高考力學實驗

1、實驗一：研究勻變速直線運動實驗目的：1. 練習使用打點計時器。2. 學習勻變速直線運動的判斷方法。3. 學習用打點計時器測量速度和加速度。實驗原理與方法：1. 打點計時器的使用計時儀器，使用交流電源，電磁打點計時器的工作電壓是4-6V的交流電壓，電火花打點計時器的工作電壓是220V交流電壓。2. 通過紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動：相鄰兩計數(shù)點之間的距離之差相等，則物體做勻變速直線運動。3. 通過紙帶求物體運動速度求平均速度： ，求瞬時速度： 4. 通過紙帶求勻變速直線運動加速度公式法： ，v-t圖像法： 實驗的關(guān)鍵點、思考題即考點：1. 使用打點計時器時，應該先接通電源，待打點穩(wěn)定后，再釋

2、放小車。為什么？2. 小車所掛鉤碼數(shù)應該適當，避免加速度過大而使紙帶上打的點過少，或者加速度太小而使各段位移差異太小。3. 要區(qū)分打點時間間隔和計數(shù)點時間間隔。電源頻率是50Hz時，“每5個自然點取一個計數(shù)點”，計數(shù)點時間間隔是多大？4. 當電源頻率低于50Hz時，若仍按50Hz打點計算，算出的速度比真實速度大還是?。克愠龅募铀俣缺日鎸嵵荡筮€是?。烤毩曨}：1、在“研究勻變速直線運動”的實驗中，打點計時器使用交流電源的頻率是50Hz，打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況。（1）打點計時器的打點周期是 s。（2）圖8為某次實驗打出的一條紙帶，其中1、2、3、4為依次選

3、中的計數(shù)點（各相鄰計數(shù)點之間有四個點跡）。根據(jù)圖中標出的數(shù)據(jù)可知，打點計時器在打出計數(shù)點2時小車的速度大小為 m/s，小車做勻加速直線運動的加速度大小為 m/s2。（計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字） 答案：（1）0.02（2分）；（2）0.64（2分）；6.4（2分） 實驗二：探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系A(chǔ)O刻度尺實驗目的：1. 探究彈力與彈簧伸長的定量關(guān)系2. 練習用列表法、圖像法處理數(shù)據(jù)實驗器材： 鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺實驗步驟：1. 如圖所示，將彈簧的一端掛在鐵架臺上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧的自然長度L0。2. 在彈簧的下端掛質(zhì)量為m1的鉤碼，測出對應的彈簧長度L1，求出彈簧的伸長量

4、x1=L1-L0。3. 改變所掛鉤碼的質(zhì)量為mn，測出對應的彈簧長度Ln。求出每次彈簧的伸長量xn=Ln-L0。4. 以彈力F（F=mg）為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線。實驗關(guān)鍵點：1. 所掛鉤碼不要過重，以免彈簧過分拉伸，超出它的彈性限度。2. 測量彈簧長度時，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時進行。3. 描點畫圖線時，一定要讓盡量多的點在直線上，并使不在直線上的點均勻分布在線兩側(cè)。4. 每次所掛鉤碼的質(zhì)量差稍微大一些，從而使坐標上描出的點盡可能稀疏，這樣作出的圖線精準。思考題即考點：1. 圖像斜率的物理意義是什么？2. 測量彈簧長度時

5、，直尺的零刻度未對齊彈簧上端的固定點，對實驗結(jié)論有無影響？3. 彈力與彈簧伸長量函數(shù)圖像的截距與斜率分別表示什么？4. 如果所掛鉤碼質(zhì)量不清楚，只知道鉤碼的質(zhì)量相同，還能進行探究嗎？如何做？5. 刻度尺的正確度數(shù)是本實驗的考點之一。6. 本實驗可以做F-x圖像，也可以做m-x圖像，或F-L圖像，各圖像是什么樣的？斜率和截距表示什么？7. 用數(shù)據(jù)描點作圖的能力8. 根據(jù)圖像求斜率的基本能力練習題：1（5分）某同學做“探究彈力彈簧伸長關(guān)系”的實驗，他先測出不掛鉤碼時豎直懸掛的彈簧長度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，同時分別測出加掛不同鉤碼時彈簧的伸長量。在處理測量數(shù)據(jù)時，他將所有測得的彈

6、簧伸長量x與相應的彈簧的彈力F（F的大小等于所掛鉤碼受到的重力）的各組數(shù)據(jù)逐點標注在圖8所示的坐標紙上。（1）請你在圖8中畫出此彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系圖線。（2）（通過做出彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系圖線可知，彈簧的彈力F）和彈簧伸長量x 之間的關(guān)系是：。答案：（5分）（1）如圖所示（2分）； （2）成正比關(guān)系（3分）（答出“”或其他形式正比函數(shù)的得3分；答出“一次函數(shù)關(guān)系”或“線性關(guān)系”的得2分）實驗三：驗證力的平行四邊形定則實驗目的：驗證互成角度的兩個力合成時滿足平行四邊形定則實驗原理： 用兩個力F1和F2一起將一端固定的橡皮條拉伸到某點O，再用一個力F，將此橡皮條拉伸到相同的位置O點，

7、則F，為F1和F2的合力。用力的圖示的方法將F，、F1和F2圖示出來，再根據(jù)平行四邊形定則將F1和F2的合力F圖示出來，比較的F，和F的大小和方向，如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了力的平行四邊形定則。實驗器材： 木板、白紙、圖釘若干、橡皮條一段、細繩、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺。實驗步驟：1. 用圖釘將白紙釘在水平的木板上。2. 用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點，用兩條細繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3. 用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度的拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O。4. 用鉛筆描下結(jié)點O的位置和兩條細繩的方向，并記錄兩個彈簧測力計的讀數(shù)。在白紙上按照比例

8、作出兩個力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則畫出F的方向并測量計算出其大小。（這是通過理論求出的合力。）5. 用一個彈簧測力計，通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉倒相同的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向。按照同樣的比例用刻度尺從O點起圖示出這個拉力F，。（這是通過實驗測定的合力。）6. 比較F，和F的大小和方向在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7. 改變兩個分力F1和F2的大小和方向，再重復實驗兩次，比較每次的F，和F的大小和方向在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。實驗關(guān)鍵點：1. 選取彈簧測力計時，應將無零誤差的兩個彈簧測力計自由端鉤住沿水平方向拉伸，看兩個讀數(shù)是否相同，選擇兩個

9、讀數(shù)相同的測力計。2. 測力計示數(shù)盡量大一些，減小讀數(shù)誤差。3. 同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點位置O必須保持不變。4. 畫力的合成圖時，選定標度要合適，盡可能使圖畫得大一些，減小作圖誤差。思考題即考點：1. 同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點位置O必須保持不變。為什么？（只有使F與F1和F2的共同作用效果相同，才可以說F是F1和F2的合力。所以，拉至同一點是為了保證作用效果相同。）2. 為什么要用同一標度畫出各力的圖示？3. 本實驗哪個力是理論上的合力，哪個力是測定的合力？練習題：1在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中某同學的實驗情況如圖8甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的

10、結(jié)點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)圖乙中的_是為F1和F2的合力的理論值；_是力F1和F2的合力的實際測量值。(2)在實驗中，如果將細繩也換成橡皮筋，那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化？_。(選填“變”或“不變”)2如圖甲所示，在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學進行實驗的主要步驟是：將橡皮筋的一端固定在木板上的A點，另一端拴上兩根繩套，每根繩套分別連著一個彈簧測力計。沿著兩個方向拉彈簧測力計，將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將此位置標記為O點，讀取此時彈簧測力計的示數(shù)，分別記錄兩個拉力F1、F2的大小。再用筆在兩繩的拉力方向上分別標記a、b兩點，并分別將其與O點

11、連接，表示兩力的方向。再用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向。（1）用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，這樣做的目的是 。（2）這位同學在實驗中確定分力方向時，圖甲所示的a點標記得不妥，其原因是 。（3）圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果作出的力的圖示，其中 是F1和F2合力的實際測量值。3圖8為“驗證力的平行四邊形定則”的實驗裝置圖。（1）請將下面實驗的主要步驟補充完整。 將橡皮筋的一端固定在木板上的A點，另一端拴上兩根繩套，每根繩套分別連著一個彈簧測力計； 沿著兩個方向拉彈簧測力計，將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將此位置標記為O點，并記錄兩個

12、拉力的大小及方向； 再用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，記錄_ 。（2）用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，這樣做的目的是_。4某同學用兩個彈簧測力計、一根橡皮筋、細繩套、三角板及貼有白紙的方木板等器材，進行“驗證力的平行四邊形定則”的實驗。圖3所示是該同學依據(jù)實驗記錄作圖的示意圖。其中A點是橡皮筋在白紙上的固定點，O點是此次實驗中用彈簧測力計將橡皮筋的活動端拉伸到的位置。關(guān)于此實驗，下列說法中正確的是（ ）A只需記錄拉力的大小B拉力方向應與木板平面平行C圖3中F表示理論的合力，F(xiàn)表示實驗測出的合力D改變拉力，進行多次實驗，并作出多個平行四邊形，但每個四邊形中的O點位置不一定

13、相同答案：(1)F；F (3分)(2)不變 (2分)答案：（5分）（1）與F1、F2共同作用的效果相同 （2分）說明：只要能表達出效果相同的含義即可給分。（2）O、a兩點太近，誤差大 （2分）（3）F （1分） 答案：（1）測力計拉力的大小及方向（1分）（2）使這兩次彈簧測力計的拉力作用效果相同（2分）答案：BD實驗四：驗證牛頓第二定律實驗目的： 驗證物體運動的加速度與物體所受合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。實驗原理：1. 保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)的砂的質(zhì)量，從而改變細線對小車的牽引力，測出小車對應的加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與外力成正比。2. 保持小桶和砂的質(zhì)量不

14、變，在小車上加砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對應加速度，作出加速度與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與質(zhì)量成反比。實驗器材： 小車、砝碼、小桶、砂、細線、帶有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、學生電源、導線、紙帶、天平、米尺。實驗步驟：1. 用天平測出小車的質(zhì)量M，小桶的質(zhì)量M，并做記錄。2. 把木板、小車、紙帶、打點計時器安裝好。3. 在木板的不帶滑輪的一端下面墊上墊木，反復移動墊木的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)（可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷）。4. 在小車上加砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼的質(zhì)量m，桶中砂的質(zhì)量m，記錄下來。5. 把細線系在小桶上，繞過滑輪

15、懸掛小桶，接通電源，放開小車，打出紙帶，關(guān)閉電源，取下紙帶，在紙帶上寫上編號，標明m，的值。6. 保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量，重復步驟4，5.7. 算出每條紙帶上的加速度值。8. 用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力，即砂和桶的總重力（M，+m，）g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上描出的相應的點并作圖線。若圖線為一條過原點的直線，就證明物體質(zhì)量不變時其加速度與所受外力成正比。9. 保持砂和小桶的質(zhì)量不變，即保持作用力不變，在小車上加放砝碼，重復上面的實驗，做好記錄。求出每條紙帶的加速度，用縱坐標表示加速度a，用橫坐標表示車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)1/(M+m)，在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié)果描

16、出相應的點并作圖線。若圖線是過原點的直線，就證明了作用力不變時加速度與物體質(zhì)量成反比。實驗關(guān)鍵點：1. 砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼質(zhì)量的十分之一，保證小車所受合外力近似等于桶與砂的總重力。2. 在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應連接紙帶并接通電源。3. 作圖時應使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點盡可能對稱的分布在直線兩側(cè)，個別偏離很大的點應舍去。思考題即考點：1. 為何要平衡摩擦力？2. 為何要保證小桶和砂的總質(zhì)量遠小于小車及砝碼的總質(zhì)量？若果不滿足這個條件，得到的a-F圖線是什么樣的？練習題：1、某同學用如圖9所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關(guān)此實驗的問題：

17、（1）該同學在實驗前準備了圖9中所示的實驗裝置及下列輔助器材： A交流電源、導線 B天平(含配套砝碼) C秒表D刻度尺E細線、砂和小砂桶 其中不必要的器材是 (填代號)。（2）打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況。其中一部分紙帶上的點跡情況如圖10甲所示，已知打點計時器打點的時間間隔T=0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.59cm，則在打下點跡B時，小車運動的速度vB= m/s；小車做勻加速直線運動的加速度a= m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）在驗證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時，某學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖

18、10乙所示的a-F圖象，其中圖線不過原點的原因是 ，圖線在末端彎曲的原因是 。 2、在驗證“當物體質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律時，給出如下器材：傾角可以調(diào)節(jié)的長木板（如圖10所示），小車一個，計時器一個，刻度尺一把。實驗步驟如下： 讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑到斜面底端A2，記下所用的時間t。用刻度尺測量A1與A2之間的距離x。用刻度尺測量A1相對于A2的高度h。改變斜面的傾角，保持A1與A2之間的距離不變，多次重復上述實驗步驟并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)h、t。以h為縱坐標，1/t2為橫坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖。若在此實驗中，如能得到一條過坐標系原點的直線，則可

19、驗證“當質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律。根據(jù)上述實驗步驟和說明回答下列問題：（不考慮摩擦力影響，用已知量和測得量符號表示）（1）設(shè)小車所受的重力為mg，則小車的加速度大小a= ，小車所受的合外力大小F= 。（2）請你寫出物體從斜面上釋放高度h與下滑時間t的關(guān)系式 。答案：（7分）（1）C （1分） （2）0.680 （1分）； 1.61 （2分）（3）平衡摩擦力過度 （1分） 砂和小砂桶的總質(zhì)量m不遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量M （2分）答案： 7分（1）或g（2分）， mg或m（2分） （2）h=（3分）實驗五：研究平拋運動實驗目的：1. 學習描繪曲線運動軌跡的方法

20、。2. 測定平拋小球的初速度。實驗器材： 斜槽軌道、支架、木板、刻度尺、卡槽、金屬球、復寫紙、白紙、鉛筆、圖釘、鉛錘。實驗步驟：1. 用圖釘把復寫紙、白紙釘在豎直的木板上。2. 在緊靠木板的左上角固定斜槽，斜槽末端調(diào)節(jié)水平。3. 確定小球飛出時的初始位置O，過O點用重錘線確定豎直坐標軸。4. 把卡槽固定在某一水平位置，使小球從某一固定點滾下，落在卡槽上擠壓白紙留下印記。5. 調(diào)節(jié)卡槽位置，重復上一步驟。6. 取下白紙，以O(shè)為原點，豎直向下為y軸，水平為x軸建立直角坐標系。用平滑曲線穿過白紙上的印記，描繪小球平拋運動的軌跡。7. 在軌跡上任取一點，測出該點的坐標（x，y），計算小球的初速度，多取

21、幾點分別計算初速度，再求平均值。計算初速度的公式： 。思考題即考點：1. 如何檢測軌道末端是否水平？2. 如何保證小球每次從槽口飛出的速度是相同的？3. 確定軌跡上點的坐標后，求初速度的依據(jù)是什么？4. 如何通過頻閃照相獲得的運動圖求小球的初速度？練習題：1、某同學在“研究平拋物體的運動” 的實驗中，在已經(jīng)判定平拋運動在豎直方向為自由落體運動后，再來用圖9甲所示實驗裝置研究水平方向的運動。他先調(diào)整斜槽軌道槽口末端水平，然后在方格紙（甲圖中未畫出方格）上建立好直角坐標系xOy，將方格紙上的坐標原點O與軌道槽口末端重合，Oy軸與重垂線重合，Ox軸水平。實驗中使小球每次都從斜槽同一高度由靜止?jié)L下，經(jīng)

22、過一段水平軌道后拋出。依次均勻下移水平擋板的位置，分別得到小球在擋板上的落點，并在方格紙上標出相應的點跡，再用平滑曲線將方格紙上的點跡連成小球的運動軌跡如圖9乙所示。已知方格邊長為L，重力加速度為g。 （1）請你寫出判斷小球水平方向是勻速運動的方法（可依據(jù)軌跡圖說明）：（2）小球平拋的初速度v0 ；（3）小球豎直下落距離y與水平運動距離x的關(guān)系式為y 。答案：（6分）（1）在軌跡上取坐標為（3L，L）、（6L，4L）、（9L，9L）的三點，分別記為A、B、C點，其縱坐標y1: y2: y3=1:4:9，由于已研究得出小球在豎直方向是自由落體運動，因此可知從拋出到A點所用時間t1與從A點到B點所

23、用時間t2、從B點到C點所用時間t3相等，這三點的橫坐標之間的距離也相等，說明了在相等時間內(nèi)水平位移相等，即說明平拋運動在水平方向的運動為勻速直線運動。 （2分）說明：用其他方法，正確的也給分。（2） （2分）（3）yx2 （2分）實驗六：探究動能定理實驗目的：1. 探究力對物體做的功與物體動能變化的關(guān)系。2. 理解在不能計算出功的量值的情況下，研究功與動能變化關(guān)系的設(shè)計思路。實驗器材： 長木板、小車、砝碼、打點計時器、紙帶、學生電源、相同的橡皮筋5條、導線。實驗步驟：1. 將打點計時器固定在長木板的一端，紙帶連接在小車上穿過打點計時器的限位孔。2. 在長木板的下面墊上墊木，反復移動墊木的位置

24、，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)。（可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷）3. 將一根橡皮筋按圖示所示方式連接在小車上，調(diào)整小車位置，在彈性限度許可的情況下盡量使橡皮筋的形變大點，并記下小車所在位置。4. 接通打點計時器，等打點平穩(wěn)后釋放小車，打完后關(guān)閉打點計時器開關(guān)。在紙帶上表明所對應橡皮筋條數(shù)。5. 測出打點均勻部分的點間距，求出這一過程的速度，就是小車的最大速度。6. 改變橡皮筋的條數(shù)，重復上述3-5步驟。（橡皮筋要并聯(lián)）7. 比較速度的平方與橡皮筋條數(shù)之比是否為恒量。實驗關(guān)鍵點：1. 平衡摩擦力時一定要裝上紙帶。2. 應該選擇小車勻速運動過程的速度（紙帶上的點間隔均勻）。3

25、. 為避免打點太少，使用小車的質(zhì)量應該在200g左右，或適當增加砝碼。練習題：木板打點計時器紙帶小車橡皮筋1、“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0。當用4條、6條、8條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出。關(guān)于該實驗，下列說法正確的是（ ）A打點計時器可以用直流電源供電，電壓為46V。B實驗中使用的若干根橡皮筋的原長可以不相等。C每次實驗中應使小車從同一位置由靜止彈出。D利用每次測出的小車最大速度vm和

26、橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系。答案：CD實驗七：驗證機械能守恒定律實驗目的：驗證機械能守恒定律實驗原理：當物體自由下落時，只有重力做功，若某一時刻物體下落的速度為v，下落高度為h，如果滿足等式 ，則說明物體下落過程中重力勢能與動能的和守恒，即機械能守恒。借助打點計時器，測出重物某一時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v。實驗裝置如圖所示，打出紙帶如圖所示，計算瞬時速度的方法是： 。實驗器材： 鐵架臺（帶鐵夾）、打點計時器、學生電源、導線、紙帶、重錘、刻度尺。實驗步驟：1. 把打點計時器安裝在鐵架臺上，連接

27、打點計時器與學生電源。把紙帶的一端固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c計時器附近。2. 接通電源、松開紙帶、重錘自由下落，打出紙帶，關(guān)閉電源，取下紙帶。3. 重復幾次，得到3條打點較好的紙帶。4. 挑選點跡清晰的紙帶一條，在起始點標上0，以后各點依次標上1，2，3，用刻度尺測出對應下落高度h1，h2，h3，。5. 計算各點對應的瞬時速度。計算公式： 。6. 計算各點的勢能減少量和動能增加量，進行比較。實驗關(guān)鍵點、思考題即考點：1. 安裝打點計時器時，必須使限位孔在豎直方向，以減小摩擦阻力。2. 盡量選用前兩個點的間距接近2mm的紙帶。為什么？如果不滿足，

28、還能驗證嗎？3. 本實驗的重錘，密度大一些好，為什么？4. 以v2/2位縱軸，h為橫軸，繪出的直線是什么樣時能說明機械能時守恒的？圖線的斜率表示什么物理意義？5. 本實驗的系統(tǒng)誤差有什么特點？練習題：1在驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=200g 的重錘拖著紙帶由靜止開始下落，在下落過程中，打點計時器在紙帶上打出一系列的點。在紙帶上選取三個相鄰計數(shù)點A、B和C，相鄰計數(shù)點時間間隔為0.100s，O為重錘開始下落時記錄的點，各計數(shù)點到O點的距離如圖8所示，長度單位是cm，當?shù)刂亓铀俣萭為9.80m/s2。（1）打點計時器打下計數(shù)點B時，重錘下落的速度vB= （保留三位有效數(shù)字）；（2）從打下

29、計數(shù)點O到打下計數(shù)點B的過程中，重錘重力勢能減小量Ep= ，重錘動能增加量EK= （保留三位有效數(shù)字）；（3）即使在實驗操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理均正確的前提下，該實驗求得的Ep通常略大于Ek，這是由于實驗存在系統(tǒng)誤差，該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因是： 。2在利用打點計時器驗證做自由落體運動的物體機械能守恒的實驗中。（1）需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某小組的同學利用實驗得到的紙帶，共設(shè)計了以下四種測量方案，其中正確的是( )A用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v = gt計算出瞬時速度v；B用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過計算出瞬時速度v

30、；C根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過計算出高度h；D用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v。（2）已知當?shù)刂亓铀俣葹間，使用交流電的頻率為f。在打出的紙帶上選取連續(xù)打出的五個點A、B、C、D、E，如圖10所示。測出A點距離起始點O的距離為s0，A、C兩點間的距離為s1，C、E兩點間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式_，即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的。而在實際的實驗結(jié)果中，往往會出現(xiàn)物體的動能增加量略

31、小于重力勢能的減小量，出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是_。 答案：（1）2.91m/s; （1分） (2) 0.856J, （1分） 0.847J; （1分） (3)重錘下落時受到紙帶受到打點計時器的阻力作用，重錘機械能減小。（說出空氣阻力及其他原因，只要合理就得分）（1分）答案：（1）D（2分） （2）（2分）打點計時器對紙帶的阻力做功（2分） 實驗八：驗證動量守恒定律實驗目的：驗證動量守恒定律實驗原理：質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球發(fā)生正碰，若碰撞前m1運動，m2靜止，根據(jù)動量守恒定律應有：m1v1=m1v1，+m2v2，。若能測出m1、m2及v1、v1，和v2，代入上式，就可以驗證碰撞中動量是否

32、守恒。m1、m2用天平測出。讓小球在同一高度做平拋運動，水平速度等于水平位移與運動時間的比值，運動時間相同，所以它們的水平位移比值等于它們的水平速度比值，v1、v1，和v2，可以用小球碰撞前后運動的水平距離代替。驗證的表達式就是：m1OP=m1OM+m2ON。（判斷各個落點是哪個小球的落點。）實驗器材： 天平、刻度尺、碰撞試驗器、兩個直徑相等質(zhì)量不同的小球、重錘、復寫紙、白紙、圓規(guī)。實驗步驟：1. 用天平測出兩小球質(zhì)量m1和m2。2. 將斜槽固定在桌邊，使槽的末端水平（將小球置于軌道平直部分各處時，小球不滾動就說明末端水平）。3. 在地上鋪一張白紙，白紙上鋪上復寫紙。4. 在白紙上記下重錘線所

33、指的位置O。5. 先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止?jié)L下，重復10次，用圓規(guī)畫盡量小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點P。6. 把被碰小球放在斜槽前端邊緣處，讓入射小球從上述同一高度滾下，它們發(fā)生正碰后均落到地面，重復10次，找到入射小球落地點M和被碰小球落地點N。7. 過O、N在紙上作一直線。8. 用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度，代入表達式m1OP=m1OM+m2ON看是否成立。實驗關(guān)鍵點、思考題即考點：1. 斜槽軌道末端必須水平，怎樣判斷槽口是否水平？2. 入射小球每次必須從斜槽同一高度由靜止?jié)L下，為什么？3. 白紙鋪好后不能移動，為什么？4.

34、 m1必須大于m2，為什么？5. 為什么要兩個小球直徑相等？練習題：1如圖9所示，在驗證動量守恒定律的實驗中，將一個質(zhì)量為m1的鋼球A多次從斜槽軌道上端緊靠固定擋板處由靜止釋放，這個鋼球經(jīng)過斜槽軌道后由水平軌道飛出，在地面上落點的平均位置為P點。然后在水平軌道末端放置一個質(zhì)量為m2的膠木球B(A、B兩球的半徑相等)，將A球仍然多次從斜槽軌道的同一位置由靜止釋放，和球B發(fā)生碰撞，碰后兩球分別落到地面上，根據(jù)兩球落在地面的痕跡確定兩球各自的落地點的平均位置分別為M點和N點。水平軌道末端重錘線指向地面的O點，測得OMs1，OPs2，ONs3。重力加速度為g。（1）若測量出水平軌道到地面的高度為h，碰

35、前的瞬間A球的速度v1_。（2）在允許誤差范圍內(nèi)，當m1、m2、s1、s2、s3滿足關(guān)系式_時，就表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒。2（5分）某同學用圖9所示裝置通過半徑相同的、兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中是斜槽，是水平槽，斜槽與水平槽之間平滑連接。實驗時先使球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把球放在水平槽上靠近槽末端的位置，讓球仍從原位置由靜止開始滾下，和球碰撞后，、球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次。在記錄紙上，最終確定、和為三個落點的平均位置，圖中點是水平槽末端在記錄紙

36、上的豎直投影點。（1）除了圖中器材外，實驗室還備有下列器材，完成本實驗還需要用到的器材有A秒表 B天平 C毫米刻度尺 D打點計時器（及電源和紙帶）E圓規(guī) F彈簧測力計 G游標卡尺（2）測得，已知本實驗中的數(shù)據(jù)相當好地驗證了動量守恒定律，則入射小球與被碰小球的質(zhì)量與之比_。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）3（8分）兩位同學用如圖11所示裝置，通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。（1）實驗中必須滿足的條件是 。A斜槽軌道盡量光滑以減小誤差B斜槽軌道末端的切線必須水平C入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下D兩球的質(zhì)量必須相等（2）測量所得入射球A的質(zhì)量為mA，被碰撞小球B的質(zhì)量為mB

37、，圖11中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點的位置P，測得平拋射程為OP；再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球B相撞，分別找到球A和球B相撞后的平均落點M、N，測得平拋射程分別為OM和ON。當所測物理量滿足表達式 時，即說明兩球碰撞中動量守恒；如果滿足表達式 時，則說明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。（3）乙同學也用上述兩球進行實驗，但將實驗裝置進行了改裝：如圖12所示，將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實驗中球A、球B與木條的撞擊點。實驗時，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球A從斜軌上起始

38、位置由靜止釋放，撞擊點為B；然后將木條平移到圖中所示位置，入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點P；再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球B相撞，確定球A和球B相撞后的撞擊點分別為M和N。測得B與N、P、M各點的高度差分別為h1、h2、h3。若所測物理量滿足表達式 時，則說明球A和球B碰撞中動量守恒。答案：（1）（1分），（2）m1s2m1s1+m2s3（3分）。答案：（1）BCE（3分） 說明：沒有E扣1分。 （2）4.3（2分）（得4.27不給分）答案：（8分）（1）BC （2分）（2）mA·OP= mA·OM+ mB·ON （2分）；OP+O

39、M=ON （2分）（3）=+ （2分）實驗九：探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度實驗目的：用單擺測定重力加速度實驗原理： 單擺在小角度擺動（通常擺角小于100）可看作簡諧運動，其固有周期為T= ，由此可得g= 。據(jù)此，只要測出擺長L和周期T，即可算出當?shù)氐闹亓铀俣?。實驗器材：鐵架臺（帶鐵夾）、中心有孔的金屬小球、約1米長的形變小的細線，米尺，游標卡尺，秒表。實驗步驟：1. 在細線的一端打一個比小球上的孔徑稍大的結(jié)，將細線穿過小孔。鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在桌邊，鐵夾伸到桌面以外，把細線末端固定在鐵夾上，使得擺球自然下垂，制成單擺。2. 用米尺測出懸點到球心的距離，即為擺長L；或用游

40、標卡尺測出小球直徑，在用米尺測出懸點到小球上端的懸線長，擺長L等于線長加半徑。3. 把單擺從平衡位置拉開一個小角度，使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成30次全振動所用的時間，求出完成一次全振動的平均時間，就是單擺的周期T。4. 將測得的擺長L和周期T代入公式，計算出重力加速度。5. 改變擺長再做兩次，求三次所求g的平均值。實驗關(guān)鍵點：1. 應選擇細、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應選用密度較大的金屬球，直徑應較小，最好不超過2cm。2. 懸線的上端應夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺長改變的現(xiàn)象。3. 擺線偏離豎直方向不超過100，可通過估算振幅的方法掌握。4. 擺球擺動時，要使之保持在豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。5. 應以擺球通過最低位置時開始計時。思考題即考點：1. 為何擺線不宜過短？2. 為何要測多個全振動的時間求周期？3. 如何由L-T2圖像求重力加速度g？4. 常見的造成測量值偏大或偏小的原因有哪些？練習題：1在用單擺測定重力加速度的實驗中：（1）為了減小測量周期的誤差，應選擇擺球經(jīng)過最低點的位置開始計時。圖8（甲）中的秒表的示數(shù)為一單擺完成40次全振動經(jīng)歷的時