高一上學期物理期中復習課件 【知識精講+備課精研】 力學實驗

【力學實驗】探究小車速度隨時間的變化2.1探究兩個互成角度的力合成規(guī)律3.4探究加速度與力、質量的關系4.22.1探究小車速度隨時間的變化電源，刻度尺鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板(1)是否需要平衡摩擦？不需要(2)m<<M？不需要(3)計時點與計數(shù)點；兩種打點計時器的區(qū)別和分析兩種打點計時器的區(qū)別和分析電磁打點計時器電火花計時器電源性質約8V的交流電源220V交流電源打點頻率打點時間間隔0.02s頻率50Hz打點時間間隔0.02s頻率50Hz打點方式振針通過復寫紙在紙帶上打點電火花放電使墨粉在紙帶上成點阻力來源紙帶與限位孔、限位盤的摩擦；振針與紙帶打點接觸時的摩擦紙帶與限位孔摩擦電火花計時器比電磁打點計時器更精確實驗原理

0123OABCD

EF

3.算加速度：①逐差法②圖像法最準確、科學的是圖像法擬合直線的斜率后n段減前n段1.實驗器材安裝完畢后，小車為什么要靠近打點計時器的位置？有的同學先放開小車，再啟動計時器，有的剛好相反，哪種方法好？為什么？合理利用紙帶長度應該先啟動計時器，再放開小車，因為啟動計時器瞬間打點不穩(wěn)定2.怎樣選擇紙帶上的計數(shù)點？開頭過于密集的點舍掉，從清楚的點開始,每隔五個間隔取一個計數(shù)點，(每兩個計數(shù)點之間的時間間隔是0.1s）?；蛘邥f相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。0123注意看清題目是以幾個間隔取一個計數(shù)點的

3.建立v－t圖像時應注意什么問題？坐標軸的物理意義，單位，合適的標度注意圖像的斜率k與tanα是不同的注意y軸的起始點可能不是0例2．某人用如圖甲所示的裝置探究小車做勻變速直線運動的特點。(1)為完成本實驗，下列器材中必須有的是

（填編號）。

①天平②8V低壓交流電源

③刻度尺

④秒表(2)安裝好實驗裝置后開始實驗。實驗中操作必需的是

。A．托盤和砝碼的總質量要遠小于小車的總質量B．調整滑輪的高度，使細線與水平桌面平行C．將長木板遠離滑輪的一端用小木塊墊起D．釋放小車前，小車應盡可能靠近打點計時器放置E．選擇平直且各處粗糙程度相同的長木板做實驗③BDE(3)部分實驗步驟如下：A．測量完畢，關閉電源，取出紙帶B．接通電源，待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車C．將小車依靠在打點計時器附近，小車尾部與紙帶相連D．把打點計時器固定在平板上，讓紙穿過限位孔上述實驗步驟的正確順序是：

（用字母填寫）

(4)相鄰計數(shù)點間有4個點未畫出，則B點的速度vB＝

m/s，小車加速度a＝

m/s2（結果均保留2位有效數(shù)字）。DCBA0.380.39(5)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是

f=49Hz，而做實驗的同學并不知道，由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏______（填“大”或“小”）。

大3.4探究兩個互成角度的力合成規(guī)律實驗目的：探究求合力的方法。實驗原理：合力的作用效果與幾個分力的作用效果相同。

等效替代實驗器材：粘好白紙的方木板、彈簧測力計2個、橡皮筋1條、輕質小環(huán)、刻度尺。實驗結論：在實驗誤差允許的范圍內F和F′相同F(xiàn)1=10.0NF2=6.8NF合=12.8NO2N(1)測力計調零(2)固定白紙(3)固定橡皮筋，

小環(huán)

(4)二力合成(5)記錄力的大

小方向(6)等效替換(7)作圖合成實驗步驟1．彈簧測力計使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應校正零位(無法校正的要記錄下零誤差)。還需用鉤碼檢查彈簧測力計是否存在示值誤差，若存在，應加以校正。2．被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致，拉動小圓環(huán)時彈簧不可與外殼相碰或摩擦。3．在同一次實驗中，使小圓環(huán)的位置O一定要相同。4．兩分力F1和F2間夾角不宜過大，也不宜過小，以60°～120°之間為宜。5．讀數(shù)時應正視、平視刻度。6．使用彈簧測力計測力時，讀數(shù)應適當大些，但不能超出它的測量范圍。例5.某實驗小組做“驗證平行四邊形定則”實驗，如下圖所示，實驗步驟如下：①用兩個相同的彈簧測力計互成角度的拉細繩套，使橡皮條伸長，結點達到紙面上某一位置，記為O1；②記錄兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的大小和方向；③只用一個彈簧測力計，將結點仍拉到位置O1，記錄彈簧測力計的拉力F3的大小和方向；④按照力的圖示要求，做出拉力F1、F2、F3；⑤根據(jù)力的平行四邊形定則做出F1和F2的合力F；⑥比較F1和F的一致程度；(2)本次實驗需要用到帶細繩套的橡皮筋，下圖中最合適的是____________；(3)某次用彈簧秤拉橡皮筋時彈簧秤的指針位置如圖所示，彈簧秤示數(shù)為_______N；C3.00不必(4)改變F1和F2，重復步驟①至⑥進行第二次實驗，記下結點位置O2，位置O2______（選填“必須”或“不必”）與位置O1相同；(5)實驗中，用兩個彈簧測力計同時拉，兩繩夾角小于90°，一個彈簧測力計示數(shù)接近量程，另一個超過量程的一半，請說明這樣的操作________（選填“合理”或“不合理”），理由是________________________________________；(6)如圖所示某同學在做“探究求合力的方法”實驗時，用A、B兩根彈簧秤把橡皮條的結點拉到O點，此時.在實驗過程中α+β=90°，他做了一些探究，其中一個是：他使B彈簧秤示數(shù)有較明顯的增大，為了保持結點位置不變，可采取的補救辦法是A.保持其它不變，增大A的示數(shù)同時增加角αB.保持其它不變，增大A的示數(shù)同時減小角αC.保持其它不變，增大A的示數(shù)同時增大角βD.保持其它不變，增大A的示數(shù)同時減小角β不合理合力超出了彈簧測力計量程βαβαAC(7)如圖為利用實驗記錄的結果作出的圖，則圖中的________是力F1和F2的合力理論值，________是力F1和F2的等效合力的實際測量值FF'4.2探究加速度與力、質量的關系以小車、打點計時器、紙帶、一端帶滑輪的長木板、細線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平為器材，研究小車運動。從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a砝碼的總重力G當作小車受到的拉力F用天平測出小車的質量m控制變量法保持M不變，用縱坐標表示a，用橫坐標表示F，畫出a－F圖像

測量加速度：阻力補償：一先一后一按細繩保持與長木板平面平行.（而不是與水平面平行）阻力補償：把木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復移動其位置，使小車在不掛槽碼的情況下，能沿木板做勻速直線運動(紙帶上相鄰點的間距相等),即平衡了摩擦力。①阻力補償時不要掛重物和槽碼②整個實驗阻力補償后，不管以后是改變槽碼的質量還是改變小車及砝碼的質量，都不需要重新阻力補償。③在研究勻變速直線運動的特點實驗以及使用氣墊導軌時不用平衡摩擦力①直線,說明平衡摩擦力時,平衡過度了②直線,說明平衡摩擦力不夠或根本沒有平衡摩擦力3.拉力T不等于鉤碼重力：實驗中用槽碼的總重力代替小車受到的拉力(實際上小車受到的拉力要小于槽碼的總重力)存在系統(tǒng)誤差。

不用考慮拉力與重力不相等的情況：①控制小車與鉤碼質量和為定值②利用傳感器或者彈簧測力計測力方案二：由于兩小同時啟動、同時停止，故運動時間相同比較法

轉化為測位移測加速度轉化為測位移光電門1光電門2擋光板Δxxt利用氣墊導軌來探究加速度與力、質量的關系使用氣墊導軌時不用補償阻力例6.用圖1所示的實驗裝置研究加速度與物體受力、物體質量之間的關系。①實驗中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在此過程中，下列說法正確的是___________。A．小車后面不能拖紙帶B．系在小車的細繩上不能懸掛小桶C．打點計時器必須接通電源②圖2所示為實驗中得到的一條紙帶，紙帶上每五個點取一個計數(shù)點，由圖中數(shù)據(jù)可計算出小車的加速度a=_______m/s2。（結果保留2位有效數(shù)字）BC1.1

略大于有無例7.如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置，他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處靜止釋放。(1)該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d（2）實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是________________________________；AB之間的位移（3）下列不正確的實驗操作是____（請?zhí)顚戇x項前對應的字母）A．應使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量B．應使A位置與光電門間的距離適當大些C．應將氣墊導軌一端墊高以平衡摩擦D．應使細線與氣墊導軌平行（4）改變鉤碼質量，測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關系，處理數(shù)據(jù)時應作出_____________圖象。（選填“t2-F”、“1/t-F”或“1/t2-F”）AC

CD例8.在“探究加速度與物體受力、物體質量的關系”實驗中，某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置，將一端帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，木塊置于長木板上，并用細繩跨過定滑輪與砂桶相連，小車左端連一條紙帶，通過打點計時器記錄其運動情況。(1)如圖所示分別為電磁打點計時器和電火花打點計時器，兩種計時器都是實驗中常用的實驗器材，關于這兩種打點計時器，下列說法正確的是________：A．乙使用直流電源，丙使用交流電源B．它們都使用220V的交流電源C．它們打點周期都是0.02sD．丙工作時紙帶受到的阻力較小，實驗誤差較小AD(2)下列做法正確的是________

A.調節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行B.在探究加速度與力的關系時，作a--F圖象應該用折線將所描的點依次連起來C.實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源D.通過增減小車上的砝碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度B(3)下圖是實驗時平衡阻力的情形，其中正確的是________（選填字母）

(4)某學生在平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大。他所得到的關系可用圖中的________表示（圖中a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力）。

C0.15(5)如圖是打出紙帶的一段，相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出，已知打點計時器使用的交流電頻率50Hz。由圖可知，打紙帶上B點時小車的瞬時速度vB=_______m/s，木塊的加速度a=________m/s2。(結果保留兩位有效數(shù)字)

0.60(1)為了減小實驗誤差，下列說法正確的是

________。A

實驗之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩

擦力時需要掛上砝碼盤，但不掛砝碼B

實驗之前將軌道傾斜來平衡摩擦力，平衡摩

擦力時不需要掛上砝碼盤和砝碼C

砝碼盤和砝碼的總質量應遠大于小車的質量D

砝碼盤和砝碼的總質量應遠小于小車的質量例9．在“探究加速度與力的關系”實驗中，某小組設計了如圖所示的實驗裝置。圖中上下兩層前端均固定有光滑滑輪，兩相同小車前端各系一條細線，細線跨過定滑輪并掛上一個砝碼盤，盤中可放砝碼，小車Ⅱ所掛砝碼和砝碼盤的總質量是小車Ⅰ所掛砝碼和砝碼盤總質量的兩倍。將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合外力，兩小車尾部各系一條細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，按下裝置兩小車同時立即停止。某次實驗時小車Ⅰ的位移為s1，小車Ⅱ的位移為s2。BD正比(2)若實驗測得小車Ⅱ位移近似是小車Ⅰ位移的兩倍，則可得實驗結論：在質量一定的情況下，物體的加速度與所受到的合外力成________(填“正比”或“反比”)。(3)由于實驗中將砝碼和砝碼盤的總重力作為小車所受合外力的大小，因此s1和s2的實際大小關系是________。A．2s1＞s2