《備戰(zhàn)2019年高考物理 高頻考點解密 專題14 力學實驗教學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《備戰(zhàn)2019年高考物理 高頻考點解密 專題14 力學實驗教學案（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題14 力學實驗核心考點考綱要求實驗一：研究勻變速直線運動實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗三：驗證力的平行四邊形定則實驗四：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、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考點1 研究勻變速直線運動一、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（）。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）兩

2、種打點計時器的比較電磁打點計時器電火花計時器所用電源46 V低壓交流220 V交流打點方式振針打點電火花打點時間間隔每隔0.02 s打一次點每隔0.02 s打一次點實驗誤差振針和紙帶之間有摩擦，誤差較大火花放電不會影響紙帶運動，誤差較?。?）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勻變速直線運動的判斷連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是恒量，即（不為零），則物體做勻變速直線運動，且。3由紙帶求物體運動速度的方法根據(jù)勻變速直線運動某段時間中間時刻的瞬時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度，即。4由紙

3、帶求加速度（1）用“逐差法”求加速度根據(jù)，求出加速度、，再計算出a1、a2、a3的平均值，即為物體運動的加速度，即。（2）利用vt圖象的斜率求加速度先根據(jù)求出多個時刻隨對應點的瞬時速度，然后畫出vt圖象，圖線的斜率即為物體運動的加速度。三、實驗器材電火花計時器（或電磁打點計時器）一端固定有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙。四、實驗步驟1儀器安裝（1）把固定有定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定滑輪的一端，連接好電路。（2）把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在

4、小車的后面。如圖所示，放手后，看小車能否在長木板上平穩(wěn)地加速滑行。2測量和記錄（1）把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，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。換上新紙帶重復實驗，至少重復三次。（2）從幾條紙帶中選一條比較理想的，舍掉開頭比較密集的點，從便于測量的點開始確定計數(shù)點，為了計算方便和減少誤差，通常用連續(xù)打點五次的時間作為時間單位，即T=0.1 s。正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計數(shù)點間的距離，并填入設計好的表格中。（3）利用某一段時間內(nèi)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)量，重復實驗兩次。3處理數(shù)據(jù)并得

5、出試驗結(jié)論（1）由試驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象。（2）由vt圖象得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律。五、數(shù)據(jù)處理1目的通過紙帶求解運動的加速度和瞬時速度，確定物體的運動性質(zhì)等。2處理的方法（1）分析物體的運動性質(zhì)測量相鄰計數(shù)點間的距離，計算相鄰計數(shù)點間距離之差，看其是否為常數(shù)，從而確定物體的運動性質(zhì)。（2）利用逐差法求解平均加速度。（3）利用平均速度求瞬時速度。（4）利用vt圖象求加速度。六、誤差分析1電流頻率不穩(wěn)引起的實驗系統(tǒng)誤差。2測量數(shù)據(jù)不準及描點、連線作圖不準等引起的偶然誤差。七、注意事項1平行：紙帶、細繩要和木板平行。2兩先兩后：實驗中應先接通電源，后讓小車運動；實驗完畢應先斷開電源，后取紙

6、帶。3防止碰撞：在到達長木板末端前應讓小車停止運動，防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。4減小誤差：小車的加速度宜適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個計數(shù)點為宜。（1）作出速度時間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度；（2）剪下相鄰計數(shù)點的紙帶緊排在一起求解加速度。（2018廣東省深圳市羅湖區(qū)羅湖外國語學校）某同學用打點計時器測量做勻速直線運動的物體的加速度，電源頻率，在紙帶上打出的點中，選出零點，每隔個點取個計數(shù)點，因保存不當，紙帶被污染，如圖所示，、是依次排列的個計數(shù)點，僅能讀出其中個計數(shù)點到零點的距離：，、。根據(jù)以上信息回答：（1）電磁打點計時

7、器的工作電壓是：_；（2）相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為_；（3）打點時物體的速度大小為_（取位有效數(shù)字）（4）設之間的距離為，之間的距離為，相鄰計數(shù)點之間的時間間隔為，則物體加速度的表達式為_（用、和表示） （5）根據(jù)勻變速直線運動的特點可以推測點到零點的距離是_。ABCD【參考答案】（1）低壓交流電 （2）0.1 （3）2.5 （4） （5）B【試題解析】（1）電磁打點計時器的工作電壓是06 V的低壓交流電；（2）由于每隔個點取個計數(shù)點，所以相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為；（3）利用中點時刻的速度等于平均速度可知；（4）根據(jù)，可求得；（5）設OC之間的距離為x，則根據(jù)可知：；解得，故選B。1若實驗

8、中，算出各點的時刻所對應的瞬時速度，計算加速度最合理的方法是A根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖出圖，量出傾斜角，由，求出加速度B根據(jù)任意兩點的速度用公式求算出加速度C根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出圖，由圖線上相距較遠的兩點對應的速度、時間，用公式算出加速度D依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點的加速度，算出平均值作為小車的加速度【答案】C考點2 探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系一、實驗目的1探究彈力和彈簧伸長的定量關(guān)系。2學會利用列表法、圖象法、函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)。二、實驗原理1如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等。2彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度進行計算。三、實驗器

9、材鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標紙。四、實驗步驟（1）安裝實驗儀器（見實驗原理圖）。（2）測量彈簧的伸長量（或總長）及所受的拉力（或所掛鉤碼的質(zhì)量），列表作出記錄，要盡可能多測幾組數(shù)據(jù)。（3）根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，以力為縱坐標，以彈簧的伸長量為橫坐標。（4）按照在圖中所繪點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線（包括直線），所畫的點不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。（5）以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行再考慮二次函數(shù)。五、數(shù)據(jù)處理1列表法：將測得的F、x填入設計好的表格之中，可以發(fā)現(xiàn)彈力F與彈簧伸長量x的比值在誤差范圍內(nèi)是相

10、等的。2圖象法：以彈簧伸長量x為橫坐標，彈力F為縱坐標，描出F、x各組數(shù)據(jù)相應的點，作出的擬合曲線，是一條過坐標原點的直線。3函數(shù)法：彈力F與彈簧伸長量x滿足F=kx的關(guān)系。六、誤差分析1彈簧的拉力大小不穩(wěn)定。2鉤碼標值不準確，彈簧長度測量不準確帶來誤差。3畫圖時描點及連線不準確也會帶來誤差。七、注意事項1不要超過彈性限度：實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免彈簧被過分拉伸，超過彈簧的彈性限度。2盡量多測幾組數(shù)據(jù)：要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。3觀察所描點的走向：本實驗是探究性實驗，實驗前并不知道其規(guī)律，所以描點以后所作的曲線是試探性的，只是在分析了點的分布和走向以后才決定用直線來連接

11、這些點。4統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關(guān)系及單位。（2018高一上學期物理期末專項復習試題）某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗，設計了如下圖(a)所示的實驗裝置。他先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，然后在彈簧下端依次掛1、2、3、4、5個鉤碼，待靜止時，測出彈簧相應的總長度每只鉤碼的質(zhì)量都是10 g。實驗數(shù)據(jù)見下表。(彈力始終未超過彈性限度，g取10 N/kg)（1）試根據(jù)這些實驗數(shù)據(jù)，在給定的如圖(b)所示的坐標紙上，作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長度l之間的函數(shù)關(guān)系圖象。（2）圖象跟坐標軸交點的物理意義是_。該彈簧的勁度系數(shù)k是_N/m?！緟⒖即鸢浮浚?）如圖所示

12、（2）表示彈簧原長 20【試題解析】（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出的點，基本上在同一條直線上?？梢耘卸‵和L間是一次函數(shù)關(guān)系。畫一條直線，使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點均勻地分布在直線兩側(cè)。（2）該圖線跟橫軸交點的橫坐標表示彈力為零時彈簧的長度，即為彈簧的自由長度。圖象的斜率大小等于彈簧的勁度系數(shù)，注意單位要化成國際單位，因此根據(jù)圖象求出彈簧勁度系數(shù)為：k=20 N/m。1在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗中，得到某彈簧的伸長量x與彈力f之間的關(guān)系圖象，下列說法中正確的是 A彈簧的勁度系數(shù)為30.0 N/mB彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力大小與彈簧伸長（或縮短）的長度成正比C由圖象可知彈

13、簧原長為5.0 cmD當彈簧伸長2.5 cm時，彈簧彈力為0.75 N【答案】ABD考點3 驗證力的平行四邊形定則一、實驗目的1驗證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定則。2學會用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)和得出實驗結(jié)論。二、實驗原理互成角度的兩個力F1、F2與另外一個力F產(chǎn)生相同的效果，看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與F在實驗誤差允許范圍內(nèi)是否相等。三、實驗器材木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩、彈簧測力計兩個、三角板、刻度尺。四、實驗步驟1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的木板上。2用兩個彈簧測力計分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O。如實驗原理圖所

14、示。 3用鉛筆描下結(jié)點O的位置和兩個細繩套的方向，并記錄彈簧測力計的讀數(shù)，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F。4只用一個彈簧測力計，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面相同的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)F和細繩的方向。5比較F與用平行四邊形定則求得的合力F，看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。五、數(shù)據(jù)處理1用鉛筆和刻度尺從O點沿兩細繩套方向畫直線，按選定的標度作出這兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為臨邊用刻度尺作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合理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有一個彈簧測力計時的拉力的圖示。3比較F

15、和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誤差來源：除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。2減小誤差的辦法：（1）實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度，要按有效數(shù)字和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄。（2）作圖時用刻度尺借助于三角板，使表示兩力的對邊一定要平行。七、注意事項1位置不變：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點的位置一定要相同。2角度合適：用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60100之間為宜。3在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變量應盡量大一些。細繩套應適當長一些，便于確定力的方向。4統(tǒng)一標

16、度：在同一次實驗中，畫力的圖示選定的標度要相同，并且要恰當選定標度，使力的圖示稍大一些。（2018福建省福州市八縣（市）協(xié)作校）“探究求合力的方法”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示。（1）某次實驗中，拉OC細繩的彈簧秤指針位置如甲圖所示，其讀數(shù)為_N；乙圖中的F與F兩力中，方向一定沿AO方向的是_。（2）關(guān)于此實驗下列說法正確的是_。A與橡皮筋連接的細繩必須等長B用兩只彈簧秤拉橡皮筋時，應使兩彈簧秤的拉力相等，以便算出合力的大小C用兩只彈簧秤拉橡皮筋時，結(jié)點位置必須與用一只彈簧秤拉時結(jié)點的位置重合D拉

17、橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要短一些【參考答案】（1）2.80 F （2）C【試題解析】（1）彈簧秤最小刻度為0.1 N，估讀到0.01 N，則讀數(shù)為2.80 N；F是通過作圖的方法得到合力的理論值，而F是通過一個彈簧稱沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長到O點，使得一個彈簧稱的拉力與兩個彈簧稱的拉力效果相同，測量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F，由于誤差的存在F和F方向并不在重合。（2）與橡皮筋連接的細繩要稍微長些，并非要求等長，故A錯誤。實驗要方便、準確，兩分力適當大點，讀數(shù)時相對誤差小，但沒有要求兩力必須相等，故B錯誤；為了保證效果相同，兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉至同

18、一位置，故C正確。為了更加準確的記錄力的方向，拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些，故D錯誤。1做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，其中的三個步驟是：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彈簧測力計互成角度地拉橡皮條，使它與細線的結(jié)點到達某一位置O點，在白紙上記下O點和兩彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2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只用一個彈簧測力計通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與用兩個彈簧測力計一起拉時相同，記下此時彈簧測力計的讀數(shù)和細繩的方向（1）以上三個步驟中均有疏漏，請找出并更正在中_；在中_

19、；在中_。（2）如圖所示為四位同學在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中所作的圖示，F(xiàn)1和F2是兩個彈簧測力計同時拉橡皮條時的力的圖示，F(xiàn)是根據(jù)平行四邊形定則作出的F1和F2的合力的圖示，是一個彈簧測力計單獨拉橡皮條時的力的圖示，其中錯誤的圖是_。【答案】（1）應該記下兩根細線的方向 在紙上根據(jù)F1和F2的大小和方向 使橡皮條與細線的結(jié)點仍然達到O點 （2）B考點4 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學會靈活運用圖象法處理物理問題的方法。3探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，并驗證牛頓第二定律。二、實驗原理（見實驗原理圖）1保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系。2保持合外力

20、不變，確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系。3作出aF圖象和a圖象，確定其關(guān)系。三、實驗器材小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶、天平、米尺。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，把數(shù)據(jù)記錄在表格中。2把實驗器材安裝好，平衡摩擦力。3在小盤里放入適量的砝碼，把砝碼和小盤的質(zhì)量m記錄在表格中。4保持小車的質(zhì)量不變，改變砝碼的質(zhì)量，按上面步驟再做5次實驗。5算出每條紙帶對應的加速度的值并記錄在表格中。6用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示合外力，即砝碼和小盤的總重力mg，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標平面上描出相應的點，作圖線。7用縱坐標表示加速度a，橫

21、坐標表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標系中根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描出相應的點并作圖線。五、數(shù)據(jù)處理1利用x=aT2及逐差法求a。2以a為縱坐標，F(xiàn)為橫坐標，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點，如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比。3以a為縱坐標，為橫坐標，描點、連線，如果該線過原點，就能判定a與m成反比。六、誤差分析1因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差：本實驗用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。2摩擦力平衡不準確、質(zhì)量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差。七、注意事項1平衡摩擦力：適當墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小

22、車受到的阻力。在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細繩系在小車上，讓小車拉著打點的紙帶勻速運動。2不重復平衡摩擦力。3實驗條件：mm。4一先一后一按：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，且應在小車到達滑輪前按住小車。（2018福建省福州市八縣（市）協(xié)作校）在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，實驗裝置如下圖所示：（1）在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，直到輕推小車，使小車做_直線運動；（2）某同學在探究小車質(zhì)量不變，小車的加速度與小車所受合力間的關(guān)系時，該同學平衡小車的摩擦阻力后，為

23、了使小車所受的合力近似等于砝碼的重力，小車的質(zhì)量M和砝碼的質(zhì)量m分別應選取下列哪組值最適宜_。AM=500 g，m分別為50 g、70 g、100 g、225 gBM=500 g，m分別為20 g、30 g、40 g、50 gCM=200 g，m分別為50 g、75 g、100 g、225 gDM=200 g，m分別為30 g、40 g、50 g、100 g（3）在某次實驗中，某同學得到一條打點清晰的紙帶，并且每5個計時點取一個計數(shù)點（每相鄰的計數(shù)點間還有4個計時點未畫出），如圖所示，已知每相鄰的2個計數(shù)點間的距離為s，且s1=0.95 cm，s2=2.88 cm，s3=4.80 cm，s4=

24、6.71 cm，s5=8.64 cm，s6=10.57 cm，電磁打點計時器的電源頻率為50 Hz。試計算此紙帶的加速度大小a=_m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（4）在平衡好摩擦力的情況下，探究小車加速度a與小車受力F的關(guān)系中，將實驗測得的數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出aF圖線，如圖所示。從aF圖線求得小車的質(zhì)量為_kg(保留兩位有效數(shù)字）?！緟⒖即鸢浮浚?）勻速 （2）B （3）1.92 （4）0.50【試題解析】（1）在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動，這樣小車所受的摩擦力與小車沿斜面向下

25、的重力的分力平衡。（2）該實驗要求滿足小車的質(zhì)量大于大于鉤碼的質(zhì)量，這樣小車所受的合力才近似等于砝碼的重力，只有B滿足此條件，故選B。（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：s4s1=3a1T2，s5s2=3a2T2，s6s3=3a3T2，為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，聯(lián)立得，代入數(shù)據(jù)得。（4）根據(jù)得aF圖線的斜率倒數(shù)表示物體的質(zhì)量，則有：，解得：。1某實驗小組在實驗室做“驗證牛頓運動定律”實驗：（1）甲同學在驗證加速度和物體的質(zhì)量的關(guān)系時，控制物體所受合外力不變。實驗中，描圖象而不描am圖象的理是 。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到圖象如圖所示，由此你得出

26、的結(jié)論為 。（2）乙同學在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變對小車的拉力，由實驗數(shù)據(jù)作出的aF圖象如圖乙所示，圖象與a軸的截距的物理意義是 ；小車的質(zhì)量為 kg。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）am的圖線為曲線、不便于發(fā)現(xiàn)規(guī)律，而圖線為直線，偏于發(fā)現(xiàn)規(guī)律 合外力不變時，加速度與質(zhì)量成反比 （2）不加外力時，重力的分力與摩擦力的合力產(chǎn)生的加速度 1.8（1.71.9均正確）考點5 探究動能定理一、 實驗目的1探究外力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系。2通過實驗數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出做功與物體速度平方的正比關(guān)系。二、實驗原理1一根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功為W。2兩根橡皮筋作用在小車上移動距離

27、s做功應為2W。3三根橡皮筋作用在小車上移動距離s做功應為3W。4利用打點計時器求出小車離開橡皮筋的速度，列表、作圖，即可求出vW關(guān)系。三、實驗器材橡皮筋、小車、木板、打點計時器、紙帶、鐵釘?shù)?。四、實驗步驟1用一條橡皮筋拉小車做功W。2用兩條橡皮筋拉小車做功2W。3用三條橡皮筋拉小車做功3W。4測出每次小車獲得的速度。5分別用各次實驗測得的v和W繪出Wv、Wv2，Wv3、W關(guān)系圖。五、數(shù)據(jù)處理先對數(shù)據(jù)進行估計，或者作出Wv草圖，大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系。若為，則可以對每一個速度值算出它的二次方，然后以W為縱軸，v2為橫軸作圖，如果作出的圖象為一條直線，在說明成立。 六、誤差分析1誤差的主要

28、來源是橡皮筋的長度、粗細不同，使橡皮筋的拉力做的功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比。2沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差。3利用紙帶上的點計算小車的速度時，測量不準確帶來的誤差。七、注意事項1將木板一端墊高，使小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到長木板的一個合適的傾角。2測小車速度時，應選紙帶上的點均勻的部分，也就是選小車做勻速運動的部分。3橡皮筋應選規(guī)格一樣的。力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。4小車質(zhì)量應大一些，使紙帶上打的點多一些。（2018高一物理期末復習）某研

29、究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，下圖中是小車在一條橡皮筋作用下由靜止彈出沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W。當我們用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放，小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。（1）實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是_；（2）實驗中我們應測量小車的什么速度_。A全程的平均速度B加速階段的平均速度C任一點的瞬時速度D勻速階段的瞬時速度（3）在本實驗中作出Wv圖象如圖所示，比較符合實際的是_。（4）本實驗結(jié)論是：橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應

30、是Wn_。【參考答案】（1）把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力 （2）D （3）C （4）【試題解析】（1）由題意可知，橡皮筋的彈力為小車所受的合力，故需把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力；（2）為研究橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系，需測量小車勻速階段的瞬時速度，故選D；（3）由該過程的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，橡皮筋的彈性勢能通過彈力做功完全轉(zhuǎn)化為小車的動能，故Wv圖象為二次函數(shù)，故其圖象為C；（4）由以上分析可知本實驗結(jié)論是：橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應是Wn。1某實驗小組利用圖示裝置進行“探究動能定理”的實驗，實驗步驟如下：A掛上鉤碼，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿

31、長木板向下做勻速運動；B打開速度傳感器，取下輕繩和鉤碼，保持步驟A中調(diào)節(jié)好的長木板傾角不變，讓小車從長木板頂端靜止下滑，分別記錄小車通過速度傳感器1和速度傳感器2時的速度大小v1和v2；C重新掛上細繩和鉤碼，改變鉤碼的個數(shù)，重復A到B的步驟?；卮鹣铝袉栴}：（1）按上述方案做實驗，長木板表面粗糙對實驗結(jié)果是否有影響？ ； （填“是”或“否”）（2）若要驗證動能定理的表達式，還需測量的物理量有 ；A懸掛鉤碼的總質(zhì)量m B長木板的傾角C兩傳感器間的距離l D小車的質(zhì)量M（3）根據(jù)實驗所測的物理量，動能定理的表達式為 （重力加速度為g）。【答案】（1）否 （2）ACD （3）mgl=Mv22Mv12考

32、點6 驗證機械能守恒定律一、 實驗目的驗證機械能守恒定律。二、實驗原理通過實驗，求出做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和相應過程動能的增加量，若二者相等，說明機械能守恒，從而驗證機械能守恒定律。三、實驗器材打點計時器、電源、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（附鐵夾）、導線兩根。四、實驗步驟（1）根據(jù)實驗原理圖安裝儀器。（2）將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點計時器的限位孔。（3）用手提著紙帶，讓重物靠近打點計時器并處于靜止狀態(tài)，然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由落下，紙帶上打下一系列小點。（4）從幾條打下點的紙帶中挑選出點跡清晰的紙帶進行測量，Ek=mv，Ep=mgdn，vn=。（5）計算

33、對比Ep與Ek。五、數(shù)據(jù)處理1利用起始點和第n點進行計算。將實驗數(shù)據(jù)代入和，在實驗誤差允許的條件下，若和相等，則驗證了機械能守恒定律。2任取兩點進行計算。任取兩點A、B，測出，算出；算出的值；在實驗誤差允許的條件下，若和相等，則驗證了機械能守恒定律。3圖象法。從紙帶上選取多個點，測量從第一個點到其余各點的下落高度h，并計算各點的速度的平方v2，然后以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出h的圖線。若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律。六、誤差分析（1）測量誤差：減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應下落高度測量完，二是多測幾次取平均

34、值。（2）系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量Ek=mv必定稍小于重力勢能的減少量Ep=mghn，改進辦法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力。七、注意事項（1）打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以減少摩擦阻力。（2）重物應選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料。（3）應先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落。（4）測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算應用vn=，不能用vn=或vn=gt來計算。（2018山西省大同市）“驗證機械能守恒定律”的實驗可以采用如圖所示的甲或乙方案來進行。（1）比較這兩種方案，_（選填“甲

35、”或“乙”）方案好些。（2）如圖丙是該實驗中得到的一條紙帶，測得每兩個計數(shù)點間的距離如圖中所示，已知每兩個計數(shù)點之間的時間間隔T=0.l s。拉著該紙帶的物體運動的加速度a=_m/s2（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；該紙帶是采用_（選填“甲”或“乙”）實驗方案得到的。（3）實驗中某同學利用甲方案得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖丁所示。紙帶上的第一個點記為O，另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量，圖中給出了這三個點到O點的距離、和的值。打點計時器打B點時，重物速度的大小v=_m/s（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；通過分析該同學測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果_（填“能”或“不能”）驗證機械能守恒定律（實驗

36、中打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣萭=9.8 m/s2）。【參考答案】（1）甲 （2） 乙 （3） （4）能【試題解析】（1）機械能守恒的前提是只有重力做功，實際操作的方案中應該使阻力越小越好，故甲方案好一些；（2）采用逐差法求解加速度，因a遠小于g，故為斜面上小車下滑的加速度，所以該紙帶采用圖乙所示的實驗方案；（3）根據(jù)運動學公式，中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均，可知重物速度的大小為：；（2）設重物質(zhì)量為m，OB對應的下落過程中重力勢能減少量為：動能增加量為：在誤差允許范圍內(nèi)，可以認為相等，因此驗證了機械能守恒定律，即過分析該同學測量的實驗數(shù)據(jù)，他的實驗結(jié)果能驗證

37、機械能守恒定律。 1某研究性學習小組利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示。在氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。（1）實驗前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的t1 t2（選填“”、“=”或“”、“=”、“ （3）31.92（31.9031.95均可） （4）【試題解析】（1）小球離開軌道后做平拋運動，小球在空中的運

38、動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，則mAv0=mAvA+mBvB，兩邊同時乘以時間t得：mAv0t=mAvAt+mBvBt，則mAOP=mAOM+mBON，因此實驗需要測量：兩球的質(zhì)量，兩球做平拋運動的水平位移，故選BD。（2）為防止碰撞過程入射球反彈，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量，即mAmB。（3）找出平均落點，由圖所示可知，刻度尺分度值是1 mm，刻度尺示數(shù)為31.92 cm。（5）由（1）可知，實驗需要驗證的表達式為：mAOP=mAOM+mBON。1氣墊導軌是常用的一種實驗儀器。它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦。現(xiàn)用帶豎

39、直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：a用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB。b調(diào)整氣墊導軌，使導軌處于水平。c在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上。d用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1。e按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作。當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2。（1）實驗中還應測量的物理量是_ _ _ _。（2）利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是_ _。（3）被壓縮彈簧的彈性勢能的表

40、達式為 ?！敬鸢浮浚?）B的右端至D板的距離L2 （2） （3） 【解析】（1）還應測量出B的右端至D板的距離L2，這樣才能算出時間；（2）A滑塊的速度，同樣B滑塊的速度，因此用已知量代入就是；（3）彈性勢能就等于A、B兩個滑塊的動能，即。1（2018新課標全國III卷）甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下：（1）甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準備用手指夾住下落的尺。（2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為

41、g，則乙的反應時間為_（用L、L1和g表示）。（3）已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反應時間為_s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（4）寫出一條提高測量結(jié)果準確程度的建議：_?！敬鸢浮浚?） （3）0.20 （4）多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子2（2018新課標全國I卷）如圖（a），一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤：一標尺由游標和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置，簡化為圖中的指針?，F(xiàn)要測量圖（a）中彈簧的勁度系數(shù)，當托盤內(nèi)沒有砝碼時，移動游標，使其零刻度線對準指針，此

42、時標尺讀數(shù)為1.950 cm；當托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時，移動游標，再次使其零刻度線對準指針，標尺示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為_cm。當?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為_N/m（保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?.775 53.73（2017新課標全國卷）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖（a）所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。（已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴）（1

43、）由圖（b）可知，小車在桌面上是_（填“從右向左”或“從左向右”）運動的。（2）該小組同學根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖（b）中A點位置時的速度大小為_m/s，加速度大小為_m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）【答案】（1）從右向左 （2）0.19 0.037 【解析】（1）小車在阻力的作用下，做減速運動，由圖（b）知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，4（2017新課標全國卷）某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下：如圖（a），將光電門固定在斜面下端附近；將一擋光片

44、安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t；用s表示擋光片沿運動方向的長度，如圖（b）所示，表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內(nèi)的平均速度大小，求出；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復步驟；多次重復步驟；利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出t圖，如圖（c）所示。完成下列填空：（1）用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小，則與vA、a和t的關(guān)系式為= 。（2）由圖（c）可求得，vA= cm/s，a= cm/s2。

45、（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】（1） （2）52.1 16.6（15.816.8）5（2017新課標卷）某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm）的紙貼在水平桌面上，如圖（a）所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點（位于圖示部分之外），另一端P位于y軸上的A點時，橡皮筋處于原長。（1）用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標原點O，此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖（b）所示，F(xiàn)的大小為_N。（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點；現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋，再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別

46、沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。 （i）用5 mm長度的線段表示1 N的力，以O為作用點，在圖（a）中畫出力F1、F2的圖示，然后按平形四邊形定則畫出它們的合力F合；（ii）F合的大小為_N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為_。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則?！敬鸢浮浚?）4.0 （2）（i）如圖所示 （ii）4.0 0.056（2016全國新課標卷）某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其

47、右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質(zhì)量均為0.010 kg。實驗步驟如下：（1）將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當厚度的小物快，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。（2）將n（依次取n=1，2，3，4，5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a。（3）對應于不同的n的a值見下表。n=2時的st圖象如圖（b）所示；由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。n123450.200.580.781.00（4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補齊數(shù)據(jù)點，并作出an圖象。從圖象可以看出：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。（5）利用an圖象求得小車（空載）的質(zhì)量為_kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8 m/s2）。（6）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是_（填入正確選項前的標號）Aan圖線不再是直線Ban圖線仍是直線，但該直線不過原點Can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【答案】（3）0.39 （4）如圖所示 （5）0.45 （6）BC39