《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實驗與探究 第2講 力學(xué)實驗（二）學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實驗與探究 第2講 力學(xué)實驗（二）學(xué)案（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講力學(xué)實驗(二)實驗5：探究作用力與反作用力的關(guān)系一、實驗原理1.用彈簧測力計探究作用力與反作用力的關(guān)系如圖1甲所示，任取A、B兩個彈簧測力計，使兩掛鉤鉤住，B固定，A用手拉著.讀出此時兩個彈簧測力計的示數(shù)FA和FB，比較FA和FB的大小和方向.如圖乙所示，將兩個彈簧測力計掛鉤鉤住，B連接一塊木塊，A用手拉著.探究在水平方向運動時，F(xiàn)A和FB的大小和方向.將拉動方向改為豎直方向，如圖丙所示，重復(fù)上述探究.圖12.用力傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系如圖2所示，用兩只力傳感器鉤住對拉.從計算機(jī)屏幕上所顯示的力和時間關(guān)系圖線中讀出不同時刻兩只力傳感器的相互作用力FA和FB，比較FA和FB的大小

2、和方向.圖2二、實驗器材彈簧測力計3個、包裝用泡沫塑料若干、小刀1把、木塊1個、力傳感器2只、數(shù)據(jù)采集器1臺及計算機(jī)1臺等.三、實驗過程1.用彈簧測力計探究作用力與反作用力的關(guān)系(1)探究靜止?fàn)顟B(tài)時物體間的作用力與反作用力.取其中兩個彈簧測力計A、B連接在一起，B固定，A用手拉著.在表中記下此時兩彈簧測力計的示數(shù)FA和FB.加大對A的拉力，重復(fù)實驗多次.實驗中注意觀察作用力與反作用力的方向及兩彈簧測力計示數(shù)變化是否有先后.若FA和FB大小不等，可嘗試以下步驟：將彈簧測力計A與彈簧測力計C互拉，根據(jù)中各次實驗FA的大小記下對應(yīng)的彈簧測力計C的示數(shù)FA；將彈簧測力計B與彈簧測力計C互拉，根據(jù)中各次

3、實驗FB的大小記下對應(yīng)的彈簧測力計C的示數(shù)FB.比較FA與FB的大小關(guān)系.(2)增加彈簧測力計的“記憶功能”，即在彈簧測力計的指針下面放上一點泡沫塑料.(3)探究沿水平方向運動時物體間作用力與反作用力的關(guān)系.將具有“記憶功能”的彈簧測力計A與B掛鉤連接在一起，彈簧測力計B連接一塊小木塊，用手拉A使木塊運動一段時間后停下來.根據(jù)泡沫塑料的位置讀出兩彈簧測力計的最大示數(shù)FA和FB，記錄在表中.實驗中要注意觀察作用力與反作用力的方向.若FA和FB大小不等，則可保持泡沫塑料的位置不變，將彈簧A和B分別與彈簧測力計C互拉，直至A、B兩彈簧測力計的示數(shù)分別為FA和FB，記下彈簧測力計C的示數(shù)FA和FB.比

4、較FA與FB的大小關(guān)系.以不同運動狀態(tài)(勻速直線運動和加速運動)重復(fù)實驗多次，記下相應(yīng)數(shù)據(jù).(4)探究沿豎直方向運動時物體間作用力與反作用力的關(guān)系.重復(fù)(3)中步驟.2.用力傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系(1)探究靜止?fàn)顟B(tài)時物體間作用力與反作用力的關(guān)系.取A、B兩只力傳感器，使兩掛鉤鉤住，B固定，A用手拉著，以不同力拉A一段時間，通過數(shù)字化實驗系統(tǒng)記錄兩傳感器間的相互作用力FA和FB隨時間變化的圖線.仔細(xì)觀察FA和FB所對應(yīng)的兩條曲線，比較不同時刻FA和FB大小是否相等.實驗中觀察體會作用力與反作用力的方向.任取8個時刻，結(jié)合圖線讀出這些時刻兩只傳感器的相互作用力FA和FB，并將所取時刻和對

5、應(yīng)FA和FB的值填入表中.(2)探究沿水平方向運動時物體間作用力與反作用力的關(guān)系.重復(fù)(1)中步驟.(3)探究沿豎直方向運動時物體間作用力與反作用力的關(guān)系.重復(fù)(1)中步驟.四、注意事項1.使用彈簧測力計前，應(yīng)先調(diào)節(jié)零刻度.2.彈簧測力計對拉時作用力要在同一直線上.3.實際的彈簧測力計往往存在一定的示值誤差，發(fā)現(xiàn)兩彈簧測力計示數(shù)不等既不能“視而不見”也不能“武斷定論”.4.將彈簧測力計A和B分別與彈簧測力計C互拉，通過與C的示數(shù)比較確定兩彈簧測力計拉力是否相等，是一種“等效替代”的方法.5.同一實驗步驟中，泡沫塑料位置必須保持不變.6.用力傳感器進(jìn)行實驗時，也需要調(diào)零.7.用力傳感器對拉時作用

6、力要在同一直線上.例1(2015浙江9月選考14)在“探究作用力與反作用力的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)用兩個力傳感器進(jìn)行實驗.(1)將兩個傳感器按圖3甲方式對拉，在計算機(jī)屏上顯示如圖乙所示，橫坐標(biāo)代表的物理量是_，縱坐標(biāo)代表的物理量是_.圖3(2)由圖乙可得到的實驗結(jié)論是_.A.兩傳感器間的作用力與反作用力大小相等B.兩傳感器間的作用力與反作用力方向相同C.兩傳感器間的作用力與反作用力同時變化D.兩傳感器間的作用力與反作用力作用在同一物體上答案(1)時間(t)力(F)(2)AC變式1在“探究作用力與反作用力的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)把一只力傳感器系在一個木塊上，另一只握在手中，當(dāng)通過傳感器用力拉木塊時，

7、要能用該裝置探究作用力與反作用力的關(guān)系，下列說法正確的是_.A.木塊必須處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)B.木塊處于加速狀態(tài)也可以C.握在手中的傳感器拉另一只傳感器的力應(yīng)盡量保持不變D.握在手中的傳感器拉另一只傳感器的力可以隨時變化答案BD變式2(2017麗水市普通高中質(zhì)量監(jiān)控)如圖4所示的甲、乙兩圖是表示用同一套器材測量鐵塊P與長金屬板間滑動摩擦力的兩種不同方法.甲圖使金屬板靜止在水平桌面上，手通過彈簧測力計向右用力F拉P，使P做勻速運動；乙圖把彈簧測力計的一端固定在墻上，用力F水平向左拉金屬板，使金屬板向左運動.則關(guān)于這兩種測量滑動摩擦力的方法：圖4(1)_(選填“甲”或“乙”)方法好；(2)選

8、擇正確的方法后，滑動摩擦力的測量值如圖丙，示數(shù)為_ N.答案(1)乙(2)2.40解析(1)題圖甲中鐵塊只有在勻速運動時的摩擦力才等于彈簧的拉力，而題圖乙中P穩(wěn)定時彈簧測力計的示數(shù)一定等于摩擦力.(2)彈簧測力計的最小單位為0.1 N，應(yīng)估讀到下一位，故其示數(shù)為2.40 N.實驗6：研究平拋運動一、實驗原理平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運動：一個是水平方向的勻速直線運動，另一個是豎直方向的自由落體運動.令小球做平拋運動，利用描點法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標(biāo)系.測出曲線上某一點的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)gt2求出小球飛行時間t ，再利用公式

9、xvt，求出小球的水平分速度vx，即為小球做平拋運動的初速度.二、實驗裝置圖及器材如圖5所示，圖5斜槽、小球、木板、坐標(biāo)紙、圖釘、重垂線、直尺、三角板、鉛筆等.三、實驗過程1.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平.2.將坐標(biāo)紙固定在木板上，使木板保持豎直狀態(tài)，小球的運動軌跡與板面平行，坐標(biāo)紙方格橫線呈水平方向.3.以斜槽末端為坐標(biāo)原點沿重垂線畫出y軸.4.讓小球從斜槽上適當(dāng)?shù)母叨扔伸o止釋放，用鉛筆記錄小球做平拋運動經(jīng)過的位置.5.重復(fù)步驟4，在坐標(biāo)紙上記錄多個位置.6.在坐標(biāo)紙上作出x軸，用平滑的曲線連接各個記錄點，得到平拋運動的軌跡.7.在軌道上取幾個點，使這些點在水平方向間距相等，研究這些點對應(yīng)

10、的縱坐標(biāo)y隨時間變化的規(guī)律.四、注意事項1.斜槽末端的切線必須水平.2.方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近木板但不接觸.3.坐標(biāo)原點(小球做平拋運動的起點)不是槽口的端點，應(yīng)是小球在槽口時球的球心在木板上的水平投影點.4.如果是用白紙，則應(yīng)以小球在槽口時球的球心在木板上的水平投影點為坐標(biāo)原點，在斜槽末端懸掛重垂線，先根據(jù)重垂線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標(biāo)系.5.每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下.6.在平拋軌道上選取距O點遠(yuǎn)些的點來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小.例2(2017浙江4月選考17)在“研

11、究平拋運動”實驗中(1)圖6是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標(biāo)原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的_.圖6A.球心B.球的上端C.球的下端在此實驗中，下列說法正確的是_.A.斜槽軌道必須光滑B.記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些C.用光滑曲線把所有的點連接起來D.y軸的方向根據(jù)重垂線確定(2)圖7是利用圖6裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是_.圖7A.釋放小球時初速度不為0B.釋放小球的初始位置不同C.斜槽末端切線不水平(3)下圖是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是()答案(1)BBD(2)C(3)B解析(1)因用鉛筆標(biāo)注小球最高點

12、來確定平拋運動軌跡，故坐標(biāo)原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的球的上端，所以選B.實驗過程中，斜槽不一定光滑，只要能夠保證從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，摩擦力做功是相同的，離開斜槽末端的速度就是一樣的，選項A錯誤，記錄的點適當(dāng)多一些，能夠保證描點平滑，選項B正確；作圖象時，要使盡可能多的點在所作曲線上，不在曲線上的點應(yīng)盡可能均勻分布在所作曲線兩側(cè)，選項C錯誤；y軸必須是豎直方向的，即用重垂線確定，選項D正確.(2)由題圖可知斜槽末端切線不水平，才會造成斜拋運動，故選C.(3)插入瓶中的另一根吸管使得瓶中壓強(qiáng)與外界氣壓相等，目的就是為了保證水流流速不受瓶內(nèi)水面下降而減小，能保證水面下降的一段時間內(nèi)，

13、得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，所以選B.變式3(2017嘉興市期末)(1)如圖8甲所示為“研究平拋運動”的實驗裝置，在此實驗中，下列說法正確的是_.圖8A.斜槽軌道必須光滑B.斜槽水平部分軌道必須水平C.每次實驗均需要平衡摩擦力D.小球每次應(yīng)從斜槽上同一位置靜止釋放(2)某同學(xué)采用如圖乙所示的裝置來研究平拋運動的分運動，用小錘擊打彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出的速度，兩球仍然同時落地，這說明_.答案(1)BD(2)平拋運動的豎直分運動是自由落體運動變式4(2017紹興市選考模擬)研究平拋運動的實驗裝置如圖9所示.圖

14、9(1)實驗時，每次須將小球從軌道_(填字母).A.同一位置釋放B.不同位置無初速度釋放C.同一位置無初速度釋放(2)上述操作的目的是使小球拋出后_(填字母).A.只受重力 B.軌跡重合C.做平拋運動 D.速度小些，便于確定位置(3)實驗中已測出小球半徑為r，則小球做平拋運動的坐標(biāo)原點位置應(yīng)是_(填字母).A.斜槽末端O點B.斜槽末端O點正上方r處C.斜槽末端O點正前方r處D.斜槽末端O點正上方r處在豎直木板上的投影點答案(1)C(2)B(3)D變式5圖10是“研究平拋運動”的實驗裝置圖，通過描點畫出平拋小球的運動軌跡.圖10(1)以下是實驗過程中的一些做法，其中合理的有_.A.安裝斜槽軌道，

15、使其末端保持水平B.每次小球釋放的初始位置可以任意選擇C.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放D.為描出小球的運動軌道，描繪的點可以用折線連接(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標(biāo)原點，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，下列圖中yx2圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是_.(3)圖11中是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標(biāo)y1為5.0 cm、y2為45.0 cm，A、B兩點水平間距x為40.0 cm.則平拋小球的初速度v0為_ m/s，若C點的豎直坐標(biāo)y3為60.0 cm，則小球在C點的速度vC

16、為_ m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，g取10 m/s2)圖11答案(1)AC(2)C(3)2.04.0解析(1)斜槽末端要保持水平，使小球飛出后做平拋運動，A項正確；要使每次小球做平拋運動的初速度相同，則每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放，B項錯誤，C項正確；描繪軌跡時應(yīng)用平滑曲線連接各點，D項錯誤.(2)對平拋運動，水平位移xv0t，豎直位移ygt2，聯(lián)立上述兩式得yx2，故yx2圖線應(yīng)為直線，故選C.(3)由ygt2解得，從O點運動到A、B、C各點的時間分別為t10.1 s、t20.3 s、t30.2 s，則平拋初速度v02.0 m/s，在C點速度vC4.0 m/s.實驗7：探究做功與物體

17、速度變化的關(guān)系一、實驗原理1.不直接測量對小車做的功，用改變橡皮筋的條數(shù)確定對小車做的功為W0、2W0、3W02.作出Wv、Wv2圖象，分析圖象，尋求橡皮筋對小車做的功與小車獲得速度的定量關(guān)系.二、實驗裝置圖及器材圖12橡皮筋、打點計時器、小車、紙帶、復(fù)寫紙、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板、釘子.三、實驗步驟1.按圖12組裝好實驗器材，由于小車在運動中會受到阻力，使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力.2.先用一條橡皮筋進(jìn)行實驗，把橡皮筋拉伸一定長度，理順紙帶，接通電源，放開小車.3.換用紙帶，改用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實驗，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都相同.4.由紙帶算出小車獲得的速度，把第

18、1次實驗獲得的速度記為v1，第2次、第3次記為v2、v35. 對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計，大致判斷兩個量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，以v2(或v、v3、)為橫坐標(biāo)作圖.四、數(shù)據(jù)處理1.測量小車的速度：為探究橡皮筋彈力做功和小車速度變化的關(guān)系，需要測量彈力做功結(jié)束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度，由紙帶可求得.2.實驗數(shù)據(jù)處理及分析(1)觀察法：當(dāng)橡皮筋的條數(shù)成倍增加，即合外力做的功成倍增加時，觀察小車的速度或速度的平方如何變化，有何變化規(guī)律.(2)圖象法：在坐標(biāo)紙上畫出Wv或Wv2圖線(“W”以一根橡皮筋做的功為單位).3.實驗結(jié)論：從圖象可知做功與物體速度變化的關(guān)系為Wv2.五、注意事項1.平

19、衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車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點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角.2.測小車速度時，紙帶上的點應(yīng)選點跡均勻的部分，也就是選小車做勻速運動狀態(tài)的部分.3.橡皮筋應(yīng)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(yīng)大一些，使紙帶上打的點多一些.例3(2017紹興一中高一期末)用如圖13所示的裝置探究做功與物體速度變化的關(guān)系.實驗時，先適當(dāng)墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出，沿木板滑行.小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶，記錄

20、其運動情況.觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點跡疏密不均勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：圖13(1)適當(dāng)墊高木板是為了_.(2)通過紙帶求小車速度時，應(yīng)使用紙帶的_(選填“全部”“前面部分”或“后面部分”).(3)若實驗做了n次，所用橡皮筋分別為1根、2根n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2vn，用W表示橡皮筋對小車所做的功，作出的Wv2圖線是一條過坐標(biāo)原點的直線，這說明W與v的關(guān)系是_.答案(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W與v2成正比(或Wv2)解析(1)適當(dāng)墊高木板是為了平衡摩擦力.(2)橡皮筋彈力對小車所做的功全部完成后，打出來的點才能反映物體的速度，所以應(yīng)使用紙帶的后面勻速部

21、分.(3)Wv2圖線是一條過坐標(biāo)原點的直線，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可確定W與速度v的平方成正比.變式6在“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)安裝了如圖14所示的實驗器材：圖14(1)要完成實驗?zāi)康模藞D示器材，在下列實驗器材中還需要的有_.A.毫米刻度尺 B.46 V直流電源C.46 V交流電源 D.沙桶或鉤碼(2)下列紙帶(左邊為先打下的點)，哪個比較符合實驗要求_，平衡摩擦力過度的是_.答案(1)AC(2)BD解析(1)要測量紙帶上打出點間的距離，需要毫米刻度尺，用電磁打點計時器，需要46 V交流電源，故選A、C；(2)符合要求的紙帶是后面的點跡均勻，所以選B；平衡摩擦力過度，則橡皮筋回

22、復(fù)原狀后小車仍有加速度，則相鄰點間的距離越來越大，故選D.變式7(2017金華市義烏模擬)某實驗小組利用如圖15甲所示裝置探究“外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系”，主要步驟如下：圖15A.按圖示器材連接好裝置；B.托盤內(nèi)加砝碼，當(dāng)托盤和砝碼的總質(zhì)量為m0時，輕推滑塊，滑塊恰好做勻速直線運動，稱出滑塊的質(zhì)量為M，若紙帶與打點計時器之間的摩擦不計，則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)_；C.本實驗采用電磁打點計時器進(jìn)行研究，在撥動學(xué)生電源開關(guān)前，圖乙中存在一個明顯的錯誤，請指出：_；D.撤去托盤和砝碼，并取下細(xì)線，先接通電源，再輕推滑塊，使滑塊獲得一定初速度后撤去外力，滑塊運動過程中打出一條紙帶，截取紙帶的最

23、后一段，如圖丙所示，則紙帶的運動方向為_(選填“ab”或“ba”)；E.用刻度尺測量AB、BC、CD、DE、EF間的距離，分別記為x1、x2、x3、x4、x5，相鄰兩點間的時間間隔為T，則B、E之間動能定理表達(dá)式可用上述物理量表示為：_.F.實驗結(jié)束，整理儀器.答案工作電壓過高ba m0g(x2x3x4)M()2M()2解析由于小車勻速運動，所以托盤和砝碼的重力等于小車所受的滑動摩擦力，即m0gMg所以.打點計時器的工作電壓是46 V，而乙圖中的工作電壓過高，故應(yīng)選擇46 V 的交流電.據(jù)題意可知，紙帶做減速運動，所以相同的時間內(nèi)位移逐漸減小，故紙帶應(yīng)向左運動，即由ba.據(jù)勻變速直線運動的推論

24、，可知：vB，vE據(jù)題圖丙可知，BE間的距離為：x2x3x4據(jù)動能定理得：Mg(x2x3x4)M2M2，由得m0g(x2x3x4)M()2M()2.實驗8：驗證機(jī)械能守恒定律一、實驗原理1.在只有重力做功的自由落體運動中，物體的動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變.若某一時刻物體下落的瞬時速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有mghmv2.借助打點計時器，測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v，即可驗證機(jī)械能是否守恒.2.測定第n點的速度的方法：vn或vn.二、實驗裝置圖圖16三、實驗步驟1.按圖16安裝實驗器材，電源接學(xué)生電源，并將輸出電壓調(diào)至46 V交流.接通電源前，用手提升紙帶至

25、重物靠近打點計時器處.2.先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落.關(guān)閉電源，取下紙帶備用.3.重復(fù)步驟2兩次.4.取點跡清晰，且第一、二點距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測量.先將第一點記為0點，然后在紙帶上任取5個連續(xù)的點(或間隔點數(shù)相同的點)，如圖17所示.圖175.驗證0點到2點過程機(jī)械能守恒的方程為：mgh2m2，其中T為1點到2點(或2點到3點)之間的時間間隔，如果在誤差允許的范圍內(nèi)等式成立，那么實驗就是成功的.同理，可以驗證0點到3點過程、0點到4點過程的機(jī)械能是否守恒.6.拆下器材，放回原處.四、數(shù)據(jù)處理1.測量計算在起始點標(biāo)上0，在某點以后各點依次標(biāo)上1、2、3用刻度尺測出對應(yīng)下落高

26、度h1、h2、h3利用公式vn計算出點2、點3的瞬時速度v2、v32.驗證守恒方法一：利用起始點和第n點計算，代入ghn和vn2，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，ghnvn2，則機(jī)械能守恒.方法二：任取兩點計算.任取兩點A、B測出hAB，算出ghAB.算出vB2vA2的值.在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，如果ghABvB2vA2，則機(jī)械能守恒.方法三：圖象法.從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2h圖線，若在誤差允許的范圍內(nèi)圖象是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機(jī)械能守恒.五、注意事項1.打點計時器豎直安裝，

27、紙帶沿豎直方向拉直.2.重物要選用密度大、體積小的物體，以減小阻力.3.先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶.4.測量下落高度時，必須從起始點算起，為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠(yuǎn)一些，紙帶也不宜過長，有效長度可在6080 cm之內(nèi).5.速度不能用vngtn或vn計算，因為只要認(rèn)為加速度為g，機(jī)械能就一定守恒，即相當(dāng)于用機(jī)械能守恒定律驗證機(jī)械能守恒定律，況且用vngtn計算出的速度比實際值大，會得出機(jī)械能增加的結(jié)論，而因為摩擦阻力的影響，機(jī)械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計算.同樣的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接測量，而不能用hngtn2或hn計算得到

28、.例4(2016浙江4月選考17)(1)在下列學(xué)生實驗中，需要用到打點計時器的實驗有_(填字母).A.“探究求合力的方法”B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”C.“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”D.“探究作用力與反作用力的關(guān)系”(2)做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器，還必須選取的器材是圖中的_(填字母).某同學(xué)在實驗過程中，在重物的正下方地面鋪海綿；調(diào)整打點計時器的兩個限位孔連線為豎直；重復(fù)多次實驗.以上操作可減小實驗誤差的是_(填序號).答案(1)BC(2)BD解析(1)A選項實驗需要彈簧測力計、刻度尺；D選項實驗與打點計時器無關(guān).(2)需要B重物，需要

29、D刻度尺測量下落距離；可以減小摩擦帶來的影響；可以減小偶然誤差.變式8(2017金華十校聯(lián)考)如圖18所示，某同學(xué)用自由落體法“驗證機(jī)械能守恒定律”，從圖示位置靜止釋放紙帶連接的重物.圖18(1)圖中操作不合理的地方是_.(2)除了圖中器材外，下列實驗器材中還必須選取的有_.A.秒表 B.刻度尺 C.干電池(3)本實驗所取的重力加速度g的值，應(yīng)該_.A.取當(dāng)?shù)氐膶嶋Hg值B.根據(jù)打出的紙帶，用xgT2求出C.近似取10 m/s2答案(1)重物釋放時離打點計時器太遠(yuǎn) (2)B(3)A變式9(2017紹興一中高一期末)在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為f，查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

30、為g，測出所用重物的質(zhì)量為m，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖19所示，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為x1、x2、x3、x4，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量為_，動能的增加量為_.(要求寫出表達(dá)式)圖19答案mgx3mf2(x4x2)2解析重物下落x3，故重力勢能減小量為Epmgx3，根據(jù)勻變速直線運動的平均速度推論可得在C點重物的速度為vC，故動能增加量為EkmvC2mf2(x4x2)2.變式10(2017金華十校聯(lián)考)用自由落體法驗證機(jī)械能守恒定律，器材安裝如圖20所示，若將紙帶從圖示位

31、置由靜止釋放.圖20(1)請指出圖中的兩個實驗操作錯誤及不妥之處：_；_.(2)改進(jìn)實驗操作中錯誤及不妥之處后，打出如圖21所示一條紙帶.已知打點計時器的打點頻率為50 Hz，根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)計算出打C點時重物的速度vC_ m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).圖21(3)若重物的質(zhì)量為0.2 kg，取打點計時器打下A點時重物的位置為零勢能位置(該處重力加速度g為9.8 m/s2)，則打下C點時重物的機(jī)械能為_ J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).答案(1)打點計時器接直流電源 重物未靠近打點計時器釋放 (2)2.25(3)0.344解析(2)根據(jù)勻變速直線運動的平均速度推論可得，重物在C點時的速度vC10

32、2 m/s2.25 m/s.(3)由于A點為零勢能位置，則C點時重物的機(jī)械能ECEkCEpCmvC2mghAC0.2(2.25)2J0.29.8(26.5618.30)102 J0.344 J.1.如圖1所示，小孫同學(xué)用力傳感器A和B做“探究作用力與反作用力的關(guān)系”實驗，當(dāng)用A勻速拉動固定在滑塊上的B時()圖1A.A對應(yīng)示數(shù)比B大B.B對應(yīng)示數(shù)比A大C.A和B對應(yīng)示數(shù)有時不相等D.A和B對應(yīng)示數(shù)任何時刻都相等答案D解析根據(jù)牛頓第三定律，A對B的作用力和B對A的作用力是作用力和反作用力，總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，故A和B對應(yīng)示數(shù)任何時刻都相等，故D正確.2.如圖2所示，將兩彈簧

33、測力計a、b連接在一起，當(dāng)用力緩慢拉a彈簧測力計時，發(fā)現(xiàn)不管拉力F多大，a、b兩彈簧測力計的示數(shù)總是相等，這個實驗說明()圖2A.這是兩只完全相同的彈簧測力計B.彈力的大小與彈簧的形變量成正比C.作用力與反作用力大小相等D.力是改變物體運動狀態(tài)的原因答案C解析a、b兩彈簧測力計的示數(shù)分別顯示b彈簧的拉力和a彈簧的拉力，這是一對作用力與反作用力，它們的示數(shù)總是相等，說明作用力與反作用力大小相等，與彈簧測力計無關(guān)，故兩只彈簧測力計不一定完全相同，故A錯誤，C正確；此實驗不能說明彈力的大小與彈簧的形變量成正比，故B錯誤；此實驗不能說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故D錯誤.3.(1)在做“研究平拋運動

34、”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡.為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項前面的字母填在橫線上_.A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.斜槽必須是光滑的，以免受到摩擦力的作用，每次釋放小球的位置可以不同C.每次必須由靜止釋放小球，小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸D.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降(2)作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有_和_.其初速度的表達(dá)式為v0_.答案(1)AC (2)小球從原點到某時刻的水平位移x從原點到該時刻的豎直位移yx解析(1)要保證每次拋出時的速度相等應(yīng)使小球

35、每次從斜槽上相同的位置自由滑下并且斜槽軌道末端必須保持水平，只要做到這兩點，我們就能得到相等的速度，至于摩擦力不會影響這個結(jié)果.記錄小球位置用的鉛筆每次不需嚴(yán)格地等距離下降，小球運動時應(yīng)避免與紙面發(fā)生摩擦.所以選A、C.(2)為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有小球從原點到某時刻的水平位移x，從原點到該時刻的豎直位移y，初速度v0x.4.在做“研究平拋運動”實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡.(1)某同學(xué)在一次實驗中用方格紙記錄小球在平拋運動中的軌跡，若其記錄得到的幾個位置如圖3中a、b、c、d、e所示，O點為拋出點，請在圖中畫出小球的實際運動軌跡.圖3(2)

36、若小方格的邊長l1.25 cm，g取10 m/s2，則小球平拋的初速度為_ m/s.答案(1)見解析圖(2)0.75解析(1)將實驗數(shù)據(jù)點用平滑曲線連接，其中c點偏離太大，誤差太大，舍去，如圖所示.(2)通過b點計算初速度，由hO bgt2，得t0.1 s，所以初速度v0 m/s0.75 m/s.5.(2017嘉興一中期末)在“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實驗中，小張同學(xué)用如圖4甲所示裝置，嘗試通過測得細(xì)繩拉力(近似等于懸掛重物重力)做的功和小車獲得速度的值進(jìn)行探究，則：圖4(1)下列說法正確的是_.A.該方案需要平衡摩擦力B.該方案需要重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C.該方案操作時細(xì)線應(yīng)該與木

37、板平行D.該方案處理數(shù)據(jù)時應(yīng)選擇勻速時的速度(2)某次獲得的紙帶如圖乙所示，小張根據(jù)點跡標(biāo)上了計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間有4個點未標(biāo)出，所用打點計時器的頻率為50 Hz，請讀出C計數(shù)點在刻度尺上的讀數(shù)_ cm ，并求出C點的速度為_ m/s(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).答案(1) ABC(2) 9.800.178(0.1760.180)解析(2)由題圖乙刻度尺可知，其分度值為1 mm，C點的刻度尺示數(shù)為9.80 cm；做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，則C點的速度：vC m/s0.178 m/s.6.如圖5甲所示為用電磁打點計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝

38、置.(1)若已知打點計時器的電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80 m/s2，重物質(zhì)量為0.2 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，打P點時，重物的速度為零，A、B、C為另外3個連續(xù)點，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由P點運動到B點，重力勢能減少量Ep_J.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖5(2)若PB的距離用h表示，打B點時重物的速度為vB，當(dāng)兩者間的關(guān)系式滿足_時，說明下落過程中重物的機(jī)械能守恒(已知重力加速度為g).(3)實驗中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能略小于減少的重力勢能，其主要原因是_.A.重物的質(zhì)量過大B.重物的體積過小C.打點計時器的兩個限位孔連線為豎直D.重物及紙帶在下落時

39、受到阻力答案(1)9.82102(2)vB22gh (3)D解析(1)重力勢能減少量：Epmgh0.29.800.050 1 J9.82102 J.(2)要驗證重物從P到B的過程中機(jī)械能守恒，則需滿足mvB2mgh，即vB22gh.(3)重物的質(zhì)量過大，重物和紙帶受到的阻力相對較小，所以有利于減小誤差，故A錯誤；重物的體積過小，有利于減小阻力，所以有利于減小誤差，故B錯誤；打點計時器兩個限位孔豎直時，可以減少摩擦帶來的影響，有利于減小誤差，故C錯誤；重物及紙帶在下落時受到阻力，從能量轉(zhuǎn)化的角度，由于阻力做功，重力勢能除了轉(zhuǎn)化為動能還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以重物增加的動能略小于減少的重力勢能，故

40、D正確.7.甲同學(xué)準(zhǔn)備做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗.乙同學(xué)準(zhǔn)備做“驗證機(jī)械能守恒定律”實驗.丙同學(xué)準(zhǔn)備做“研究勻變速直線運動速度與時間關(guān)系”實驗，如圖6.圖6(1)甲同學(xué)用電磁打點計時器與學(xué)生電源相接，應(yīng)接_交流電源.(選填“高壓”或“低壓”)(2)關(guān)于甲、乙兩同學(xué)的實驗，下列說法正確的是_(填字母代號)A.甲同學(xué)可以利用紙帶上任意兩計時點的距離求所需速度B.甲同學(xué)實驗時，通過改變小車的釋放位置來探究做功與速度變化的關(guān)系C.乙同學(xué)可以利用vgt求出某計時點的瞬時速度D.乙同學(xué)實驗時使重物靠近打點計時器釋放的目的是為了獲取更多的計時點(3)三個同學(xué)實驗正確操作后獲得了一條紙帶，圖7是某位同學(xué)實驗中打出的一條紙帶的一部分(單位：cm)，紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的6個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有畫出，所用電源頻率為50 Hz.打點計時器打“3”點時，小車的速度為_m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).通過分析可得出：這條紙帶是_同學(xué)得到的；以上三個實驗中必須要平衡摩擦力是_同學(xué)的實驗(以上兩空請?zhí)睢凹住?、“乙”或“丙?.圖7答案(1)低壓(2)D(3)0.23丙甲21