高中物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)完美知識(shí)點(diǎn)本

1、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(cè)量，可以用較易測(cè)量的量替代，從而簡(jiǎn)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(cè)量就轉(zhuǎn)化為對(duì)水平位移的測(cè)量。3理想模型法：用伏安法測(cè)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。如物質(zhì)密度 電阻 場(chǎng)強(qiáng) 磁通密度 電勢(shì)差 等。5微量放大法：微小量不易測(cè)量，勉強(qiáng)測(cè)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(cè)定萬有引力恒量，采用光路放大了金屬絲的微小扭轉(zhuǎn)。6

2、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(chǎng)中的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)就是用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)。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(zhǎng)一定的長(zhǎng)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

3、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(zhǎng)，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)

4、誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項(xiàng) 1用彈簧秤測(cè)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(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。實(shí)驗(yàn)二：測(cè)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“

5、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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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

6、放手后，小車能在長(zhǎng)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(cè)量?jī)牲c(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(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。3應(yīng)

7、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(cè)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(zhǎng)，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(cè)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(zhǎng)可用直尺測(cè)出。多測(cè)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(zhǎng)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(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0. (2)將彈簧一端固定，另一端用細(xì)繩連接，細(xì)繩跨過定

8、滑輪后，下面掛上鉤碼，待彈簧平衡后記錄下彈簧的長(zhǎng)度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量，再讀出幾組數(shù)據(jù)。   1 2 3 4 5 6 7 彈簧原長(zhǎng)l0(cm)   鉤碼重量F(N)               彈簧現(xiàn)長(zhǎng)l(cm)               彈簧伸長(zhǎng)量x(cm)               (3)根據(jù)測(cè)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(zhǎng)

9、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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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

10、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(zhǎng)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)

11、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

12、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(cè)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

13、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

14、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(cè)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)

15、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(shì)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(cè)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(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n點(diǎn)的

16、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。ONSnSn+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35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(cè)出對(duì)應(yīng)

17、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(shì)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(shì)能的具體數(shù)值，所以不需要測(cè)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

18、它的水平速度。因此，只要分別測(cè)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(cè)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

19、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(cè)出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測(cè)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

20、球心豎直投影位置。9用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長(zhǎng)度。10.分別算出m1·與m1·+m2·的值，看m1·與m1·+m2·在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項(xiàng) 1應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。 2要調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時(shí)處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。 3每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著擋板，然后釋放小球。4白紙鋪好后不能移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)八：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)原理通過測(cè)量和計(jì)算可以得到小車從O點(diǎn)到2、3、4、5點(diǎn)的距離及在2、3、4、5點(diǎn)的瞬時(shí)速度。從打下0點(diǎn)到打下2、3、4、5點(diǎn)