力學實驗基礎知識歸納

1、力學實驗基礎知識匯編實驗實驗一：研究勻變速直線運動 實驗二：探究彈力和彈簧伸長的 關系實驗三：驗證力的平等四邊形定 則實驗四：驗證牛頓運動定律實驗五：探究動能定理實驗六：驗證機械能守恒定律 實驗七：驗證動量守恒定律1. 要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標 卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計時器 或電磁打點計時器、彈簧秤等。2. 要求認識誤差問題在實驗中的重要性，了解誤 差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多 次測量求平均值的方法減少偶然誤差；能在某些 實驗中分析誤差的主要來源；不要求計算誤差。3. 要求知道有效數(shù)字的概念，會用有效數(shù)字表達 直接測量的結果。間接測量的有效數(shù)字運算不

2、做 要求。實驗一、研究勻變速直線運動1. 實驗目的(1) 用打點計時器研究勻變速直線運動，測定勻變速直線運動的加速度。(2) 掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法。2. 實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、交流電源、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、兩根導線。3. 實驗裝置打點計時器：電火花 一220V交流電 電磁式一4-6V低壓交流電源 本實驗：不要求平衡摩擦力，不要求M>>m.要求：拉小車的繩與木板小車要靠近打點計時器(離定滑輪遠些)操作時要先接通電源，再釋放小車(不是紙帶)4. 數(shù)據(jù)處理：(1) 判斷物體是否做勻變速直線運動根據(jù) 相鄰的相等時間間隔內(nèi)的位移之差

3、是一常數(shù)”來判定，即計算：S2 S1、S3- 82、S4 S3、若存在以上差值相等，則物體做勻變速直線運動。(2) 各計數(shù)點速度的測量方法，物體做勻變速運動時，一段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間內(nèi)中間時刻的速度，即 V1=( S2+S1)/2T , V2=( S3+S2)/2T , V3=( S4+S3)/2T 11z>h h h(3) 由紙帶求勻變速直線運動的加速度方法 圖像法： 如圖所示，以V為縱軸，t為橫軸建立直角坐標系(0為零時刻)。在坐標系中描出對應坐標：(t1、V1)、(t2、V2)、(t3、V3)所對應的各點在圖像中用一條直線連接起來，盡量使直線過大多數(shù)點，且各點分 布在直線

4、上下，直線斜率為加速度。 逐差法：根據(jù) S aT2,則 S4 S1 3a1T2,S5 S2 3a2T2,S6S33a3T2a1 a 2 a 3(S4 S5 足)(S1 S? S3)9T23習題1. 關于打點計時器的使用，下列說法中正確的是（）A 打點計時器一般使用 46V的直流電源B 安放紙帶時，應把紙帶放在復寫紙的上面C.開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器D .最好在接通電源的同時，放開小車2. 同學在用打點計時器做 研究勻變速直線運動”的實驗時，紙帶上打出的點不是圓點，而是如圖所示的一些短線，這可能是因為（）A. 打點計時器錯接在直流電源上B. 電源電壓不穩(wěn)定C. 電源的頻率不穩(wěn)定D

5、打點針壓得過緊50 Hz，那么，他3. 在某次實驗中，如果某同學不知道實驗所使用的交流電電源的實際頻率已超過計算出來的加速度值與真實值相比是（）A 偏大 B 偏小C.相等D 不能確定4. 研究勻變速直線運動”的實驗中，使用電磁打點計時器（所用交流電的頻率為 50 Hz），得到如圖所 示的紙帶圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，下列表述正確的是（ ）A .實驗時應先放開紙帶再接通電源B. （S6 S1）等于（S2 S1）的 6 倍C. 從紙帶可求出計數(shù)點 B對應的速率D 相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02 S6.下圖為接在50HZ低壓交流電源上的打點計時器，在紙帶做勻加速直線運

6、動時打出的一條紙帶, 圖中所示的是每打 5個點所取的記數(shù)點，但第3個記數(shù)點沒有畫出由圖數(shù)據(jù)可求得：(1)(2)(3)該物體的加速度為 m/S2,第3個記數(shù)點與第2個記數(shù)點的距離約為 cm,打第3個點時該物體的速度為m/S.（結果保留二位小數(shù)）2 47在 測定勻變速直線運動的加速度 ”的實驗中，用打點計時器記錄紙帶運動的時間計時器所用電 源的頻率為50Hz,圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點，用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離如圖所示（單位：cm） 由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點 4所代表時刻的即時速度大小 V4=

7、m/ s,小車的加速度大小a=m / （結果保留三位有效數(shù)字）10.1514 55實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系一、實驗目的探索彈力與彈簧伸長的定量關系，并學習其中的科學方法。二、實驗原理彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出（可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力）；彈簧的伸長可用直尺測出。多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長的定量關系。三、實驗器材輕彈簧、鉤碼（一盒）、刻度尺、鐵架臺、三角板、重垂線、坐標紙?！疽c精解】一、實驗步驟1將鐵架臺放于桌面上，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺固定 于鐵架臺上

8、，并用重垂線檢查刻度尺是否垂直。2待彈簧靜止后，記下彈簧的原長（自然長度）103. 在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧的的長度I及鉤砝的個數(shù)，算出伸長量x=l-lo, 并改變鉤碼個數(shù)，多次測量。數(shù)據(jù)記錄表如下： 數(shù)據(jù)記錄：（彈簧原長lo= _cm）1234567F/Nl/cmX/cm4根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出 F-X圖像。（以F為縱軸，以x為橫軸）。所畫嘗試寫出曲線所代表的函數(shù)，5探索結論：按照 F-X圖中各點的分布與走向，嘗試做出一條平滑的曲線（包括直線） 的點不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側的點數(shù)大致相同。首先嘗試F-X是否為一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)F=kx，其中k的單位

9、由F在實驗誤差范圍內(nèi)，應得出彈力的大小與彈簧的伸長量成正比，即 和X的單位決定。二、注意事項1強調(diào)實驗的探索性，即實驗前并不知道彈力和彈簧的伸長有什么關系。2實驗中懸掛鉤碼時注意不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。3要使用輕質(zhì)彈簧，為了減小誤差，要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。4根據(jù)F-X圖線，嘗試做出一條平滑曲線時要注意：如果有一兩個點遠偏離絕大多數(shù)點所決 定的曲線，就要考慮將這些點刪除掉。三、練習【例1】幾個同學合作如圖甲所示裝置探究彈力和彈簧伸長的關系”，彈簧的上端與標尺的零刻度對齊，他先讀出不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個增加鉤碼，依次讀出指針所指

10、的標尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（彈簧始終未超過彈性限度，重力加速度 g=9.8m/s寫出曲線所代表的函數(shù)式。 解釋函數(shù)表達式中常量的物理意義。）鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150標尺刻度x/10-2m6.007.158.349.4810.6411.79根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標紙上作出彈簧指針所指的標尺刻度 碼質(zhì)量m的關系曲線。作出的圖線與軸交點的縱坐標值的物理意義是 ；這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù) k=N/m （保留三位有效數(shù)字）。解析：作圖時注意坐標軸的物理量、單位、單位標度等。 答案：(1)彈力F/N0.51.01.52.02.5伸長x/cm2.305.086.899.8012.40

11、請你在圖中的坐標紙上作出【例2】下表是某同學為探索彈簧的彈力和伸長的關系所測的幾組數(shù)據(jù)。F-X圖線。彈簧的自然長度（原長）為 6cm 26.0（2）（3）（4）3 2 2 110F=kx+C。在直線上取較遠的兩點(可以減小誤差)，如k=0.2N/cm，C=0.04N，所以函數(shù)表達式為：F=( 0.2x+0.04)(2)設直線斜率為k,由數(shù)學知識知, 點(9.80，2.0)與(2.61,0.5)，并代入上式得N。(3) 由F=kx+C知，當x=0時，F(xiàn)=C，因此，式中常數(shù) C表示彈簧的重力為 0.04N。 若忽略彈簧的重力，則F=kx。因此，式中常數(shù)k=F/x表示使彈簧形變單位長度時彈簧的彈力,

12、即勁度系數(shù)。(4 )設彈簧的總長為 L,則F=kx+C=k(L x-40)+C=(0.2IL x-7.96)N。 思考：若作出的直線不過原點，原因是：實驗三：驗證力的平等四邊形定則1. 實驗目的、原理實驗目的：驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則，原理：利用等效法.兩個力共同 作用使橡皮條伸長到結點0, 個力作用也使橡皮條伸長到結點0,這一個力就是前兩個力的合力.2. 實驗器材方木板、白紙、彈簧秤(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘若干.3. 實驗步驟(1) 用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木板上.(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

13、) 用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，將結點拉到某一位置 0,記錄兩彈簧秤的讀數(shù),用鉛筆描下0點位置及此時兩條細繩套的方向.(4) 用鉛筆和刻度尺從 0點沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標度作出這兩只彈簧秤的讀數(shù)F1和F2的圖示，以Fl、F2為鄰邊用鉛筆及刻度尺作平行四邊形，兩鄰邊所夾的對角線即為合力F的圖示.只用一只彈簧秤鉤住細繩套，把橡皮條的結點拉到同一位置0記下此時彈簧秤的示數(shù)F ,及細繩的方向，用刻度尺按同 樣的標度作出F,的圖示(6) 比較F '與F的大小和方向.(7) 改變F1、F2的大小和夾角，重復做兩次實驗，得出結論.4. 注意事項(1) 在本實驗中，以橡皮

14、條的伸長(結點到達某一位置)來衡量力的作用效果，因此，在同一次實 驗中應使兩種情況下結點達到同一位置.(2)實驗前，首先檢查彈簧秤的零點是否正確.實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，使用時 不能超過彈性限度，讀數(shù)時應估讀到最小刻度的下一位.(3) 畫力的圖示時，標度的選取應恰當，要嚴格按幾何作圖法求合力習題：1在互成角度的兩個共點力的合成實驗中，其中有三個實驗步驟：(1) 在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細線，通過細線同時用兩個測力計互成角度地拉橡皮條，使它與細線的結點到達某一位置0點，在白紙上記下。點和兩測力計的讀數(shù) Fi和F2；在紙上根據(jù)Fl和F2的大小

15、，應用平行四邊形定則作圖求出合力F ;(3) 只用一只測力計通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩測力計同時拉時相等，記下此時 測力計的讀數(shù)F'和細繩的方向.以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，請指出:(1) 中是(2) 中是(3) 中是O點,2在本實驗中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置以下操作中錯誤.的是A.同一次實驗過程中，0點位置發(fā)生改變B .在實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度C. 實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的結點拉到0點D. 實驗中，把橡皮條的結點拉到

16、0點時，兩彈簧之間的夾角應取90。不變，以便于算出合力的大小Fl的大小及方向固定不變，那么為了使橡皮3在互成角度的兩個共點力的合成的實驗中，假如 條仍然伸長到0點，對F2來說，下面幾種說法中正確的是A . F2有多個方向B . F2的方向和大小可以有多個值C. F2的方向和大小是惟一確定值FiF2FF D . F2的方向是惟一的，但大小可以有多個值4某小組做本實驗時得出如圖所示的圖(F與A、0共線)，其中A為固定橡皮條的圖釘，0為橡皮條與細繩套的結點，圖中是F1與F2合力的真實值，是F1與F2合力的實驗值，需要進行比較的是 和。通過本實驗可以驗證5做本實驗時，其中的三個實驗步驟是：(1) 在水

17、平放置的木板上墊一張白張，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細線，通過細線同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細線的結點達到某一位置0點，在白紙上記下 0點和兩彈簧秤的讀數(shù) F1和F2o(2) 在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應用平行四邊形定則作圖求出合力F的大小。(3) 只用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個彈簧秤拉時相同，記下此時彈簧 秤的讀數(shù)F'和細繩的方向。在（3）中是以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，指出錯在哪里?在（1）中是。在（2）中是_6在驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩 根細繩，細繩的另一端都有繩套實驗中

18、需用兩個彈簧測力計分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮 條，使橡皮條伸長，結點到達一位置0.（1）某同學在做該實驗時認為：A .拉橡皮條的繩細一些且長一些，實驗效果較好B .拉橡皮條時，彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平 面平行C.橡皮條彈性要好，拉結點到達某一位置0時，拉力要適當大些D 拉力Fi和F2的夾角越大越好 其中正確的是 （填入相應的字母）.（2）若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為 4 N ,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直，填 能”或不能”用一個量程為5N的彈簧測力計測量出它們的合力，理由是_實驗四：驗證牛頓運動定律一、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

19、握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法.二、實驗原理與方法1驗證牛頓運動定律的實驗依據(jù)是牛頓運動定律，即F = Ma，當研究對象有兩個以上的參量a與F及M的關系時，先控制質(zhì)討論加速度 a與質(zhì)量M的關系.M;用天平測出.發(fā)生變化時，設法控制某些參量使之不變，而研究另外兩個參量之間的變化關系的方法叫控制變量 法.本實驗中有力 F、質(zhì)量M和加速度a三個變量，研究加速度 量M不變，討論加速度 a與力F的關系；然后再控制力 F不變，2實驗中需要測量的物理量和測量方法是：小車及砝碼的總質(zhì)量小車受到的拉力F認為等于托盤和砝碼的總重力 mg.小車的加速度a利用紙帶根據(jù) s=aT2計算.三、實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片

20、、小車、一端附有定滑輪的長木板、重物、夾子、細繩、交流電 源、導線、天平（帶有一套砝碼）、刻度尺、砝碼.四、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理1. 用天平測出小車和砝碼的總質(zhì)量M ,小盤和砝碼的總質(zhì)量m,把數(shù)值記錄下來.2按如圖所示把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細繩 系在車上，即不給小車加牽引力.3. 平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木 板.反復移動木板的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài).這時，小車拖著紙帶 運動時受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力在斜面方向上 的分力平衡.4. 把細繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，

21、打完點后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標上紙帶號碼.5. 保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總質(zhì)量m記錄下來，重復步驟4.在小桶內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m，再重復步驟4.6. 重復步驟5兩次，得到三條紙帶.7. 在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標明計數(shù)點，測量計數(shù)點間的距離，算出每條 紙帶上的加速度的值.8. 用縱坐標表示加速度 a，橫坐標表示作用力 F，作用力的大小F等于小盤和砝碼的總重力，根據(jù)實驗結果在坐標平面上畫出相應的點，如果這些點是在一條過原點的直線上，便證明了加速度與作用力成正比.9. 保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，在小車上加砝碼，重

22、復上面的實驗，用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實驗結果在坐標平面上畫出相應的點.如果這些點是在一條過原點的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比.交流與思考：若由實驗結果畫出的小車運動的a-F圖線是一條并不過原點的直線，說明實驗中1存在什么問題？圖線的斜率有何物理意義？實驗中并不畫出a-M圖線，而是畫出 a 圖線，這M包含了哪些物理思想方法？提示:a-F圖線是一條并不過原點的直線，說明 有截距，說明沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；1此時圖線的斜率表示丄.M由牛頓第定律可知，a與M成反比，所以1F并不是小車受到的合外力.若圖線在F軸上若圖線在a軸正向有截距，說明平衡摩擦力

23、過度，a-M圖線并不是直線.為了減小實驗誤差，也為了將曲線轉化為便于研究的直線，畫出a 圖線，這包含了物理學中化曲為直的思想方法，此 M時圖線的斜率表示 F .五、注意事項也就是調(diào)出一個合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向 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1. 一定要做好平衡摩擦力的工作， 的分力正好平衡小車受的摩擦阻力.給小車加任何牽引力，但要讓小車拖著打點的紙帶運動.2. 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)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力.3. 每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠大于小盤

24、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. 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，再放 開小車，且應在小車到達滑輪前按住小車.5. 作圖象時，要使盡可能多的點分布在所作直線上，不在直線上的點應盡可能對稱分布在所 作直線兩側.6. 作圖時兩軸標度比例要選擇適當，各量須采用國際單位.這樣作圖線時，坐標點間距不至 于過密，誤差會小些.7. 為提高測量精度(1) 應舍掉紙帶上開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個起點.(2) 可以把每打五次點的時間作為時間單位，即從開始點起，每五個點標出一個計數(shù)點，而 相鄰計數(shù)點間的

25、時間間隔為 T= 0.1 S.六、誤差分析1.質(zhì)量的測量誤差紙帶上打點計時器打點間隔距離的測量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等2、某學習小組的同學在用打點計時器探究物體的加速度與物體的質(zhì)量之間的關系實驗中，不 改變拉力，只改變物體的質(zhì)量，得到了如下表所示的幾組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)還未算出加速度，但對應該組已打出了紙帶，如圖3-4-4 （長度單位：cm）,圖中各點為每5個打點選出的計數(shù)點（兩計數(shù)點間還有4個打點未標出）.實驗次數(shù)123456小車質(zhì)量（g）200300400500600700都會造成誤差.2因實驗原理不完善造成誤差 本實驗中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力碼的總重力），存在系統(tǒng)

26、誤差.小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小.3平衡摩擦力不準造成誤差在平衡摩擦力時，除了不掛小盤外；其他的都跟正式實驗一樣（比如要掛好紙帶、接通打點計 時器），勻速運動的標志是打點計時器打出的紙帶上各點的距離相等.思考：為何小盤及砝碼的重力不等于繩子的拉力？如何才能減小由此造成的測量誤差？ 提示：令小車帶上紙帶在斜面上平衡阻力后掛上小盤，（實際上小車受到的拉力要小于小盤和砝使小車和小盤一起加速運動時繩的拉力大小為T,小車總質(zhì)量為 M，小盤及砝碼總質(zhì)量為 m,它們的加速度為對 M 有 T=Ma 對 m 有 mg-T=ma 聯(lián)立解得T

27、 丄丄gM ma，由牛頓第二定律,可見，欲使Tmg,則必有mM0，故有mM為條件.M習題：1、在驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置. 小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.（1 ）當M與m的大小關系滿足 時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.（2） 一組同學在做加速度與質(zhì)量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關系，應該作a與（3） 如圖（a）所示為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說明實

28、驗存在的問題是（4 ）乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的jV的圖象.a-F圖線如圖（b）所示，兩個同學做F£7 AS (1i7札加“l(fā)(li(>2115.01*K h弼(磯位：cm)L叫IM刪刪刪州刪刪刪刪T IT1 I VI « IVPI ElrTTTr TTVF pv i4 p 中il .ulm U nf -；11皿口皿1 刪 IIIMM>.30-0 1.0 2,01G40 5;£6.G7.0 8J19.0*(1)(2) 線.(3)請由紙帶上的數(shù)據(jù)，計算出缺少的加速度值并填入表中（小數(shù)點后保留兩位數(shù)）.請在圖3-4-5中建立合適的坐標，將

29、表中各組數(shù)據(jù)用小黑點描在坐標紙上，并作出平滑的圖由圖象得出的結論是:3、物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)實驗裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接.打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz.開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點.（1）上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、fTA 計it*2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a

30、=（保留三位有效數(shù)字）.（2）回答下列兩個問題：為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應測量的有.（填入所選物理量前的字母）A.木板的長度IB.木板的質(zhì)量miC.滑塊的質(zhì)量m2D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3小車加速度（m/s2）2.001.330.790.670.40小車質(zhì)量的倒數(shù)（kg-1）5.003.332.502.001.671.00E. 滑塊運動的時間t測量中所選定的物理量時需要的實驗器材是（3）滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）.與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù)（填偏大”或偏小”）.寫出支持你的看法的一個論據(jù):4、現(xiàn)要測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)，給定的器材如

31、下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長木板(如圖)、木塊、計時器一個、米尺.(1 )填入適當?shù)墓交蛭淖?，完善以下實驗步驟： 讓木塊從斜面上方一固定點D從靜止開始下滑到斜面底端A處，記下所用的時間t. 用米尺測量D與A之間的距離S,則木塊的加速度 用米尺測量長木板頂端 B相對于水平桌面CA 力為mg，木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為 根據(jù)牛頓第二定律， 可求得動摩擦因數(shù)的表達式 計算求出 的值. 改變 求出 的平均值.(2)在上述實驗中，如果用普通的秒表作為計時器，為了減少實驗誤差，某同學提出了以下的方 案：A .選用總長度I較長的木板.B 選用質(zhì)量較大的木塊.C.使木塊從斜面開始下滑的起點 D 使長木板的傾角

32、盡可能大一點.實驗五：探究動能定理本實驗的目的：探究使測定兩個速度的的問題轉化為a=.的高度h和長木板的總長度I.設木塊所受重，則木塊所受的合外力F =.，代入測量值，重復上述測量和計算.D離斜面底端更遠一些.其中合理的意見是.(填寫代號)1 . 止開始, 律。的關系。本實驗總是讓小車從靜 的問題，有利于操作和數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)規(guī)實驗中測速度一般用 來計時，還常用如果以功 W為縱坐標，以v為橫坐標，則圖象為O線。2.3.4. 探究思路本實驗是按著如下的思路進行的：(1) 改變功的大小用1條、2條、3條同樣的橡 皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功 依次為W、2W、3W(2) 確定速度

33、的大小小車獲得的速度 v可以由紙帶 和打點計時器測出，也可以用其他方法測出。(3) 尋找功與速度變化的關系以橡皮筋拉力所做的功 坐標，作出W v曲線(即功一速度曲線)。分析這條曲線，得出橡皮筋拉力對小車所做的功與小車獲得的速度 的定量關系。5. 注意事項(1) 平衡摩擦力為了排除摩擦力的干擾，實驗中可將木板放有打點計時器的一端墊高，讓小車重力沿斜面方向的分力來平衡摩擦力。具體方法是：將木板放有打點計時器的一端墊高，脫開鉤在小車上的橡皮筋，在小車尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運動。如果紙帶上打出的點距是均勻的，說明紙帶的運動是勻速的，小車重力沿斜面方向的分力就剛好平衡了小車所受的摩擦力

34、。(2) 如何選擇紙帶上的點確定速度？由于實驗器材和每次操作過程的分散性，尤其是橡皮筋不可能做到各條之間的長度、粗細完全一致，使得每次改變橡皮筋的條數(shù)后，紙帶上反映小車勻速運動階段的點數(shù)和這些點的位置，不一定都在事先的設定點(即用1根橡皮筋拉小車時，與橡皮筋剛好處于自由長度相對應的紙帶上打下 的點)之后，而可能在設定點的前后。這是因為小車在幾條橡皮筋拉動下運動至設定點時，各條橡 皮筋可能在設定點的前、后對小車不產(chǎn)生拉力，從而使紙帶上打出的點出現(xiàn)上述情況。因此，需要 對紙帶上的點進行分析， 方法是比較設定點左右及設定點之后的若干個相鄰兩點間的距離是否基本 相同，選擇相鄰距離基本相同的若干個點作為

35、小車勻速運動階段的點，用這些點計算小車的速度。6.用圖象處理實驗數(shù)據(jù)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，分別作出W v曲線、W 1/v曲線、W v2曲線、W 1/v2曲線、W v3曲線。如果哪一種圖象更接近于過原點的傾斜直線，功與速度之間可能就是那一種正比關系。習題：1某同學為探究 恒力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是： 安裝好實驗裝置如圖所示. 將質(zhì)量為200g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車. 在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤 P上. 釋放小車，打開電磁打點計時器的電源，打出一條紙帶.(1) 在多次重復實驗得到的紙帶中取

36、出自認為滿意的一條經(jīng)測 量、計算，得到如下數(shù)據(jù)： 第一個點到第N個點的距離為40.0cm. 打下第N點時小車的速度大小為1.00m/s.該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，算出：拉力對小車做的功為 J，小車動能的增量為 J.(2) 此次實驗探究結果，他沒能得到 恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大.顯 然，在實驗探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素.請你根據(jù)該同學的實驗裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是 答案：(1)0.196、0.100、(2)小車質(zhì)量沒有遠大于鉤碼質(zhì)量；沒有平衡摩擦力；操作錯誤：先 放小車后接通電源2.某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度

37、變化的 關系，小車在橡皮筋的作用下彈出后， 時器工作頻率為50H z.(1)實驗中先后用同樣的橡皮筋 并起來掛在小車的前端進行多次實驗，沿木板滑行.打點計1條、2條、3條、-每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為 W1，第2次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1,而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出.根據(jù)第4次的紙帶度為m/s. * >第4 次 bEoiiso Tjs"打點小奇打點計吋肚；橡皮筋對小車做功后 (如圖)求得小車獲得的速* »丄1.00rm(2)若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W v草圖如圖所示，根據(jù)圖線形

38、狀，對想，如果猜想 Wxv2是正確的，則畫出的W V2圖是.(3)在本實驗中你認為影響實驗效果的可能原因是.(只要回答出一種原因即可)答案：(1)由紙帶后半部分兩點間距離相同，可知小車做勻速運動，可求得：x 0.04 m c ,v= = 2m/s.T 0.02 sW與v的關系作出的猜若WXV2,由函數(shù)關系可知 W- V2圖象應該是過原點的直線.(3) 影響實驗效果的可能原因是橡皮筋粗細不均勻，木板傾斜不夠或太過傾斜等.另外3. 某探究學習小組的同學欲驗證動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，打點計時器 潸塊 貂線 紙帶.他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木

39、塊、細沙.當滑塊連接上紙 帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài). 若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則(1) 你認為還需要的實驗器材有 .(2) 實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大 小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是 ，實驗時首先要做的步驟是平衡摩擦力.(3) 在(2)的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動滑塊加速運動.用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小 V1與V2(V1 < V2).則本實驗最終要驗

40、證的數(shù)學表達式為 .(用題中的字母表示)1 1答案：(1)天平、刻度尺、(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量。(3)mgL = 1Mv22- 1Mv12實驗六：驗證機械能守恒定律1. 實驗目的、原理利用物體做自由落體運動時，重力勢能轉化為動 物體運動的瞬時速 可選擇物體的初速實驗目的是驗證機械能守恒定律.實驗原理：能總的機械能守恒， 通過測定重力勢能的減少量和相應過程動能增加量來驗證. 度U的測定可借助于勻變速運動的平均速度的物理意義進行轉換，為便于驗證，度為零.2. 實驗器材刻度尺，導打點計時器，低壓交流電源，帶有鐵夾的鐵架臺，紙帶，復寫紙，帶夾子的重錘， 線.3. 實驗步驟與器材調(diào)整(1

41、) 按圖4 16所示的裝置安裝，沿豎直方向架穩(wěn)打點計時器，將紙帶固定在重錘上并穿過打 點計時器.(2) 用手握住紙帶，讓重物靜止地靠近打點計時器的地方，然后接通電源，松開紙帶，讓重物 自由落下，計時器在紙帶上打下一系列的點.(3) 更換幾條紙帶，重復上述步驟 (2).(4) 從幾條打下點的紙帶中挑選第一、二兩點間距離接近2mm且點跡清晰的紙帶進行測量，先記下第一個點的位置，再用刻度尺測出其余各計數(shù)點到第一個點間的距離dl、d2、d3、dn - 1、(5)由公式Vnd n 1 d n 1亠口計算出各計數(shù)點的瞬時速度2TVI、V2、dn、dn+1 .再計算出相應的動能及動能的增加量.利用公式Ep=

42、mgh計算出各計數(shù)點與第一 個點的重力勢能的減少量.(7)比較動能增加量及重力勢能的減少量的大小, 驗證機械能是否守恒.4. 注意事項安裝打點計時器時，必須要豎直架穩(wěn)，使限位 孔與紙帶在同一豎直平面內(nèi)，以減小重物下落時紙帶 受到的阻力.開始實驗時，需保持提紙帶的手不動，同時先接通電源，讓打點計時器正常工作再放開紙 帶讓重物下落，以保證第一個點是一個清晰的小點.(3用匕選紙帶時，應選擇第一、第二點間的間距接近2mm的紙帶，這樣可以基本確定 vo=O,便1 2 1 2于驗證，s12-gt2 9.8 (0.02)2m 2mm.2 2(4) 因不需要知道動能和重力勢能的具體數(shù)值，所以也就不需要測出物體

43、的質(zhì)量.5. 數(shù)據(jù)處理和誤差分析(1)本實驗中因重物和紙帶在下落的過程中要克服阻力做功，故動能的增加量 Ek 一定稍小于重力勢能的減少量，這是不可避免的，應該說屬存在的系統(tǒng)誤差，改進的辦法只能調(diào)整器材的安裝， 盡可能地減小阻力.(2)本實驗的另一個誤差來源于長度的測定，屬偶然誤差，可以通過改變長度的測定方法，把 每一個計數(shù)點的位置均以測定到第一個點的距離來確定或者多次測量取平均值來減小誤差.習題:1.在驗證機械能守恒定律的實驗中，需要特別注意的有A .稱出重錘的質(zhì)量B .手提紙帶，先接通電源再松開紙帶讓重物落下C .取下紙帶，可不考慮前面較密集的點，選某個清晰的點作為起始運動點處理紙帶，驗證

44、mgh=mv2/2D .必須選取第1、2點間距離接近2mm的紙帶，從第1點起處理紙帶，驗證 mghnmv2/?2在驗證機械能守恒定律的實驗中，對于自由下落的重物，下述選擇的條件哪種更為有利？()A. 只要足夠重就可以B. 只要體積足夠小就可以C. 既要體積足夠小，又要足夠重D .應該密度大些，還應便于夾緊紙帶，使紙帶隨同運動時不致扭曲3.為進行驗證機械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺、打點計時器、復寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電流、導線、電鍵、天平，其中不必要的器材是，缺少的器材是.4. 驗證機械能守恒定律的實驗采用重物自由下落的方法.(1)用m/umgh時，對紙帶上起點的要求是 ，

45、為達到此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點間距應接近.若實驗中所用重錘質(zhì)量m=1kg，打點紙帶如圖4-20所示，打點時間間隔為0.02s,則記錄B點時，重錘速度VB=，重錘的動能EkB=，從開始下落起至B點，重錘的重力勢能減少量是因此可得出的結論是 .0 A HC017-6D根據(jù)紙帶算出的相關各點的速度秒，量出下落的距離，則以 的圖線應是圖4 21中的.v2/2為縱軸，以h為橫軸畫出5.用圖示裝置驗證機械能守恒定律，已知小車質(zhì)量為第二定律實驗的裝置相似，但實驗條件有所不同，其中相同的是不同的是本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為M,鉤砝質(zhì)量為m,與驗證牛頓（用題中的字母表示）實驗十二：驗證動量守恒定律一

46、. 實驗目的： 驗證動量守恒定律.二. 實驗原理 質(zhì)量分別為 mi禾口 m2的兩小球發(fā)生正碰， 若碰前mj運動，m?靜止，根據(jù)動量守恒定律應有： miVi miVi' m2v2' 若能測出mj、m2及v1> v1'和v2'代入上式，就可驗證碰撞中動量是否守恒. mi、m2用天平測出，Vi、Vi'、V2'用小球碰撞前后運動的水平距離代替.（讓各小球在同一高度做平拋運動.其水平速度等于水平位移 和運動時間的比，而各小球運動時間相同， 們的水平位移之比等于它們的水平速度之比則它）則動量守恒時有： mi OP B OM m2 O'N .三. 實驗器材重錘線一條，大小相等、質(zhì)量不同的小球兩個，斜槽，白紙，復寫紙，刻度尺，天平一臺砝碼），圓規(guī)一個.四實驗步驟 先用天平測出小球質(zhì)量 mj、m2 . 按要求安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊， 使槽的末端切向水平，把被碰小球放在斜槽前邊的支柱上，調(diào)節(jié)實驗裝置使兩小球碰撞時處于同一水平高度，確保碰后的速度方向水平. 在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙. 在白紙上記下重垂線所指的位置0，它表示入射小球 mi碰前的球心位置. 先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度 處滾下，重復io次，用圓規(guī)畫 盡可能小的圓