【導(dǎo)學(xué)案】力學(xué)實驗

1、PAGE35力學(xué)實驗一、知識必備1誤差和有效數(shù)字1有效數(shù)字有效數(shù)字的位數(shù)：從左側(cè)第一個不為零的數(shù)字起到最末一位數(shù)字止，共有幾個數(shù)字，就是幾位有效數(shù)字。科學(xué)記數(shù)法：大的數(shù)字，如36500，如果第3位數(shù)5已不可靠時，應(yīng)記作104；如果是在第4位數(shù)不可靠時，應(yīng)記作104。2誤差誤差是測量值與真實值之間的差異，不是錯誤，且不可避免。由于儀器不精確、方法粗略、原理不完善等產(chǎn)生的是系統(tǒng)誤差，特點是測量值總偏大或偏小。由于各偶然因素對實驗者、測量儀器、被測量物的影響而產(chǎn)生的誤差是偶然誤差，特點是有時偏大有時偏小，可用多次測量求平均值減小偶然誤差。2基本儀器的使用1長度測量類儀器：毫米刻度尺的讀數(shù)：精確到毫米

2、，估讀一位。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)：游標(biāo)尺/mm精度/mm測量結(jié)果游標(biāo)尺上第n條刻度線與主尺上的某刻度線正對時/mm刻度格數(shù)刻度總長度每小格與1毫米差109主尺上讀的毫米數(shù)2019主尺上讀的毫米數(shù)5049主尺上讀的毫米數(shù)螺旋測微器的讀數(shù)：測量值固定刻度整毫米數(shù)半毫米數(shù)可動刻度讀數(shù)含估讀。2時間測量類儀器：打點計時器：每打兩個點的時間間隔為，一般每五個點取一個計數(shù)點，則時間間隔為t5s。頻閃照相機：用相等時間間隔獲取圖象信息的方法將物體在不同時刻的位置記錄下來。光電計時器：記錄遮光時間。3力學(xué)實驗1驗證性實驗：驗證力的平行四邊形定則，驗證牛頓運動定律，驗證機械能守恒定律，驗證動量守恒定律。2探究性實驗：

3、探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系，探究動能定理。4實驗數(shù)據(jù)的處理方法1列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時，為了簡單而明顯地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，可將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀裰?，即為列表法?平均值法：把在同一狀態(tài)下測定的同一個物理量的若干組數(shù)據(jù)相加求和，然后除以測量次數(shù)。3作圖法：用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便，有取平均值的效果。由圖線的斜率、截距、包圍的面積等可以研究物理量之間的關(guān)系。二、真題體驗12022全國卷，22某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖a所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等

4、時間間隔地滴下小水滴，圖b記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置。已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴1由圖b可知，小車在桌面上是_填“從右向左”或“從左向右”運動的。2該小組同學(xué)根據(jù)圖b的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖b中A點位置時的速度大小為_m/s，加速度大小為_m/s2。結(jié)果均保留2位有效數(shù)字解析1小車在阻力的作用下，做減速運動，由圖b知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運動。2已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴，所以相鄰兩水滴間的時間間隔為teqf30,45seqf2,3s，所以A點位置的速度為vAeqf,2f2,3m/ss。根據(jù)逐差法可求

5、加速度aeqf（54）（21）,6（t）2，解得as2。答案1從右向左222022全國卷，22某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗，將畫有坐標(biāo)軸橫軸為軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm的紙貼在水平桌面上，如圖a所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點位于圖示部分之外，另一端m長度的線段表示1N的力，以O(shè)為作用點，在圖2a中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；F合的大小為_N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為_。若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。解析1由圖b可知，F(xiàn)的大小為2畫出力F1、F2的圖示，如圖所

6、示用刻度尺量出F合的線段長為20mm，所以F合大小為，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為tan。答案12見解析32022全國卷，22某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。實驗步驟如下：如圖a，將光電門固定在斜面下端附近，將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑；當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t；用s表示擋光片沿運動方向的長度如圖b所示，v表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內(nèi)的平均速度大小，求出v；將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上

7、的擋光片前端與中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟、；多次重復(fù)步驟；利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出vt圖，如圖所示。（c）完成下列填空：1用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小，則v與vA、a和t的關(guān)系式為v_。2由圖c可求得vA_cm/s，a_cm/s2。結(jié)果保留3位有效數(shù)字解析1設(shè)擋光片末端到達光電門的速度為v，則由速度時間關(guān)系可知：vvAat，且veqfvAv,2聯(lián)立解得：vvAeqf1,2at；2由圖c可讀出vAs，圖線的斜率eqf1,2aeqf,（180）103cm/s2s2，即as2。答案1vvAeqf1,2at2真題感悟：1高考考查特點

8、1“源于課本，不拘泥于課本”一直是高考實驗命題的理念。2考查實驗的靈魂原理是重中之重。3將實驗的基本方法控制變量法，處理數(shù)據(jù)的基本方法圖象法、逐差法，融入實驗的綜合分析之中。4以基本的力學(xué)模型為載體，依托運動學(xué)規(guī)律和力學(xué)定律設(shè)計實驗。如2022年全國卷的第22題。2解題的常見誤區(qū)及提醒1拘泥于教材實驗，死記硬背不知變通是常見錯誤。2注重物理規(guī)律在實驗儀器和操作中的實現(xiàn)條件是解題的關(guān)鍵。3不分析試題的情景，生搬硬套教材實驗，錯誤的應(yīng)用實驗結(jié)論。4進行實驗時要注重實驗的細節(jié)，不能結(jié)合實驗的器材和數(shù)據(jù)以及物體的受力情況進行分析。三、游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)1下面各圖均是用游標(biāo)卡尺測量時的示意圖，圖

9、甲中游標(biāo)卡尺為50分度游標(biāo)卡尺，圖乙為20分度游標(biāo)卡尺，圖丙為10分度游標(biāo)卡尺，它們的讀數(shù)分別為_；_；_。解析在圖甲中，主尺讀數(shù)為42mm，游標(biāo)尺上第5條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是50分度的，所以讀數(shù)為42mm5；在圖乙中，主尺讀數(shù)為63mm，游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是20分度的，所以讀數(shù)為63mm6；在圖丙中，主尺讀數(shù)為29mm，游標(biāo)尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標(biāo)尺是10分度的，所以讀數(shù)為29mm8。答案2某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖a所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖b所示。圖a所

10、示讀數(shù)為_mm，圖b所示讀數(shù)為_mm，所測金屬板的厚度為_mm。解析題圖a所示讀數(shù)為0mm；題圖b的讀數(shù)為；故金屬板的厚度d。答案練后反思：游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù)的“3點注意”1螺旋測微器讀數(shù)時要估讀，以毫米為單位，小數(shù)點后必須為3位，同時注意固定刻度上的半刻度是否露出。2游標(biāo)卡尺不估讀，以毫米為單位，10分度卡尺，小數(shù)點后只有1位；20分度和50分度卡尺，小數(shù)點后有2位。3注意題目要求的單位是否為mm，若不是則要先以mm為單位讀數(shù)，然后再換算為題目要求的單位。四、“紙帶”類實驗11在“研究勻變速直線運動”的實驗中，下列方法中有助于減小實驗誤差的是_。填正確答案標(biāo)號A選取計數(shù)點，把每打5個點

11、的時間間隔作為一個時間單位B使小車運動的加速度盡量小些C舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、點間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算D適當(dāng)增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù)2某次實驗獲得的紙帶如圖所示，O點為起始點，A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，由圖可知紙帶的加速度為a_，在打D點時紙帶的速度為vD_保留兩位有效數(shù)字，F(xiàn)到G的距離為FG_。解析1選取計數(shù)點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位，可以減小測量的誤差，A正確；為了減小實驗的測量誤差，加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，B錯誤；舍去紙帶上開始時密集的點，只利用點跡清晰、點間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算，可以減小

12、誤差，C正確；適當(dāng)增加鉤碼的個數(shù)，可以適當(dāng)增大加速度，減小實驗誤差，D正確。2因為連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差，根據(jù)aT2得，aeqf,T2eqf102,m/s2s2，F(xiàn)GEF。打D點時紙帶的速度vDeqfCE,2Teqf（）102,m/ss。答案1ACD2s2s2用圖1所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。實驗時保持小車含車中重物的質(zhì)量M不變，細線下端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力F，用打點計時器測出小車運動的加速度a。圖11關(guān)于實驗操作，下列說法中正確的是_。A實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使滑輪和小車間的細線與木板平行B平衡摩擦力時，在細線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻速下滑C每次改變

13、小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，后釋放小車2圖2為實驗中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間都有4個點跡未標(biāo)出，測出各計數(shù)點到A點間的距離。已知所用電源的頻率為50H，打B點時小車的速度v_m/s，小車的加速度a_m/s2。3改變細線下端鉤碼的個數(shù)，得到aF圖象如圖3所示，造成圖線上端彎曲的原因可能是_。圖2圖3解析1細線的拉力不能引起小車對長木板壓力的變化，A項正確；平衡摩擦力時不要掛鉤碼，B項錯誤；改變小車的拉力時無需重新平衡摩擦力，C項錯誤；實驗時應(yīng)先接通電源，后釋放小車，D項正確。2打

14、B點時小車的速度為vBeqfAC,2Teqf102,m/ss；根據(jù)逐差法得出小車加速度為aeqf4321,4T2s2。3F變大彎曲時，原因是隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量。答案1AD2也算對3隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足Mm練后反思：紙帶的三大應(yīng)用1由紙帶確定時間要區(qū)別打點計時器打點周期為打出的點與人為選取的計數(shù)點之間的區(qū)別與聯(lián)系，若每五個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔t5s。2求解瞬時速度利用做勻變速直線運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求打某一點的瞬時速度。如圖甲所示，第n點的瞬時速度vneqfnn1,2T。3用“逐差法”求加速度如圖

15、乙所示，因為a1eqf41,3T2，a2eqf52,3T2，a3eqf63,3T2，所以aeqfa1a2a3,3eqf456123,9T2。甲乙五、“橡皮條、彈簧、碰撞”類實驗1小明同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗時，安裝好如圖所示的實驗裝置，讓刻度尺的零刻度線與彈簧上端平齊。1在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為l1，此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺分度值是1mm上位置的放大圖如圖12所示，可讀出彈簧的長度l1_cm。2在彈性限度內(nèi)，在彈簧下端分別掛2個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是l2、l3、l4、l5。實驗中，當(dāng)掛3個鉤碼時，彈簧長度為。已知單個鉤碼質(zhì)量是

16、50g，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭s2，據(jù)此小明計算出彈簧的勁度系數(shù)為_N/m。結(jié)果保留3位有效數(shù)字3實驗中沒有考慮到彈簧的自重，對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果有無影響_填“有”或“沒有”。4小紅同學(xué)發(fā)現(xiàn)小明僅用這兩組數(shù)據(jù)計算出的結(jié)果與彈簧的標(biāo)稱值相差較大，請你幫助小紅提出更合理的數(shù)據(jù)處理方案：_。解析1已知刻度尺的零刻度線與彈簧上端平齊，由示數(shù)知此時彈簧長度為。2根據(jù)胡克定律，eqfF,490N/m。按題目要求，結(jié)果保留3位有效數(shù)字3因為eqfF,，彈簧伸長量的增加量取決于所掛鉤碼重力的增加量F，即跟彈簧自重?zé)o關(guān)，故彈簧的自重對彈簧勁度系數(shù)的測量結(jié)果無影響。4偶然誤差是由各種偶然因素實驗者、測量儀器、被測物

17、理量影響等引起的，偏大和偏小概率均等，故多次測量求平均值可有效減小偶然誤差。答案124903沒有4作出Fl圖象，求斜率；作出Fl圖象，求斜率；利用逐差法求勁度系數(shù)；用多組數(shù)據(jù)，求平均值答出任一種即可2現(xiàn)要用圖甲完成“驗證力的平行四邊形定則”實驗：把白紙固定在豎直放置的木板上，白紙上畫有一些同心圓，相鄰兩圓之間的距離為r，圓心O距第一個圓的距離為r，A、B為光滑的滑輪，可沿虛線圓環(huán)滑動，也可固定。CO為豎直方向的一基準(zhǔn)線。1完成下列主要實驗步驟所缺的內(nèi)容：用一細線系住橡皮筋的一端，細繩的另一端固定在C點，橡皮筋的另一端連接兩條輕繩，跨過定滑輪后各拴一細繩套，分別掛上3個鉤碼和4個鉤碼每個鉤碼重1

18、N如圖乙所示，適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細繩之間的結(jié)點穩(wěn)定于O點處，記下_和兩條輕繩的方向，取下鉤碼。再用一把彈簧測力計沿豎直方向把兩細繩與橡皮筋的結(jié)點也拉至O處，如圖丙所示，記下彈簧測力計的讀數(shù)F_N。丁2若相鄰兩圓環(huán)之間的距離表示1N，該同學(xué)已經(jīng)在圖丁中作出兩條輕繩的拉力F1和F2。請按力的圖示在圖丁中作出F1和F2的合力F及拉力F的圖示。3對比F和F的大小和方向，發(fā)現(xiàn)它們不是完全一致的，其可能的原因是_。填一個原因4在步驟中“適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細繩之間的結(jié)點穩(wěn)定于O點處”的目的是_。解析1本實驗中鉤碼的重力替代拉力，故在實驗完成后要記錄下兩條細繩上的鉤碼的

19、個數(shù)，這樣就相當(dāng)于記錄下了每根細繩所受到的拉力大小。彈簧測力計的讀數(shù)F。2所作的圖示如圖所示。3測量存在誤差、作圖沒有畫準(zhǔn)、彈簧測力計自身重力的影響、滑輪與繩之間的摩擦力等。4由于CO是在豎直方向，適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細繩之間的結(jié)點穩(wěn)定于O點處，目的是為了使F1和F2的合力沿豎直方向。答案1兩條細繩上的鉤碼的個數(shù)2見解析3見解析4使F1和F2的合力沿豎直方向3氣墊導(dǎo)軌工作時，可忽略滑塊與導(dǎo)軌表面間的阻力影響?，F(xiàn)借助氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律，如圖甲所示，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置質(zhì)量均為m的A、B圖中未標(biāo)出兩滑塊，左側(cè)滑塊的左端、右側(cè)滑塊的右端分別與一條穿過打點計時器的紙帶圖中未畫出

20、相連，打點計時器電源的頻率為f。氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，待打點穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動。如圖乙、圖丙所示為某次實驗打出的、分別與兩個滑塊相連的兩條紙帶，紙帶上相鄰兩計數(shù)點間有4個點未畫出，用刻度尺分別測出s1、s2和s3。1若碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度，則滑塊_填“A或B”與圖乙所示紙帶的_填“左”或“右”端相連；2碰撞前A、B兩滑塊的動量大小分別為_、_，驗證動量守恒定律的表達式為_用題目所給的已知量表示。解析1因碰前A的速度大于B的速度，且A、B的速度方向相反，碰后速度相同，根據(jù)動量守恒定律可知，滑塊A應(yīng)與圖乙所示紙帶

21、的左側(cè)相連。2碰撞前兩滑塊的速度大小分別為v1eqfs1,teqfs1,5T；v2eqfs3,teqfs3,5T。碰撞后兩滑塊的共同速度大小veqfs2,teqfs2,5T。所以碰前兩滑塊動量大小分別為v1，v2，總動量為v。則驗證動量守恒定律的表達式為s1s3，即s1s32s2。答案1A左2s1s32s2六、力學(xué)創(chuàng)新實驗1為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞碰撞過程中沒有機械能損失，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗：用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1m2。按照如圖所示，安裝好實驗裝置。將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切

22、線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端。先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置。將小球m2放在斜槽末端點B處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m1和m2在斜面上的落點位置。用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離。圖中D、E、F點是該同學(xué)記下小球在斜面上的落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF。根據(jù)該同學(xué)的實驗，回答下列問題：1小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中的_點，m2的落點是圖中的_點。2用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式_，則說明碰撞中動量是守恒的。3用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系

23、式_，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞。解析1不放小球m2，小球m1在斜面上的落點為E點，放上小球m2，小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點為D點，m2的落點為F點。2由平拋運動的知識可知，設(shè)斜面BC的傾角為，小球從斜面頂端平拋落到斜面上，兩者距離為L，則Lcosvt，Lsineqf1,2gt2，可得vLcoseqrfg,2LsincoseqrfgL,2sin。由于、g都是恒量，所以veqrL，v2L，所以動量守恒的表達式為m1eqrLEm1eqrLDm2eqrLF。3由能量守恒定律可得m1LEm1LDm2LF，即滿足此關(guān)系式則說明兩小球碰撞為彈性碰撞。答案1DF2m1eqrLEm1eqrLDm2

24、eqrLF3m1LEm1LDm2LF2如圖所示是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的“探究做功與速度的關(guān)系”的實驗裝置。他們將光電門固定在直軌道上的O點，將拉力傳感器固定在質(zhì)量為M的小車上，用不可伸長的細線通過一個定滑輪將小車與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車所受拉力F的大小，通過光電門記錄遮光條通過光電門的時間t，結(jié)合遮光條的寬度d計算出小車通過光電門時的速度，該小組提出如下兩種操作方案：1方案一：用同一鉤碼通過細線拉同一小車，每次小車從不同位置由靜止釋放，各位置A、B、C、D、E、F、G圖中只標(biāo)出了G與O點間的距離s分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7。則該實驗方案_填“需要”或“不需要”測量鉤

25、碼的重力；_填“需要”或“不需要”平衡摩擦力；利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，若以s為橫軸，以_填“t”、“t2”、“eqf1,t”或“eqf1,t2”為縱軸作出的圖象是一條過原點的直線，則可得出做功與速度的關(guān)系。2方案二：用不同的鉤碼通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置與O點之間距離為s0由靜止釋放。用該實驗方案_填“需要”或“不需要”測量鉤碼的重力；_填“需要”或“不需要”平衡摩擦力；只要已知量和測得量滿足關(guān)系_，即可得出做功與速度的關(guān)系。3為了減小兩種方案的實驗誤差，下列做法正確的是_。A增大遮光條的寬度使其寬度測量的相對誤差盡量小B對同一遮光條，多測幾次寬度以減小偶然誤差C鉤碼質(zhì)量應(yīng)當(dāng)遠小

26、于小車質(zhì)量D調(diào)節(jié)定滑輪高度，使連接小車的細線與軌道嚴(yán)格平行解析1本實驗探究做功與速度的關(guān)系，實際上是驗證動能定理，由F合seqf1,2Mv2eqf1,2Meqblcrcavs4alco1fd,teqsu/s2。3如圖b所示，為測量做勻加速直線運動小車的加速度，將寬度均為b的遮光板A、B固定在小車上，測得二者間距為d。當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時，測得兩遮光板A、B先后經(jīng)過的時間t1和t2，則小車加速度a_。解析1通過測量遮光板的寬度以及用光電計時器測量遮光板通過光電門時遮光的時間這一方法求得運動物體的速度，該速度本質(zhì)是平均速度。時間取得越短，平均速度越趨近于瞬時速度，可知第個速度更接近光電門的瞬時

27、速度。2由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線，因此小車在AB區(qū)域內(nèi)做勻加速直線運動，圖象的斜率的絕對值等于小車的加速度大小，因此有aeqfv,teqf,m/s2s2。3A通過光電門時小車的速度v1eqfb,t1，B通過光電門時小車的速度v2eqfb,t2，根據(jù)勻變速直線運動的速度與位移關(guān)系有veqoal2,2veqoal2,12ad，解得小車的加速度為aeqfb2,2deqblcrcavs4alco1f1,（t2）2f1,（t1）2。答案1平均速度2勻加速直線3eqfb2,2deqblcrcavs4alco1f1,（t2）2f1,（t1）2反思總結(jié)：1利用DIS能直接將測量數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)過處理

28、可得到所需圖象，如t圖象、vt圖象和at圖象等，然后分析圖象，利用圖象的斜率和截距等即可求得速度和加速度。2在用圖象處理實驗數(shù)據(jù)時常利用“化曲為直”的思想，將非線性關(guān)系圖象轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系圖象，然后由圖線的截距和斜率等確定相關(guān)量。八、課時跟蹤訓(xùn)練1用游標(biāo)卡尺測得某材料的長度如圖甲所示，示數(shù)為L_mm；用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示，示數(shù)為D_mm。解析材料的長度L30mm7，材料的直徑D3mm。答案2如圖甲所示為研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置圖。1請寫出圖甲中的兩個重要的實驗器材名稱：_，_。2如圖乙所示是某次實驗中得到的紙帶的一部分，則O、E兩點間的距離為_cm。3如圖丁所示是根據(jù)

29、實驗數(shù)據(jù)繪出的st2圖象s為紙帶上各計數(shù)點至第一個點的距離，則加速度大小a_m/s2結(jié)果保留三位有效數(shù)字。丁解析1題圖甲中是紙帶，是打點計時器。2由題圖乙所示刻度尺可知，O、E兩點間的距離s。3小車做初速度為零的勻加速直線運動，則根據(jù)seqf1,2at2，由題圖3可知，eqf1,2a，則a2s2。答案見解析3利用以下裝置可以完成力學(xué)中的許多實驗。1以下說法中正確的是_。A用此裝置研究勻變速直線運動時，必須設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響B(tài)用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，每次改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力C用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，為保證拉力近似等于沙桶含沙

30、的重力，必須滿足沙桶含沙的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量D用此裝置探究做功和速度變化的關(guān)系時，必須調(diào)節(jié)滑輪高度使連接小車的細線與木板平行2某同學(xué)在進行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，經(jīng)歷了以下過程：a在實驗準(zhǔn)備過程中，發(fā)現(xiàn)實驗室有兩種打點計時器，如圖所示。該同學(xué)決定使用電火花計時器，該打點計時器對電源的要求是_。交流46VD直流46Vb該同學(xué)欲通過圖1所示裝置打出的紙帶圖2來判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力。根據(jù)紙帶的點跡可以判斷：為進一步平衡摩擦力，圖1中的墊塊應(yīng)向_選填“左”或“右”移一些。圖1圖2c在利用此裝置做實驗時已知電源頻率為50H，實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖2所示。從比較清晰的

31、點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離。則打下計數(shù)點3時小車的瞬時速度大小為_m/s，小車的加速度大小為_m/s2。以上兩空結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字圖2解析1用此裝置研究勻變速直線運動時，由于摩擦阻力是恒力，不必設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響，選項A錯誤；用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，每次改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力，選項B錯誤；用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，為保證拉力近似等于沙桶含沙的重力，必須滿足沙桶含沙的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，選項C正確；用此裝置探究做功和速度變化的關(guān)系時，必須調(diào)節(jié)滑輪高度使連接小車的細線與木板平行，選項D正確。2電火

32、花計時器使用的是220V的交流電。根據(jù)紙帶的點跡可以判斷小車做減速直線運動，需要進一步平衡摩擦力，圖6中墊塊應(yīng)向右移動。打下計數(shù)點3時小車的瞬時速度大小為v3eqf,25102m/ss。由逐差法可知小車的加速度大小為aeqf（）（）,（2）2102m/s2s2。答案1CD2b右4某實驗小組要探究力對物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實驗裝置如圖1所示。圖1圖21除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和_電源填“交流”或“直流”。2實驗主要步驟如下：實驗時，為使小車所受合力等于橡皮筋的拉力，在未連接橡皮筋前將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，啟動電源，輕推小車，得到的紙

33、帶應(yīng)該是圖2中的_填“甲”或“乙”；使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，沿木板運動，此過程中橡皮筋對小車做的功記為W；再分別改用完全相同的2條、3條橡皮筋作用于小車，每次釋放小車時由靜止釋放外，還必須_填寫相應(yīng)實驗條件，使得每次每條橡皮筋對小車做的功都為W；分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3，如圖3所示是實驗中打出的一條紙帶，為了測量小車獲得的最大速度，應(yīng)選紙帶的_部分進行測量；圖3只有一條橡皮筋時，作出Wv圖象，則下列符合實際的圖象是_。3若該小組實驗時在遺忘了步驟的情況下也完成了實驗，那么當(dāng)小車速度最大時，橡皮筋處于_填“伸長”或“原長”狀態(tài)。解析1

34、電磁打點計時器接46V的交流電源，電火花計時器接220V的交流電源。因此需要交流電源。2為使小車所受合外力等于橡皮筋的拉力，實驗前必須平衡摩擦力，木板傾斜合適的角度，啟動電源，輕推小車，使小車做勻速直線運動，得到的紙帶應(yīng)該是點跡均勻的乙。分別改用完全相同的2條、3條橡皮筋作用于小車，每次釋放小車時除由靜止釋放外，還必須從同一位置釋放，使得每次每條橡皮筋對小車做的功都為W。為了測量小車獲得的最大速度，應(yīng)選用紙帶的點跡均勻部分即GJ或HJ部分進行測量；由動能定理有Weqf1,2mv2，作出Wv圖象，則符合實際的圖象是D。3若該小組實驗時在遺忘了步驟即沒有平衡摩擦力的情況下也完成了實驗，那么當(dāng)小車速

35、度最大時，橡皮筋拉力等于摩擦力，即橡皮筋處于伸長狀態(tài)。答案1交流2乙從同一位置釋放GJ或HJD3伸長5隨著力傳感器的測量精度的提高，不用“扭秤”而進行實驗研究點電荷間的相互作用力庫侖力成為可能。如圖所示是某科技實驗小組設(shè)計的研究庫侖力的裝置，在抽成真空的玻璃容器A內(nèi)，M、N為完全相同的金屬小球帶電后可視為點電荷，用絕緣支柱固定帶電小球M，用可調(diào)絲線懸掛原來不帶電的小球N，調(diào)控小球N的位置，通過等距離的背景刻度線0、1、2、3、4可準(zhǔn)確確定小球M、N間的距離，相鄰刻度線間距離均為d，通過固定在容器頂部并與絲線上端相連的高靈敏度拉力傳感器B可以顯示絲線上的拉力，控制放電桿可以讓帶電小球完全放電。實驗小組完成了以下操作；在球N不帶電時讀出傳感器示數(shù)F0；讓球N與球M接觸后，調(diào)整球N到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F1；繼續(xù)調(diào)整球N分別到位置2、3、4，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F2、F3、F4；用放電桿使球N完全放電，再讓球N與球M接觸后，放回到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F5；重復(fù)的操作，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F6、F7。1對于上述操作，下列判斷正確的是_。A根據(jù)的操作，可求出小球N在不同情況下