高中物理力学实验专题汇总
高中物理力学实验专题汇总之令狐文艳创作

实验一研究匀变速直线运动令狐文艳考纲解读 1.练习正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.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.实验步骤(1)按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,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.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:在到达长木板末端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,可以减小长度的测量误差,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)目的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——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.②利用逐差法求解平均加速度a1=x4-x13T2,a2=x5-x23T2,a3=x6-x33T2⇒a=a1+a2+a33③利用平均速度求瞬时速度:v n=xn+xn+12T=dn+1-dn-12T④利用速度—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.依据纸带判断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距离.(2)Δx是两个连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:T=0.02n(打点计时器的频率为50 Hz,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必然是个恒量.这表明:只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.考点一对实验操作步骤的考查例1在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,某同学的操作步骤如下,其中错误的步骤有________.A.拉住纸带,将小车移到靠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__________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号G、H……);实验步骤的合理顺序为:________________.例2(2012·山东理综·21(1))某同学利用如图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始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图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,可判断物块在两相邻计数点______和______之间某时刻开始减速.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.(保留三位有效数字)③物块减速运动过程中加速度的大小为a=______m/s2. 1.运动性质的判断:看相邻计数点间的距离特点.2.瞬时速度求解:采用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甲所示的滴水法测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末端,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志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开.图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是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课本上介绍的________原理类似.(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.(结果均保留两位有效数字)创新方向盘点以教材中的实验为背景,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.盘点1 实验器材的改进①为了保证小车真正做匀加速直线运动,用气垫导轨替代长木板――→替代打点计时器②用频闪照相或光电计时器――→盘点2 在新情景下完善实验步骤及数据分析1.如图4所示,在“探究匀变速运动的规律”的实验中图4(1)为消除摩擦力对实验的影响,可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力,则在不挂钩码的情况下,下面操作正确的是( )A.未连接纸带前,放开小车,小车能由静止开始沿木板下滑B.未连接纸带前,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑C.放开拖着纸带的小车,小车能由静止开始沿木板下滑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,各点间距离用图中长度表示,则打C点时小车的速度可表示为v C=________,小车的加速度可表示为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,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带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两点间距离为________;(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v ________v②(填“大于”、“等于”或“小于”);①(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用计时仪器,其结构如图7甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数,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,与之连接的两个光电计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一铅锤.实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2s 和4.0×10-3s.用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度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.(结果保留两位有效数字)(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________,要使瞬时速度的测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表示.图8(1)OD间的距离为________ 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距离),斜率表示________,a=________ m/s2(结果保留三位有效数字).图95.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.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、G7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)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度LB.木板的末端被垫起的高度hC.木板的质量m1D.滑块的质量m2E.滑块运动的时间t(3)测量第(2)问中所选定的物理量需要的实验器材是________.(4)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用所测物理量表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你看法的一个论据:___________________________________________________ _____________.真题回顾•能力突破熟悉历年考题提升综合能力1、(2016海南卷)某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化。
高中物理力学实验大全

高中物理力学实验大全力学实验是高中物理实验的一个重要分支。
在力学实验中,主要研究物体运动的规律,探讨物体的运动状态,包括速度、加速度、力和能量等方面的变化。
本文将介绍十种高中物理力学实验的操作方法及实验结果。
1. 用动量定理验证牛顿第二定律实验目的:通过测量不同质量的小车在经过一定距离后达到的速度,验证牛顿第二定律。
实验器材:小车、导轨、时间计、尺子、重物、电子秤、数据采集器。
实验步骤:1) 在导轨的一端放置重物,使导轨处于倾斜状态。
2) 将小车放在导轨上,对小车进行称重,并记录下小车的质量。
3) 预先将电子秤放在小车所经过的终点,记录下电子秤显示的重量。
4) 启动计时器,放开小车,记录下小车经过一定距离后的时间t及对应的速度v。
5) 重复实验三次,并取平均值。
实验结果及分析:根据动量定理,p=mv,小车在倾斜导轨上的势能转化为动能,在对称点转化为最大动能,此处动能等于摩擦力的负功。
通过实验测量得到小车的速度和质量,可以计算出小车的动能和动量,进而验证牛顿第二定律。
实验结果表明,小车的速度与质量成正比,即v∝m,验证了牛顿第二定律的结论 F=ma。
2. 利用物体自由落体实验验证重力加速度的大小实验目的:通过测量不同高度的物体下落时间,验证物体自由落体时的加速度大小。
实验器材:计时器、绳、微型摆锤、质量块、电子秤、天平。
实验步骤:1) 在实验室地面下方放置微型摆锤,在与微型摆锤对称的另一侧放置重物。
2) 用绳把重物绑定在摆锤上方,让重物自由下落。
3) 同时启动计时器和下落状态的重物,记录下重物在不同高度下落所需的时间t。
4) 重复实验三次,并取平均值。
5) 根据公式s=1/2gt²计算出在不同高度下落的时间t 和自由落体加速度g。
实验结果及分析:通过实验结果计算可得,物体自由落体时的加速度大小为9.8 m/s²,验证了该定值的正确性。
由此还可以推导出万有引力常数 G 和地球质量 M 的数值。
高三物理高考实验专题:力学实验专题 全国通用

高考物理实验专题力学实验专题物理《考试说明》中确定的力学实验有:研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定如此、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关,可见力学实验局部应以纸带的处理,打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容,以分组或演示实验为背景,考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法,能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中,深刻理解物理概念和规律,并能灵活运用,要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中,应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本,同时从常规实验中,有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
〔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,如此计数点时间间隔为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。
如下列图,如此由图可得: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假设I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 根本相等,如此可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
14.高考必考十四大经典物理专题集锦 力学实验(解析版)

【专题14】力学实验(解析版)考点分类:考点分类见下表考点内容常见题型及要求考点一研究匀变速直线运动规律实验题考点二探究弹力与弹簧伸长的关系实验题考点三验证平行四边形定则实验题考点四探究加速度与力和质量的关系实验题考点五探究动能定理实验题考点六验证机械能守恒定律实验题考点七验证动量守恒定律实验题考点八动摩擦因数测量实验题一、概述1、高考对于基本仪器的读数作为基础知识考查频率较高。
在力学部分,考查的实验仪器主要有弹簧测力计、秒表、螺旋测微器、游标卡尺,大多数时候是填空题,注意估读和误差分析2、力学中有多个实验都要用到打点计时器,能否正确使用打点计时器,并根据纸带进行正确的数据运算,是能否完成这些实验的关键,利用纸带直接测量的时间和位移,可以计算研究对象的瞬时速度和加速度,若结合其它物理量的测量,还可以解决与上面这些量直接有关或间接有关的问题,例如:计算动能、重力势能、动摩擦因数、功率、转速等,从而延伸出很多与纸带有关的力学实验。
3、图象法是一种重要的实验数据处理方法.图象具有既能描述物理规律,又能直观地反映物理过程、表示物理量之间定性定量关系及变化趋势的优点.当前高考试题对数据处理、结果分析考查的频率较高。
二、考点提示1、游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题(1)10分度的游标卡尺,以mm为单位,小数点后只有1位,20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位,小数点后有2位,且对齐格数不估读。
(2)螺旋测微器以mm 为单位,小数点后必须有3位,对齐格数要估读,同时还要注意半毫米刻度线是否露出。
2、打点计时器及纸带问题的处理方法(1)打点计时器的认识和正确使用:电磁打点计时器工作电压为低压交流4~6 V;电火花计时器工作电压为交流220V ;工作时应先接通电源,后释放纸带。
(2)纸带的应用:判断物体运动性质。
若Δx=0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动;若Δx 不为零且为定值,则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动。
关于高考物理力学实验必考考点

关于高考物理力学实验必考考点高考物理历来是理综的的一大难点,尤其是后面的实验题,更需要掌握清楚掌握考点与实验方法,下面给大家分享关于高考物理力学实验必考考点,欢迎阅读!高考物理力学实验必考考点1.研究匀变速直线运动2.探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系3.验证力的平行四边形定则4.验证加速度与力、质量的关系5.探究动能与做功的关系6.验证机械能守恒定律7.验证动量守恒定律、动量定理如何对高考力学实验考点进行学习首先一定要背会物理的知识点和公式,明白物理力学各个知识点的含义。
其次要对每个实验常考的知识点进行总结和归纳,高考物理力学实验常考的考点有什么,明白每个实验每个步骤的含义和每个实验得出结论有什么。
最后做一些相关的练习题和经典的例题,对知识进行巩固,达到活学活用的目的,使知识融会贯通。
《蝶变笔记物理》对相关物理力学实验的知识点做了详细的归纳和总结,有考点解读,知识导图,考点梳理,案例分析,喜欢的小伙伴们可以看一看哦。
高中物理必背知识点1.力力学是高中物理的开山和基础,弹力的方向和弹簧、摩擦力应该是一轮复习的重中之重,受力分析的判断不仅关乎到这个部分,也会影响整个物理学科,所谓武学基础——“蹲马步”2. 运动学这个部分是看起来简单,但做起来易错,且计算不算死人不罢休的境界,各种刹车、追击、相遇、滑块板块、传送带,没有做题底蕴的支撑,你会感到深深的恶意。
3. 牛顿定律牛顿就是力学中的隐藏高手,就是王者荣耀中的法师,攻击力本来就不错,还可以对运动学、电场进行加持,让你面对的陡然上升了几个level功力。
连接体是这里面一轮要拿下的核心考点。
4. 曲线运动两大法宝:平抛和圆周,不能说难,但是高考年年出现,平抛的计算、水平圆周模型、竖直圆周模型、向心和离心的机车拐弯,这四个点重点拿下,然后给自己大大的微笑吧5. 天体运动天体会的人觉得可爱简单送分,不会的人觉得变态、恶心、惹人烦,这个部分的核心公式之后很长的一组,但是出题的方式确异常灵活,且题目和实际结合多变,总从意想不到的地方出手,高手过招,就是毫厘之间定胜负,数量级运算可以帮助你不少哦。
高中物理二轮专题复习课件专题六力学实验

根据实验数据绘制图像,通过 图像分析物理量之间的关系和
变化规律。
02
牛顿运动定律实验
实验原理及步骤
• 实验原理:牛顿第二定律,即物体的加速度与作用力成正 比,与物体质量成反比。
实验原理及步骤
实验步骤 安装实验装置,包括气垫导轨、光电计时器、滑块、砝码等。
调节气垫导轨水平,确保滑块在导轨上滑行时无摩擦力影响。
• 例题2:一质量为m的小球用长为l的细线悬挂于O点,将其拉至水平位置后释 放。求小球经过最低点时的速度大小及细线对小球的拉力大小。
• 解析:小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒。根据机械能守恒定律, 小球在最低点的动能等于减少的重力势能,即1/2mv^2=mgl(1-cosθ),其中 θ为细线与竖直方向的夹角。解得v=√[2gl(1-cosθ)]。根据牛顿第二定律Fmg=mv^2/l,解得细线对小球的拉力F=mg+mv^2/l=3mg-2mgcosθ。
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数据处理与误差分析
数据处理
对实验数据进行整理、计算和分 析,得出实验结果。
误差来源
分析实验误差的来源,包括系统误 差和随机误差。
减小误差的方法
采取合适的措施减小实验误差,如 改进实验方法、提高测量精度等。
典型例题解析
例题一
验证牛顿第二定律的实验中,如 何平衡摩擦力?如何测量加速度
?
例题二
利用单摆测定重力加速度的实验 中,如何测量摆长和周期?如何
辅助器材
包括支架、细线、滑轮、 砝码等,用于辅助实验操 作和测量。
力学实验基本方法
控制变量法
通过控制某些物理量不变,研 究另外两个物理量之间的关系
。
等效替代法
专题高中物理力学部分实验复习带答案

高中物理力学实验专题(必修1、必修2)1.(1)用电磁打点计时器、平板(光滑)、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验,以下图是学生即将释放小车之前........的实验装置图。
该装置图中有3处明显错误....,它们分别是: ① ; ② ; ③ 。
(2)在《研究匀变速直线运动的规律》实验中,小车拖纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔4个点取一个记数点,测出的数据如图。
则打点计时器打下C 点时小车的速度v C = m/s ,小车运动的加速度a= m/s 2。
2.实验装置如图1所示:一木块放在水平长木板上,左侧栓有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。
木块右侧与打点计时器的纸带相连。
在重物牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图2给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的摩擦因数μ。
要求写出主要的运算过程。
结果保留2位有效数字。
(打点计时器所用交流电频率为50Hz ,不计纸带与木块间的拉力。
取重力加速度g =10m/s 2)3.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。
表中是该同学记录的实验数据,实验中弹簧始终未超过弹性限度。
(g =10m/s 2)钩码质量m/g 0 30 60 90 120 150 弹簧总长度l /cm6.007.188.409.6210.8012.40(1)根据实验数据在坐标系中作出弹力F 跟弹簧伸长量x 的关系图象(2)根据图象得到弹簧的劲度系数是 N/m 。
打点计时器纸带图1纸带运动方向7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31图2单位:cm4.一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验方法如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触,当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如下图。
高中物理力学实验专题

高中物理力学实验专题【实验一】研究匀变速直线运动1.交流电源的电压及频率要符合打点计时器的要求。
2.实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要调节振针的高度和更换复写纸。
3.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
4.先接通电源,打点计时器稳定工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。
5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02s×5=0.1s。
6.小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带上的点过于密集。
7.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰。
适当舍弃开头密集部分,适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T。
8.测x时不要分段测量,读数时要注意有效数字的要求,计算a时要注意用逐差法,以减小误差。
【实验二】探究弹力和弹簧伸长的关系1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。
2.每次所挂钩码的重力差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确。
3.测弹簧长度(尤其是原长)时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差。
4.记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。
【实验三】验证力的平行四边形定则1.同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是:将两只弹簧秤调零后互钩对拉,若两只弹簧秤在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直至相同为止。
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O位置一定要相同。
3.用两只弹簧秤钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜。
4.读数时应注意使弹簧秤与木板平行,并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上,避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位卡之间有摩擦。
读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。
5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。
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页脚 实验一 研究匀变速直线运动 考纲解读 1.练习正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.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. 实验步骤 (1)按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,选择一条比较理想的纸带进行测量分析. 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:在到达长木板末端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,可以减小长度的测量误差,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 页脚
(1)目的 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——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质. ②利用逐差法求解平均加速度 a1=x4-x13T2,a2=x5-x23T2,a3=x6-x33T2⇒a=a1+a2+a33
③利用平均速度求瞬时速度:vn=xn+xn+12T=dn+1-dn-12T ④利用速度—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. 依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3……xn是相邻两计数点间的距离. (2)Δx是两个连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:T=0.02n(打点计时器的频率为50 Hz,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必然是个恒量.这表明:只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔的位移之差就一定相等.
考点一 对实验操作步骤的考查 例1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,某同学的操作步骤如下,其中错误的步骤有________. A.拉住纸带,将小车移到靠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 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 页脚
将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号G、H……);实验步骤的合理顺序为:________________. 例2 (2012·理综·21(1))某同学利用如图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始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图2所示.打点计时器电源的频率为50 Hz.
图1 图2 ①通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点______和______之间某时刻开始减速. 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.(保留三位有效数字) ③物块减速运动过程中加速度的大小为a=______m/s2.
1.运动性质的判断:看相邻计数点间的距离特点. 2.瞬时速度求解:采用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甲所示的滴水法测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末端,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;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志小车运动规律的点迹;小车到达斜面底端时立即将小车移开.图乙为实验得到的一条纸带,用刻度尺量出相邻点之间的距离是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: 页脚
图3 (1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________原理类似. (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.(结果均保留两位有效数字) 创新方向盘点 以教材中的实验为背景,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. 盘点1 实验器材的改进 ①为了保证小车真正做匀加速直线运动,用气垫导轨――→替代长木板 ②用频闪照相或光电计时器――→替代打点计时器 盘点2 在新情景下完善实验步骤及数据分析
1. 如图4所示,在“探究匀变速运动的规律”的实验中
图4 (1)为消除摩擦力对实验的影响,可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力,则在不挂钩码的情况下,下面操作正确的是 ( ) A.未连接纸带前,放开小车,小车能由静止开始沿木板下滑 B.未连接纸带前,轻碰小车,小车能匀速稳定下滑 C.放开拖着纸带的小车,小车能由静止开始沿木板下滑 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,各点间距离用图中长度表示,则打C点时小车的速度可表示为vC=________,小车的加速度可表示为a=______.
图5 2. 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 页脚
一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上.一同学用装置甲和乙分别进行实验,经正确操作获得两条纸带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两点间距离为________; (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用计时仪器,其结构如图7甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数,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,与之连接的两个光电计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一铅锤.实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s.用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度d,其示数如图丙所示.
图7 页脚
(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.(结果保留两位有效数字) (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________,要使瞬时速度的测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表示.
图8 (1)OD间的距离为________ 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距离),斜率表示________,a=________ m/s2(结果保留三位有效数字).
图9 5. 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.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)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)