高中物理必修課件 6個(gè)試驗(yàn)課件.ppt

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)在重物牽引下的運(yùn)動(dòng). 2.探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.,二、實(shí)驗(yàn)原理 1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器，其工 作電壓在6 v以下，當(dāng)電源為50 hz交流電時(shí)，它每隔0.02 s打 一次點(diǎn).當(dāng)物體拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一 系列點(diǎn)，這些點(diǎn)記錄了運(yùn)動(dòng)物體的位移和發(fā)生相應(yīng)位移所用 的時(shí)間，據(jù)此可定量研究物體的運(yùn)動(dòng).,2.電火花計(jì)時(shí)器 (1)電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí) 儀器.當(dāng)接通220 v交流電源，按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì) 時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電計(jì)、墨粉紙盤(pán)到接 負(fù)極的紙盤(pán)軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)紙帶上打出 一系列點(diǎn)跡. (2)當(dāng)電源頻率為50 hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)，即打出的 紙帶上任意相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.02 s.,3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷 看任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是否相等來(lái)判斷物 體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即可利用紙帶打出的點(diǎn)， 若x6 x5x5x4x4x3at2，則做勻變速直線運(yùn)動(dòng).,4.利用紙帶求速度和加速度 (1)“平均速度法”求速度 如圖實(shí)11所示，有vn,(2)“逐差法”求加速度 如圖實(shí)12所示為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，物體在 連續(xù)相等的時(shí)間間隔t內(nèi)通過(guò)的位移分別為x1、x2、x3、 x4、x5、x6，則有：,a1 ，然后取平均值，即 ，這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用， 以提高準(zhǔn)確性.,(3)用vt圖象求加速度 先根據(jù)vn ，即中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這 一段時(shí)間的平均速度，求出打第n個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速 度，然后作vt圖象，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加 速度.,三、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、電源.,四、實(shí)驗(yàn)操作 1.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(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(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端， 連接好電路. (2)把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合 適的鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固 定在小車(chē)的后面.實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)13所示，放手后， 看小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行.,(3)把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)小 車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下 一系列的點(diǎn).換上新紙帶，重復(fù)二次. (4)從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)頭一些比較 密集的點(diǎn)，從后邊便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始來(lái)確定計(jì)數(shù)點(diǎn)，為了 計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時(shí)間作為時(shí) 間單位，即t0.1 s，如圖實(shí)14所示，正確使用毫米 刻度尺測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入設(shè)計(jì)的表 格中.,(5)利用某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻 的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度. (6)增減所掛的鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn).,2.數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖象,根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如 圖實(shí)15所示可以看到，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上. 作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直 線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖象，它是一條傾斜的直線.,(2)由實(shí)驗(yàn)得出的vt圖象進(jìn)一步得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí) 間變化的規(guī)律.,有兩條途徑進(jìn)行分析： 直接分析圖象的特點(diǎn)得出，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線，如圖實(shí)16所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值t，速度也會(huì)增加相同的值v，由此得出結(jié)論：小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻變化. 通過(guò)函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得到，既然小車(chē)的vt圖象是一條傾斜的直線，那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為vktb，顯然v與t成“線性關(guān)系”，小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻變化.,五、注意事項(xiàng) 1.交流電源的電壓及頻率要符合要求. 2.實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時(shí)要調(diào)節(jié) 振針的高度和更換復(fù)寫(xiě)紙. 3.開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 4.先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后再放開(kāi)小車(chē)，當(dāng)小車(chē)停止運(yùn) 動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開(kāi)電源. 5.要防止鉤碼落地和小車(chē)跟滑輪相撞，在小車(chē)到達(dá)滑輪前 應(yīng)及時(shí)用手按住它.,6.牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶 上的點(diǎn)太少，或者加速度太小而使各段位移無(wú)多大差別， 從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長(zhǎng)的紙帶上 清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜. 7.要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙 帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為t0.02 5 s 0.1 s. 8.要多測(cè)幾組，以盡量減小誤差. 9.描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位， 用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn).,六、誤差分析 1.根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差. 2.電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔不完全相等. 3.計(jì)算的加速度有誤差(a ). 4.用作圖法，作出的vt圖象并非是一條直線. 5.木板的粗糙程度并非完全相同.,在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下，其中錯(cuò)誤或多余的步驟是 . a.拉住紙帶，將小車(chē)移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先放開(kāi)紙帶， 再接通電源 b.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電源 c.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng) 重的鉤碼 d.取下紙帶,e.將平板一端抬高，輕推小車(chē)，使小車(chē)能在平板上做勻速 運(yùn)動(dòng) f.將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔若有遺漏步驟，將遺漏步驟寫(xiě)在下面的橫線上(遺漏可編上序號(hào)g、h).并把合理順序的序號(hào)填寫(xiě)在橫線上.,解析 a中應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)紙帶.c中應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，使細(xì)繩與平板平行，d中應(yīng)先斷開(kāi)電源，使打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器停止工作，e屬于多余步驟.應(yīng)補(bǔ)充g，換上新紙 帶，重復(fù)操作兩次.h，斷開(kāi)電源，整理好器材.正確合理 的順序應(yīng)為b、f、c、a、d、g、h.,答案 見(jiàn)解析,(2010增城模擬)一個(gè)小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，用每間隔 s曝光一次的頻閃相機(jī)拍攝不同時(shí)刻小球位置的照片，如圖實(shí)17所示，即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個(gè)小球的像之間的時(shí)間間隔為 s，測(cè)得小球在幾個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移(數(shù)據(jù)見(jiàn)下表)，則,(1)小球在相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差 (填“相等”或“不相等”)，小球的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)屬 直線運(yùn)動(dòng). (2)甲、乙兩同學(xué)計(jì)算小球加速度的方法如下： 你認(rèn)為甲、乙中哪位同學(xué)的計(jì)算方法較好？ ；加速度值為 .,解析 (1)由表中數(shù)據(jù)可知，x4x3x3x2x2x1，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2)乙同學(xué)采用逐差法求加速度可用上所有的記錄數(shù)據(jù)，而甲只用了前后兩個(gè)數(shù)據(jù)，從而乙較準(zhǔn)確，加速度值為 a 1.10 m/s2,答案 (1)相等 勻加速(勻變速) (2)乙同學(xué) 1.10 m/s2,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系 2學(xué)會(huì)利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),二、實(shí)驗(yàn)原理 1如圖實(shí)21所示，在彈簧下端 懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí) 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(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后 的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究 彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了,三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)、彈簧、毫米刻度尺、鉤碼若干、三角板、 坐標(biāo)紙、重垂線、鉛筆,四、實(shí)驗(yàn)操作 1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上， 讓其自然下垂，用刻度尺測(cè) 出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng) 度l0，即原長(zhǎng),(2)如圖實(shí)22所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下 端，在平衡時(shí)測(cè)量彈簧的總長(zhǎng)l并計(jì)算鉤碼的重力，填 寫(xiě)在記錄表格里.,(3)在彈簧的彈性限度內(nèi)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，重復(fù)前面的 實(shí)驗(yàn)過(guò)程多次,2數(shù)據(jù)處理 (1)以彈力f(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標(biāo)，以彈簧的 伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖連接各點(diǎn)，得出彈力 f隨彈簧伸長(zhǎng)量x變化的圖線 (2)以彈簧的伸長(zhǎng)量x為自變量，寫(xiě)出曲線所代表的函數(shù)首 先嘗試寫(xiě)成一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù) (3)得出彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá) 式中常數(shù)的物理意義,五、注意事項(xiàng) 1所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超出它的彈 性限度 2每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)上描的 點(diǎn)盡可能稀，這樣作出的圖線更精確 3測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài) 時(shí)測(cè)量，以減小誤差,4描點(diǎn)畫(huà)線時(shí)，所描的點(diǎn)不一定都落在一條曲線上，但應(yīng) 注意一定要使各點(diǎn)均勻分布在曲線的兩側(cè)描出的線不 應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線 5記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位,六、誤差分析 1鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確及彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差 2作圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差 3彈簧豎直懸掛時(shí)，未考慮彈簧自身重力的影響而帶來(lái) 誤差,(1)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是 ( ) a彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度 b用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎 直位置且處于平衡狀態(tài) c用直尺測(cè)得彈簧的長(zhǎng)度即為彈簧的伸長(zhǎng)量 d用幾個(gè)不同的彈簧，分別測(cè)出幾組拉力與伸長(zhǎng)量，得出 拉力與伸長(zhǎng)量之比相等,(2)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原 長(zhǎng)l0，再把彈簧豎直懸掛起來(lái)，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng) 后的長(zhǎng)度l，把ll0作為彈簧的伸長(zhǎng)量x，這樣操作，由于 彈簧自身重力的影響，最后畫(huà)出的圖線可能是圖實(shí)23 中的 ( ),解析 本題主要考查使用彈簧時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，還有 用圖象法來(lái)描述彈簧的彈力與其伸長(zhǎng)量間的關(guān)系 (1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)以所研究的一根彈簧為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在彈性限度內(nèi)通過(guò)增減鉤碼的數(shù)目來(lái)改變對(duì)彈簧的拉力，以探索彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，并且拉力和重力平衡，所以選a、b.,(2)由于考慮彈簧自身重力的影響，當(dāng)不掛鉤碼時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量x0，所以選c.,答案 (1)ab (2)c,某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸 長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)2 4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，所用的每個(gè)鉤碼質(zhì)量都 是30 g，他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng) 度，然后再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下 端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)填在下面的表格中(彈力始終未超過(guò)彈性限度，g取9.8 m/s2),(1)完成上面表格再根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)在圖實(shí)25給定的坐標(biāo)紙上作 出彈簧所受彈力大小f跟彈簧總長(zhǎng)l 之間的函數(shù)關(guān)系圖線，說(shuō)明圖線跟 坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義：_ _. (2)在(1)中所得圖線的物理意義是_ 該彈簧的勁度系數(shù)k_.,解析 (1)彈力的大小等于鉤碼所受的重力，即fmg.,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出 的點(diǎn)，基本上在同一條直線上， 可以判定f和l間是一次函數(shù)關(guān) 系畫(huà)一條直線，使盡可能多 的點(diǎn)落在這條直線上，不在直 線上的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)，函數(shù)關(guān)系圖象如圖實(shí)26所示該圖線跟坐標(biāo)軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧的原長(zhǎng),(2)圖線的物理意義是表明彈簧彈力的大小和彈簧伸長(zhǎng)量的大小成正比，由此可得k ，將數(shù)據(jù)代入求平均值可得k25.3 n/m.,答案 見(jiàn)解析,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1會(huì)用彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線測(cè)出力的大小和方向 2探究求合力的方法,二、實(shí)驗(yàn)原理 一個(gè)力f的作用效果和兩個(gè)力f1、f2的作用效果都是使同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以力f就是這兩個(gè)力f1和f2的合力，作出力f的圖示再根據(jù)平行四邊形定則作出力f1和f2的合力f的圖示，比較f和f的大小 和方向是否相同，若相同，則說(shuō)明互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則,三、實(shí)驗(yàn)器材 方木板，白紙，彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)，橡皮條，細(xì)繩套 (兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘(幾個(gè)),四、實(shí)驗(yàn)操作 1用圖釘把白紙釘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(diǎn)，橡皮條的另一端 拴上兩個(gè)細(xì)繩套,3用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套， 互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸 長(zhǎng)到某一位置o，如圖實(shí)31所示， 記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描 下o點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向 4用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)o沿兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線，按 選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)f1和f2的圖示， 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)o點(diǎn)畫(huà)平行 四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力f的圖示,5只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 同樣的位置o，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向， 用刻度尺從o點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只 彈簧測(cè)力計(jì)的拉力f的圖示 6比較力f與用平行四邊形定則作出的合力f在大小和 方向上是否相同 7改變兩個(gè)力f1與f2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,五、注意事項(xiàng) 1同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈 簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò) 程中，讀數(shù)相同，則可選用；若讀數(shù)不同應(yīng)矯正彈簧測(cè) 力計(jì)或另?yè)Q，直至相同為止 2在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)o位置一定要 相同,3用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)， 夾角不宜太大也不宜太小，在60100之間為宜 4讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行，并使細(xì)繩套與 彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上，避免彈簧測(cè)力計(jì)的 外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位卡之間有摩擦眼睛要正視彈 簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度 的前提下，拉力的數(shù)值應(yīng)盡量大些,5細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向不要直接沿 細(xì)繩套的方向畫(huà)直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫(huà)一個(gè)點(diǎn)， 去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與o點(diǎn)連接，即可確定力的方 向 6在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且 要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些,六、誤差分析 1彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差 2讀數(shù)誤差和作圖誤差 3兩分力f1、f2間的夾角越大，用平行四邊形定則作圖 得出的合力f的誤差也越大,(2009山東高考)某同學(xué)在家中 嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條 相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小 重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、 細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的 兩個(gè)釘子a、b上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為o，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物，如圖實(shí)32所示,(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_ a測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 b測(cè)量各橡皮筋的原長(zhǎng) c測(cè)量懸掛重物后各橡皮筋的長(zhǎng)度 d記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)o的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_ _.,解析 (1)三段相同的橡皮筋，具有相同的勁度系數(shù)，故三段橡皮筋的形變量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c項(xiàng)a、b兩點(diǎn)固定，o點(diǎn)的位置則決定了三個(gè)力的方向(因繩中的力恒沿繩的方向)，故必需d項(xiàng) (2)最簡(jiǎn)便的方法是：更換不同的小重物,答案 (1)b、c、d (2)更換不同的小重物,(2010寧波檢測(cè))“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)如圖實(shí)33甲所示，其中a為固定橡皮筋的圖釘，o為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，ob和oc為細(xì)繩圖實(shí)33乙所示是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖,(1)圖乙中的_是力f1和f2的合力的理論值； _是力f1和f2的合力的實(shí)際測(cè)量值 (2)在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩也換成橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是 否會(huì)發(fā)生變化？答：_.(選填“變”或“不變”) (3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 ( ) a理想實(shí)驗(yàn)法 b等效替代法 c控制變量法 d建立物理模型法,解析 (1)用平行四邊形定則作圖得到的是實(shí)驗(yàn)的理論值，即f；直接測(cè)量得到的是實(shí)際測(cè)量值，即f. (2)細(xì)繩的作用是對(duì)結(jié)點(diǎn)o施加不同方向的拉力f1、f2，換用橡皮筋拉結(jié)果是一樣的 (3)力的合成與分解使用的是等效替代法b正確,答案 (1)f f (2)不變 (3)b,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1會(huì)用彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線測(cè)出力的大小和方向 2探究求合力的方法,二、實(shí)驗(yàn)原理 一個(gè)力f的作用效果和兩個(gè)力f1、f2的作用效果都是使同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以力f就是這兩個(gè)力f1和f2的合力，作出力f的圖示再根據(jù)平行四邊形定則作出力f1和f2的合力f的圖示，比較f和f的大小 和方向是否相同，若相同，則說(shuō)明互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則,三、實(shí)驗(yàn)器材 方木板，白紙，彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)，橡皮條，細(xì)繩套 (兩個(gè))，三角板，刻度尺，圖釘(幾個(gè)),四、實(shí)驗(yàn)操作 1用圖釘把白紙釘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(diǎn)，橡皮條的另一端 拴上兩個(gè)細(xì)繩套,3用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套， 互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸 長(zhǎng)到某一位置o，如圖實(shí)31所示， 記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描 下o點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)繩套的方向 4用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)o沿兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線，按 選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)f1和f2的圖示， 并以f1和f2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)o點(diǎn)畫(huà)平行 四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力f的圖示,5只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 同樣的位置o，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和細(xì)繩的方向， 用刻度尺從o點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只 彈簧測(cè)力計(jì)的拉力f的圖示 6比較力f與用平行四邊形定則作出的合力f在大小和 方向上是否相同 7改變兩個(gè)力f1與f2的大小和夾角，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,五、注意事項(xiàng) 1同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈 簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò) 程中，讀數(shù)相同，則可選用；若讀數(shù)不同應(yīng)矯正彈簧測(cè) 力計(jì)或另?yè)Q，直至相同為止 2在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)o位置一定要 相同,3用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)， 夾角不宜太大也不宜太小，在60100之間為宜 4讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行，并使細(xì)繩套與 彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上，避免彈簧測(cè)力計(jì)的 外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位卡之間有摩擦眼睛要正視彈 簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度 的前提下，拉力的數(shù)值應(yīng)盡量大些,5細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向不要直接沿 細(xì)繩套的方向畫(huà)直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫(huà)一個(gè)點(diǎn)， 去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與o點(diǎn)連接，即可確定力的方 向 6在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且 要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些,六、誤差分析 1彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差 2讀數(shù)誤差和作圖誤差 3兩分力f1、f2間的夾角越大，用平行四邊形定則作圖 得出的合力f的誤差也越大,(2009山東高考)某同學(xué)在家中 嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條 相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小 重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、 細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的 兩個(gè)釘子a、b上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為o，將第三條橡皮筋的另一端通過(guò)細(xì)繩掛一重物，如圖實(shí)32所示,(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是_ a測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 b測(cè)量各橡皮筋的原長(zhǎng) c測(cè)量懸掛重物后各橡皮筋的長(zhǎng)度 d記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)o的位置 (2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是_ _.,解析 (1)三段相同的橡皮筋，具有相同的勁度系數(shù)，故三段橡皮筋的形變量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c項(xiàng)a、b兩點(diǎn)固定，o點(diǎn)的位置則決定了三個(gè)力的方向(因繩中的力恒沿繩的方向)，故必需d項(xiàng) (2)最簡(jiǎn)便的方法是：更換不同的小重物,答案 (1)b、c、d (2)更換不同的小重物,(2010寧波檢測(cè))“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)如圖實(shí)33甲所示，其中a為固定橡皮筋的圖釘，o為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，ob和oc為細(xì)繩圖實(shí)33乙所示是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖,(1)圖乙中的_是力f1和f2的合力的理論值； _是力f1和f2的合力的實(shí)際測(cè)量值 (2)在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩也換成橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是 否會(huì)發(fā)生變化？答：_.(選填“變”或“不變”) (3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 ( ) a理想實(shí)驗(yàn)法 b等效替代法 c控制變量法 d建立物理模型法,解析 (1)用平行四邊形定則作圖得到的是實(shí)驗(yàn)的理論值，即f；直接測(cè)量得到的是實(shí)際測(cè)量值，即f. (2)細(xì)繩的作用是對(duì)結(jié)點(diǎn)o施加不同方向的拉力f1、f2，換用橡皮筋拉結(jié)果是一樣的 (3)力的合成與分解使用的是等效替代法b正確,答案 (1)f f (2)不變 (3)b,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律 2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 3掌握靈活運(yùn)用圖象處理問(wèn)題的方法,二、實(shí)驗(yàn)原理 控制變量法：在所研究的問(wèn)題中，有兩個(gè)以上的參量 在發(fā)生牽連變化時(shí)，可以控制某個(gè)或某些量不變，只研究 其中兩個(gè)量之間的變化關(guān)系的方法，這也是物理學(xué)中研究 問(wèn)題時(shí)經(jīng)常采用的方法 本實(shí)驗(yàn)中，研究的參量為f、m和a，可以控制參量m一 定，研究a與f的關(guān)系，也可控制參量f一定，研究a與m的 關(guān)系,三、實(shí)驗(yàn)器材 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫(xiě)紙片和紙帶、一端有定滑輪的 長(zhǎng) 木板、小車(chē)、小盤(pán)、低壓交流電源、天平、砝碼、刻 度 尺、導(dǎo)線,四、實(shí)驗(yàn)操作 1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用天平測(cè)出小車(chē)和小盤(pán)的質(zhì)量m和m，把數(shù)值記錄下來(lái) (2)按照如圖實(shí)41所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把 懸掛小盤(pán)的細(xì)線系在小車(chē)上(即不給小車(chē)加牽引力),(3)平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一 塊薄木塊，反復(fù)移動(dòng)薄木塊的位置，直至小車(chē)在斜面上 運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng) 時(shí)受到的摩擦力恰好與小車(chē)所受重力在斜面方向上的分 力平衡 (4)把細(xì)繩系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪懸掛小盤(pán)，先接通電源再 放開(kāi)小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，打點(diǎn) 完成后切斷電源，取下紙帶，在打點(diǎn)紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼,(5)保持小車(chē)及車(chē)內(nèi)砝碼的質(zhì)量不變，在小盤(pán)內(nèi)放入質(zhì)量為 m的砝碼，重復(fù)步驟4.在小盤(pán)內(nèi)分別放入質(zhì)量為m， m，的砝碼，再重復(fù)步驟4.m，m，m的數(shù)值 都要記錄在紙帶上(或表格內(nèi)) (6)在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計(jì)數(shù) 點(diǎn)，測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶上的加速度 的值 (7)用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在 坐標(biāo)平面上畫(huà)出相應(yīng)的點(diǎn)若這些點(diǎn)在一條直線上，便 證明了加速度與作用力成正比,(8)保持砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量不變，在小車(chē)上依次加砝碼(也需 作好記錄)，重復(fù)上述步驟，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐 標(biāo)表示小車(chē)與砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí) 驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上，就證明 加速度與質(zhì)量成反比,2數(shù)據(jù)處理 (1)把小車(chē)在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：,由以上數(shù)據(jù)畫(huà)出它的af關(guān)系圖象如圖實(shí)42所示 通過(guò)af關(guān)系圖象，我們可以得出小車(chē)的加速度a與力f 成正比,圖實(shí)42,(2)把不同質(zhì)量(小車(chē)與車(chē)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量)的小車(chē)在相同力作 用下產(chǎn)生的加速度填在下表中：,由以上數(shù)據(jù)畫(huà)出它的am圖象及a 圖象，如圖 實(shí)43甲、乙所示,圖實(shí)43,通過(guò)am和a 關(guān)系圖象，我們可以得出小車(chē)的加速度a與質(zhì)量m成反比，與質(zhì)量的倒數(shù) 成正比,五、注意事項(xiàng) 1在實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)所受的摩擦力是造成系統(tǒng)誤差的一個(gè)重 要因素減小這種誤差的方法是在長(zhǎng)木板的一端墊上小 木塊，使其適當(dāng)傾斜，利用小車(chē)重力沿斜面方向的分力 平衡摩擦力 2判斷小車(chē)是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，一般可目測(cè)，必要時(shí)可 以打一條紙帶，看上面各點(diǎn)間的距離是否相等,3在本實(shí)驗(yàn)中，由于兩顆小車(chē)輪子的靈活程度可能不相 同，所受的摩擦力也可能不相等，平衡摩擦力就有困 難應(yīng)該盡可能選取光滑的長(zhǎng)木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以減小 因摩擦而造成的系統(tǒng)誤差 4安裝器材時(shí)，要調(diào)整滑輪的高度，使拴小車(chē)的細(xì)繩與 斜面平行，且連接小車(chē)和砝碼盤(pán)應(yīng)在平衡摩擦力之后,5為使所作的af圖象和a 圖象趨于精確，每個(gè)圖 都要求至少取5條以上的紙帶取一條紙帶時(shí)，要同時(shí) 在紙帶上記錄相應(yīng)的小車(chē)受的拉力和小車(chē)質(zhì)量的數(shù)據(jù)， 并編號(hào)填表 6描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上，其余的點(diǎn) 均勻分布在直線的兩側(cè)，舍去個(gè)別誤差較大的點(diǎn),7改變小車(chē)的質(zhì)量或拉力的大小時(shí)，改變量應(yīng)盡可能大 一些，但應(yīng)滿足砝碼盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē) 和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量一般來(lái)說(shuō)，砝碼盤(pán)和盤(pán)內(nèi)砝碼的 總質(zhì)量不超過(guò)小車(chē)和車(chē)上砝碼總質(zhì)量的10%. 8稱量物體的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)遵守天平的操作規(guī)則,六、誤差分析 1摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè) 量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差 2因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差，本實(shí)驗(yàn)中用小盤(pán)和盤(pán)中砝 碼的總重力代替小車(chē)受到的拉力(實(shí)際上小車(chē)受到的拉力 要小于小盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總重力)，存在系統(tǒng)誤差,在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，按實(shí)驗(yàn)要求安裝好器材后，應(yīng)按一定步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下述操作步驟的安排順序不盡合理，請(qǐng)將合理的順序填寫(xiě)在下面的橫線上：_(填字母代號(hào)),a保持重物的質(zhì)量不變，在小車(chē)?yán)锛禹来a，測(cè)出加速 度，重復(fù)幾次 b保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變重物的質(zhì)量，測(cè)出加速度， 重復(fù)幾次 c用天平測(cè)出小車(chē)和重物的質(zhì)量 d平衡摩擦力，使小車(chē)近似做勻速直線運(yùn)動(dòng) e掛上重物，放進(jìn)砝碼，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，放開(kāi) 小車(chē)，在紙帶上打下一系列的點(diǎn) f根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，分別畫(huà)出af和a 圖線,解析 利用控制變量法和逐差法分析紙帶求加速度，最后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，合理的操作順序應(yīng)為dceabf或dcebaf.,答案 見(jiàn)解析,(2009江蘇高考)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體 受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖實(shí)44甲所示,圖實(shí)44,(1)在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離該小車(chē)的加速度a_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力f的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：,請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出af的關(guān)系圖象,圖實(shí)45,(3)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的af圖線不通過(guò)原點(diǎn) 請(qǐng)說(shuō)明主要原因,解析 (1)a m/s2 0.16 m/s2或a m/s20.15 m/s2. (2)如圖實(shí)46所示,圖實(shí)46,(3)小車(chē)、砝碼盤(pán)和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤(pán)和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計(jì)了砝碼盤(pán)的重力，導(dǎo)致合力f的測(cè)量值小于真實(shí)值，af圖線不過(guò)原點(diǎn),答案 (1)0.16(0.15也算對(duì)) (2)見(jiàn)解析 (3)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1探究外力做功與物體速度變化的關(guān)系 2通過(guò)分析論證和實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和創(chuàng)新 精神,二、實(shí)驗(yàn)原理 如圖實(shí)51所示，小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行當(dāng)我們用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度 都保持一致，那么，第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功就是第一次的2倍、3倍如果把第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋的功記為w，以后各次的功就是2w、3w,由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出這樣，進(jìn)行若干次測(cè)量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù) 以橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為縱坐標(biāo)，小車(chē)獲得的速度為橫坐 標(biāo)，以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功w為單位，作出wv曲線，即功速度曲線分析這條曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)獲得的速度的定量關(guān)系或者作出wv2圖象，指出w與v2的關(guān)系，進(jìn)而找出功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系,三、實(shí)驗(yàn)器材 小車(chē)(前面帶小鉤)、長(zhǎng)木板(兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置釘兩個(gè)鐵釘)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶、學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器不用學(xué)生電源)、56條等長(zhǎng)的橡皮筋、刻度尺,四、實(shí)驗(yàn)操作 1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖實(shí)51所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好，同時(shí)平衡摩擦力 (2)先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲 得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為w1，將這一組 數(shù)據(jù)記入表格 (3)用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次 相同，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為w2，測(cè)出小車(chē)獲得的速 度v2，將數(shù)據(jù)記入表格 (4)用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出功和速 度，記入表格,2數(shù)據(jù)處理 (1)測(cè)量小車(chē)的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖實(shí)52所示的紙帶， 為探究橡皮筋彈力做的功和小車(chē) 速度的關(guān)系，需要測(cè)量彈力做功 結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度，即小車(chē)做勻 速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)在紙帶上測(cè)量 的物理量是：a1、a2間的距離x， 小車(chē)速度的表達(dá)式是v (t為打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器的時(shí)間間隔),(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄,(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析：在坐標(biāo)紙上(圖實(shí)53)畫(huà)出 wv和wv2圖線(“w”以一根橡皮筋做的功為單位),(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系為wv2.,五、注意事項(xiàng) 1平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車(chē)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(chē)，由打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn) 動(dòng)，找到木板的一個(gè)合適的傾角 2測(cè)小車(chē)速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小 車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡皮筋做 的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值 4小車(chē)質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些,六、誤差分析 1誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，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(méi)有完全平衡摩擦力(傾角小)或平衡摩擦力過(guò)度(傾角過(guò) 大)也會(huì)造成誤差 3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái) 誤差,(2010金華模擬)科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開(kāi)科學(xué)探究，而科學(xué)探究可以分為理論探究和實(shí)驗(yàn)探究下面我們用實(shí)驗(yàn)探究恒力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系 (1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖實(shí)54所示，該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合外力，為此，實(shí)驗(yàn)時(shí)在安裝正確、操作規(guī)范的前提下(已平衡摩擦力)，還需要滿足的條件是 .,圖實(shí)54,(2)圖實(shí)55所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中a、b、c、d、e、f是該同學(xué)確定的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn) 間的時(shí)間間隔為t，距離如圖所示則打c點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速 度為 ；要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系， 除位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有 .,解析 (1)只有當(dāng)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力時(shí)，才能近似地認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于鉤碼的重力 (2)c點(diǎn)的速度等于bd段的平均速度，故vc 要驗(yàn)證合外力做的功和動(dòng)能變化間的關(guān)系，需要測(cè)出小車(chē)受到的拉力大小(鉤碼的重力)和小車(chē)位移(wfx)，以及小車(chē)的質(zhì)量和速度(ek mv2)，所以還需要測(cè)出鉤碼的重力和小車(chē)的總質(zhì)量,答案 (1)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力 (2) 鉤碼的重力和小車(chē)的總質(zhì)量,(2009廣東高考)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”如圖實(shí)56所示，他們將拉力傳感器固定在小車(chē)上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車(chē)受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的a、b兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車(chē)通過(guò)a、b時(shí)的速度大小小車(chē)中可以放置砝碼,圖實(shí)56,(1)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： 測(cè)量 和拉力傳感器的總質(zhì)量m1；把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路； 將小車(chē)停在c點(diǎn)， ，小車(chē)在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車(chē)通過(guò)a、b時(shí)的速度 在小車(chē)中增加砝碼，或 ，重復(fù)的操作,(2)下表是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中m是m1與小車(chē)中砝碼質(zhì)量之和，|v22v12|是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量e，f是拉力傳感器受到的拉力，w是f在a、b間所做的功表格中的e3 ，w3 .(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),(3)根據(jù)上表，請(qǐng)?jiān)趫D實(shí)57所示的方格紙上作出ew圖線,圖實(shí)57,解析 (1)該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車(chē)及固定在小車(chē)上的拉力傳感器，因此，應(yīng)測(cè)量小車(chē)和拉力傳感器的總質(zhì)量，將小車(chē)停在c點(diǎn)，再釋放小車(chē)，重復(fù)操作，多得幾組數(shù)據(jù)時(shí)，有兩個(gè)措施；改變小車(chē)質(zhì)量(在小車(chē)中增加砝碼)和改變拉力大小(改變鉤碼的個(gè)數(shù)) (2)e3 m|v12v22|0.600 j. w2f3l0.610 j (3)選取適當(dāng)標(biāo)度，描點(diǎn)連線如圖實(shí)58所示,圖實(shí)58,答案 (1)小車(chē) 釋放小車(chē) 改變鉤碼數(shù)量 (2)0.600 0.610 (3)如圖實(shí)58所示,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 二、實(shí)驗(yàn)原理 1在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能 和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變?nèi)粑矬w某 時(shí)刻瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則重力勢(shì)能的減少 量為mgh，動(dòng)能的增加量為 mv2，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤 差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守 恒定律,2速度的測(cè)量：做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 等于相鄰兩點(diǎn)之間的平均速度vt 2t 計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)速度的方法：測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)與相鄰前后 點(diǎn)間的距離xn和xn1，由公式vn 或vn 算出，如圖實(shí)61所示,三、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)(含鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物(帶紙帶夾) 四、實(shí)驗(yàn)操作 1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)安裝置：按圖實(shí)62所示將檢查、 調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架 臺(tái)上，接好電路,(2)打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端 穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手提著紙帶使重物靜止 在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方先接通電源，后松開(kāi)紙帶， 讓重物帶著紙帶自由下落 更換紙帶重復(fù)做35次實(shí)驗(yàn) (3)選紙帶：分兩種情況說(shuō)明,用 mvn2mghn驗(yàn)證時(shí)，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2 mm的紙帶若1、2兩點(diǎn)間的距離大于2 mm，這是由于先釋放紙帶后接通電源造成的這樣，第1個(gè)點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)了，這樣的紙帶不能選,用 mvb2 mva2mgh驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否大于2 mm就無(wú)關(guān)緊要了，所以只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用,2數(shù)據(jù)處理 (1)測(cè)量計(jì)算 在起始點(diǎn)標(biāo)上0，在以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1、2、3用 刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3 利用公式vn 計(jì)算出點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3、 的瞬時(shí)速度v1、v2、v3,(2)驗(yàn)證守恒 法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算代入ghn和 vn2， 如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下，ghn vn2，則機(jī) 械能守恒定律是正確的 法二：任取兩點(diǎn)計(jì)算 任取兩點(diǎn)a、b測(cè)出hab，算出ghab. 算出 vb2 va2的值 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下，如果ghab vb2 va2， 則機(jī)械能守恒定律是正確的,法三：圖象法從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以 v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒,五、注意事項(xiàng) 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺(tái)上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面 與紙帶限位孔調(diào)整到豎直方向，以減小摩擦阻力 2重物要選用密度大、體積小的物體，這樣可以減小空氣 阻力的影響，