高一物理实验专题系列

实验专题部分
一、用打点计时器测速度［了解打点计时器的构造（各部位名称）及其工作原理］ 1、打点计时器可分为 打点计时器和 计时器。

2、电磁打点计时器是一种 的仪器，使用 电源，工作电压 ，电源频率 Hz ，每隔 s 打一个点。

注意：电火花计时器的工作电压为V 220，与电磁打点计时器不同。

3、某次实验时，当物体做匀加速直线运动时，某同学得到了几条较为理想的纸带。

他已在每条纸带上按每5个点取好一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为s 1.0，依打点的先后次序编为0、1、2、3、
4、5。

由于不小心，几条纸带都被撕断了。

请根据给出的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四段纸带回答问题。

（1）在Ｂ、Ｃ、Ｄ三段纸带中选出从纸带Ａ上撕下的那段应该是 。

（2）打Ａ纸带时，物体的加速度大小是___________2
/s m 。

4、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为s T 10.0=，其中
cm S 05.71=、cm S 68.72=、cm S 33.83=、cm S 95.84=、cm S 61.95=、
cm S 26.106=。

（计算结果保留两位有效数字）
（1）A 点处瞬时速度的大小是 s m /；
（2）小车运动的加速度计算表达式为：
，加速度的大小
是 2
/s m 。

A
1
024
5C
4
5
B
4
5
D
二、探究弹力与弹簧伸长的关系［了解胡克定律及其表达式］
1、某同学用如图所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。

他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（重力加速度2/8.9s m g =）
（1）根据所测数据，作出弹簧指针所指的标尺刻度值与砝码质量的关系曲线。

（2）根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在 范围内弹力大小与弹簧伸
长关系满足胡克定律。

这种规格弹簧的劲度系数为 m N /。

1520253035404550552-g 210
三、验证力的平行四边形定则［下图是探究合力方法的实验装置］
1、在“验证力的平行四边形定则”的实验中。

某同学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 是力1F 和2F 的合力的理论值； 是力1F 和2F 的合力的实际测量值。

2、将橡皮筋的一端固定在A 点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着量程为N 5，最小刻度为N 1.0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，此时弹簧测力计的读数可从图中读出。

（1）由图可知，两个相互垂直的拉力大小分别为 N 和 N 。

（读到N 1.0） （2）在本题的虚线方格纸上按作图法的要求，画出这两个力及其合力。

3．做“探究两个力的合成”的实验中，如果把钩码换成弹簧秤，则实验步骤是：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端栓两根细线.通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O 点，在白纸上记下O 点和两测力计的读数F 1和F 2.
（2）在纸上根据F 1和F 2的大小，画出力的图示，猜想合力F 和分力F 1和F 2之间的可能关系.
（3）只用一个测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个测力计拉力相同，记下此时测力计的读数F ′和细线的方向.
以上三个步骤中均有错误和疏漏，指出错在哪里. 在（1）中是 . 在（2）中是 .
在（3）中是 .
四、探究加速度与力、质量的关系［实验装置如下图所示］
1、本实验使用的实验方法是 。

注意：应了解“控制变量法”和“对比实验法”的区别。

2、下列说法中正确的是：（ ）
A ．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小；
B ．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量；
C ．在探究加速度a 与质量m 的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出m
a 1-
图象；
D ．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力； 3．（ ） 某同学做探究加速度与力、质量的关系的实验，在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a —F 图象为图中的
A. (a )图
B. (b )图
C. (c )图
D. (d )图
4
（1）根据表中的数
据在坐标图上作出
F a - （2）图线不过原点的原因可能是。

（3）由图象可以判定，当m 一定时，
a 与F 的关系是。

图象；
实验装置侧视图
(c ) (d ) (a ) (b ) O N
1.0
10.020.030.040.050.060.0
课后练习
1．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：
（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示。

请你指出该装置中的错误或不妥之处（至少两处）：
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成
了实验。

下图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s ，由图中的数据可算得小车的加速度a 为 m/s 2.
（3）该同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所
2º，使b 弹簧秤从图示位置开始沿箭头方向缓慢转动，在这过程中，保持O 点的位置和a 弹簧秤的拉伸方向不变，则在整个过程中，关于a 、b 两弹簧秤示数的变化情况是（ ）
小车 打点计时器
A．a示数增大，b示数减小
B．a示数减小，b示数增大
C．a示数减小，b示数先增大后减小
D．a示数减小，b示数先减小后增大
②在《互成角度的两个共点力的合成》的实验中，两个弹簧秤的拉力F1和F2已于图12中作出了它们的图示，O是橡皮条的一个端点，图中每格的长度代表1 N。

（1）用作图法作出合力F的图示； （2）合力F的大小是_______N。

3．在“探究求合力的方法”的实验中
有同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F1与F2；
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向（即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向）拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F’和细线的方向.
以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是
在①中_________________________________________________________________；
在②中_________________________________________________________________.
4．某同学在做“探索小车速度随时间变化的规律”的实验中，选择了一条比较理想的纸带。

舍掉开头比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，选择相隔0.1s的数个计数点进行测量数据如下：
x1=31.5mm, x2=80.7mm, x3=147.5mm, x4=232.1mm, x5=334.2mm, x6=454.1mm
（1）（4分）作出小车运动的v——t图线（请保留作图痕迹）。

（2）（2分）尽可能详尽的描述小车的运动规律：。

5
．用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如
a
b O
P
图一段纸带，测得AB =7.65cm ，
BC =9.17cm. 已知交流电频率是50Hz ，则打B 点时物体的瞬时速度为 m/s. 如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是 .
6．如图下图所示是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm 。

已知闪光频率是30Hz ，那么重力加速度g 是__ _m/s 2，小球的初速度是___ m/s ，小球通过A 点时的速率是__ _m/s 。

7．为了测量两张牛皮纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，如图所示。

在长木板A
的上表面和木块B 的下表面贴上待测牛皮纸，调整木板与水平方向的夹角θ，使B 在A 上做匀速运动。

（重力加速度g 为已知） ⑴一次实验中，该同学使B 在A 上匀速下滑， 测量出θ=θ0。

则牛皮纸之间的动摩擦因数 μ= 。

⑵在实际操作中发现，要保证木块在斜面上做匀速运动很困难，请你对这个实验加以改进，克服这一困难。

①简述你设计的改进方案：。

②你设计的改进方案中，要添加的主要器材有： 。

③根据你改进的方案进行测量，动摩擦因数的表达式为μ= 。

8．某学校兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F 和弹簧长度L 关系如图，试由图线确定： （1） 弹簧的原长为 m. （2） 弹簧的劲度系数 N/m. （3） 弹簧伸长0.1米时，弹力的大小 N.。