新課標高考力學試驗歸納

1、力學實驗.研究紙帶上點之間圖2.14-1,細繩跨過定滑輪，下邊吊著適當?shù)臄?shù)量鉤碼。6.分析數(shù)據每兩個計數(shù)點間的時間間隔T取決于打點計時器的頻率及間隔的計時點的個數(shù)實驗一：研究勻變速直線運動1 .打點計時器打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器.它每隔0.02s打一次點（交流電頻率為50Hz）o電磁打點計時器的工作電壓是4-6V,電火花打點計時器的工作電壓是220V。2 .紙帶上打的點的意義紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置的間隔，就可以了解物體的運動情況.（運動方向，運動性質等）若任意相等時間內的位移相等，則物體做勻速直線運動；若相等時間內的位移不相等，則物體做變速直線運動

2、；若連續(xù)相等時間內的位移差為恒量，則物體做勻變速直線運動，并可由x=aT2求出加速度（為了減小誤差常用逐差法或v-t圖象法求加速度）.3 .計數(shù)點和計時點4 .實驗器材電火花打點計時器（或電磁打點計時器）、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙片.5 .實驗步驟、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木板上無滑輪的一端，如右圖。、把一條細繩拴在小車上、把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面。、先使小車依靠在打點計時器處，先接通電源后釋放小車、先斷開電源后取下紙帶。、換上新紙帶多測量幾次。、在選出的一條紙帶上測量每個計數(shù)點與起始計數(shù)

3、點的距離S1、S2、S3SoSo（1） 瞬時速度的求法VC=2T（2） 加速度的求法逐差法:a=(S4+S5+S6)(S1+S2+S3)或廠(S3+S4)-(Si+S2)9T24T2V-t圖像法：求出個點的瞬時速度，描點作出v-t圖像，圖像的斜率的大小表示根據a的定義式a=t-0t根據推論a=后兩種方法誤差較大，一般情況下不用T27.注意事項、計時器打出的點不清晰，可能是電壓偏低或振針位置不合適。、打點計時器在紙帶上應打出輕重合適的小圓點，如果打出的是短橫線，可能因為振針距復寫紙的高度太小，也可能接的直流電壓、計時器打點時，應先接通電源，待打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶。、拉動紙帶前，應使拉動端?？吭?/p>

4、靠近打點計時器的位置。、小車的加速度應適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出78個計數(shù)點為宜，計算時注意單位。實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系1 .原理：彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和外力大小相等(彈力的大小與祛碼的重力相等)；彈簧的伸長越長，彈力也就越大.2 .實驗器材：彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干個.3 .實驗步驟(1) .將彈簧掛在鐵架臺上，用刻度尺量出彈簧的自然長度.(2) .在彈簧下端掛質量為ml的鉤碼，量出此時彈簧的長度1,記錄ml和l,填入自己設計的表格中(3) .改變所掛鉤碼的質量，量出對應的彈簧長度，記錄m2m3m4m

5、5和相應的彈簧長度2、3、4、5,并得出每次彈簧的伸長量l,2,3,4,5.1嬋加M0J1111011.51!2.01112511理簧秤的伸長流血|11112E111501116.8_11!P.S11I12.4|1.(4) .以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點法作圖.連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線.(5) .由圖線所代表的變化規(guī)律寫出以為自變量的函數(shù)表達式.(6) .解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義.有時以彈簧的實際長度L為橫坐標4 .實驗結論胡克定律：彈簧彈力的大小F和彈簧伸長(或縮短)的長度成正比，寫成公式就是：F=kx,其中k是比例常

6、數(shù)，叫做彈簧的勁度系數(shù).勁度系數(shù)是一個有單位的量，在國際單位制中，F(xiàn)的單位是牛,的單位是米，的單位是牛/米.符號是“n/m'，不同的彈簧其勁度系數(shù)并不相同，勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力.胡克定律的適用范圍物體的形變過大，超出一定限度，上述正比關系將不再成立，這時即使撤去外力，物體也不能安全恢復原狀.這個限度叫做彈性限度，胡克定律在彈性限度內適用彈性限度內的形變叫做彈性形變.5 .注意事項(1)測量彈簧的原長，要豎直懸掛(不掛重物)測量，不能平放在桌面上測量.(2)所掛重物重量不能太大，以免超過彈性限度.(3)正確理解彈簧的伸長量，即彈簧的伸長量是指彈簧受到拉力

7、時的長度與原長之差.實驗三：驗證力的平行四邊形定則1 .實驗原理：一個力F'的作用效果與兩個共點力Fi和F2的共同效果都是把橡皮條拉伸到某點，所以F為Fi和F2的合力，作出的圖示，再根據平行四邊形定則作出Fi和F2的合力F的圖示，比較F'和F是否大小相等，方向相同。如果在誤差范圍內，F(xiàn)'和F相同，那么力的平行四邊形定則就正確。(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、2 .實驗器材：方木板一塊、白紙、彈簧測力計刻度尺、圖釘(幾個)、細芯鉛筆.3 .實驗步驟O乙(1)把橡皮條的一端固定在板上的A點。(2)用兩條細繩結在橡皮條的另一端，通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，

8、橡皮條伸長，使結點伸長到O點(如圖2-1)(3)用鉛筆記下O點的位置，畫下兩條細繩的方向，并記下兩個測力計的讀數(shù)。拉橡皮條的細線要適當長一些，標記每條細線方向的方定是使視線通過細線垂直于紙面，在細線下面的紙上用鉛筆點出兩個定點的位置，并使這兩個片(4)在紙上按比例作出兩個力F1、F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F。(5)只用一個測力計，通過細繩把橡皮條上的結點拉到同樣的位置O點，記下測力計的讀數(shù)和細繩的方向，按同樣的比例作出這個力F'的圖示，比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F,比較合力大小是否相等，方向是否相同。(6)改變F1和F2的夾角和大小，再做兩次。4 .注意事項

9、(1) .位置不變：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結點的位置一定要相同.(2) .角度合適：用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大，以60°100°之間為宜(3)橡皮條、細繩、測力計應在同一平行于紙面的平面內，測力計的掛鉤應避免與紙面磨擦。(4)作圖要用尖鉛筆，圖的比例要盡量大些，要用嚴格的幾何方定作出平行四邊形，圖旁要畫出表示力的比例線段，且注明每個力的大小和方向。(5)實驗中要用兩只完全相同的彈簧測力計，并且拉力不能超過其量程。實驗四：驗證牛頓運動定律1 .目的：驗證牛頓第二定律，就是驗證：(1)物體質量一定時，加速度與合外力成正比(

10、2)合外力一定時，物體的加速度與質量成反比.2 .原理：(1).保持研究對象(小車)的質量(M)不變，改變砂桶內砂的質量(m),即改變牽引力測出小車的對應加速度，用圖像法驗證加速度是否正比于作用力.(2) .保持砂桶內砂的質量(m)不變，改變研究對象的質量(M),即往小車內加減祛碼，測出小車對應的加速度，用圖像法驗證加速度是否反比于質量.利用砂及砂桶通過細線牽引小車做加速運動的方法,采用控制變量法研究上述兩組關系.平衡摩擦力：通過適當?shù)恼{節(jié)，將斜面抬高一定角度，消除小車所受阻力的影響,3.實驗器材：附有定滑輪的長木板、薄木墊、小車、細線、小桶及砂、打點計時器、低壓交流電源、導線、天平(帶一套祛

11、碼)、毫米刻度尺、紙帶及復寫紙等.4 .實驗步驟：(1) .用天平測出小車和小桶的質量M。和m。，并記錄數(shù)值；(2) .按照要求安裝實驗器材，此時不把懸掛小桶用的細繩系在車上，即不給小車加牽引力；(3) .平衡摩擦力，在長木板不帶定滑輪的一端下面墊薄木板，并反復移動其位置，直到打點計時器正常工作后，小車在斜面上的運動可以保持勻速直線運動狀態(tài)為止；把細繩系在小車上并(4) .記錄小車及車內所加祛碼的質量；稱好砂子后將砂倒入小桶,繞過定滑輪懸掛小桶；此時要調整定滑輪的高度使繩與木板平行；接通電源，放開小車,待打點計時器在紙帶上打好點后，取下紙帶,(5) .保持小車的總質量不變，改變砂的質量(均要用

12、天平稱量)，按步驟4中方法打好紙帶，做好標記；(6) .在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，分別計算出加速度值；(7) .用縱坐標表示加速度，橫坐標表示作用力(即砂和砂桶的總重力mg),根據實驗結果畫出相應的點，如果這些點在一條直線上，便證明了質量一定的情況下，加速度與合外力成正比；求出相應的加速度，用縱坐標表示加速度，橫坐標表示小車及祛碼的總質量的倒數(shù)(8) .保持砂和桶的質量不變，在小車上加祛碼(需記錄好數(shù)據)，重復上面的實驗步驟，M根據實驗結果畫出相應的點，如果這些點在一條直線上，就證明了合外力一定的情況下，加速度與質量成反比.5 .注意事項(1) .實驗中始終要求砂和砂桶的總質量m遠小

13、于小車和祛碼的總質量M,一般情況下要滿足10mvM.只有這樣，砂和砂桶的總重力才能視為小車所受的拉力；設小車的質量為M、平衡摩擦力后合外力為F、加速度為a,細繩的拉力為T、砂和砂桶的總質量為m;對小車有：a=T,對砂及砂桶有：mg-T=ma;聯(lián)立解得細繩拉力表達m式為：T=Mmg=一1mg要使T=mg,必須滿足的條件是：M>>m.Mmdm1M(2) .平衡摩擦力時不要掛小桶，但小車要掛紙帶并接通打點計時器；有兩個作用：一是從紙帶上打出的點子來判斷小車是否勻速運動，二是在平衡摩擦力時也要平衡振針和紙帶之間的摩擦(如果使用電火花計時器，該摩擦可以忽略).平衡摩擦力是使小車重力沿斜面的分

14、力與小車運動時所受到的所有摩擦力相平衡；(3) .在每次打過點的紙帶上，都要注明小車的質量和拉力數(shù)值，以免在分析數(shù)據時造成錯誤；(4) .小車每次釋放前應靠近打點計時器，且先接通電源再釋放小車；小車停止運動前應按住小車；(5) .由于aM圖像是一條曲線，難以判斷a和M之間的函數(shù)關系，從而難以確定a1與M的定量關系.為了便于對實驗結果作出直觀判斷，本實驗中作a,圖像M(6) .作圖像時，要使盡可能多的點子在直線上，不在直線上的點也要盡可能對稱分布在直線兩側，其目的是在數(shù)據處理時盡量減少偶然誤差.6 .實驗圖像分析(1)圖像斜率的物理意義：當M一定時，aF圖像中，a=F其斜率為;即aF圖像的斜率為

15、MM小車質量的倒數(shù)；當F一定時，a工圖像中，a=F其斜率為F;即a工圖像的斜率MMM為砂和砂桶的重力.(2)圖像是否過原點一反映平衡摩擦力的情況.當M一定時，aF圖像；圖像過原點時表明平衡摩擦力合適，如圖；圖像與a軸截距為正數(shù)時，表明F=0時，小車就有加速度a=a0,即長木板的傾角過大，如圖；圖像與水平軸相交時，表明小車加上拉力F=F0時，其加速度a=0,即長木板的傾角過小或沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，如圖.1當F一定時，a,圖像；圖像過原點時表明平衡摩擦力合適，如圖；圖M像與a軸截距為正數(shù)時，表明=0、M8時，小車還有加速度a=a0,即長木板的M傾角過大，如圖；圖像與水平軸相交時，表明小

16、車加上拉力F時，其加速度a=0,即長木板的傾角過小或沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，如圖.(3)本實驗圖像彎曲是必然的，并且是向下彎曲:(已平衡摩擦力)當M一定時，aF圖像，理論上：若M一定，則a工F,aF圖像為過原點的傾斜直線；實際上：a=一1一mg,其圖像為以mM11一為斜率的曲線，當m一1增加時，減少，故圖像向下彎曲.mM1當F一定時，a圖像；理論上：若MF一定，則a圖像為過原點的傾斜直線；實際上a=（上mgj像為以Mmg為斜率的曲線,MmMm，1,當增加時,M1，一、口一、，一,以為自變重，mg不變時其圖mg減少，故圖像向下彎圖像彎曲白程度由M的大小確定，只有當M>>m時，

17、圖像近似于直線實驗五：探究動能定理1 .實驗目的探究力做功與物體速度變化的關系.2 .實驗原理探究力做功與物體速度改變的關系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同的功時物體速度的變化，從而得到力做功與物體速度改變的關系.小車在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行.研究橡皮筋對小車做的功W和小車獲得的速度v的關系.此實驗采用半定量的方法，不需要測出W具體值.3 .實驗器材橡皮筋(相同的多根)、木板、小車、打點計時器、電源、紙帶.4 .實驗步驟(1)先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車的速度v1,設此時橡皮筋對小車做的功為這樣橡皮筋對小車做(2)用兩條橡皮筋做實驗，實驗中橡皮筋拉伸的

18、長度與第一次相同,的功為2VV測出小車的速度v2,記入表格.(3)用三條、四條橡皮筋做實驗，用同樣的方法測出功和速度，記入表格(4)建立直角坐標系，用縱坐標表示力對物體做的功W用橫坐標表示物體的速度v或速度的平方v2,描點、連線，得出結論.W-v圖象為曲線，不便于研究它們之間的關系.為了更直觀地探究W與速度v的關系，一2可以回出W-v圖象，這樣可以將曲線轉化為直線，這也是實驗中經常米用的處理數(shù)據的基本方法.從W-J圖象中，只能半定量地判斷W與v2(或物體的動能)成正比，但不能定量地判斷合外力所做的功與動能的變化之間的關系.此時鉤碼結合驗證牛頓第二定律實驗，可以用豎直下落的鉤碼通過繩子拉動小車運

19、動,的重力所做的功可以近似等于合外力所做的功(帶計算小車動能的變化量，從而定量地探究動能定理注意平衡摩擦力)，通過打點計時器打出紙打點中時器多塊細統(tǒng)紙帶L*-長木余1水平實驗臺II上小沙桶長木板斜面-墊塊滑塊雄帶打點計時器水平實驗臺P-物碼5.注意事項(1) .我們用2條，3條橡皮筋進行第2次、第3次實驗時，要用相同的橡皮筋，每次實驗時橡皮筋伸長的長度都應保持一致.(2) .實驗時可使木板略微傾斜，使小車恰能做勻速直線運動(平衡摩擦力)(3)分析紙帶求小車的速度時，應計算小車的最大速度，即小車勻速的速度，也是橡皮條恢復原長時的速度，應在紙帶上找出距離相等的三個點實驗六：驗證機械能守恒定律1.實驗目的：驗證機械能守恒定律2 .實驗原理：只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能可以互相轉化，但總的機械能守恒，利用打點計時器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度v,從而驗證物體在自由下落過程中，重力勢能的減少量Ep=mghEk=mJ相等23 .實驗步驟：(1) .把打點計時器按圖安裝在鐵架臺上，用導線將打點計時器與學生電源連接好.(2) .把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計