高中物理力學(xué)模型及分析及高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)完美知識(shí)點(diǎn)版本

PAGEPAGEPAGE4高中物理力學(xué)模型及分析1．連接體模型是指運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)物體疊放在一起、或并排在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體內(nèi)的物體間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),可以把物體組作為整體，對(duì)整體用牛二定律列方程隔離法是指在需要求連接體內(nèi)各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時(shí)，把某物體從連接體中隔離出來進(jìn)行分析的方法。m2m1m2m1FBAFBAF1F2╰╰α2斜面模型（搞清物體對(duì)斜面壓力為零的臨界條件）斜面固定：物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止>tg物體靜止于斜面<tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)3．輕繩、桿模型繩只能受拉力，桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。桿對(duì)球的作用力由運(yùn)動(dòng)情況決定只有=arctg()時(shí)才沿桿方向最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)球的作用力；最低點(diǎn)時(shí)的速度?，桿的拉力?若小球帶電呢？EEm，qL·O假設(shè)單B下擺,最低點(diǎn)的速度VB=mgR=整體下擺2mgR=mg+=；=>VB=所以AB桿對(duì)B做正功，AB桿對(duì)A做負(fù)功若V0<，運(yùn)動(dòng)情況為先平拋，繩拉直沿繩方向的速度消失即是有能量損失，繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個(gè)過程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力？換為繩時(shí):先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機(jī)械能守恒例：擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向30°的位置由靜釋放，設(shè)繩子為理想輕繩，求：小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多少？4．超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點(diǎn)：一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)球的作用力；最低點(diǎn)時(shí)的速度?，桿的拉力?EmEm，qL·O假設(shè)單B下擺,最低點(diǎn)的速度VB=mgR=整體下擺2mgR=mg+=；=>VB=所以AB桿對(duì)B做正功，AB桿對(duì)A做負(fù)功若V0<，運(yùn)動(dòng)情況為先平拋，繩拉直沿繩方向的速度消失即是有能量損失，繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個(gè)過程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力？換為繩時(shí):先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機(jī)械能守恒例：擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向30°的位置由靜釋放，設(shè)繩子為理想輕繩，求：小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多少？4．超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+a)；向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點(diǎn)：一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動(dòng)1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)Fm繩剪斷后臺(tái)稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速Fm斜面對(duì)地面的壓力?地面對(duì)斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動(dòng)？統(tǒng)重心的運(yùn)動(dòng)a圖91到2到3過程中(1、3除外a圖9繩剪斷后臺(tái)稱示數(shù)系統(tǒng)重心向下加速斜面對(duì)地面的壓力?地面對(duì)斜面摩擦力?導(dǎo)致系統(tǒng)重心如何運(yùn)動(dòng)？鐵木球的運(yùn)動(dòng)用同體積的水去補(bǔ)充。5．碰撞模型：特點(diǎn)，=1\*GB3①動(dòng)量守恒；=2\*GB3②碰后的動(dòng)能不可能比碰前大=3\*GB3③對(duì)追及碰撞，碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度?！魪椥耘鲎玻簃1v1+m2v2=(1)(2)◆一動(dòng)一靜且二球質(zhì)量相等的彈性正碰：速度交換大碰小一起向前；質(zhì)量相等，速度交換；小碰大，向后返?！粢粍?dòng)一靜的完全非彈性碰撞（子彈打擊木塊模型）mv0+0=(m+M)=+E損E損=一=E損可用于克服相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mg·d相=一vsvsMv0L12Av0ABvABv0v0AB“碰撞過程”中四個(gè)有用推論彈性碰撞除了遵從動(dòng)量守恒定律外，還具備：碰前、碰后系統(tǒng)的總動(dòng)能相等的特征，設(shè)兩物體質(zhì)量分別為m1、m2，碰撞前速度分別為υ1、υ2，碰撞后速度分別為u1、u2，即有：m1υ1+m2υ2=m1u1+m1u2m1υ12+m2υ22=m1u12+m1u22碰后的速度u1和u2表示為：u1=υ1+υ2u2=υ1+υ2推論一：如對(duì)彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)行分析，還會(huì)發(fā)現(xiàn)：彈性碰撞前、后，碰撞雙方的相對(duì)速度大小相等，即}：u2－u1=υ1－υ2推論二：如對(duì)彈性碰撞的速度表達(dá)式進(jìn)一步探討，當(dāng)m1=m2時(shí)，代入上式得：。即當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時(shí)，速度互換。推論三：完全非彈性碰撞碰撞雙方碰后的速度相等的特征，即：u1=u2由此即可把完全非彈性碰撞后的速度u1和u2表為：u1=u2=例3：證明：完全非彈性碰撞過程中機(jī)械能損失最大。證明：碰撞過程中機(jī)械能損失表為：△E=m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22由動(dòng)量守恒的表達(dá)式中得：u2=(m1υ1+m2υ2－m1u1)代入上式可將機(jī)械能的損失△E表為u1的函數(shù)為：△E=－u12－u1+[(m1υ12+m2υ22)－(m1υ1+m2υ2)2]這是一個(gè)二次項(xiàng)系數(shù)小于零的二次三項(xiàng)式，顯然：當(dāng)u1=u2=時(shí)，即當(dāng)碰撞是完全非彈性碰撞時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能的損失達(dá)到最大值△Em=m1υ12+m2υ22－推論四：碰撞過程中除受到動(dòng)量守恒以及能量不會(huì)增加等因素的制約外，還受到運(yùn)動(dòng)的合理性要求的制約，比如，某物體向右運(yùn)動(dòng)，被后面物體追及而發(fā)生碰撞，被碰物體運(yùn)動(dòng)速度只會(huì)增大而不應(yīng)該減小并且肯定大于或者等于（不小于）碰撞物體的碰后速度。6．人船模型：一個(gè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，在此方向遵從動(dòng)量守恒：mv=MVms=MSs+S=ds=M/m=Lm/LM載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的高空，氣球質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m．若人沿繩梯滑至地面，則繩梯至少為多長？MmORMmORS1SS1S220m7．彈簧振子模型：F=-Kx（X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的變化規(guī)律）水平型豎直型8．單擺模型：T=2（類單擺）利用單擺測重力加速度9．波動(dòng)模型：特點(diǎn):傳播的是振動(dòng)形式和能量,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)并不隨波遷移。=1\*GB3①各質(zhì)點(diǎn)都作受迫振動(dòng)，=2\*GB3②起振方向與振源的起振方向相同，=3\*GB3③離源近的點(diǎn)先振動(dòng)，=4\*GB3④沒波傳播方向上兩點(diǎn)的起振時(shí)間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時(shí)間=5\*GB3⑤波源振幾個(gè)周期波就向外傳幾個(gè)波長。波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),頻率不改變,波速v=s/t=/T=f波速與振動(dòng)速度的區(qū)別波動(dòng)與振動(dòng)的區(qū)別：波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向（同側(cè)法）知波速和波形畫經(jīng)過Δt后的波形（特殊點(diǎn)畫法和去整留零法）物理解題方法：如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等．模型法常常有下面三種情況（1）物理對(duì)象模型：用來代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對(duì)象的實(shí)體系統(tǒng)，稱為對(duì)象模型（也可稱為概念模型），即把研究的對(duì)象的本身理想化．常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、剛體、杠桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等；（2）條件模型：把研究對(duì)象所處的外部條件理想化，排除外部條件中干擾研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)變化的次要因素，突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面，從而建立的物理模型稱為條件模型．（3）過程模型：把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程，稱過程模型其它的碰撞模型：v0v0ABC12AA12AABC常用實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)方法1．控制變量法：如驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系控制。2．等效替代法：某些量不易測量，可以用較易測量的量替代，從而簡化實(shí)驗(yàn)。如驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，速度的測量就轉(zhuǎn)化為對(duì)水平位移的測量。3．理想模型法：用伏安法測電阻時(shí)，選擇了合適的內(nèi)外接方法，一般就忽略電表的非理想性。4．比值定義法：用兩個(gè)基本的物理量的“比”來定義一個(gè)新的物理量的方法。如①物質(zhì)密度②電阻

③場強(qiáng)

④磁通密度

⑤電勢差

等。5．微量放大法：微小量不易測量，勉強(qiáng)測量誤差也較大，實(shí)驗(yàn)時(shí)常采用各種方法加以放大?？ㄎ牡显S測定萬有引力恒量，采用光路放大了金屬絲的微小扭轉(zhuǎn)。6．模擬法：當(dāng)實(shí)驗(yàn)情景不易創(chuàng)設(shè)或根本無法創(chuàng)設(shè)時(shí)，可以用物理模型或數(shù)學(xué)模型等效的情景代替，“描繪電場中的等勢線”的實(shí)驗(yàn)就是用電流場模擬靜電場。實(shí)驗(yàn)一：驗(yàn)證力的合成[實(shí)驗(yàn)原理]此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。[實(shí)驗(yàn)器材]木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩，彈簧秤兩個(gè)，三角板，刻度尺，量角器。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．用圖釘把一張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板上的A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3．用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O。4．用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個(gè)彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F。5．只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個(gè)彈簧秤的拉力F'的圖示。6．比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7．改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F'是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。[注意事項(xiàng)]1．用彈簧秤測拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。2．同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。實(shí)驗(yàn)二：測定加速度[實(shí)驗(yàn)原理]1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz）2．由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0、1、2……為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、……為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。3．由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法：（1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）用v-t圖法：即先根據(jù)vn=求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。[實(shí)驗(yàn)器材]小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線，紙帶，米尺。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。2．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面。3．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。4．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測量兩點(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。[注意事項(xiàng)]1．紙帶打完后及時(shí)斷開電源。2．小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7～8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。3．應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。4．不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。實(shí)驗(yàn)三：探究胡克定律[實(shí)驗(yàn)原理]：彈簧受到拉力會(huì)伸長，平衡時(shí)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(guān)系。[實(shí)驗(yàn)儀器]：彈簧(不同的多根)、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪[實(shí)驗(yàn)步驟](1)用直尺測出彈簧的原長l0.(2)將彈簧一端固定，另一端用細(xì)繩連接，細(xì)繩跨過定滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧平衡后記錄下彈簧的長度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù)。

1234567彈簧原長l0(cm)

鉤碼重量F(N)

彈簧現(xiàn)長l(cm)

彈簧伸長量x(cm)

(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出F-x圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與受到的拉力成正比。實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓第二定律[實(shí)驗(yàn)原理]1．如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細(xì)線對(duì)小車的牽引力，測出小車的對(duì)應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與外力成正比。2．保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對(duì)應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比。[實(shí)驗(yàn)器材]小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M和M'，把數(shù)據(jù)記錄下來。2．按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。3．平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動(dòng)墊木的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來判斷）。4．在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量m和m'記錄下來。把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號(hào)。5．保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。6．算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。7．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力(M'+m')g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)其加速度與它所受作用力成正比。8．保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線，若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對(duì)象所受作用力不變時(shí)其加速度與它的質(zhì)量成反比。[注意事項(xiàng)]1．砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的。2．在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3．作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。實(shí)驗(yàn)五：研究平拋運(yùn)動(dòng)[實(shí)驗(yàn)原理]平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。令小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系，測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)=gt2求出小球的飛行時(shí)間t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。[實(shí)驗(yàn)器材]斜槽，豎直固定在鐵架臺(tái)上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。2．調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變。3．確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。4．描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過孔時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。5．計(jì)算初速度：以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y，用公式x=v0t和y=gt2計(jì)算出小球的初速度v0，最后計(jì)算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。[注意事項(xiàng)]1．實(shí)驗(yàn)中必須保持通過斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖板但不接觸。2．小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。3．坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。4．要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律[實(shí)驗(yàn)原理]當(dāng)物體自由下落時(shí)，只有重力做功，物體的重力勢能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有：mgh=mv2，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如圖所示。OONSnSn+1dn-1dn+1[實(shí)驗(yàn)器材]鐵架臺(tái)（帶鐵夾），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。2．把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。3．接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。4．重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶。5．在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各依次標(biāo)上1，2，3……，用刻度尺測出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3……。6．應(yīng)用公式vn=計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v1、v2、v3……。7．計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢能減少量mghn和動(dòng)能的增加量mvn2，進(jìn)行比較。[注意項(xiàng)事]1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2．選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。3．因不需要知道動(dòng)能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)七：碰撞中的動(dòng)量守恒[實(shí)驗(yàn)原理]一個(gè)質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等，這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時(shí)入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2'，若m1s1在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。[實(shí)驗(yàn)器材]碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個(gè)半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標(biāo)卡尺，圓規(guī)。[實(shí)驗(yàn)步驟]1．用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2。2．安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。3．在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。4．在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。5．先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時(shí)的落地點(diǎn)的平均位置P。6．把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時(shí)處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動(dòng)到軌道出口端時(shí)恰好與靶球接觸而發(fā)生正碰。7．再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。8．過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標(biāo)卡尺測出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時(shí)的球心豎直投影位置。9．用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長