人教版高中物理必修一實驗復習精講.doc

_實驗一研究勻變速直線運動1、 知識梳理（一）、實驗目的1練習正確使用打點計時器，學會利用打上點的紙帶研究物體的運動2掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法(xaT2)3測定勻變速直線運動的加速度（二）、實驗原理1打點計時器(1)作用：計時儀器，每隔0.02 s打一次點(2)工作條件(3)紙帶上點的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置通過研究紙帶上各點之間的距離，可以判斷物體的運動情況可以利用紙帶上打出的點來確定計數(shù)點間的時間間隔2利用紙帶判斷物體運動狀態(tài)的方法(1)沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)不同時刻的速度分別為v1、v2、v3、v4、，若v2v1v3v2v4v3，則說明物體在相等時間內(nèi)速度的增量相等，由此說明物體在做勻變速直線運動，即a.(2)沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移分別為x1，x2，x3，x4，若xx2x1x3x2x4x3，則說明物體在做勻變速直線運動，且xaT 2.3速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如圖1所示的紙帶，相鄰兩點的時間間隔為T，且滿足x6x5x5x4x4x3x3x2x2x1，即a1，a2，a3，然后取平均值，即，這樣可使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準確性圖1(2)“平均速度法”求速度：得到如圖2所示的紙帶，相鄰兩點的時間間隔為T，n點的瞬時速度為vn.即vn.圖2(3)“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個點的速度，畫出vt圖象，直線的斜率即加速度（三）、實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)，一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙片（四）、實驗步驟1儀器安裝(1)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路(2)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面實驗裝置見圖3所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行圖32測量與記錄(1)把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次(2)從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點，從后邊便于測量的點開始確定計數(shù)點，為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點五次的時間作為時間單位，即T0.1 s正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計數(shù)點間的距離，并填入設計的表格中(3)利用某一段時間的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點的瞬時速度 (4)增減所掛鉤碼數(shù)，再重復實驗兩次3數(shù)據(jù)處理及實驗結論(1)由實驗數(shù)據(jù)得出vt圖象根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標系中仔細描點，如圖4所示可以看到，對于每次實驗，描出的幾個點都大致落在一條直線上圖4作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的點，應均勻分布在直線的兩側，這條直線就是本次實驗的vt圖象，它是一條傾斜的直線圖5(2)由實驗得出的vt圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律，有兩條途徑進行分析分析圖象的特點得出：小車運動的vt圖象是一條傾斜的直線如圖5所示，當時間增加相同的值t時，速度也會增加相同的值v，由此得出結論：小車的速度隨時間均勻變化通過函數(shù)關系進一步得出：既然小車的vt圖象是一條傾斜的直線，那么v隨t變化的函數(shù)關系式為vktb，顯然v與t成“線性關系”，小車的速度隨時間均勻變化（五）、注意事項1交流電源的電壓及頻率要符合要求2實驗前要檢查打點計時器打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要調(diào)節(jié)振針的高度和更換復寫紙3開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器4先接通電源，打點計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源5要區(qū)別打點計時器打出的計時點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個計時點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s.6小車另一端掛的鉤碼個數(shù)要適當，避免因速度過大而使紙帶上打的點太少，或者速度太小，使紙帶上的點過于密集7選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰適當舍棄開頭密集部分，適當選取計數(shù)點，弄清楚相鄰計數(shù)點間所選的時間間隔T.8測x時不要分段測量，讀數(shù)時要注意有效數(shù)字的要求，計算a時要注意用逐差法，以減小誤差二、專題精講 考點一完善實驗步驟例1在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，某同學的操作步驟如下，其中錯誤的步驟有_A拉住紙帶，將小車移到靠近打點計時器處先放開紙帶，再接通電源B將打點計時器固定在平板上，并接好電源C把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面掛上合適的鉤碼D取下紙帶E將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做加速運動F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔_將以上步驟完善并填寫在橫線上(遺漏的步驟可編上序號G、H)；實驗步驟的合理順序為：_.【答案】ADG換上新紙帶重復實驗三次BEFCADG考點二紙帶數(shù)據(jù)的處理例2如圖6是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶圖6(1)已知打點計時器電源頻率為50 Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_(2)ABCD是紙帶上四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點間距x_；C點對應的速度是_(計算結果保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)0.02 s(2)0.70 cm0.100 m/s圖7例3某同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系，設計實驗裝置如圖7.長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上在平板上標出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間實驗步驟如下：用游標卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質(zhì)量m；用直尺測量A、B之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h1，B點到水平桌面的垂直距離h2；將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t；重復步驟數(shù)次，并求擋光時間的平均值；利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力Ff和斜面傾角的余弦值cos ；多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟，作出Ffcos 關系曲線(1)用測量的物理量完成下列各式(重力加速度為g)；斜面傾角的余弦cos _；滑塊通過光電門時的速度v_；滑塊運動時的加速度a_；滑塊運動時所受到的摩擦阻力Ff_.(2)測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數(shù)如圖8所示，讀得d_.【答案】(1) mgm(2)3.62 c實驗二探究彈力和彈簧伸長量的關系1、 知識梳理 (一)、實驗目的1探究彈力和彈簧伸長量的關系2學會利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，探究物理規(guī)律（二）、實驗原理1如圖1所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等圖12用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x，建立直角坐標系，以縱坐標表示彈力大小F，以橫坐標表示彈簧的伸長量x，在坐標系中描出實驗所測得的各組(x、F)對應的點，用平滑的曲線連接起j來，根據(jù)實驗所得的圖線，就可探知彈力大小與伸長量間的關系（三）、實驗器材鐵架臺、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、坐標紙、重垂線（四）、實驗步驟1將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0，即原長2如圖2所示，在彈簧下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測出此時彈簧的長度l1，記錄m1和l1，填入自己設計的表格中圖23改變所掛鉤碼的質(zhì)量，測出對應的彈簧長度，記錄m2、m3、m4、m5和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5，并得出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5.鉤碼個數(shù)長度伸長量x鉤碼質(zhì)量m彈力F0l01l1x1l1l0m1F12l2x2l2l0m2F23l3x3l3l0m3F3（五）、數(shù)據(jù)處理1以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線2以彈簧的伸長量為自變量，寫出圖線所代表的函數(shù)首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)3得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系，解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義（六）、誤差分析1本實驗的誤差來源之一是由彈簧拉力大小的不穩(wěn)定造成的，因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當對彈簧的拉力，可以提高實驗的準確度2彈簧長度的測量是本實驗的主要誤差來源，所以，應盡量精確地測量彈簧的長度3在Fx圖象上描點、作圖不準確（七）、注意事項1每次增減鉤碼測量有關長度時，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止狀態(tài)，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等2彈簧下端增加鉤碼時，注意不要超過彈簧的限度3測量有關長度時，應區(qū)別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關系4建立平面直角坐標系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當，不可過大，也不可過小5描線的原則是，盡量使各點落在描出的線上，少數(shù)點分布于線兩側，描出的線不應是折線，而應是平滑的曲線6記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位二、典例精講 考點一 基礎實驗例1為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù)，其對應點已在圖3上標出(g9.8 m/s2)圖3(1)作出ml的關系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m.【答案】(1)如解析圖所示(2)0.259(0.2480.262)例2在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關系”的實驗中，甲、乙兩位同學選用不同的橡皮繩代替彈簧為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端依次逐個掛上鉤碼(每個鉤碼的質(zhì)量均為m0.1 kg，取g10 m/s2)，并記錄繩下端的坐標X加i(下標i表示掛在繩下端的鉤碼個數(shù))，然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標X減i，繩下端坐標的平均值Xi(X加iX減i)/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(Xi/mm)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的X加i_X減i(填“大于”或“小于”)(2)_同學的數(shù)據(jù)更符合實驗要求(填“甲”或“乙”)(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m)(4)為了更好的測量勁度系數(shù)，在選用鉤碼時需考慮的因素有哪些？【答案】(1)小于(2)乙(3)5770 N/m考點二 圖象法處理實驗數(shù)據(jù)例3 在“探究彈力和彈簧伸長量的關系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖4.所用的每個鉤碼的重力相當于對 彈簧提供了向右恒定的拉力實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自 然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應的彈簧總長度(1)有一個同學通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在坐標系圖5中，請作出FL圖線圖5(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0_ cm，勁度系數(shù)k_ N/m.(3)試根據(jù)該同學以上的實驗情況，請你幫助他設計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))(4)該同學實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較優(yōu)點在于：_；缺點在于：_. 【答案】(1)見解析(2)520(3)、(4)見解析解析(1)FL圖線如圖所示： (4)優(yōu)點是：可以避免彈簧自身重力對實驗的影響缺點是：彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦會造成實驗誤差方法提煉圖象法直觀簡明，是物理實驗中最常用的數(shù)據(jù)處理方法之一作圖的規(guī)則：(1)要在坐標軸上標明軸名、單位，恰當?shù)剡x取縱軸、橫軸的標度，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點正確確定坐標起點，使所作出的圖象幾乎占滿整個坐標圖紙若彈簧原長較長，則橫坐標起點可以不從零開始選擇(2)作圖線時，盡可能使直線通過較多坐標描點，不在直線上的點也要盡可能對稱分布在直線的兩側(若有個別點偏離太遠，則是因偶然誤太大所致，應舍去)(3)要注意坐標軸代表的物理量的意義，注意分析圖象的斜率、截距的意義實驗三驗證力的平行四邊形定則1、 知識梳理（一）、實驗目的驗證力的平行四邊形定則（二）、實驗原理一個力F的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以力F就是這兩個力F1和F2的合力作出力F的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示，比較F和F的大小和方向是否都相同，若相同，則說明互成角度的兩個力合成時遵循平行四邊形定則（三）、實驗器材方木板，白紙，彈簧測力計(兩只)，橡皮條，細繩套(兩個)，三角板，刻度尺，圖釘(幾個)，細芯鉛筆（四）、實驗步驟1用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上2用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套3. 用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條與繩的結點伸長到某一位置O，如圖1所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向圖14只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩套的方向5改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向，再重做兩次實驗（五)、數(shù)據(jù)處理1用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示2用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計時的拉力F的圖示3比較F與F是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則(六)、誤差分析1讀數(shù)誤差減小讀數(shù)誤差的方法：選擇相同的彈簧測力計并調(diào)整好零刻度；彈簧測力計數(shù)據(jù)在允許的情況下，盡量大一些，讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄2作圖誤差減小作圖誤差的方法：作圖時要畫準結點O的位置和兩個測力計的方向兩個分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作出的合力F的誤差F就越大，所以實驗時不要把F1、F2間的夾角取得太大；作圖比例要恰當(七)、注意事項1在同一次實驗中，使橡皮條拉長時，結點O位置一定要相同2用兩只彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時，夾角不宜太大也不宜太小，在6090之間為宜3讀數(shù)時應注意使彈簧測力計與木板平行，并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直線上，避免彈簧測力計的外殼和彈簧測力計的限位孔之間有摩擦讀數(shù)時眼睛要正視彈簧測力計的刻度，在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些4細繩套應適當長一些，便于確定力的方向不要直接沿細繩套的方向畫直線，應在細繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細繩套后，再將所標點與O點連接，即可確定力的方向5在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標度要相同，并且要恰當選取標度，使所作力的圖示稍大一些記憶口訣結點位置O確定，兩繩夾角要適中.力秤木板要平行，眼睛讀數(shù)垂直秤.細繩套應適當長，鉛筆兩點定方向.畫力標度要適當，不然誤差要粗放二、專題精講 考點一 基礎實驗例1 某同學用如圖2所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細線掛一重物M.彈簧測力計B的一端用細線系于O點，手持另一端向左拉，使結點O靜止在某位置分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向 (1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_N.(2)下列不必要的實驗要求是_(請?zhí)顚戇x項前對應的字母)A應測量重物M所受的重力B彈簧測力計應在使用前校零C拉線方向應與木板平面平行D改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O點靜止在同一位置(3)某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦法【答案】(1)3.6(2)D(3)減小彈簧測力計B的拉力；減小重物M的質(zhì)量(或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計、改變彈簧測力計B拉力的方向等)例2如圖3所示，某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物圖3(1)為完成該實驗，下述操作中必需的是_a測量細繩的長度b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度d記錄懸掛重物后結點O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_【答案】(1)bcd(2)更換不同的小重物考點二 等效法和作圖法圖4例3在驗證力的平行四邊形定則的實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出力的圖示，如圖4所示圖上標出了F1、F2、F、F四個力，其中_(填上述字母)不是由彈簧秤直接測得的；若F與F的_基本相等，_基本相同，說明力的平行四邊形定則得到了驗證【答案】F大小方向例4某同學在坐標紙上畫出了如圖5所示的兩個已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長表示2 N，兩力的合力用F表示，F(xiàn)1、F2與F的夾角分別為1和2，下列關于F1、F2、F、1、2之間的關系正確的是()圖5AF14 N BF12 NC145 D12，B、C對方法提煉驗證力的平行四邊形定則實驗中的等效法和作圖法等效法是指兩個彈簧秤同時拉橡皮筋使橡皮筋產(chǎn)生的形變與一個彈簧秤單獨拉橡皮筋產(chǎn)生的形變相同應使兩個彈簧秤拉橡皮筋時結點的位置與一個彈簧秤拉橡皮筋時結點的位置是同一個位置作圖法是用來驗證兩個彈簧秤拉力的合力與單個彈簧秤拉力的大小、方向是否相同的，反映在圖上就是兩力是否重合在實驗中的體現(xiàn)是：先選定標度作出兩個力的圖示，依據(jù)平行四邊形作出對角線，然后再根據(jù)同樣標度作出一個彈簧秤拉時力的圖示(兩個彈簧秤拉橡皮筋時結點的位置與一個彈簧秤拉橡皮筋時結點的位置相同)，看兩個力的圖示是否重合 實驗四 驗證牛頓運動定律1、 知識梳理(一)、實驗目的1學會用控制變量法研究物理規(guī)律2驗證牛頓第二定律3掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法(二)、實驗原理探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關系時，應用的基本方法是控制變量法，即先控制一個參量小車的質(zhì)量m不變，討論加速度a與力F的關系，再控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量m，討論加速度a與m的關系(三)、實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細繩、低壓交流電源、導線、天平、刻度尺、砝碼(四)、實驗步驟1用天平測出小車和盛有砝碼的小盤的質(zhì)量m和m.2安裝實驗器材(如圖1所示)圖13平衡摩擦力4小盤繞過滑輪系于小車上，先通電源后放開小車，取下紙帶編號碼5保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m，重復步驟4.6在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a.7作aF的圖象，描點作圖，若這些點在一條直線上，證明了加速度與力成正比8保持砝碼和小盤的質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量m，重復步驟4和6，作a圖象，若圖象為一直線，則證明加速度與質(zhì)量成反比(五)、實驗數(shù)據(jù)的處理方法圖象法、化曲為直的方法1探究加速度與力的關系以加速度a為縱坐標，以F為橫坐標，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)描點，然后作出圖象，看圖象是否是通過原點的直線，就能判斷a與F是否成正比2探究加速度與質(zhì)量的關系以a為縱坐標、m為橫坐標，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點，將會得到如圖2甲所示的一條曲線由圖線只能看出m增大時a減小，但a與m具體是什么關系，不能得出若以a為縱坐標，為橫坐標，將會得到如圖乙所示的一條過原點的傾斜直線，據(jù)此可判斷a與m成反比圖23方法總結利用圖象處理數(shù)據(jù)是物理實驗中常用的重要方法在實驗中如果發(fā)現(xiàn)一個量x與另一個量y成反比，那么，x就應與成正比因為在處理數(shù)據(jù)時，判斷正比例函數(shù)圖象比判斷一條曲線是否為反比例函數(shù)圖象要簡單和直觀得多，所以可以將反比例函數(shù)的曲線轉(zhuǎn)化為正比例函數(shù)的直線進行處理(六)、注意事項1平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點的紙帶運動2不重復平衡摩擦力：實驗步驟2、3不需要重復，即整個實驗平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力3實驗條件：每條紙帶必須在滿足小車的質(zhì)量遠大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力4一先一后：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，再釋放小車記憶口訣平衡摩擦紙帶掛，小車板上勻速滑；若要盤碼當拉力，其重與車不可比；先通電源后放車，紙帶應選易于測；曲線化直好思想，作圖比例要適當.二、典例精講 考點一 基礎實驗例1某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關系”實驗中，設計出如下的實驗方案，其實驗裝置如圖3所示已知小車質(zhì)量M214.6 g，砝碼盤質(zhì)量m07.8 g，所使用的打點計時器交流電頻率f50 Hz.其實驗步驟是：圖3A按圖中所示安裝好實驗裝置；B調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動；C取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m；D先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a；E重新掛上細繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量重復BD步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度回答下列問題：(1)按上述方案做實驗，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量？_(填“是”或“否”)(2)實驗中打出的其中一條紙帶如圖4所示，由該紙帶可求得小車的加速度a_ m/s2.圖4(3)某同學將有關測量數(shù)據(jù)填入他所設計的表格中，如下表，次數(shù)12345砝碼盤中砝碼的重力F/N0.100.200.290.390.49小車的加速度a/(ms2)0.881.441.842.382.89他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出aF圖象(如圖5)造成圖線不過坐標原點的一條最主要原因是_ _，從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是_，其大小為_圖5【答案】(1)否(2)0.88(3)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力(只要涉及“未考慮砝碼盤的因素”就算正確)砝碼盤的重力0.08 N (0.070.08 N均正確)例2某實驗小組利用如圖6所示的實驗裝置來探究當合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量之間的關系圖7圖6(1) 由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x24 cm，由圖7中游標卡尺測得遮光條的寬度d_ cm.該實驗小組在做實驗時，將滑塊從如圖6所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間t1，遮光條通過光電門2的時間t2，則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式v1_，滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達式v2_，則滑塊的加速度的表達式a_.(以上表達式均用字母表示) (2)在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質(zhì)量總共做了6組實驗，得到如表所示的實驗數(shù)據(jù)通過分析表中數(shù)據(jù)后，你得出的結論是_.m(g)a(ms2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63(3)現(xiàn)需通過圖象進一步驗證你的結論，請利用表格數(shù)據(jù)，在如圖8所示坐標系中描點作出相應圖象圖8【答案】(1)0.52(2)(3)見解析解析(3)如圖所示考點二 近似法、控制變量法、平衡摩擦力法和化曲為直法例3某同學設計了一個“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關系”實驗如圖9為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小盤，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砝碼和小盤的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上的打點求得圖9(1)圖10為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為_ m/s2.(保留兩位有效數(shù)字) (2)在“探究加速度與質(zhì)量的關系”時，保持砝碼和小盤質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)123456789小車加速度a/(ms2)1.981.721.481.251.000.750.480.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.710.751.001.67根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與m的關系，請在圖11的方格坐標紙中選擇恰當物理量建立坐標系，并作出圖線(如有需要，可利用上表中的空格數(shù)據(jù))圖11(3)在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小盤中砝碼的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的關系圖線如圖12所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因圖12答：_.【答案】(1)3.2(2)見解析(3)實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 解析：(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著質(zhì)量的增大，加速度逐漸減小算出的值，從左到右依次是：4.003.453.032.502.001411.331.000.60以橫坐標表示，以縱坐標表示加速度a，描點，可以看到多數(shù)點在一條直線上，只有(1.33,0.48)偏離直線較遠，舍去此點，作出圖象如圖所示例4為了探究加速度與力的關系，使用如圖13所示的氣墊導軌裝置進行實驗其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被測量并記錄滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：圖13(1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？答：_.(2)若取M0.4 kg，改變m的值進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是_Am5 g Bm15 gCm40 g Dm400 g(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為：_.(用t1、t2、D、s表示)方法提煉在驗證牛頓第二定律實驗中，近似法是指繩對小車的拉力近似等于繩另一端連接的小盤和砝碼的總重力，近似法要在小盤和砝碼的總重力遠小于小車的重力的情況下才能用控制變量法是指分別研究加速度與力、加速度與質(zhì)量關系時用到的方法，在實驗中的具體體現(xiàn)是：研究加速度與力的關系時，保持小車質(zhì)量不變；研究加速度與質(zhì)量的關系時，保持小盤和砝碼的總重力不變平衡摩擦力法是指通過調(diào)整斜面傾角，讓小車重力沿斜面的分力與摩擦力抵消，使小車受到的合外力等于繩對小車的拉力，體現(xiàn)在實驗中是讓小車不掛小盤時能在斜面上勻速運動化曲為直法是指處理數(shù)據(jù)時，不作am圖象而作a圖象，反映在圖象中就是把原來的曲線變成傾斜的直線【答案】(1)見解析(2)D (3)a解析(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不移動，或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被遮擋的時間t都相等 三、鞏固訓練1.某同學用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度，電源頻率f50 Hz.在紙帶上打出的點中，選出零點，每隔4個點取1個計數(shù)點因保存不當，紙帶被污染如圖10所示，A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點，僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離：xA16.6 mm、xB126.5 mm、xD624.5 mm.圖10若無法再做實驗，可由以上信息推知：(1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為_s；(2)打C點時物體的速度大小為_m/s(取2位有效數(shù)字)；(3)物體的加速度大小為_(用xA、xB、xD和f表示)【答案】(1)0.1(2)2.5(3)2.如圖13所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測量重力加速度 (1)所需器材有打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需_(填字母代號)中的器材A直流電源、天平及砝碼B直流電源、毫米刻度尺C交流電源、天平及砝碼圖13D交流電源、毫米刻度尺(2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度為使圖線的斜率等于重力加速度，除作vt圖象外，還可作_圖象，其縱軸表示的是_，橫軸表示的是_ 【答案】(1)D(2)h速度平方的二分之一重物下落的高度3.某同學想要探究彈力和彈簧伸長量的關系，并測彈簧的勁度系數(shù)k，做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作L0；彈簧下端掛一個50 g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L1；彈簧下端掛兩個50 g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2；掛七個50 g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L7.(1)下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是_和_測量記錄表：代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7刻度數(shù)值/cm1.703.40