高中物理力学实验专题汇总
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高级高中物理力学实验专题汇总文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]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(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-x33T2a=a1+a2+a33③利用平均速度求瞬时速度:v n=x n+x n+12T=d n+1-d n-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=(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/s 2.1.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 =aT 2;(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 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x 01= cm ,x 12=cm ,x 23=cm ,x 34= cm ,x 45= cm ,x 56= 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v 4=________m/s ,小车的加速度a =________m/s 2.(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×10-2 s和×10-3 s.用精度为 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、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)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:________________________________________________________________.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。
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。
高中物理力学实验总结力学实验实验一:研究匀变速直线运动,测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器4-6v 交流电,电火花220v 交流电,它每隔0.02s 打一次点(电源频率是50Hz )。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量。
求任一计数点对应的即时速度v :2T s s 1)(n n ++==v v n ;如Ts s v 2322+=(其中T =5×0.02s=0.1s ) 3.由纸带求物体运动加速度的方法:(1)利用上图中任意相邻的两段位移求a :如223T s s a -=(2)用“逐差法”求加速度:(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求⇒++=⇒===3a a a a 3Ts -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s s s a ++-++= (3)用v-t 图法:即先根据2T s s 1)(n n ++=n v ;求出打第n 点时纸带的瞬时速度,再求出各点的即时速度,画出如图的v-t 图线,图线的斜率即加速度。
[实验步骤][注意事项]1.纸带打完后及时断开电源。
2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm 的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。
3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个(即每隔5个时间间隔取一个计数点),是为求加速度时便于计算。
4.不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。
所取的计数点要能保证至少有两位有效数字5.平行:纸带和细绳要和木板平行.6.两先两后: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.7.电压若增大,打点更清晰;频率若增加,打点周期更短;8.若打出短线,增加振针与复写纸的距离; 9.若初速度为0,则选1,2点距离为2mm 为宜;实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系[注意事项]1.不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超过弹簧弹性限度.2.尽量多测几组:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.3.使用数据时应采用0L L X 即弹簧长度变化量.4.统一单位:记录数据时要注意弹力及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[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
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。
高中物理力学实验大全1、力是物体之间的相互作用实验仪器:磁铁、小铁块;细线、钩码(学生用)教师操作:磁铁吸引铁块。
学生操作:用细线使放在桌上的钩码上升。
实验结论:力是物体对物体的作用。
2、测量力的仪器实验仪器:弹簧秤(2只)弹簧秤:(1)构造和原理弹簧秤测力原理是根据胡克定律,即F拉=F弹=kx,故弹簧秤的刻度是均匀的,构造如图。
(2)保养①测力计不能超过弹簧秤的量程。
②测量前要注意检查弹簧秤是否需要调零,方法是将弹簧秤竖直挂起来,如其指针不指零位,就需要调零,一般是通过移动指针来调零。
③被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致。
④读数时应正对平视。
⑤测量时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外,还要估读一位。
⑥一次测量时间不宜过久,以免弹性疲乏,损坏弹簧秤。
教师操作:两只弹簧秤钩在一起拉伸,可检验弹簧秤是否已损坏。
3、力的图示实验仪器:刻度尺、圆规4、重力的产生及方向实验仪器:小球、重锤、斜面教师操作:向上抛出小球,小球总是会落到地面。
教师操作:小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面。
实验结论:地球对它附近的一切物体都有力的作用,地球对它周围的物体都有吸引的作用。
教师操作:观察重锤线挂起静止时,线的方向。
教师操作:观察重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直。
实验结论:重力的方向与水平面垂直且向下,而不是垂直物体表面向下。
5、重力和质量的关系实验仪器:弹簧秤、钩码(100g×3只)教师操作:将质量为100g的3只钩码依次挂在弹簧秤上,分别读出它们受到的重力为多少牛,将数据记在表格中,做出相应计算。
质量m(kg) 重力G(N) 重力与质量的比g(N/kg)0.10.20.3实验结论:物体的质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受的重力跟它的质量成正比,这个比值始终是9.8N/kg。
6、悬挂法测重心实验仪器:三角板、悬线、不规则形状薄板(人字形梯子、绳子)教师操作:在A点用线将不规则物体悬挂起来;在B点将不规则物体悬挂起来,两次重锤线的交点即是重心。
高中物理实验总结大全一、引言高中物理实验是学生掌握物理理论知识、培养动手实践能力的重要环节。
通过实验,学生能够深刻理解物理规律,提高实验操作技能,锻炼逻辑思维和实验设计能力。
本文将总结一些高中物理实验,包括实验目的、实验装置、实验操作与观察现象、实验结果与分析以及实验结论等内容。
二、实验一:杨氏静力学实验实验目的:验证胡克定律,研究绳线对物体的力学性质。
实验装置:弹簧,质量盒子,刻度尺,细绳等。
实验操作与观察现象:将弹簧固定在一个支架上,质量盒子挂在弹簧下方,实验者测量质量盒子位置和拉力的变化,记录数据。
实验结果与分析:根据拉力和质量盒子位置的关系,绘制力与位移的图像。
根据胡克定律的公式,计算弹簧的劲度系数。
实验结论:在弹簧的弹性变形范围内,拉力与位移呈线性关系,并且力的大小与弹簧的劲度系数成正比。
三、实验二:简谐振动实验实验目的:研究弹簧振子的振动规律,探究简谐振动的特性。
实验装置:弹簧振子,计时器,测量尺等。
实验操作与观察现象:将弹簧振子悬挂在一个支架上,拉动振子释放后,实验者测量振子的振动时间和振幅,记录数据。
实验结果与分析:根据振动时间和振幅的关系,绘制振动周期与振幅的图像。
计算振动频率和角频率。
实验结论:在一定范围内,振动周期与振幅呈线性关系,而振动频率与振幅无关。
四、实验三:光的折射实验实验目的:验证光的折射定律,探究光的折射规律。
实验装置:光盒,三棱镜,刻度尺等。
实验操作与观察现象:打开光盒,通过狭缝射出单色光,实验者调整角度使光线经过三棱镜,并观察光线的折射现象。
实验结果与分析:根据入射角和折射角的关系,验证折射定律。
计算折射率。
实验结论:光从一种介质向另一种介质传播时,入射光线与法线的夹角和折射光线与法线的夹角之间满足折射定律。
五、实验四:电磁感应实验实验目的:通过实验验证法拉第电磁感应定律,研究电磁感应现象。
实验装置:导体线圈,磁铁,电流计等。
实验操作与观察现象:实验者将导体线圈放置在磁铁附近,快速改变磁场强度,观察电流计的指示。
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。
力学试验目录一、必修实验【题型一】 纸带类问题【题型二】弹簧、橡皮条类实验【题型三】 平抛实验二.选修实验【题型四】单摆实验【题型五】碰撞实验三.力学创新实验一、必修实验【题型一】纸带类问题【解题指导】1.平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力,平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端,给小车一个初速度,小车能匀速下滑。
2.三个关键点(1)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“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的。
(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源。
打点稳定后,再释放纸带。
(3)实验数据处理可借助图象,充分利用图象斜率、截距等的物理意义。
1(2023上·四川绵阳·高三绵阳中学校考开学考试)某同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动,实验时将打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带如图乙所示。
(1)实验时必要的措施是。
(填正确选项前的字母标号)A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)图乙中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点(每相邻两个计数点间还有四个点未画出),已知s1=7.08cm,s2=7.70cm,s3=8.29cm,s4=8.91cm,s5=9.50cm,s6=10.11cm,则小车的加速度大小为m/s2。
(结果保留两位有效数字)【答案】AB/BA0.61【详解】(1)[1]AB .为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,故应将细线与木板保持水平,同时为了打点稳定,应先开电源再放小车,故AB 正确;C .本实验中只是研究匀变速直线运动,故不需要让小车的质量远大于钩码的质量,只要能让小车做匀加速运动即可,故C 错误;D .为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,因此只要摩擦力恒定即可,不需要平衡小车与长木板间的摩擦力,故D 错误。
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(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=x n+x n+12T=d n+1-d n-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=(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 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= cm,x12= cm,x23=cm,x34= cm,x45= cm,x56= 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 实验器材的改进替代长木板①为了保证小车真正做匀加速直线运动,用气垫导轨――→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×10-2s和×10-3s.用精度为 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、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)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。
物块放在桌面上,细绳的一端与物块相连,另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连接在物块上。
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。