浙江省高中物理會考實驗總結

實驗一:用打點計時器測速度

一電磁打點計時器1．振片2。線圈3。永久磁鐵4。振針5。紙帶6。限位孔7。復寫紙電磁打點計時器是一種使用交流電的計時儀器.工作電壓為4—6V.當電源頻率為50Hz時,打點計時器每隔0.02s打一個點.通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復寫紙的下面.通電時,線圈產生的交變磁場使振動片磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動片將上下振動.其振動周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運動振動片一端的振針就會在紙帶上打出一系列的點.二電火花打點計時器電火花打點計時器可以代替電磁打點計時器使用.與電磁打點計時器不同的是:電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電.使用時將電源插頭直接插在交流220V插座內就可以了.點火花打點計時器用墨粉和電火花打點.墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當按下脈沖輸出開關時會產生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當輸入交流電的頻率是50Hz時,電火花打點計時器也每隔0.02s打一個點.實驗是紙帶的兩面可以重復使用,注意降低實驗成本.三練習使用打點計時器使用打點計時器：了解打點計時器的結構，然后把它固定在桌子上。把紙帶裝好。啟動電源用手拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后關閉電源。取下紙帶，從能夠看清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，這些點劃分出來的間隔數(shù)是多少？由此計算出紙帶從第一個點到第N個點的運動時間。用刻度尺測量出第一個點至第N個點的距離。計算紙帶上的平均速度。圖1.4-4這是按實際大小畫出的一條紙帶,在打出D、G這兩個點的時間間隔中,紙帶的平均速度是多少?四用打點計時器測量瞬時速度思想方法:用某段時間內的平均速度來粗略的代替這段時間內的某點的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點計算出的瞬時速度就越精確.

如圖（書21頁1.4-5圖）:要計算E點的瞬時速度可以用D---E的平均速度來替代,也可以用E—F的平均速度來替代,還可以用D—F的平均速度來替代.這三種方法中D—F包含E點切比較靠近E點,所以用D—F的平均速度來替代E點的瞬時速度是最精確的!(1)求平均速度利用公式計算出紙帶在這段時間內的平均速度，把測量和計算的結果填入表1中表1點數(shù)n點間隔數(shù)n-1運動時間t/s位移/m平均速度可以用同樣的方法計算出圖中各點的瞬時速度填入課本21頁的表2中,從表中列出的點我們可以粗略的了解紙帶的運動情況.五用圖象表示速度總結:在坐標紙上建立直角坐標系,用縱坐標表示物體的運動速度,用橫坐標表示時間,根據(jù)表2中各個時刻的速度,將(v,t)作為一組坐標在圖象中描點,將點連線后得出的圖象稱為速度---時間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象.學生實際操作:思考:我們從根據(jù)實際測量數(shù)據(jù)所描出的點的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點連成線的時候我們是用折線來連還是用光滑的曲線來連呢?學生討論:總結:速度的變化應該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來”擬合”這些點應該更符合實際情況.小結：電磁打點計時器和電火花打點計時器都是記錄物體在一定時間間隔內位移的儀器.v—t圖象:表示做運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律

五、例題講解

1.運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點,這些點的距離不一定相等,但這些點能說明

(

)A運動物體在一段時間內的位移B運動物體在一段時間內的運動快慢C運動物體在某時刻的位置D運動物體的運動性質

2.通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均勻,下列判斷正確的是

(

)A點子密集的地方物體的運動速度比較大B點子密集的地方物體的運動速度比較小C點子不均勻說明物體在做變速運動D點子不均勻說明打點計時器有故障

3.在你練習使用打點計時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點,根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時

(

)A應通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷B必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷C必須通過計算全程的平均速度來計算D可以通過測量每相鄰兩點間的距離,看其是否相同來判斷

參考答案1.ABCD

2.BC

3.D使用打點計時器：了解打點計時器的結構，然后把它固定在桌子上。把紙帶裝好。啟動電源用手拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后關閉電源。取下紙帶，從能夠看清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，這些點劃分出來的間隔數(shù)是多少？由此計算出紙帶從第一個點到第N個點的運動時間。用刻度尺測量出第一個點至第N個點的距離。計算紙帶上的平均速度。注意事項會安裝復寫紙，并且會調節(jié)復寫紙的位置，將紙帶從復寫紙圓片下穿過。開啟電源，打點計時器工作，待1S~2S再拖動紙帶打出點子。觀察點跡是否清晰，打完點后，立即關閉電源。在紙帶上打不出點或點跡過暗是，糾正的對策大致有三種：電源電壓較低情況下，可適當提高；調整復寫紙的位置或是更換復寫紙；調整打點計時器。打點計時器的調整。實驗二：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律一、研究勻變速直線運動1．實驗目的：①進一步熟悉怎樣使用打點計時器。②測定勻變速直線運動的加速度。2．實驗原理①理解和推得△S=aT2②用逐差法求加速度：設物體做勻變速直線運動，加速度是a，在各個連續(xù)相等時間T內的位移分別是S1、S2、S3……，則有S2-S1=S3-S2=…=Sn-Sn-1=△S=aT2，由上式可以得到：S4-S1=S5-S2=S6-S3=3aT2，所以，測出各段位移sl、s2、s3……用逐差法求出a1=（S4-S1）/3T2，a2=（S5-S2）/3aT2，a3=（S6-S3）/3aT2。再由al、a2、a3算出平均值a，就是所要測的加速度。③v-t圖象法求加速度3．注意事項(1)鉤碼的質量適當大一些，使繩對小車的拉力始終遠大于小車所受的摩擦力，保證外力基本恒定。(2)調整滑輪架的角度，使小車的拉繩與長木板板面平行。(3)開始時，應將小車位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致，且不與打點計時器的限位孔邊相摩擦。(4)先啟動打點計時器，再釋放小車，小車行至終點時切斷電源或脈沖輸出開關。(5)要防止鉤碼落地和小車跟定滑輪相撞。(6)選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰，適當舍棄點子密集部分，適當選取計數(shù)點，弄清楚所選的時間間隔T等于多少秒。4．實驗步驟(1)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，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，細繩跨過滑輪，下邊掛上臺適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器并把它的一端固定在小車的后面。實驗裝置見圖。(3)把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。換上新紙帶，重復實驗三次。（4）從三條紙帶中選擇一條比較理想的使用，舍掉開頭的比較密集的點子，在后邊便于測量的地方找一個開始點，我們把每打五次點的時間作為時間的單位，也就是T=0．02×5=0．1s，在選好的開始點下面標明0，在第六點下面標明1，在第十一點下面標明2，在第十六點下面標明3……標明的點O，1，2，3……叫做記數(shù)點，兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別是S1，S2，S3(5)測出六段位移S1，S2，S3，……S6的長度，把測量結果填入表中。(6)根據(jù)測量結果，利用前面的公式，計算出a1、a2、a3的值，注意T=0．02×5=ls。(7)求出al、a2、a3的平均值，它就是小車做勻變速直線運動的加速度。二、例題解析、例一：用打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中，造成各連續(xù)相等的時間間隔內位移之差不是一個恒量的主要原因是()A．長度測量不精確B．打點間隔不均勻C．運動中受摩擦力作用D．木板未調成水平例二：在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，為了減小測量小車運動加速度的相對誤差，下列列舉的措施中，哪些是有益的？使小車運動的加速度盡量小一些適當增加掛在細繩下的鉤碼個數(shù)C．在同樣條件，打出多條紙帶，選其中一條最理想的進行測量和計算；D．舍去紙帶上密集的點，然后選取計數(shù)點，進行計算。例三：如圖是小車在斜面上滑動時，通過計時器所得的一條紙帶，測得各段長度為OA=6．05厘米，0B=13．18厘米，0C=21．40厘米，OD=30．7厘米，0E=41．10厘米，OF=52．58厘米，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可判斷小車做_________運動，判斷依據(jù)是：_________。例四：測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，打點計時器記錄紙帶運動的時間，計時器所用電源的頻率為50赫茲。如圖為做勻變速直線運動的小車帶動的紙帶上記錄的一些點，在每相鄰的兩點中間都有四個點未畫出。按時間順序0、1、2、3、4、5六個點用尺量出1、2、3、4、5點到O點的距離分別是：(單位：厘米)8．7816．0821．8726．1628．94由此得出小車加速度的大小為_________米／秒2，方向__________。實驗三探究合力與分力的關系——力的平行四邊形定則實驗步驟：（1）在桌上平放方木板，用圖釘把白紙釘在方木板上。（2）用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩根細繩套。（3）用兩個彈簧秤分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置O。（在使用彈簧秤的時候，要注意使彈簧秤與木板平面平行。）（4）用鉛筆記下O點的位置和兩條細繩的方向，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)。（5）用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點沿著兩條細繩的方向畫直線，按著一定的標度作出兩個力F1和F2的圖示，以兩個力為鄰邊做平行四邊形，對角線即為理論上的合力F，量出它的大小。（6）只用一個彈簧秤，通過細繩把橡皮條的結點拉到同樣位置O，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示。（7）比較力F′與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向，看它們是否相等。實驗結論______________________________________________________________.本實驗誤差的主要來源是什么——彈簧秤本身的誤差、讀數(shù)誤差、作圖誤差。減小誤差的方法——a．測力計使用前要校準零點。b．方木板應水平放置。c．彈簧伸長方向和所測拉力方向應一致,并與木板平行.d．兩個分力和合力都應盡可能大些，讀數(shù)時注意彈簧秤的量程及最小刻度.e．拉橡皮條的細線要長些,標記兩條細線方向的兩點要盡可能遠些.f．兩個分力間的夾角不宜過大或過小,一般取60°-120°為宜.g.在畫力的合成圖時,要恰當選定標度.注意事項：①彈簧秤使用前要校零，在豎直位置已校正好零點的彈簧秤，到水平位置使用時，仍然要重新調零。②要選用規(guī)格、性能完全相同的兩個彈簧秤。③本實驗中，用彈簧秤測量拉力時，要使三個拉力F1、F2、F和橡皮條均在平行于紙面的平面內。④同一次實驗中，橡皮筋結點Ｏ位置一定要相同。⑤在不超出彈簧秤量程的條件下，應該盡可能使彈簧秤的拉力大一些。⑥用作圖法作分力F1、F2的合力F′時要準確，圖要盡可能畫得大些，以使測量值的最后一位估讀數(shù)字在圖上能準確表示出。實驗四：探究加速度與力、質量的關系探究方法：控制變量法MmMm實驗數(shù)據(jù)的分析：可以用圖象較直觀地判斷a與F、m的關系。（1）研究加速度與力的關系時，可以以a為縱坐標、F為橫坐標建立坐標系，由得到的數(shù)據(jù)描點作圖，根據(jù)圖像判斷a與m的關系。Mm（2）研究加速度與質量的關系時，由于在相同力的作用下，質量m越大，加速度a越小。這可能是“a與m成反比”但也可能是“a與m2成反比”，甚至是更復雜的關系。處理這種關系，可以以a為縱坐標，1/m為橫坐標，或1/m2Mm探究器材：直尺、天平、砝碼、墊塊、鉤碼、一端帶定滑輪的直軌道、打點計時器、固定夾、紙帶、小車、帶細繩的小桶、探究步驟及數(shù)據(jù)處理：用天平稱出小桶的質量m桶小車質量M車。在桶內增加砝碼，可以改變小車所受合力。小車上可以通過增加鉤碼來改變質量。2、如圖所示把實驗器材安裝好：將直軌道置于水平桌面上，并使滑輪伸出桌面，在直軌道末端某處用墊塊墊高，以平衡摩擦力，當小車（前端未掛小桶）在軌道上輕推一下能做勻速運動即可。打點計時器固定在軌道合適位置。細繩的一端是小桶，另外一端系在小車前端。探究質量不變時，加速度與力的關系：將紙帶一端穿過打點計時器，另一端固定在小車末端。在小桶內加入一定質量的砝碼，細線跨過定滑輪，并調節(jié)定滑輪高度，使細線與軌道保持水平。接通打點計時器電源，釋放小車，小車做勻加速直線運動，取下紙帶，并做標記。保持小車質量不變，更換紙帶，依次增加小桶內砝碼質量，改變小車所受合力，重復實驗，及時做出標記。處理紙帶上的點，求出小車受不同外力時的加速度。將數(shù)據(jù)記錄在表格中。4、探究力不變時，加速度與質量的關系：小桶內加入一定質量的砝碼，并保持桶內砝碼質量不變，接通打點計時器電源，釋放紙帶，小車做勻加速直線運動，取下紙帶，并做標記。更換紙帶，在小車上小車上分別繼續(xù)增加不同個數(shù)鉤碼，重復實驗，并做標記。處理紙帶上的點，得到每條紙帶對應小車的加速度。并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。注意事項：1、在本實驗中，必須平衡摩擦力，方法是將長木板的一端墊起，而墊起的位置要恰當．在位置確定以后，不能再更換傾角．2、改變m和M的大小時，每次小車開始釋放時應盡量靠近打點計時器，而且先通電再放小車．誤差分析：1、小桶與砝碼的總質量過大。因為要探究“加速度和力的關系”所以應保持小車的總質量不變，小桶和內裝砝碼所受的重力作為小車所受外力，因此在質量不變的條件下，加速度與外力成正比，由實驗原理：得，而實際上，所以小車質量M與桶和砝碼總質量應滿足M>>m。2、小車與木板間的摩擦力未完全平衡。應調節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。3、紙帶與計時器之間的摩擦。某同學設計了一個探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系實驗.如圖(a)為實驗裝置簡圖，A為小車，B為打點計時器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重量，小車運動加速度a可用紙帶上點求得：(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶(交流電的頻率為50Hz)，試由圖中數(shù)據(jù)求出小車加速度值；(2)保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m及對應的數(shù)據(jù)如下表：根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映：F不變時，a與m的關系，請在方格坐標紙中選擇恰當物理量，建立坐標系，并作出圖線.從圖線中得到：F不變時，小車加速度a與質量之間定量關系式是_____________.(3)保持小車質量不變，改變砂和砂桶重量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線，如圖(d)所示，該圖線不通過原點，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是_______________________________________________.答案：(1)，T=0.04s，a=3.0m/s2(4分)(2)如圖所示，(作圖2分，結論3分)(3)實驗前未平衡摩擦力(3分)實驗五：研究平拋物體的運動【重要知識提示】1．實驗目的、原理(1)實驗目的：(a)用描跡法描出平拋物體的運動軌跡；(b)求出平拋物體的初速度；(2)實驗原理：(a)平拋運動可以看作是由兩個分運動合成，一個是在水平方向上的勻速直線運動，其速度等于平拋物體運動的初速度，另一個是在豎直方向上的自由落體運動．(b)在水平分運動中，運用x=v?t；在豎直分運動中，運用y=1/2gt2或△y=gT2．2．實驗器材斜槽(附擋球板和鉛錘線)、水準儀、小鋼球、木板、豎直固定支架、刻度尺、三角板、白紙、圖釘、定點用的有孔卡片、重垂、鉛筆等說明定點用的有孔卡片的制作要求如圖5—1所示，在方形硬紙上沿中間實線挖出一個孔，孔寬(A)應稍大于鋼球直徑，孔長(B)一般大于鋼球直徑．3．實驗步驟及安裝調整(1)描述平拋物體運動的軌跡：(a)將斜槽放在桌面上，讓其末端伸出桌面邊緣外．借助水準儀調節(jié)末端，使槽末端切線水平，隨之將其固定，如圖5—2所示．說明如果沒有水準儀，則可將鋼球放于槽的末端．調節(jié)斜槽后，輕輕撥動鋼球，若鋼球能在任何位置平衡，說明達到要求；(b)用圖釘將白紙釘在木板上，讓木板左上方靠近槽口處桌面邊緣，用支架將木板豎直固定，使小球滾下飛出槽口后的軌跡平面跟板面平行；(c)將小球飛離斜槽末端時的球心位置水平投影到白紙上描點O，并過。沿重垂線用直尺描出豎直方向；(d)選擇鋼球從槽上滾下的合適初位置Q，在Q點放上擋球板；(e)將小球從斜槽上釋放，用中心有孔的卡片靠在紙面上并沿紙面移動，當飛行的小球順利地穿過卡片上小孔時，在小孔靠近紙面所在處做上記號；重復該步驟，描下至少5個不同位置的對應點；(f)把白紙從木板上取下來，將前面描述的一系列點用平滑的曲線連接起來，即為小球平拋運動的軌跡．(2)求小球平拋的初速度：(a)以。為坐標原點，用三角板在白紙上建立z0夕坐標系；(b)在軌跡線上選取點M，并測出它的坐標值(z，y)，代人公式計算水平初速度；(c)再在曲線上選取不同點，重復步驟2(b)，測量、計算水平初速度，最后求出其平均值，即為小球平拋初速度的測量值．4．注意事項(1)在調整安裝時，應保證斜槽末端切線水平，確保鋼球飛出后作平拋運動；應使木板(包括白紙)靠近槽口、豎直且與小球運動軌跡所在平面平行，確保運動小球靠近木板，但不接觸木板.(2)在實驗中應使用斜槽擋球板，保證小球每次均從同一位置無初速釋放．說明：斜槽擋球板的位置應恰當，以便使小球的運動軌跡由木板左上角到右下角.(3)在取下白紙前，應在白紙上記下小球飛離槽口時球心位置0(鋼球球心在圖板上的水平投影點，而不是斜槽末端點的投影)，如圖5—3所示．確定坐標軸原點，并用重垂線過0作豎直線，以準確確定坐標系的y軸．(4)在軌跡曲線上選點時，應選離坐標原點稍遠的點用以測量計算，這樣可減小誤差．【典型范例導析】【例2】在“研究平拋物體運動”實驗中，某同學在建立直角坐標系時，有一處失誤．設他在安裝實驗裝置和進行其余的操作時準確無誤．(1)觀察如圖5—4，可知，他失誤之處是___________．(2)他根據(jù)記錄建立坐標系，運用教材實驗原理測得的平拋初速度值與其真實值相比_______________．(選填“偏大”、“相等”或“偏小”)．解析(1)坐標系原點應建在正飛離斜槽槽口的小球重心處，即在槽口正上方r(r為小球半徑)處．而該同學卻錯誤地將坐標原點取在槽口處．(2)如圖5—5所示，正確的坐標系橫軸應建立在x’處，原點應在O’處．在軌跡上取點P，其坐標值真實值為(x’，y’)，測量值為(z，y)，其中y’>y，x’=x而當套用課本實驗原理而又錯取坐標原點時，該同學得到的測量值偏大．點評無論將坐標原點是取在飛離槽口的球心處，還是將原點取在槽口處，只要認清平拋運動在水平方向、豎直方向運動性質，就可這樣處理：如圖5—6所示．在豎直方向上：在水平方向上：v0=x/T當改用通用方法處理時，小球平拋初速度測量值會與真實值相吻合．【例3】在“研究平拋物體運動”的實驗中，某同學記錄了運動軌跡上三點A、B、C，如圖5—7所示，以A為坐標原點，建立坐標系，各點坐標值已在圖中標出．求：(1)小球平拋初速度大?。?2)小球做平拋運動的初始位置坐標．解析(1)如圖5—7所示，小球在徹段、13(2段水平位移相等，而小球在水平方向作勻速運動，因此小球在這兩段的運動時間tAB=tBC=T．小球在豎直方向作勻加速運動，由△s=aT2得25cm一15cm=lOOcm／s2·T2，T=O．1s小球在水平方向上作勻速運動，有v0=10cm/0.1s=lcm／s=lm／s．(2)由于小球在豎直方向上作勻加速直線運動，小球在B點的豎直分速度大小等于AC段在豎直方向平均速度大?。畍By=0.4/0.2=2(m/s)設小球從拋出點0到B點歷時為tOB，有tOB=vBy/g=0.2s小球從拋出點0到A點歷時：tOA=tOB—T=O．1s因此，xOA=v0tOA=lOcm，yOA==5cm故0點坐標值為(一10，一5)．點評在學習中應該學會認識事物的本質，而不是膚淺地看表象；例如在解決本例題時，我們關鍵在于抓住其運動本質，而不是生搬硬套某種解題方法．不少學生將圖5—7中的A點作為小球拋出點，運用公式x=v0ty=1/2gt2必然導致求解錯誤．在此實驗中，由于一些偶然因素對實驗者和實驗儀器的影響會造成誤差(稱偶然誤差)，減小這類誤差的方法是通過多次實驗測量、計算最后結果再求其平均值．在應用平均法測量間接測量的物理量時，要平均的是待測量(平拋初速度)，而不是直接測量的物理量．如圖5—8所示，斜槽末端切線略向下傾斜，設其切線(虛線)與水平成θ角．在處理數(shù)據(jù)時，取小球運動軌跡上某點P點坐標(x，y)，設通過測量計算的小球飛到P點的時間為t測，而小球真實的運動時間為t真，則有設小球平拋初速度的測量值、真實值分別為t測、t真，有v測=x/t測，v真=因此v測<v真即當斜槽末端切線向下傾斜時會導致小球平拋初速度測量值偏?。畬嶒灹骄抗εc物體速度變化的關系本探究實驗是按著如下的思路進行的：1．改變功的大小采用教材圖7.6-1所示實驗裝置，用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功依次為W、2W、3W……2．確定速度的大小小車獲得的速度v可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出。3．尋找功與速度變化的關系以橡皮筋拉力所做的功W為縱坐標，小車獲得的速度v為橫坐標，作出W—v曲線（即功—速度曲線）。分析這條曲線，得出橡皮筋拉力對小車所做的功與小車獲得的速度的定量關系。操作技巧：1．如何平衡摩擦力？為了排除摩擦力的干擾，實驗中可將木板放有打點計時器的一端墊高，讓小車重力沿斜面方向的分力來平衡摩擦力。具體方法是：將木板放有打點計時器的一端墊高，脫開鉤在小車上的橡皮筋，在小車尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運動。如果紙帶上打出的點距是均勻的，說明紙帶的運動是勻速的，小車重力沿斜面方向的分力就剛好平衡了小車所受的摩擦力。2．如何選擇紙帶上的點距確定速度？由于我們關心的是小車的最大速度，而小車達到最大速度后做勻速運動，所以選擇相鄰距離基本相同的若干個點作為小車勻速運動階段的點，用這些點計算小車的速度。數(shù)據(jù)處理方法：計算法2。圖象法試分別說明以上兩種方法的優(yōu)缺點。例1。你認為本實驗的探究思路有何巧妙之處？解析實驗中用橡皮筋的彈力拉動小車做功使小車獲得動能，探究橡皮筋做的功與小車速度變化的關系。橡皮筋的彈力是變力，所做的功是變力功，沒有現(xiàn)成的公式可以計算功的大小。即使知道彈力功的公式也不能用它進行計算，因為橡皮筋的勁度系數(shù)也是變化的。然而，改變橡皮筋的條數(shù)，保持小車相同的運動距離，則彈力功的大小與橡皮筋的條數(shù)成正比。也就是說，在相同的位移情況下，用一條橡皮筋做的功為W，用兩條同樣的橡皮筋做的功就是2W，用同樣的三條橡皮筋做的功就是3W……實驗方法巧妙地避開了功的計算，直接確定了橡皮筋拉力對小車所做功的倍數(shù)關系。例2。如果提供你天平、氣墊導軌、數(shù)字計時器及計算機輔助設備，請設計探究功與質量、速度間定量關系的實驗方法。v1v2Gv1v2G2G1msh在滑塊經過兩光電門的過程中，這一分力所做的功，式中m為滑塊（連同遮光條）的質量，可用天平測出；h為墊塊的高度，l為墊塊與導軌接觸點到導軌底端的距離，s為兩光電門間的距離，均可用刻度尺測出。以v1、v2分別表示滑塊經過光電門G1、G2時的速度，根據(jù)固定在滑塊上的兩遮光條的間距和由數(shù)字計時器顯示的滑塊經過光電門G1、G2的時間，即可算出v1、v2。由m、v1、v2組成的式子可能為m(v2－v1)、m(v2－v1)2、m(v22－v12)、m(v2－v1)3、m(v23－v13)……將實驗數(shù)據(jù)分別代入以上各式，運用計算機輔助設備進行數(shù)據(jù)處理，即可發(fā)現(xiàn)功與質量、速度間的定量關系。點悟由于待測實驗數(shù)據(jù)較多，物理量之間的關系又較復雜，實驗數(shù)據(jù)要準確測量，同時要把m、h、l、s等量都進行變化。探究結果表明，功與質量、速度間存在著如定量關系：。實驗七：驗證機械能守恒定律一、實驗目的：通過實驗驗證機械能守恒定律．二、實驗原理如圖1所示，質量為m的物體從O點自由下落，以地面作為零重力勢能面，如果忽略空氣阻力，下落過程中任意兩點A和B的機械能守恒即eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋mghA＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋mghB上式亦可寫成eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝mghA－mghB.等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加．為了方便，可以直接從開始下落的O點至任意一點(如圖1中A點)來進行研究，這時應有：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝mgh，即為本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬時速度．三、實驗器材打點計時器，低壓交流電源，帶有鐵夾的鐵架臺，紙帶，復寫紙，帶夾子的重物，刻度尺，導線兩根．四、實驗步驟1．安裝置：按圖2將檢查、調整好的打點計時器豎直固定在鐵架臺上，接好電路．2．打紙帶：將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方．先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落．更換紙帶重復做3～5次實驗．3．選紙帶：分兩種情況說明(1)用eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)＝mghn驗證時，應選點跡清晰，且1、2兩點間距離略小于或接近2mm的紙帶．(2)用eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＝mgΔh驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時，選擇適當?shù)狞c為基準點，只要后面的點跡清晰就可選用．五、數(shù)據(jù)處理方法一：利用起始點和第n點計算代入mghn和eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)，如果在實驗誤差允許的條件下，mghn和eq\f(1,2)mveq\o\al(2,n)相等，則驗證了機械能守恒定律．方法二：任取兩點計算(1)任取兩點A、B測出hAB，算出mghAB.(2)算出eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)的值．(3)在實驗誤差允許的條件下，若mghAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，則驗證了機械能守恒定律．方法三：圖象法從紙