浙江省高中物理會(huì)考實(shí)驗(yàn)總結(jié)

1、實(shí)驗(yàn)一:用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 一 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1振片 2。線圈3。永久磁鐵 4。振針 5。紙帶 6。限位孔 7。復(fù)寫紙 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器.工作電壓為46V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí), 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時(shí),線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片磁化,振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中,由于振動(dòng)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(dòng)片將上下振動(dòng).其振動(dòng)周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運(yùn)動(dòng)振動(dòng)片一端的振針就會(huì)在紙帶上打出一系列的點(diǎn).二 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以

2、代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用.與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電.使用時(shí)將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點(diǎn)火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時(shí),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器也每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)是紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實(shí)驗(yàn)成本.三 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：1 了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上。2 把紙帶裝好。3 啟動(dòng)電源用手拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后關(guān)閉電源。4 取下紙帶，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開

3、始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)劃分出來的間隔數(shù)是多少？由此計(jì)算出紙帶從第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。5 用刻度尺測(cè)量出第一個(gè)點(diǎn)至第N個(gè)點(diǎn)的距離。6 計(jì)算紙帶上的平均速度。圖1.4-4 這是按實(shí)際大小畫出的一條紙帶,在打出D、G這兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔中,紙帶的平均速度是多少?四 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度思想方法:用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.所取的時(shí)間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時(shí)速度就越精確. 如圖（書21頁1.4-5圖）:要計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用D-E的平均速度來替代,也可以用EF的平均速度來替代,還可以用DF的平均速度來替代.這三種方法中DF包含E點(diǎn)切比較

4、靠近E點(diǎn),所以用DF的平均速度來替代E點(diǎn)的瞬時(shí)速度是最精確的!(1)求平均速度 利用公式計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入 表1中表1點(diǎn)數(shù) n點(diǎn)間隔數(shù)n-1運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/s位移/m平均速度可以用同樣的方法計(jì)算出圖中各點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入課本21頁的表2中,從表中列出的點(diǎn)我們可以粗略的了解紙帶的運(yùn)動(dòng)情況.五 用圖象表示速度總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動(dòng)速度,用橫坐標(biāo)表示時(shí)間,根據(jù)表2中各個(gè)時(shí)刻的速度,將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度-時(shí)間圖象(v-t圖象),簡(jiǎn)稱速度圖象.學(xué)生實(shí)際操作:思考:我們從根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)

5、的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點(diǎn)連成線的時(shí)候我們是用折線來連還是用光滑的曲線來連呢?學(xué)生討論:總結(jié):速度的變化應(yīng)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(diǎn)應(yīng)該更符合實(shí)際情況.小結(jié)：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是記錄物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器.vt圖象:表示做運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律  五、例題講解 1. 運(yùn)動(dòng)的物體帶動(dòng)紙帶被打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上一系列的點(diǎn),這些點(diǎn)的距離不一定相等,但這些點(diǎn)能說明         (   

6、;  )A 運(yùn)動(dòng)物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移B 運(yùn)動(dòng)物體在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)快慢C 運(yùn)動(dòng)物體在某時(shí)刻的位置D 運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 2. 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條紙帶上的點(diǎn)子不均勻,下列判斷正確的是  (   )A 點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動(dòng)速度比較大B 點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動(dòng)速度比較小C 點(diǎn)子不均勻說明物體在做變速運(yùn)動(dòng)D 點(diǎn)子不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有故障 3.在你練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),小車拖動(dòng)紙帶并在上面打下一系列的小點(diǎn),根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)  (   )A 應(yīng)通過

7、測(cè)量紙帶表示的運(yùn)動(dòng)的全程來判斷B 必須通過計(jì)算任意兩點(diǎn)間的平均速度來判斷C 必須通過計(jì)算全程的平均速度來計(jì)算D可以通過測(cè)量每相鄰兩點(diǎn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器：7 了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上。8 把紙帶裝好。9 啟動(dòng)電源用手拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后關(guān)閉電源。10 取下紙帶，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)劃分出來的間隔數(shù)是多少？由此計(jì)算出紙帶從第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。11 用刻度尺測(cè)量出第一個(gè)點(diǎn)至第N個(gè)點(diǎn)的距離。12 計(jì)算紙帶上的平

8、均速度。注意事項(xiàng)1， 會(huì)安裝復(fù)寫紙，并且會(huì)調(diào)節(jié)復(fù)寫紙的位置，將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過。2， 開啟電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，待1S2S再拖動(dòng)紙帶打出點(diǎn)子。觀察點(diǎn)跡是否清晰，打完點(diǎn)后，立即關(guān)閉電源。3， 在紙帶上打不出點(diǎn)或點(diǎn)跡過暗是，糾正的對(duì)策大致有三種：電源電壓較低情況下，可適當(dāng)提高；調(diào)整復(fù)寫紙的位置或是更換復(fù)寫紙；調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。4， 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的調(diào)整。實(shí)驗(yàn)二：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律一、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步熟悉怎樣使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。2實(shí)驗(yàn)原理理解和推得S=aT2用逐差法求加速度：設(shè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是a，在各個(gè)連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移分別是S

9、1、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(cè)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(cè)的加速度。v-t圖象法求加速度3注意事項(xiàng)(1)鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)大一些，使繩對(duì)小車的拉力始終遠(yuǎn)大于小車所受的摩擦力，保證外力基本恒定。(2)調(diào)整滑輪架的角度，使小車的拉繩與長(zhǎng)木板板面平行。(3)開始時(shí)，應(yīng)將小車位置擺正，使紙帶與拉繩的方向一致，且不與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限

10、位孔邊相摩擦。(4)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再釋放小車，小車行至終點(diǎn)時(shí)切斷電源或脈沖輸出開關(guān)。(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(diǎn)跡清晰，適當(dāng)舍棄點(diǎn)子密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少秒。4實(shí)驗(yàn)步驟(1)把附有滑輪的長(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。(2)把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上臺(tái)適的鉤碼，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。實(shí)驗(yàn)裝置見圖。(3)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，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)。

11、換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)子，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，我們把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，也就是T=002×5=01s，在選好的開始點(diǎn)下面標(biāo)明0，在第六點(diǎn)下面標(biāo)明1，在第十一點(diǎn)下面標(biāo)明2，在第十六點(diǎn)下面標(biāo)明3標(biāo)明的點(diǎn)O，1，2，3叫做記數(shù)點(diǎn)，兩個(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間的距離分別是S1，S2，S3(5)測(cè)出六段位移S1，S2，S3，S6的長(zhǎng)度，把測(cè)量結(jié)果填入表中。(6)根據(jù)測(cè)量結(jié)果，利用前面的公式，計(jì)算出a1、a2、a3的值，注意T=002×5=ls。(7)求出al、a2、a3的平均值，它就是小車做勻變速直線運(yùn)

12、動(dòng)的加速度。二、例題解析、例一：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，造成各連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移之差不是一個(gè)恒量的主要原因是 ( )A長(zhǎng)度測(cè)量不精確 B打點(diǎn)間隔不均勻 C運(yùn)動(dòng)中受摩擦力作用 D 木板未調(diào)成水平 例二：在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)加速度的相對(duì)誤差，下列列舉的措施中，哪些是有益的？A 使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小一些 B 適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下的鉤碼個(gè)數(shù) C在同樣條件，打出多條紙帶，選其中一條最理想的進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算；D舍去紙帶上密集的點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算。例三：如圖是小車在斜面上滑動(dòng)時(shí)，通過計(jì)時(shí)器所得的一條紙帶，測(cè)得各段長(zhǎng)度為OA=605厘米，0

13、B=1318厘米，0C=2140厘米，OD=307厘米，0E=4110厘米，OF=5258厘米，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可判斷小車做_運(yùn)動(dòng)，判斷依據(jù)是：_。例四：測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50赫茲。如圖為做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)的紙帶上記錄的一些點(diǎn)，在每相鄰的兩點(diǎn)中間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出。按時(shí)間順序0、1、2、3、4、5六個(gè)點(diǎn)用尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別是：(單位：厘米)878 1608 2187 2616 2894由此得出小車加速度的大小為_米秒2，方向_。 實(shí)驗(yàn) 三 探究合力與分力的關(guān)系力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在桌

14、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(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩根細(xì)繩套。（3）用兩個(gè)彈簧秤分別勾住繩套，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。（在使用彈簧秤的時(shí)候，要注意使彈簧秤與木板平面平行。）（4）用鉛筆記下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個(gè)彈簧秤的示數(shù)。（5）用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩條細(xì)繩的方向畫直線，按著一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2的圖示，以兩個(gè)力為鄰邊做平行四邊形，對(duì)角線即為理論上的合力F，量出它的大小。 （6）只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作

15、出這個(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)論_.本實(shí)驗(yàn)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(cè)力計(jì)使用前要校準(zhǔn)零點(diǎn)。 b方木板應(yīng)水平放置。 c彈簧伸長(zhǎng)方向和所測(cè)拉力方向應(yīng)一致,并與木板平行. d兩個(gè)分力和合力都應(yīng)盡可能大些，讀數(shù)時(shí)注意彈簧秤的量程及最小刻度.e拉橡皮條的細(xì)線要長(zhǎng)些,標(biāo)記兩條細(xì)線方向的兩點(diǎn)要盡可能遠(yuǎn)些.f兩個(gè)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(shí),要恰當(dāng)選定標(biāo)度. 注意事項(xiàng)：彈簧秤使用前要校零，在豎直位置已校正好零點(diǎn)的彈簧秤，到水平

16、位置使用時(shí)，仍然要重新調(diào)零。 要選用規(guī)格、性能完全相同的兩個(gè)彈簧秤。本實(shí)驗(yàn)中，用彈簧秤測(cè)量拉力時(shí)，要使三個(gè)拉力F1 、F2 、F和橡皮條均在平行于紙面的平面內(nèi)。 同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋結(jié)點(diǎn)位置一定要相同。 在不超出彈簧秤量程的條件下，應(yīng)該盡可能使彈簧秤的拉力大一些。用作圖法作分力F1 、F2 的合力F時(shí)要準(zhǔn)確，圖要盡可能畫得大些，以使測(cè)量值的最后一位估讀數(shù)字在圖上能準(zhǔn)確表示出。 實(shí)驗(yàn)四：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 探究方法：控制變量法Mm怎樣提供并測(cè)量物體所受的恒力：可以將小車放在光滑水平板上，前端系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪掛一個(gè)小桶，桶中可放砝碼，小桶和砝碼所受的重力，等于小車做勻加速運(yùn)

17、動(dòng)的力。因此，增減小桶中的砝碼就可以改變小車受到的合力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：可以用圖象較直觀地判斷a與F、m的關(guān)系。（1）研究加速度與力的關(guān)系時(shí)，可以以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，由得到的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，根據(jù)圖像判斷a與m的關(guān)系。Mm（2）研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，由于在相同力的作用下，質(zhì)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(fù)雜的關(guān)系。處理這種關(guān)系，可以以a為縱坐標(biāo)，1/m為橫坐標(biāo)，或1/m2為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，判斷a與m的關(guān)系。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(diǎn)計(jì)時(shí)器、固定夾、紙帶、小車、 帶細(xì)繩的小桶、探究

18、步驟及數(shù)據(jù)處理：1、 用天平稱出小桶的質(zhì)量m桶小車質(zhì)量M車。在桶內(nèi)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(zhì)量。2、如圖所示把實(shí)驗(yàn)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(dāng)小車（前端未掛小桶）在軌道上輕推一下能做勻速運(yùn)動(dòng)即可 。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在軌道合適位置。細(xì)繩的一端是小桶，另外一端系在小車前端。3、 探究質(zhì)量不變時(shí)，加速度與力的關(guān)系：將紙帶一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，另一端固定在小車末端。在小桶內(nèi)加入一定質(zhì)量的砝碼，細(xì)線跨過定滑輪，并調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細(xì)線與軌道保持水平。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，取

19、下紙帶，并做標(biāo)記。保持小車質(zhì)量不變，更換紙帶，依次增加小桶內(nèi)砝碼質(zhì)量，改變小車所受合力，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，及時(shí)做出標(biāo)記。處理紙帶上的點(diǎn)，求出小車受不同外力時(shí)的加速度。將數(shù)據(jù)記錄在表格中。4、探究力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系： 小桶內(nèi)加入一定質(zhì)量的砝碼，并保持桶內(nèi)砝碼質(zhì)量不變，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放紙帶，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，取下紙帶，并做標(biāo)記。更換紙帶，在小車上小車上分別繼續(xù)增加不同個(gè)數(shù)鉤碼，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并做標(biāo)記。處理紙帶上的點(diǎn)，得到每條紙帶對(duì)應(yīng)小車的加速度。并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。注意事項(xiàng)：1、在本實(shí)驗(yàn)中，必須平衡摩擦力，方法是將長(zhǎng)木板的一端墊起，而墊起的位置要恰當(dāng)在位置確定以后，不能再更換傾角 2、

20、改變m和M的大小時(shí)，每次小車開始釋放時(shí)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而且先通電再放小車 誤差分析：1、小桶與砝碼的總質(zhì)量過大。因?yàn)橐骄俊凹铀俣群土Φ年P(guān)系”所以應(yīng)保持小車的總質(zhì)量不變，小桶和內(nèi)裝砝碼所受的重力作為小車所受外力，因此在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比，由實(shí)驗(yàn)原理：得，而實(shí)際上，所以小車質(zhì)量M 與 桶和砝碼總質(zhì)量應(yīng)滿足M>>m。2、小車與木板間的摩擦力未完全平衡。應(yīng)調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。3、紙帶與計(jì)時(shí)器之間的摩擦。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn).如圖(a)為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定

21、滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)等于砂和砂桶總重量，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上點(diǎn)求得： (1)圖(b)為某次實(shí)驗(yàn)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(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)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(shí)，a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)诜礁褡鴺?biāo)紙中選擇恰當(dāng)物理量，建立坐標(biāo)系，并作出圖線.從圖線中得到：F不變時(shí)，小車加速度a與質(zhì)量之間定量關(guān)系式是_. (3)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶重量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍

22、，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(jié)論3分)(3)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力(3分) 實(shí)驗(yàn)五：研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)【重要知識(shí)提示】 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原?(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?(a)用描跡法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡； (b)求出平拋物體的初速度； (2)實(shí)驗(yàn)原理： (a)平拋運(yùn)動(dòng)可以看作是由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)合成，一個(gè)是在水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度等于平拋物體運(yùn)動(dòng)的初速度，另一個(gè)是在豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng) (b)在水平分運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)用x=vt；在豎直分運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)用y=1/2gt2或y=gT2 2實(shí)驗(yàn)器材 斜槽(附擋球板和鉛錘線)、水準(zhǔn)儀、小鋼

23、球、木板、豎直固定支架、刻度尺、三角板、白紙、圖釘、定點(diǎn)用的有孔卡片、重垂、鉛筆等 說明 定點(diǎn)用的有孔卡片的制作要求如圖51所示，在方形硬紙上沿中間實(shí)線挖出一個(gè)孔，孔寬(A)應(yīng)稍大于鋼球直徑，孔長(zhǎng)(B)一般大于鋼球直徑 3實(shí)驗(yàn)步驟及安裝調(diào)整 (1)描述平拋物體運(yùn)動(dòng)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(zhǔn)儀調(diào)節(jié)末端，使槽末端切線水平，隨之將其固定，如圖52所示 說明 如果沒有水準(zhǔn)儀，則可將鋼球放于槽的末端調(diào)節(jié)斜槽后，輕輕撥動(dòng)鋼球，若鋼球能在任何位置平衡，說明達(dá)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

24、的軌跡平面跟板面平行； (c)將小球飛離斜槽末端時(shí)的球心位置水平投影到白紙上描點(diǎn)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(diǎn)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(dòng)，當(dāng)飛行的小球順利地穿過卡片上小孔時(shí)，在小孔靠近紙面所在處做上記號(hào)；重復(fù)該步驟，描下至少5個(gè)不同位置的對(duì)應(yīng)點(diǎn)； (f)把白紙從木板上取下來，將前面描述的一系列點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，即為小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 (2)求小球平拋的初速度： (a)以。為坐標(biāo)原點(diǎn)，用三角板在白紙上建立z0夕坐標(biāo)系； (b)在軌跡線上選取點(diǎn)M，并測(cè)出它的坐標(biāo)值(z，y)，代人公式計(jì)

25、算水平初速度； (c)再在曲線上選取不同點(diǎn)，重復(fù)步驟2(b)，測(cè)量、計(jì)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(cè)量值 4注意事項(xiàng) (1)在調(diào)整安裝時(shí)，應(yīng)保證斜槽末端切線水平，確保鋼球飛出后作平拋運(yùn)動(dòng)；應(yīng)使木板(包括白紙)靠近槽口、豎直且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面平行，確保運(yùn)動(dòng)小球靠近木板，但不接觸木板. (2)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)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(yīng)恰當(dāng)，以便使小球的運(yùn)動(dòng)軌跡由木板左上角到右下角. (3)在取下白紙前，應(yīng)在白紙上記下小球飛離槽口時(shí)球心位置0(鋼球球心在圖板上的水平投影點(diǎn)，而不是斜槽末端點(diǎn)的投影)，如圖53所示確定坐標(biāo)軸原點(diǎn)，

26、并用重垂線過0 作豎直線，以準(zhǔn)確確定坐標(biāo)系的y軸 (4)在軌跡曲線上選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選離坐標(biāo)原點(diǎn)稍遠(yuǎn)的點(diǎn)用以測(cè)量計(jì)算，這樣可減小誤差 【典型范例導(dǎo)析】 【例2】 在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在建立直角坐標(biāo)系時(shí)，有一處失誤設(shè)他在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和進(jìn)行其余的操作時(shí)準(zhǔn)確無誤 (1)觀察如圖54，可知，他失誤之處是_ (2)他根據(jù)記錄建立坐標(biāo)系，運(yùn)用教材實(shí)驗(yàn)原理測(cè)得的平拋初速度值與其真實(shí)值相比_(選填“偏大”、“相等”或“偏小”) 解析 (1)坐標(biāo)系原點(diǎn)應(yīng)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(xué)卻錯(cuò)誤地將坐標(biāo)原點(diǎn)取在槽口處 (2)如圖55所示，正確的坐標(biāo)系橫軸應(yīng)建立在x

27、處，原點(diǎn)應(yīng)在O處 在軌跡上取點(diǎn)P，其坐標(biāo)值真實(shí)值為(x，y)，測(cè)量值為(z，y)，其中y>y，x=x 而 當(dāng)套用課本實(shí)驗(yàn)原理而又錯(cuò)取坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，該同學(xué)得到的測(cè)量值偏大 點(diǎn)評(píng)無論將坐標(biāo)原點(diǎn)是取在飛離槽口的球心處，還是將原點(diǎn)取在槽口處，只要認(rèn)清平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向、豎直方向運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，就可這樣處理：如圖56所示在豎直方向上： 在水平方向上： v0=x/T當(dāng)改用通用方法處理時(shí)，小球平拋初速度測(cè)量值會(huì)與真實(shí)值相吻合【例3】在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了運(yùn)動(dòng)軌跡上三點(diǎn)A、B、C，如圖57所示，以A為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，各點(diǎn)坐標(biāo)值已在圖中標(biāo)出求： (1)小球平拋初速度大?。?(2)小球做

28、平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置坐標(biāo) 解析 (1)如圖57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(yùn)動(dòng)，因此小球在這兩段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tAB=tBC=T 小球在豎直方向作勻加速運(yùn)動(dòng)，由s=aT2得 25cm一15cm=lOOcms2·T2， T=O1s 小球在水平方向上作勻速運(yùn)動(dòng)，有v0=10cm/0.1s=lcms=lms (2)由于小球在豎直方向上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球在B點(diǎn)的豎直分速度大小等于AC段在豎直方向平均速度大小 vBy=0.4/0.2=2(m/s) 設(shè)小球從拋出點(diǎn)0到B點(diǎn)歷時(shí)為tOB，有 tOB=vBy/g=0.2s 小球從拋出點(diǎn)0到A點(diǎn)歷時(shí)： tOA=tOBT

29、=O1s 因此， xOA=v0tOA=lOcm， yOA=5cm 故0點(diǎn)坐標(biāo)值為(一10，一5) 點(diǎn)評(píng)在學(xué)習(xí)中應(yīng)該學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，而不是膚淺地看表象；例如在解決本例題時(shí)，我們關(guān)鍵在于抓住其運(yùn)動(dòng)本質(zhì)，而不是生搬硬套某種解題方法不少學(xué)生將圖57中的A點(diǎn)作為小球拋出點(diǎn)，運(yùn)用公式 x=v0t y=1/2gt2必然導(dǎo)致求解錯(cuò)誤 在此實(shí)驗(yàn)中，由于一些偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)儀器的影響會(huì)造成誤差(稱偶然誤差)，減小這類誤差的方法是通過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量、計(jì)算最后結(jié)果再求其平均值在應(yīng)用平均法測(cè)量間接測(cè)量的物理量時(shí)，要平均的是待測(cè)量(平拋初速度)，而不是直接測(cè)量的物理量 如圖58所示，斜槽末端切線略向下傾斜，設(shè)其切

30、線(虛線)與水平成角 在處理數(shù)據(jù)時(shí)，取小球運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)P點(diǎn)坐標(biāo)(x，y)，設(shè)通過測(cè)量計(jì)算的小球飛到P點(diǎn)的時(shí)間為t測(cè)，而小球真實(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t真，則有 設(shè)小球平拋初速度的測(cè)量值、真實(shí)值分別為t測(cè)、t真，有 v測(cè)=x/t測(cè)， v真= 因此 v測(cè)< v真即當(dāng)斜槽末端切線向下傾斜時(shí)會(huì)導(dǎo)致小球平拋初速度測(cè)量值偏小實(shí)驗(yàn)六 探究功與物體速度變化的關(guān)系本探究實(shí)驗(yàn)是按著如下的思路進(jìn)行的：1改變功的大小 采用教材圖7.6-1所示實(shí)驗(yàn)裝置，用1條、2條、3條同樣的橡皮筋將小車?yán)酵晃恢冕尫牛鹌そ罾?duì)小車所做的功依次為W、2W、3W2確定速度的大小 小車獲得的速度v可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其

31、他方法測(cè)出。3尋找功與速度變化的關(guān)系 以橡皮筋拉力所做的功W為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度v為橫坐標(biāo)，作出Wv曲線（即功速度曲線）。分析這條曲線，得出橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系。操作技巧：1如何平衡摩擦力？為了排除摩擦力的干擾，實(shí)驗(yàn)中可將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)。如果紙帶上打出的點(diǎn)距是均勻的，說明紙帶的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)距確定速度？由于我們關(guān)心的

32、是小車的最大速度，而小車達(dá)到最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng)，所以選擇相鄰距離基本相同的若干個(gè)點(diǎn)作為小車勻速運(yùn)動(dòng)階段的點(diǎn)，用這些點(diǎn)計(jì)算小車的速度。數(shù)據(jù)處理方法：1 計(jì)算法 2。圖象法試分別說明以上兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。例1。你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)的探究思路有何巧妙之處？解析 實(shí)驗(yàn)中用橡皮筋的彈力拉動(dòng)小車做功使小車獲得動(dòng)能，探究橡皮筋做的功與小車速度變化的關(guān)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(jì)算功的大小。即使知道彈力功的公式也不能用它進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)橄鹌そ畹膭哦认禂?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(yùn)動(dòng)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

33、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(shí)驗(yàn)方法巧妙地避開了功的計(jì)算，直接確定了橡皮筋拉力對(duì)小車所做功的倍數(shù)關(guān)系。例2。如果提供你天平、氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)探究功與質(zhì)量、速度間定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法。v1v2G2G1msh解析 如圖所示，滑塊在氣墊導(dǎo)軌上受重力和支持力兩個(gè)力的作用，當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軌滑行時(shí)，滑塊重力沿傾斜導(dǎo)軌方向的分力對(duì)滑塊做功。這一分力為 ，在滑塊經(jīng)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(zhì)量，可用天平測(cè)出；h為墊塊的高度，l為墊塊與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)到導(dǎo)軌底端的距離，s為兩光電門間的距離，均可用刻度

34、尺測(cè)出。以v1、v2分別表示滑塊經(jīng)過光電門G1、G2時(shí)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(jì)時(shí)器顯示的滑塊經(jīng)過光電門G1、G2的時(shí)間，即可算出v1、v2。由m、v1、v2組成的式子可能為m(v2v1)、m(v2v1)2、m(v22v12)、m(v2v1)3、m(v23v13)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別代入以上各式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可發(fā)現(xiàn)功與質(zhì)量、速度間的定量關(guān)系。點(diǎn)悟 由于待測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，物理量之間的關(guān)系又較復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確測(cè)量，同時(shí)要把m、h、l、s等量都進(jìn)行變化。探究結(jié)果表明，功與質(zhì)量、速度間存在著如定量關(guān)系： 。實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

35、機(jī)械能守恒定律二、實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地面作為零重力勢(shì)能面，如果忽略空氣阻力，下落過程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能守恒即mvmghAmvmghB上式亦可寫成mvmvmghAmghB.等式說明，物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加為了方便，可以直接從開始下落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)(如圖1中A點(diǎn))來進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有：mvmgh，即為本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)的高度，vA是物體在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，帶有鐵夾的鐵架臺(tái)，紙帶，復(fù)寫紙，帶夾子的重物，刻度尺，導(dǎo)線兩根四、實(shí)驗(yàn)步驟1安裝置：按圖2將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵

36、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：分兩種情況說明(1)用mvmghn驗(yàn)證時(shí)，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且1、2兩點(diǎn)間距離略小于或接近2 mm的紙帶(2)用mvmvmgh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)，只要后面的點(diǎn)跡清晰就可選用五、數(shù)據(jù)處理方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算代入mghn和mv，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下，mghn和mv相等，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律方法二：任取兩點(diǎn)計(jì)算(1)任取兩點(diǎn)A、B測(cè)出hAB，算出mghAB.(2)算出mvmv