人教版高中物理实验题归纳总结知识,习题加答案

实验:验证动量守恒定律课后篇巩固提升必备知识基础练1.某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。

重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。

再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。

重复上述操作10次,得到了如图所示的三个落地点。

(1)请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置?,并在图中读出OP= cm。

(2)已知m A∶m B=2∶1,碰撞过程中动量守恒,则由图可以判断出R是球的落地点,P是球的落地点。

(3)用题中的字母写出动量守恒定律的表达式:。

用最小的圆把所有落点圈在里面,则此圆的圆心即为落点的平均位置。

OP=13.0(12.8~13.2均正确) cm。

(2)R应是被碰小球B的落地点,P为入射小球A碰撞后的落地点。

(3)小球落地时间t相同,由m A·OQt =m A OPt+m B ORt可知,动量守恒的验证表达式为:m A·OQ=m A·OP+m B·OR。

用最小的圆把所有落点圈在里面,圆心即为落点的平均位置13.0(12.8~13.2均正确)(2)B A(3)m A·OQ=m A·OP+m B·OR2.某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中的动量守恒。

实验仪器如图所示,请根据实验过程和实验数据补全下表。

实验过程:(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。

(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。

(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。

(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。

(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),碰后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2。

涉及的公式：，第五章 平抛运动§5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解一、曲线运动1。

定义：物体运动轨迹是曲线的运动。

2。

条件：运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

3.特点:①方向:某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。

②运动类型:变速运动(速度方向不断变化）。

③F 合≠0,一定有加速度a 。

④F 合方向一定指向曲线凹侧。

⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。

4.运动描述—-蜡块运动二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系：等时性、独立性、等效性、矢量性.2.互成角度的两个分运动的合运动的判断: ①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。

②速度方向不在同一直线上的两个分运动，一个是匀速直线运动,一个是匀变速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，a 合为分运动的加速度。

③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。

④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动.当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，否则即为曲线运动。

三、有关“曲线运动”的两大题型（一）小船过河问题模型一：过河时间t 最短： 模型二：直接位移x 最短：)如图 v . 解析：依题意,船沿着绳子的方向前进，即船的速度总是沿着绳子的，根据绳子两端连接的物体在绳子方向上的投影速度相同，可知人的速度 v 在绳子方向上的分量等于船速，故 v 船＝v cos α，C 正确．2．（2011 年江苏卷)如图 5－5 所示，甲、乙两同学从河中O 点出发，分别沿直线游到 A 点和B 点后，立即沿原路线返回到 O 点，OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直，且 OA ＝OB 。

若水流速度不变，两人在静水中游速相等,则他们所用时间 t 甲、t 乙的大小关系为（C) A ．t 甲〈t 乙 B ．t 甲＝t 乙C ．t 甲>t 乙D ．无法确定解析:设游速为v ，水速为v 0，OA ＝OB ＝l ，则t 甲＝错误!＋错误!；乙沿OB 运动，乙的速度矢量图如图4所示，合速度必须沿OB 方向，则t 乙＝2·错误!,联立解得t 甲〉t 乙，C 正确． （二）绳杆问题（连带运动问题）当v 水<v 船时，x min =d ， ，当v 水>v 船时，，，1、实质：合运动的识别与合运动的分解。

一、概述高中物理实验是学习物理知识的重要环节，通过实验可以帮助学生巩固和深化理论知识，培养实际操作能力，提高科学素养。

在高中阶段，物理实验也是考试的重要内容，因此对于学生来说，掌握和理解物理实验是非常重要的。

本文将对高中物理实验进行全面的归纳总结，并结合具体例题进行讲解，帮助学生更好地掌握物理实验的要点和技巧。

二、高中物理实验分类1.力学实验力学实验是物理实验的基础，包括力的平衡、力的合成与分解、平衡条件的研究等内容。

力学实验主要涉及弹簧测力计的使用、测量摩擦力、研究斜面上物体的运动规律等内容。

2.光学实验光学实验涉及光的反射、折射、衍射等现象，主要包括光的直线传播、凸透镜成像、棱镜分光等实验内容。

3.电学实验电学实验是高中物理实验中的重点，主要包括安培定则的验证、欧姆定律的验证、串、并联电路的研究等内容。

4.热学实验热学实验主要研究物质的热性质，包括热膨胀、比热容等内容。

5.波动实验波动实验主要研究波动现象，包括弹簧振子周期的研究、声波的传播等内容。

三、高中物理实验知识总结1. 实验前的准备在进行物理实验之前，必须做好实验前的准备工作。

首先要确保实验仪器设备完好，进行调校和检查，保证实验的准确性和安全性。

要熟悉实验的原理和操作步骤，做到心中有数，避免在实验过程中出现错误。

要注意实验环境的整洁和安全，做好实验台的摆放和实验用具的摆放，以保证实验顺利进行。

2. 实验操作的技巧在进行物理实验的操作过程中，需要掌握一些实验操作的技巧，以确保实验的准确性和可靠性。

在使用仪器时要小心轻放，避免损坏；在观察测量时要保持专注和稳定，尽量减小误差；在进行数据处理时要注意结果的精确性和可靠性，避免虚假数据的产生。

3. 实验数据的处理在进行物理实验后，需要对实验数据进行处理和分析，得出结论和总结。

在处理数据时，要注意对数据的合理处理，去除异常值和误差值，使得数据更加可靠和准确。

在分析数据时，要根据实验原理和实验目的进行合理的推理和归纳，从而得出合理的结论和总结。

人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题（含答案）1.图乙为利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置.（1）实验前先要调整导轨水平，简述调整方法.（2）用游标卡尺测遮光板的宽度，如图丙所示，则遮光板的宽度入=cm.（3）若本实验中，已知钩码质量史，由光电计时器测得遮光板先后通过两个光电门（如图甲所示）的时间分别为E A t2,为验证机械能守恒定律，除此以外还应测出 .（写出相应的物理量及其符号）（4）实验时，将滑块从光电门1左侧某位置由静止释放（如图乙所示），若滑块、钩码系统的机械能守恒，则应有关系式成立.（用上述已知的和测得的各物理的字母表示，已知当地的重力加速度为g）2.在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要去的纸带如图所示，0为纸带下落的起始点，A. B. C 为纸带上选取的三个连读点.已知打点计时器每隔T=0. 02s打一个点，当地的重力加速度为g =9.8m/52,那么: ------------- 23.23 -----------（1）计算B点瞬时速度时，甲同学用= 2gs OB,乙同学用*=券，其中所选方法正确的是（填“甲”或“乙”）同学，他计算的重物的速度* =m/s；（2）从0点到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减小量 J,动能的增加量AE k=J；(以上所有结果均保留三位有效数字)3.在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)供实验选择的重物有以下四个，应选择A.质量为10g的注码B.质量为200g的木球C.质量为50g的塑料球D.质量为200g的铁球(2)下列叙述正确的是A.实验中应用秒表测出重物下落的时间B.可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度C.因为是通过比较竺亡和勿g力是否相等来验证机械能是否守恒，故不需要测量重物的质量2D.释放重物前应手提纸带的上端，使纸带竖直通过限位孔(3)质量勿=lkg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s, 那么从打点计时器打下起点。

高中物理实验试题及答案人教版高中物理实验试题及答案（人教版）一、选择题（每题3分，共15分）1. 在进行物理实验时，以下哪个因素不是误差的来源？A. 测量工具的精度B. 测量者的主观判断C. 测量环境的温度D. 测量者的技术水平2. 根据牛顿第三定律，以下哪项描述是错误的？A. 作用力和反作用力大小相等B. 作用力和反作用力方向相反C. 作用力和反作用力作用在不同物体上D. 作用力和反作用力可以是不同性质的力3. 在测量物体长度时，如果测量值比真实值小，这种误差属于：A. 系统误差B. 随机误差C. 绝对误差D. 相对误差4. 以下哪个实验不需要使用秒表？A. 测量物体自由落体的时间B. 测量物体在斜面上的滑行时间C. 测量物体在水平面上的滚动时间D. 测量物体在竖直方向上的振动周期5. 在测量物体质量时，以下哪个因素对测量结果影响最小？A. 测量者的视觉误差B. 测量工具的精度C. 测量环境的湿度D. 测量环境的温度二、填空题（每题2分，共10分）1. 在进行物理实验时，______误差可以通过多次测量求平均值来减小。

2. 牛顿第二定律的表达式是______。

3. 测量物体速度时，通常使用______来记录时间。

4. 物体在水平面上做匀速直线运动时，所受的摩擦力与______成正比。

5. 根据欧姆定律，导体两端的电压与通过导体的电流之间的关系是______。

三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述误差的分类及其特点。

2. 什么是牛顿第一定律？它在物理学中的意义是什么？3. 描述如何使用打点计时器测量物体的速度。

4. 解释什么是简谐振动，并举例说明。

四、实验操作题（每题10分，共20分）1. 描述如何使用弹簧秤测量物体的重力，并说明注意事项。

2. 描述如何测量金属丝的杨氏模量，并列出实验步骤。

五、计算题（每题15分，共30分）1. 已知物体的质量为2kg，从静止开始自由落体，忽略空气阻力。

求物体在第2秒末的速度。

高一物理必修一期末复习实验专题练习1、我们在实验室探究加速度与合力的关系实验中，常用实验装置将桶和沙子的总重力视为绳子拉力，产生实验误差．某学习小组改良装置如图（甲）所示进行实验，小车的加速度可由打点计时器和纸带测出．小车在平衡摩擦力后，保持质量不变，逐渐增大沙桶和沙的总质量进行多次实验，得到多组加速度a和弹簧秤示数F的值，做出a-F图像如图（乙）所示．（1）本实验______（填写“需要”或“不需要”）保证沙桶和沙的总质量远小于小车总质量（2）如图所示为实验中打下的某条纸带，A点为选取的起始计数点，每两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为______m/s，小车的加速度为______m/s2．（均保留两位有效数字）（3）若这个小组在实验中忘记要平衡摩擦力，始终将长木板保持水平，也得出了相应的a-F图像，得出图像的斜率k2与已平衡摩擦力的图像斜率k1相比，则有k2______k1（填“>”或“<”或“=”）．2、在探究物体的加速度与合外力的关系实验中：某同学用图1装置：保持小车（含车中重物）的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a。

（1）图中使用了电磁打点计时器，应接入4-6V 电；频率为Hz。

（2）关于实验操作，下列说法正确的是___________。

A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C．每次改变小车所受的拉力后需要重新平衡摩擦力D．实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车（3）图2是实验中获取的一条纸带的一部分，所用打点计时器频率为50Hz，相邻两计数点间还有4个点未标出，相邻计数点间的距离如图2所示。

根据图中数据计算得加速度a=___________m/s2，打点3的速度v3=___________m/s（均保留两位有效数字）。

(每日一练)人教版高中物理力学实验知识点归纳总结(精华版)单选题1、探究加速度和力、质量的关系实验中应用哪一种物理模型（）A．等效替代法B．理想斜面法C．控制变量法D．假设法答案：C解析：在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法.故选C。

2、如图甲所示是“探究向心力大小”实验时的照片，图乙是传动部分示意图，左侧自上而下三轮的半径分别为1.5r、2.4r、3r，右侧自上而下三轮的半径分别为1.5r，1.2r，r，现皮带安装在两侧第二个轮上，A、B是左侧第二个轮边缘上的两点，C是右侧最上面轮边缘上的点（）A．本实验采用了等效替代的科学方法B．图甲中两球质量相同，此时可探究“向心力大小与运动半径的关系”C．图乙中B、C两点的线速度相同D．图乙中A、C两点角速度之比为1：2答案：D解析：A．本实验采用了控制变量法，故A错误；B．甲图中两小球半径相同，质量相同，此时可探究“向心力大小与角速度的关系”，故B错误；CD．图乙中皮带连接的左右两轮边缘的线速度大小相等，右侧三个轮的角速度相等，由v=ωR两轮的角速度之比为ωB:ωC=1.2r:2.4r=1:2所以A、C两点角速度之比也为1:2；则B、C两点的线速度大小之比为v B v C =ωB⋅2.4rωC⋅1.5r=45图乙中B、C两点的线速度不相同，故C错误，D正确。

故D正确。

3、在“探究单摆的周期与摆长的关系”的实验中，下列做法正确的是（）A．为测量摆线长，必须使单摆处于水平拉直状态B．单摆偏离平衡位置的角度必须严格控制在5°以内C．当单摆经过最高点时开始计时，单摆完成30次全振动所用的时间t，用t30作为单摆的振动周期D．当单摆经过平衡位置时开始计时，单摆完成30次全振动所用的时间t，用t30作为单摆的振动周期答案：D解析：A．测量摆线长，必须使单摆处于竖直状态，故A错误；B．单摆偏离平衡位置的角度一般控制在5°以内，但也可以稍微超过5°，故B错误；CD．应当单摆经过平衡位置时开始计时，这时摆球速度最大计时误差最小，单摆完成30次全振动所用的时间t，则用t30作为单摆的振动周期，故C错误，D正确。

人教版物理必修1专题复习课四：实验专题一、实验探究题。

1. 在做“研究匀变速直线运动”的实验中：（1）实验室提供了以下器材：打点计时器、一端装有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是________．（2）已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz．如图所示为实验所打出的一段纸带，在顺次打出的点中，从O点开始每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D．相邻计数点间的距离已在图中标出，则打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v=________m/s；小车的加速度a=________m/s2．2. 某同学利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”．（1）关于该实验的操作和数据处理，下列说法正确的是（）求出小A.可以用天平测出砝码和砝码盘的总质量m1和小车的质量m2，由公式a=m1gm2车的加速度B.应使小车的质量远小于砝码和砝码盘的总质量，以减小实验误差C.处理实验数据时采用描点法画图像，是为了减小误差图像，是为了便于根据图线直观作出判断D.处理实验数据时采用a−1m（2）在实验中，利用打点计时器打出了多条纸带，该同学选取了其中较为理想的一条进行分析，纸带上A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图乙所示，单位是cm，则小车的加速度为________m/s2．（结果保留三位有效数字）3. 某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a−F图像．（1）图线不过坐标原点的原因是________．（2）本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________（选填“是”或“否”）．（3）由图像求出小车和传感器的总质量为________kg．4. 某同学用如图甲所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂—重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图乙中的示数为________N．（2）下列的实验要求中不必要的是（）（填写选项前对应的字母，下同）A.细线应尽可能长一些B.应测量重物M所受的重力C.细线AO与BO之间的夹角应尽可能大于90∘D.改变拉力的大小与方向，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置（3）图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示，下列说法正确的是（）A.图中的F是力F1和F2合力的理论值B.图中的F′是力F1和F2合力的理论值C.F是力F1和F2合力的实际测量值D.本实验将细绳都换成橡皮条，同样能达到实验目的（4）本实验采用的科学方法是（）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5. 某物理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的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数为________N/m．（2）为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图所示的甲、乙两种方案．①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案________更合理．②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N．当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，c的示数为4.0N，则A和B间的动摩擦因数为________．参考答案与试题解析人教版物理必修1专题复习课四：实验专题一、实验探究题。

2023人教版带答案高中物理必修一第一章运动的描述微公式版知识点总结归纳单选题1、在某次汽车性能测试中，两辆汽车先后经过同一平直公路的ab段，检测仪显示两车经过ab段的时间相等。

则可判定两车在ab段运动的（）A．初速度相等B．末速度相等C．中间位移的速度相等D．平均速度相等答案：D可知，两车在ab段运动的平均速度相等，初、末速度和中间位移的速度两车经过ab段的时间相等，根据v=xt不一定相等。

故选D。

2、周末爷爷奶奶要来玩，小聪乘坐出租车从小区门口出发，到汽车站接到爷爷奶奶后立即乘坐同一辆出租车回家，出租车票据部分信息如图所示。

下列说法正确的是（）×××××××1021105420.6km48.7A．10:21指的是时间间隔B．10:54指的是时刻C．整个过程的路程为0D．整个过程的位移大小为20.6 km答案：BA．图中10：21是上车的时间点，表示时刻，故A错误；B．图中10：54是下车的时间点，表示时刻，故B正确；C．路程是运动物体的轨迹长度，故整个过程的路程为20.6km，故C错误；D．位移的大小指从初位置指向末位置的有向线段的长度，由题意可知，出租车返回出发地，故位移为零，故D 错误。

故选B。

3、某同学和家人在元旦期间一起开车出去游玩，从家出发，到达目的地用时3小时，经过的路程为240公里，位移为180公里。

下列说法正确的是（）A．3小时指的是具体时刻B．研究车从出发至到达目的地的时间，车不可看成质点C．车的平均速度大小为60 km/hD．研究车停入车位的过程时，车可以看成质点答案：CA．3小时指的是一段时间，不是具体的时刻。

故A错误；B．研究车从出发至到达目的地的时间，车可看成质点。

故B错误；C．车的位移为180公里，则平均速度为v̅=xt=60km h⁄故C正确；D．停车过程中要考虑车位周围空间和车的长、宽等，车的形状和大小不能忽略，即不能看成质点。

实验一 研究匀变速直线运动一、知识梳理（一）、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的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 ＝aT 2)．3．测定匀变速直线运动的加速度．（二）、实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点．(2)工作条件⎩⎪⎨⎪⎧ 电磁打点计时器：4 V ～6 V 交流电源电火花计时器：220 V 交流电源(3)纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况．③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．2．利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝Δv Δt ＝Δv 1Δt ＝Δv 2Δt＝…. (2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4…，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2.3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如图1所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，且满足x 6－x 5＝x 5－x 4＝x 4－x 3＝x 3－x 2＝x 2－x 1，即 a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样可使所给数据全部得到利用，以提高准确性．图1(2)“平均速度法”求速度：得到如图2所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，n 点的瞬时速度为v n .即v n ＝(x n ＋x n ＋1)2T .图2(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v－t图象，直线的斜率即加速度．（三）、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．（四）、实验步骤1．仪器安装(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置见图3所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．图32．测量与记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次．(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝0.1 s．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度．(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次．3．数据处理及实验结论(1)由实验数据得出v－t图象①根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图4所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．图4图5②作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v －t 图象，它是一条倾斜的直线．(2)由实验得出的v －t 图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律，有两条途径进行分析①分析图象的特点得出：小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增加相同的值Δt 时，速度也会增加相同的值Δv ，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．②通过函数关系进一步得出：既然小车的v －t 图象是一条倾斜的直线，那么v 随t 变化的函数关系式为v ＝kt ＋b ，显然v 与t 成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化．（五）、注意事项1．交流电源的电压及频率要符合要求．2．实验前要检查打点计时器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计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔为T ＝0.02×5 s ＝0.1 s.6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免因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，弄清楚相邻计数点间所选的时间间隔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．二、专题精讲 考点一 完善实验步骤例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________．图7A ．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：________________.【答案】AD G ．换上新纸带重复实验三次 BEFCADG考点二 纸带数据的处理例2 如图6是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图6(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A 、B 两点间距x ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．【答案】(1)0.02 s (2)0.70 cm 0.100 m/s例3 某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图7.长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A 、B 两点，B 点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d ，用天平测量滑块的质量m ；②用直尺测量A 、B 之间的距离s ，A 点到水平桌面的垂直距离h 1，B 点到水平桌面的垂直距离h 2；③将滑块从A 点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t ；④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t ；⑤利用所测数据求出摩擦力F f 和斜面倾角的余弦值cos α；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F f －cos α关系曲线．(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g )；①斜面倾角的余弦cos α＝图1________________；②滑块通过光电门时的速度v ＝________；③滑块运动时的加速度a ＝______________；④滑块运动时所受到的摩擦阻力F f ＝________.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图8所示，读得d ＝________________.【答案】 (1)①1s s 2－(h 1－h 2)2 ②d t ③d 22s t 2 ④mg h 1－h 2s －m d 22s t 2(2)3.62 c 实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系一、知识梳理(一)、实验目的1．探究弹力和弹簧伸长量的关系．2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律．（二）、实验原理1．如图1所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x ，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F ，以横坐标表示弹簧的伸长量x ，在坐标系中描出实验所测得的各组(x 、F )对应的点，用平滑的曲线连接起j 来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．（三）、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线．（四）、实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l 0，即原长．2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m 1的钩码，测出此时弹簧的长度l 1，记录m 1和l 1，填入自己设计的表格中．图23．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．2．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．（六）、误差分析1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度．2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度．3．在F－x图象上描点、作图不准确．（七）、注意事项1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度．3．测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．4．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．二、典例精讲考点一基础实验例1 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．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3上标出．(g ＝9.8 m/s2)图3(1)作出m－l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为__________ N/m.【答案】(1)如解析图所示(2)0.259(0.248～0.262)例2 在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧．为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m＝0.1 kg，取g＝10 m/s2)，并记录绳下端的坐标X加i(下标i表示挂在绳下端的钩码个数)，然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标X减i，绳下端坐标的平均值X i＝(X加i＋X减i)/2的数据如下表：加i减i(2)________同学的数据更符合实验要求(填“甲”或“乙”)．(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)．(4)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？【答案】(1)小于(2)乙(3)57～70 N/m考点二图象法处理实验数据例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4.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．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．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图5中，请作出F－L图线．图5(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，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(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：___________________________________________.【答案】(1)见解析(2)5 20 (3)、(4)见解析解析(1)F－L图线如图所示：(4)优点是：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．方法提炼图象法直观简明，是物理实验中最常用的数据处理方法之一．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，并根据数据特点正确确定坐标起点，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始选择．(2)作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误太大所致，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．实验三验证力的平行四边形定则一、知识梳理（一）、实验目的验证力的平行四边形定则．（二）、实验原理一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力．作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则．（三）、实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)，细芯铅笔．（四）、实验步骤1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．3. 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，如图1所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．图14．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．（五)、数据处理1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示．3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．(六)、误差分析1．读数误差减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．2．作图误差减小作图误差的方法：作图时要画准结点O的位置和两个测力计的方向．两个分力F1、F 2间的夹角越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当．(七)、注意事项1．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．2．用两只弹簧测力计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°～90°之间为宜．3．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，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．4．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．5．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．记忆口诀结点位置O确定，两绳夹角要适中.力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长，铅笔两点定方向.画力标度要适当，不然误差要粗放二、专题精讲考点一基础实验例1 某同学用如图2所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.(2)下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零图3 图4C ．拉线方向应与木板平面平行D ．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．【答案】(1)3.6 (2)D (3)①减小弹簧测力计B 的拉力；②减小重物M 的质量(或将A 更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B 拉力的方向等)例2 如图3所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A 、B 上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O ，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．(1)为完成该实验，下述操作中必需的是________．a ．测量细绳的长度b ．测量橡皮筋的原长c ．测量悬挂重物后橡皮筋的长度d ．记录悬挂重物后结点O 的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是________________________________． 【答案】(1)bcd (2)更换不同的小重物考点二 等效法和作图法例3 在验证力的平行四边形定则的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图4所示．图上标出了F 1、F 2、F 、F ′四个力，其中________(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的；若F 与F ′的__________基本相等，________基本相同，说明力的平行四边形定则得到了验证．【答案】F ′ 大小 方向例4 某同学在坐标纸上画出了如图5所示的两个已知力F 1和F 2，图中小正方形的边长表 示2 N ，两力的合力用F 表示，F 1、F 2与F 的夹角分别为θ1和θ2，下列关于F 1、F 2、F 、θ1、θ2之间的关系正确的是()图5A．F1＝4 N B．F＝12 NC．θ1＝45° D．θ1<θ2【答案】BC [F1＝42＋42 N＝4 2 N，F2＝42＋82 N＝4 5 N．据题图可知F1、F2的竖直分量抵消，故合力必定沿水平方向，F＝4 N＋8 N＝12 N，θ1＝45°，θ1>θ2，B、C 对．]方法提炼验证力的平行四边形定则实验中的等效法和作图法等效法是指两个弹簧秤同时拉橡皮筋使橡皮筋产生的形变与一个弹簧秤单独拉橡皮筋产生的形变相同．应使两个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置．作图法是用来验证两个弹簧秤拉力的合力与单个弹簧秤拉力的大小、方向是否相同的，反映在图上就是两力是否重合．在实验中的体现是：先选定标度作出两个力的图示，依据平行四边形作出对角线，然后再根据同样标度作出一个弹簧秤拉时力的图示(两个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置相同)，看两个力的图示是否重合．实验四验证牛顿运动定律一、知识梳理(一)、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．验证牛顿第二定律．3．掌握利用图象处理数据的方法．(二)、实验原理探究加速度a与力F及质量m的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量m不变，讨论加速度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，讨论加速度a与m的关系．(三)、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码．(四)、实验步骤1．用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m 和m ′. 2．安装实验器材(如图1所示)．图13．平衡摩擦力．4．小盘绕过滑轮系于小车上，先通电源后放开小车，取下纸带编号码． 5．保持小车的质量m 不变，改变砝码和小盘的质量m ′，重复步骤4. 6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a .7．作a －F 的图象，描点作图，若这些点在一条直线上，证明了加速度与力成正比． 8．保持砝码和小盘的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤4和6，作a －1m图象，若图象为一直线，则证明加速度与质量成反比． (五)、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直的方法 1．探究加速度与力的关系以加速度a 为纵坐标，以F 为横坐标，根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a 与F 是否成正比． 2．探究加速度与质量的关系以a 为纵坐标、m 为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图2甲所示的一条曲线．由图线只能看出m 增大时a 减小，但a 与m 具体是什么关系，不能得出．若以a 为纵坐标，1m为横坐标，将会得到如图乙所示的一条过原点的倾斜直线，据此可判断a 与m 成反比．图23．方法总结利用图象处理数据是物理实验中常用的重要方法．在实验中如果发现一个量x 与另一个量y 成反比，那么，x 就应与1y成正比．因为在处理数据时，判断正比例函数图象比判断一条曲线是否为反比例函数图象要简单和直观得多，所以可以将反比例函数的曲线转化为正比例函数的直线进行处理．(六)、注意事项1．平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．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，并要让小车拖着打点的纸带运动．2．不重复平衡摩擦力：实验步骤2、3不需要重复，即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的质量，都不需要重新平衡摩擦力．3．实验条件：每条纸带必须在满足小车的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．4．一先一后：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，再释放小车．记忆口诀平衡摩擦纸带挂，小车板上匀速滑；若要盘码当拉力，其重与车不可比；先通电源后放车，纸带应选易于测；曲线化直好思想，作图比例要适当.二、典例精讲考点一基础实验例 1 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图3所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：图3A．按图中所示安装好实验装置；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答下列问题：(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填。