【精品】高一物理必修二实验总结和练习题

必修二实验复习与相应练习题

实验一：研究平抛运动

实验器材:

斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。

\

1实验步骤

①安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平;

②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;

③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴

④确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角;

^

⑤描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点.

2注意事项

1、应保持斜槽末端的切线水平.钉有坐标纸的木板竖直.并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；

2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下.在斜槽上释放小球的高度应适当.使小球以合适的水平初速度抛出.其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布.从而减小测量误差；

3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点.应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。

问题一：已知远点求速度

t

x v t v x g y t gt y =

?==?=002221

、

问题二不知原点求初速度

T

x T x v gT y y 2

102

12=

==-

实验二：探究功与物体速度变化的关

系

￥

一实验器材：木板、小车、橡皮筋(若干）、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚

/

二实验步骤：

1、按图装好实验器材.把木板稍微倾斜.平衡阻力

先用一条橡皮筋做实验.把橡皮筋拉长到一定的位置.理好纸带.接通电源.释放小车。

3换用纸带.改用2条、3条。。。同样的橡皮筋进行实验.保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。 4由纸带算出小车获得的速度.把小车第一次获得的功记为w.第二次.第三次。。。记为

5对测量数据进行估算.大致判断两个量的可能关系.然后以w 为纵坐标.v 或v2 （或其它）为横坐标作图

三注意问题：

测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 【

1问题：如何测量小车的速度

利用打点计时器打出的纸带

2 问题：纸带上打出的点并不都是均匀的. 应该采用那些点来计算小车的速度 取点迹清晰且间距均匀的部分

{

实验3：验证机械能 守恒定律

一实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。

—

$

二实验步骤：

1、将打点计时器固定在铁架台上.把纸带的一端用夹子固定在重物上.另一端穿过打点计时器的限位孔。

2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源.再松开纸带.让重物自由下落。

3、更换纸带.重复几次。 -

4、选择合适的纸带.处理数据。 三实验原理：

在自由落体运动中.若物体下落高度h 时的速度为v ,则mgh=1/2mv2

夹子 打点计时器 纸带 重物

}

'

铁架台

四注意问题：

1、安装打点计时器时.必须使两纸带限位孔在同一竖直线上.以减小摩擦阻力。

2、应选用质量和密度较大的重物.增大重力可可使阻力的影响相对减小.增大密度可以减小体积.可

使空气阻力减小。

3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。

4如何测量物体的瞬时速度

》

做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度.等于相邻两点间的平均速度。

练习题（一）

研究平抛物体的运动

1.在“研究平抛物体的运动”的实验中.记录了下图所示的一段轨迹ABC.已知

物体是由原点O水平抛出的.C点的坐标为（）.则平抛物体的初速度为

v0=___________m/s.物体经过B点时的速度v B的大小为v B=___________m/s.

（取g=10 m/s2）

2.一个学生在做平抛运动的实验时只描出了如图所示的一部分曲线.于是他在

曲线上任取水平距离Δx相等的三点a、b、c,量得Δx= m.又量得它们之间的

竖直距离分别为h1= m,h2= m.取g=10 m/s2,利用这些数据可以求出：

,

（1）物体被抛出时的初速度为____________m/s;

（2）物体经过点b时的竖直速度为____________m/s.

3.某同学做平抛运动实验时.在白纸片上只画出了表示竖直向下方向的y轴和平抛物体运动轨迹的后一部分.而且漏标了抛出点的位置.如图所示.这位同学希望据此图能测出物体的初

速度.请你给他出出主意：

（1）简要说明据此图测定该物体初速度的方法____________.

（2）需要增加的测量工具有____________.

（3）用测量出的物理量表示测量的结果：v0=____________.

@

4.如图所示.在“研究平抛物体运动”的实验中.有一张印有小方格的纸记录轨迹.小方格的边长L= cm.若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示.则小球平抛

的初速度的计算式为v0=__________(用L、g表示).其值为__________（取g=

m/s2）.小球在b点的速度为__________.

5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：

】

（1）为使小球水平抛出.必须调整斜槽.使其末端的切线成水平方向.检查方法是

________________________________________________________

（2）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上.然后从这一点画水平线和竖直

线作为x轴和y轴.竖直线是用___________来确定的.

（3）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是：在水平方向从起点处取两

段连续相等的位移与曲线交于两点.作水平线交于y轴.两段y辆位移之比为

___________.

（4）某同学建立的直角坐标系如图所示.设他在安装实验装置和其余操作时准确无误.只有一处失误.即是__ _______________________________________________

（5）该同学在轨迹上任取一点M.测得坐标为（x,y ）.则初速度的测量值为___________.真实值为___________.

验证机械能守恒定理

1．如图5-8-6所示.是本实验中选定的一条较理想的纸带.纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的 .图中A 为打下的第一点.各相邻点间时间间隔均为T .有关距离标示在图中.当打点计时器打C 点时.物体动能的表达式为 ；若以打A 点时重物位置为零势能位置.则打C 点时.物体的机械能表达式为 . {

2．在用落体法验证机械能守恒定律时.某同学按照正确的操作选得纸带如图5-8-4.其中O 是起始

点.A 、B 、C 是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O 到A 、B 、C 各点的距离,并记录在图中(单位cm).

⑴这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____ ,应记作_______cm.

⑵该同学用重锤在OB 段的运动来验证机械能守恒.已知当地的重力加速度g =s 2.他用AC 段的平均速度作为跟B 点对应的物体的即时速度.则该段重锤重力势能的减少量为_______.而动能的增加量为________.(均保留3位有效数字.重锤质量用m 表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量.原因是___________________________________________.

⑶另一位同学根据同一条纸带.同一组数据.也用重锤在OB 段的运动来验证机械能守恒.不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O 数起.图中的B 是打点计时器打下的第9个点.因此他用v B =gt 计算跟B 点对应的物体的即时速度.得到动能的增加量为________.这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是______________________________________. 3．在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中.用天平称得重物的质量为0.5m kg =.所用电

源的频率为50Hz.某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示（纸带上的O 点是第一个打印点.A 、B 、C 、D 、E 分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点.图中数据单位为毫米）.已知当地的重力加速度29.8/g m s =。选择B 点为初始点.D 点为终点.则从打下B 点到打下D 点的过程中.重物的重力势能的减少量为___________p E ?=J ；重物动能的增加量为__________k E ?=J 。（保留3位有效数字）

4.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50HZ,当地重力加速度的值为s 2,测得所用重物的质量为.甲、乙、丙三个同学分别用同一装置打出三条纸带,量出各纸带上的第1、2两

点距离分别为、、,可看出其中肯定有一个同学在操作上有错误,错误同学是 ,错误操作

是 .若按实验要求正确操作选出纸带进行测量,量得连续三点A 、B 、C 到第一个点的距离分别为、、,当打点计时器打B 点时,重物的重力势能减少量为

J,重物的动能增加量为 J(保留三位有效数字).

?

?

?

?

?

?

O

A

B

C

D

E

125.0195.0280.0381.5497.5

mm

单位：图5-8-4

-

（参考答案）

研究平抛物体的运动

1、答案：2 22

解析：由平抛运动公式可得：

v0=g

h s 2=

101045210602

2

--??? m/s=2 m/s

B 点的竖直坐标：

yB=21gt2=21

×10×(2)1040(22-?) m= m

vB=2

20y

v v +=

gh

v 22

0+=

2.010222??+ m/s=22 m/s. {

2、答案：

解析：（1）a →b →c,水平距离相等.则对应相等的时间.设a →b,b →c. 平抛运动时间均为T.则由Δx=v0T Δh=h2-h1=gT2得：T= s.

v0= m/s.（2）据匀变速直线运动v =v 中时得：vby=T h h 221+=1.0220

.010.0?+ m/s= m/s.

3、答案：（1）画出三条两两之间等距离（Δx ）的与y 轴平行的竖线.分别与轨迹曲线交于A 、B 、C 三点.过这三点各作一条垂直于y 轴的线.测量A 、B 之间的竖直距离y1和A 、C 之间的竖直距离y2.根据以上数据可算出初速.（如图示）

（2）刻度尺

（3）Δx 1

22y y g -

[

4、答案：2gL

m/s m/s

解析：从图中所点位置特征可知.记录小球位置的时间间隔是相同的.设为T.在竖直方向上.Δs=gT2=L.

在水平方向上.v0=T L 2=2gL .又小球经过b 点的竖直分速度vb ⊥=T L 23=23

gL ,小球通过b 点的

速度为v=2

20⊥+b v v =25

gL

5、答案：（1）看小球在末端是否滚动 （2）重垂线 （3）1∶3

（4）坐标原点应建立在水平槽口正上方球心处.而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处

（5）x

y g 2 x )(2r y g

+(r 为小球半径）

解析：（1）（2）略 …

（3）竖直方向小球做初速度为0的匀加速直线运动.则两相邻相等时间内的竖直位移之比为1∶3. （4）略

（5）初速为零的匀加速直线运动.在第1和第2个相邻相等时间内位移之比为1∶3.任一点M 的坐

标为（x,y ）,则y=21

gt2,v0t=x,故v0=x

y g 2,因真正抛出点应在球心处.故真实值为x )(2r y g +（r

为小球半径）

验证机械能守恒定理

1、(1)位置

(2)213)2(21T S S m - (3) 2213)2(21mgS T S S m --

2、⑴ ⑵大于.v 是实际速度.因为有摩擦生热.减少的重力势能一部分转化为内能；⑶.小于.v 是按照

自由落体计算的.对应的下落高度比实际测得的高度要大. —

3．0.914；0.908

4、先放纸带后通电源,则物体在1、2两点运动不是从静止开始的,不符合实验要求.若0

0=v ,则经

过的时间,位移

cm m gt h 196.01096.102.08.92

1

213

2

2=?=??==- 不会超过.打B 点时,

J mgh E B P 88.1102.198.90.12=???==?-

对应B 点速度

s

m T h h v A C B /92.102.0210)55.1523.23(22

=??-=-=-

动能增量 /

J

mv E B K 84.192.10.121

2122=??==?

【答案】丙 先放纸带后通电源

练习题（二）

1、（ D ）《探究做功与物体速度变化的关系》是一个探究性实验.探究的目的是 A 、探究力与物体运动速度的关系 B 、探究力与物体运动加速度的关系 '

C 、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系

D 、探究力对物体做功与物体速度变化的关系

2、（ C ）对橡皮筋做的功来说.直接测量是有困难的.我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决.只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍.使用的方法是

A、用同样的力对小车做功.让小车通过的距离依次是s 、2s、3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时.力对物体做的功就是W、2W、3W ……

B、让小车通过相同的距离.第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F……实验时.力对小车做的功就是W、2W、3W ……

C、选用相同的橡皮筋.在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时.橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W ……

D、利用弹簧秤测量对小车的拉力F.利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s.便可以求出每次实验中力对小车做的功.可控制为W、2W、3W ……

3、（BC ）在本实验中.小车在运动中会受到阻力作用.这样.在小车沿木板滑行的过程中.除橡皮筋对其做功以外.还有阻力做功.这样便会给实验带来误差.我们在实验中想到的办法是.使木板略微倾斜.对于木板的倾斜程度.下面说法正确的是

【

A、木板只要稍微倾斜一些即可.没有什么严格的要求

B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力

C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动.这木板的倾斜程度是符合要求的

D、其实木板不倾斜.问题也不大.因为实验总是存在误差的

4、（ B ）在探究功与物体速度变化关系的实验中.根据实验数据作出的W－v图像.下列哪一个是符合实际的

*

5、（ D ）在探究功与物体速度变化关系的实验中. 下列叙述正确的是

A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

B．实验中.橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍

C．实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置

D．每次实验都必须先接通电源.再让小车在橡皮筋的作用下弹出

*

6、某同学在探究功与物体速度变化关系的实验中.设计了如

图（a）所示的实验.将纸固定在重物上.让纸带穿过电火花

计时器或打点计时器.先用手提着纸带.使重物静止在靠近计时器的地方.然后接通电源.松开纸带.让重物自由下落.计时器就在纸带上打下一系列小点.

得到的纸带如图(b)所示．O点为计时器打下的第一个点.该

同学对数据进行了下列处理：取OA＝AB＝BC.并根据纸带

算出了A、B、C三点的速度分别为vA＝＝s.

vC＝s．试根据以上数据大致判断重力所做的功W∝v2．

可知：

::1:2:3 OA OB OC

W W W=

动能

23 1

1

7.210

2

k A

E mv m J

-==?

(

v

W

|

O v

W

O v

W

O v

]

W

O

A B D

B

A

O

(b)

C

<

(a)

第6题23

2

1

1.4410

2

k B

E mv m J

-

==?

22

3

1

2.210

2

k C

E mv m J

-

==?

7、（ABD ）在《验证机械能守恒定律》的实验中.对于自由下落的重物.下列选择条件中可取的是；A．选用重物时.重的比轻的好

B．选用重物时.体积小的比大的好

（

C．选定重物后.为计算其动能、势能的变化量.需要称出它的质量

D．重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力

8、在《验证机械能守恒定律》的实验中.已知打点计时器所

用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g＝9．8m／s2.

实验中得到一条点迹清楚的纸带如图7-10-1所示.把第一个

点记作O.另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经

测量A、B、C、D各点到O的距离分别为62．99 cm、

70．18 cm、77．76 cm、85．73cm．根据以上数据.可知重

物由O点运动到C点.重力势能减少量等于J.动能的增加量等于J(取三位有效数字)．在实验允许误差范围内.可认为重物下落过程中.机械能守恒.(可设重物质量为m)

9、在本实验中.所用电源的频率为50Hz.某同学选择了一条理想的纸带.用刻度尺测量时各记数点位置对应刻度尺上的读数如图7-10-2所示(图中O点是打点计时器的第一个点.A、B、C、D、正分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点).试根据纸带求：

(1)重锤下落的加速度；

(2)若重锤质量为m.求重锤从起始下落至B点时.减少的重力势能；

(3)重锤下落到B点时的动能；

(4)从(2)、(3)的数据可得出什么结论.产生误差的主要原因是什么

￥

解(1)

2

2

9.38/

x

a m s

t

?

==

(2)

2

1.95()

1

1.88()

2

P

k B

E mgh m J

E mv m J ?==

?==

在误差允许的范围内,机械能守恒.

10、在《验证机械能守恒定律》的实验中.若以v2／2为纵轴.以h为横轴.根据实验数据画出的v2／2—h图线应是什么形状才能验证机械能守恒定律图线的斜率表示什么

过坐标原点的一条直线斜率等于当地重力加速度g

11、在用自由落体运动验证机械能守恒定律时.某同学选得纸带如图.其中O是起始点.A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.已知当地的重力加速度g=s2.则从O到B的过程中重力势能的减少量为.而动能的增加量为.(均保留3位有效数字.重锤质量锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量__大于_____动能的增加量.原因是___受到摩擦阻力作用________________________. (大于.小于.等于)

—

O A B C

12、（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中.同学们选取了下述器材：①打点计时器（或电火花计时器） ②纸带和复写纸片 ③带铁夹的重锤 ④铁架台（带铁架） ⑤导线若干 ⑥天平．该同学多选了 天平 .漏选了 交流电源 和 刻度尺 ．

（2）质量为1kg 的重锤自由下落.通过打点计时器在纸带上记录运动过程.打点计时器所接电源为50Hz 的交流电源. 纸带上O 点为重锤自由

下落时纸带打点的起点.选取连续的几个点

为计数点A 、B 、C 、D ．各计数点与O 点距离如图所示.单位为mm.重力加速度为s2.从

开始下落算起.打点计时器记录B 点时.重锤

速度vB= s .重锤动能的增△

EkB= .重锤势能减少△EP= ．

13、( A ) 《研究平抛物体的运动》实验的目的是 A ．描出平抛物体的运动轨迹.求出平抛物体的初速度 B ．描出平抛物体的运动轨迹.求出重力加速度

C ．描出平抛物体的运动轨迹.求出平抛物体的运动时间

D ．描出平抛物体的运动轨迹.求出平抛物体的位移

14．( A )在《研究平抛物体的运动》的实验中。下列说法中正确的是 `

A ．实验中要考虑减少小球与木板的摩擦

B ．实验中由于小球的位移不大所以摩擦力的影响较小、.可以忽略不计

C ．实验中小球受木板的摩擦力无法排除.但不会影响实验结果

D ．实验中小球受木板的摩擦力所产生的影响很大。所以实验结果只是近似值

15．( A )在《研究平抛物体的运动》的实验中.为减小空气阻力对小球的影响。听以选择小球时.应选择下列的 A ．实心小铁球 B ．空心铁球

C ．实心小木球 @

D ．以上三种球都可以

16．( C )(2003年上海市高考题)如图5—10—2所示.在研究平抛运动时.小球A 沿轨道滑下.离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S.被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落．改变整个装置的高度做同样的实验.发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地．该实验现象说明了A 球在离开轨道后( ) A ．水平方向的分运动是匀速直线运动 B ．水平方向的分运动是匀加速直线运动 C ．竖直方向的分运动是自由落体运动 D ．竖直方向的分运动是匀速直线运动

17．在《研究平抛物体的运动》实验中.进行斜槽安装时.要检查木板是否 水平 .其检查的方法是 _将小球放在槽口处能静

止 ；在竖直木板安装时.要用 重锤线 检查坐标纸上的竖线是否 竖直 ．

18．（ A ）关于《探究做功与物体速度变化的关系》探究结论.以下说法中正确的是 ~

A. 当物体的初速度为0时.W 表示力对物体所做的功.v 表示物体获得的速度

B. 当物体的初速度为0时.W 表示力对物体所做的功.v 表示物体速度的变化

C. 当物体的初速度不为0时.W 表示力对物体所做的功.v 表示物体获得的速度

D. 当物体的初速度不为0时.W 表示力对物体所做的功.v 表示物体速度的变化

O A B C D —

第12题

19．小车质量.使用橡皮筋1～6根.每次实验增加一根.实验中、、的数据已填在表格W v v2 0 0 0 20、在在“验证机械能守恒定律”的实验中.

由于打点计时器没有完全竖直.使纸带通过限位孔时受到阻力.同时在打点瞬间.纸带还受到针的阻力

这样会造成 21

mv2__ <__mgh （选填： < 、> 、＝）

21．（ D ）在“验证机械能守恒定律”的实验中.下列有关叙述正确的是： 用天平测出重锤的质量.以便计算动能与势能

重锤的质量应尽可能选的小些.以减小空气对重锤的阻力 打出的纸带中.选择点迹清晰的即可来测量

打出的纸带中.除点迹要清晰.第一.二两点间的距离要接近2mm

22．（ C ）在研究平抛运动的实验中.如果斜槽末端的切线方向不是水平的.即切线方向斜向上或斜向下.则测出初速度的结果是

(A)切线斜向上时偏大.斜向下时偏小 (B) 切线斜向上时偏小.斜向下时偏大 (C) 切线斜向上或斜向下均偏小 (D) 切线斜向上或斜向下均偏大