力学实验知识点高考

力学实验知识点高考力学实验是高考物理科目中的重要内容之一,对于理解力学的基本概念和原理、培养实践能力都具有重要作用。
下面将介绍一些力学实验的知识点,供同学们参考。
一、弹簧的胡克定律实验弹簧是力学中常见的弹性体,弹簧的弹性特性可以通过实验来研究。
实验过程如下:1. 准备一根弹簧和一组质量挂钩。
2. 固定一个端点,将不同质量的挂钩挂在弹簧的另一端。
3. 测量每个质量挂钩的质量和弹簧的伸长长度。
4. 记录每个挂钩的质量与弹簧伸长长度的数据。
5. 制作挂钩质量与弹簧伸长长度的图像,根据斜率计算出弹簧的弹性系数。
二、摆锤的周期实验摆锤是经典力学中重要的研究对象,通过摆锤周期的实验可以研究重力、摆长等因素对摆锤运动的影响。
实验过程如下:1. 准备一个具有一定摆长的摆锤。
2. 测量摆锤的摆长和摆动的周期。
3. 分别改变摆长或摆动角度,重新测量摆动周期。
4. 记录每组数据后,制作摆动周期与摆长(或摆动角度)的图像。
5. 根据图像得出摆锤与摆长(或摆动角度)之间的关系,从而研究影响摆锤周期的因素。
三、斜面上的滑动摩擦实验斜面上的滑动摩擦是力学中常见的现象,可以通过实验研究物体在斜面上的滑动规律。
实验过程如下:1. 准备一个斜面和一个小物体。
2. 将小物体放在斜面上,测量它滑动的时间和滑动的距离。
3. 改变斜面的角度,重新进行实验,测量滑动时间和距离。
4. 记录每组数据后,制作滑动时间与滑动距离的图像。
5. 根据图像得出滑动时间与滑动距离之间的关系,从而研究斜面上的滑动摩擦规律。
四、空气阻力对自由下落体实验空气阻力是物体在运动中受到的一种阻碍力,可以通过实验研究自由下落体在空气阻力作用下的运动规律。
实验过程如下:1. 准备一个自由下落体和一个空气密闭容器。
2. 将自由下落体放入空气密闭容器中,观察其下落的时间和下落的距离。
3. 空气容器逐渐减压,重复观察下落时间和下落距离。
4. 记录每组数据后,制作下落时间与下落距离的图像。
力学分组实验的回顾与总结
力学分组实验的回顾与总结高中物理力学分组实验有:验证力的平行四边形定则,研究匀变速直线运动,探究加速度与力、质量的关系,验证机械能守恒定律.其中有三个实验常利用打点计时器进行.近几年力学中相关纸带处理的实验、力学创新实验是高考的热点内容.在实验复习中,应以掌握常规实验原理、方法、规范操作程序、数据处理方法等为根本,灵活运用所学知识、实验方法迁移到新的背景中,设计新的实验和解决相关问题.一、实验的原理和注意点1.探究求合力的方法一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮条结点拉伸到某点,则F为F1和F2的合力,作出F的图示,再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F“的图示,比较F"与F在实验误差允许范围内是否大小相等、方向相同,即可得到互成角度的两个力的合成遵从平行四边形定则.实验中应注意:(1)定位()点时要力求准确;(2)同一次实验中,用两个弹簧秤和只用一个弹簧秤拉橡皮条使结点O必须保持位置不变;(3)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;(4)应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;(5)两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大,也不要太小.(6)在同一次实验中,选定的标度要相同;(7)严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形.2.探究加速度与力、质量的关系探究加速度a与力F、质量M的关系时,应用的基本方法是控制变量法,可先控制小车的质量朋不变,探究加速度a与力F的关系;再控制小盘和砝码的质量不变,即力F不变,改变小车质量M,探究加速度a与质量M的关系.实验中应注意:(1)正确做好平衡摩擦力的工作,利用垫块调节斜面倾角,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受到的摩擦阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,通过调节让小车拖着打点的纸带匀速运动;(2)整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力;(3)每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力;(4)改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.例1 某小组利用如图1所示的装置验证牛顿第二定律.实验中,他们先利用垫块平衡摩擦力,用天平测出小车的总质量,用细线所挂砝码盘和砝码的总重代替小车所受的牵引力大小F.调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行.这样做的目的是()A.避免小车在运动过程中发生抖动B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.保证小车最终能够做匀速直线运动D.使细线拉力等于小车受到的合力解析依据实验的基本原理,如果细线与木板不平行,需要将细线对小车的拉力进行分解,小车受到的摩擦力也发生变化,细线拉力不再等于小车受到的合力,故本题选D.3.验证机械能守恒定律二、关于纸带的处理利用打点计时器的实验均涉及纸带,对于纸带的数据处理必须弄清楚下面几点:1.纸带的选取:一般实验应选用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带.在“验证机械能守恒定律”实验中需要用到初速度为零的起点时,还要求纸带包含打出的第一、二点,且两点距离接近2.0 mm.2.根据纸带上点的密集程度选取计数点.打点计时器每打n个点取一个计数点,则计数点时间间隔为n个打点时间间隔,如果取n =5,则对频率为50 Hz的交流电可知T=0.1 s.当然不一定取n =5,应根据实际情况而定.三、描点作图要求描点作图在物理实验中是必备的技能,通过描点作图探究相关规律,其基本要求是:(1)合理建立坐标(如通常尽可能面物理量间的线性图象),选取恰当的标度;(2)根据实验所测的数据准确描点;(3)依据描出的点画平滑的曲线或直线(点应尽可能接近图线,基本均匀分布在曲线或直线的两侧,个别偏移图线较远的点应去除).例2 某实验小组用图2甲装置验证机械能守恒定律.将一端带有滑轮的长金属轨道水平放置,重物通过轻细绳水平牵引小车沿轨道运动,利用打点计时器和纸带记录小车的运动.(1)实验中,电火花计时器应使用__________ V交流电源;小车质量__________ (选填“需要”或“不需要”)远大于重物质量.(2)正确完成一系列实验操作后,得到了一条纸带如图2乙所示,图中O是打点计时器打下的第一个点,用刻度尺测量连续的计数点A、B、C、D、E、F到O点的距离分别是h1、h2、h3、h4、h5、h6.已知打點计时器的打点周期为T,则可求出打D点时小车运动的速度vD=__________;小车运动的加速度a=____(用h4、h5、h6和T表示).。
高中物理力学实验知识点总结
高中物理力学实验知识点总结一、力的平衡实验力的平衡实验是力学实验中的基础实验,通过该实验可以了解力的平衡条件和力的合成等概念。
知识点总结:1. 力的平衡条件:当作用在物体上的多个力相互平衡,使得物体保持静止或匀速直线运动时,这些力的合力为零,称为力的平衡条件。
2. 力的合成:通过力的平衡实验可以了解多个力的合成。
当多个力作用在一个物体上时,可以通过合成力来代替这些力,合成力的大小和方向可以通过力的平衡条件来确定。
3. 杆的平衡:在力的平衡实验中常使用杆的平衡来说明力的平衡条件。
当一根杆平衡时,可以通过转矩的平衡条件来确定杆两端所受力的大小和方向。
二、牛顿第二定律实验牛顿第二定律实验是力学实验的重要内容,通过该实验可以验证牛顿第二定律,并了解力和加速度之间的关系。
知识点总结:1. 牛顿第二定律:牛顿第二定律表明物体的加速度和受到的力成正比,与物体的质量成反比。
即F=ma,其中F为物体所受的合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
2. 实验方法:通过在水平面上放置实验装置,使物体受到弹簧测力计的拉力,并随着不同的质量增加拉力,然后测量物体的加速度,验证牛顿第二定律。
3. 力和加速度的关系:牛顿第二定律说明了力和加速度之间的关系。
当受到的合外力增加时,物体的加速度会增加;相反,当受到的合外力减小时,物体的加速度会减小。
三、摩擦力实验摩擦力实验是研究物体表面之间的相互作用力,通过该实验可以了解摩擦力的特性和大小。
知识点总结:1. 静摩擦力和动摩擦力:静摩擦力是当物体相对运动前处于静止状态时,物体所受到的摩擦力;动摩擦力是当物体处于相对运动状态时,物体所受到的摩擦力。
2. 摩擦力的特性:静摩擦力和动摩擦力跟物体的接触面积、表面材质和受力大小有关。
通过摩擦力实验可以了解这些特性,例如改变物体的接触面积以及表面材质可以影响摩擦力的大小。
3. 弹簧测力计的应用:在摩擦力实验中,可以使用弹簧测力计来测量摩擦力的大小。
高中物理力学实验知识点总结
高中物理力学实验知识点总结在高中物理学习中,力学实验是非常重要的一部分,通过实验可以帮助学生更好地理解物理学的基本原理和知识点。
在力学实验中,有一些重要的知识点需要我们特别关注和总结,下面将对高中物理力学实验知识点进行总结。
首先,我们来谈谈力的平衡。
在力学实验中,力的平衡是一个非常基础的概念。
当物体受到的外力合成为零时,物体就处于力的平衡状态。
这时物体的加速度为零,速度保持不变。
在实验中,我们可以通过悬挂不同质量的物体在弹簧测力计上,观察弹簧测力计的指示值来验证力的平衡。
其次,我们需要了解力的合成和分解。
力的合成是指若干个力共同作用于一个物体时,其合力的性质。
力的分解则是指一个力可以分解成两个或多个力的性质。
在力学实验中,我们可以通过力的合成和分解实验来验证这些理论知识。
例如,可以利用力的合成和分解原理来解释斜面上的物体受力情况,或者通过实验验证平行四边形法则。
另外,摩擦力也是力学实验中的重要知识点。
摩擦力是两个物体表面接触并相对运动时产生的一种阻碍相对运动的力。
在实验中,我们可以通过斜面上物体的运动实验来研究摩擦力的作用规律,或者通过不同材质表面间的摩擦系数实验来探究摩擦力的大小和影响因素。
最后,动量守恒定律也是力学实验中的重要内容。
动量守恒定律是指在一个封闭系统内,系统的总动量保持不变。
在实验中,我们可以通过弹簧碰撞实验、小车碰撞实验等来验证动量守恒定律,并探究碰撞中动量转移和变化的规律。
总的来说,高中物理力学实验知识点涉及力的平衡、力的合成和分解、摩擦力以及动量守恒定律等内容。
通过实验,我们可以更直观地理解这些知识点,加深对物理学的理解和认识。
希望同学们在学习力学实验的过程中,能够认真总结和理解这些知识点,为进一步学习和探索物理学打下坚实的基础。
高中物理一轮力学实验复习
弹簧自身有重力
图线会发生弯曲
二 弹簧、橡皮条类实验(读数类)
实验三: 探究两 个互成 角度的 力的合 成规律
1.正确使用弹簧测力计 2.同一次实验中,橡皮条结点
1.按力的图示作 的位置一定要相同
平行四边形 3.细绳套应适当长一些,互成
2.求合力大小 角度地拉橡皮条时,夹角合适, 并标记力的方向
三 力学其他实验
实验六: 探究向心 力大小与 半径、角 速度、质 量的关系
1.弹力大小可以通过标
尺上刻度读出,该读数 作出Fn-ω2、Fn
显示了向心力大小
-r、Fn-m的图
像,分析向心力
2.采用了控制变量法,
与角速度、半径、
探究向心力大小与半径、
质量之间的关系
角速度、质量的关系
三 力学其他实验
实验九:用 单摆测量 重力加速
3.释放小车的位置? 中不4.用钩重码复和补小偿车阻的力质量有没 3.实有验要必求须?保证的条件:小车质
量 m≫槽码质量 m′
1思 1.利.物考用体:逐加差速法度或 v如-何t 图求像?法求 a
22.作.如出何a确-定F 图加 像速 力和度 、a与 物-物 体m1 图体 质像受 量, 确的定关a系与?F、m
槽口时球心在木板上的
y=1gt2,求初速度 2
投影点
v0=x
g 2y
二 弹簧、橡皮条类实验(读数类)
实验
实验二: 探究弹 簧弹力 与形变 量的关
系
装置图
实验操作
数据处理
1.应在弹簧自然下垂时, 1.作出弹力F随弹簧伸
测量弹簧原长l0
长量x变化的图线,斜
2.水平放置时测原长, 率表示弹簧的劲度系数
图线不过原点的原因是 2.超过弹簧的弹性限度,
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力学实验总复习一、打点计时器系列实验中纸带的处理1.纸带的选取:一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。
在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点,并且第一、二两点距离接近2.0mm 。
2.根据纸带上点的密集程度选取计数点: 打点计时器每打n 个点取一个计数点,则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔,即T =0.02n (s )。
一般取n =5,此时T =0.1s 。
3.测量计数点间距离: 为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑,测量距离时不要分段测量,尽可能一次测量完毕,即测量计数起点到其它各计数点的距离。
如图所示,则由图可得:1s S I =,12s s S II -=,23s s S III -=,34s s S IV -=,45s s S V -=,56s s S VI -=4.判定物体运动的性质: ⑴ 若I S 、II S 、III S 、IVS 、VS 、VIS 基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
⑵ 设△s1=II S -I S ,△s2=III S -II S ,△s3=IVS -III S ,△s4=VS -IVS ,△s5=VIS -VS若△s 1、△s 2、△s 3、△s 4、△s 5基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。
⑶ 测定第n 点的瞬时速度。
物体作匀变速直线运动时,在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
即测出第n 点的相邻的前、后两段相等时间T 内的距离,由平均速度公式就可求得,如上图中第4点的瞬时速度为:Ts s T S S v V IV 22354-=+=。
⑷ 测定作匀变速直线运动物体的加速度,一般用逐差法求加速度。
将如上图所示的连续相等时间间隔T 内的位移I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 分成两组,利用2aT s =∆可得:213T S S a I IV -=、223T S S a II V -=、233T S S a IIIVI -=,再算出的1a 、2a 、3a 平均值,即:3321a a a a ++=就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。
若为奇数组数据则将中间一组去掉,然后再将数据分组利用逐差法求解。
三 、考试大纲规定的学生实验1.长度的测量(游标卡尺和螺旋测微器) 例1 、读出下列游标卡尺测量的读数。
⑴ ⑵⑶例2 读出下列螺旋测微器测量的读数。
⑴⑵例3、有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm ,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是mm .用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是 mm .2. 研究匀变速直线运动(1)纸带处理。
从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹 清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O ,然后每5个点取一个计数点A 、B 、C 、…(或者说每隔4个点取一个记数点),这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s ,便于计算。
测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 …(2)利用s 1、s 2、s 3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s 2-s 1、s 3-3 4 cm 0 5 106780 10 20cm 012345123456789cm图乙0 mm20 30 25 15图甲1 2 3 (cm) 510s 2、s 4- s 3…,如果它们在允许的误差范围内相等,则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
(3)利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v :如T s s v c 232+=(4)利用纸带求被测物体的加速度a 。
具体来说又有3种方法:①“逐差法”:从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移,则()()23216549T s s s s s s a ++-++= ②利用任意两段相邻记数点间的位移求a :如()2T n m s s a nm --=③利用v -t 图象求a :求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度,画出如右的v-t 图线,图线的斜率就是加速度a 。
例6、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间。
计时器所用电源的频率为50Hz ,图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm )。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v 4=________m /s ,小车的加速度大小a =________m /s 2。
(保留三位有效数字)例7 、做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电源的频率为50Hz ,由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,按图所示,使每一条纸带下端与x 轴重合,左边与y 轴平行,将纸带段粘贴在直角坐标系中,则小车运动的加速度是 m/s 2(保留两位有效数字)。
例8、2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”卫星.右图是某监测系统每隔2.5s 拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片.(1)已知火箭的长度为40 m ,用刻度尺测量照片上的长度,结果如图所示.则火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v =____________m /s . (2)为探究物体做直线运动过程中s 随t 变化的规律,某实验小组经过实验和计算得到下表的实验数据:t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6T v/(ms -1)x0 1 2 3 4 5 622.530.0 37.5 45.0 52.5 y /mm60.0 物体运动 的起止点所测的 物理量 测量次数 1 2 3 45根据表格数据,请你在下图所示的坐标系中,用纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线.并根据图线分析得出物体从A B的过程中s随t变化的定量关系式:________________________.3.探究弹力和弹簧伸长的关系例9、某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置。
所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中。
(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)(1)试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线,说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
(2)上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?例10、(08北京卷)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。
做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。
当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;……;挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2。
①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是和.测量记录表:F/Nx/10-2m5 6 8 10 121.61.20.80.4砝码质量(g) 0 30 60 90 120 150 弹簧总长(cm) 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79 弹力大小(N)代表符号L 0L 1L 2L 3 L 4L 5L 6L 7刻度数值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1②实验中,L 3和L 2两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:112313326.90cm, 6.90cm,7.00cm n d L L d L L d L L =-==-==-=。
请你给出第四个差值:d A = = cm 。
④根据以上差值,可以求出每增加50g 砝码的弹簧平均伸长量L ∆。
L ∆用d 1、d 2、d 3、d 4 表示的式子为:L ∆= , 代入数据解得L ∆= cm 。
⑤计算弹簧的劲度系数k = N/m 。
(g 取9.8m/s 2)4.验证力的平行四边形定则(1)原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB 和一只弹簧秤拉 橡皮条AB 的效果相同,这个效果就是指橡皮条的形变量(大小和方向)相同。
(2)在画力的图示时,必须有箭头、标度、刻度。
(3)实验往往有一定的偶然误差,只要用平行四边形定则求得的合力F 和一只弹簧秤的拉力F / 的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
例11、 橡皮筋的一端固定在A 点,另一端栓上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N 、最小刻度为0.1N 的弹簧测力计,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。
当橡皮筋的活动端拉到O 点时,两根细绳相互垂直,如图所示。
这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N 和_____N 。
(只须读到0.1N )⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
例12、李明同学在做《互34012345(N) 123 A O B abc结点绳套成角度的两个力的合成》实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O 点以及两只弹簧秤拉力的大小如图(a )所示,(1)试在图(a )中作出无实验误差情况下F 1和F 2的合力图示,并用F 表示此力. (2)有关此实验,下列叙述正确的是 ▲ . (A )两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 (B )橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力(C )两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O .这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同(D )若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可(3)图(b )所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F ’是用一只弹簧秤拉时的图示) 答: .(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)答: 。
例13、在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A 为固定橡皮筋的图钉,O 为橡皮筋与细绳的结点,OB 和OC 为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
①图乙中的F 与F ′两力中,方向一定沿AO 方向的是____________________。
(2分)②本实验采用的科学方法是---( )(2分)A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 建立物理模型法例14、在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O .(1)某同学在做该实验时认为:A .拉橡皮条的绳细一些且长一些,实验效果较好B .拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C .橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O 时,拉力要适当大些D .拉力F 1和F 2的夹角越大越好其中正确的是 (填入相应的字母).(2)若两个弹簧秤的读数均为4N ,且两弹簧秤拉力的方向相互垂直,则 (选填“能”或“不能”)用一个量程为5N 的弹簧秤测量出它们的合力,理由是 .5.验证牛顿第二运动定律(1)了解该实验的系统误差的来源。