力學(xué)+光學(xué)實(shí)驗(yàn)課件

1力學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1力學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)209-廣東-利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能原理”09-全國Ⅰ-探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力與斜面傾角的關(guān)系09-江蘇-探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系

09-上海-用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系

09-安徽-探究力對原來靜止的物體的功與物體獲得的速度的關(guān)系

各題均有圖象處理數(shù)據(jù)而且有的涉及為新圖象小車實(shí)驗(yàn)有較多的知識和方法含量命題多用它209-廣東-利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能原理”03①08全國1：驗(yàn)證機(jī)械能守恒－用滑輪（舊）（新）②08寧夏：驗(yàn)證動(dòng)量守恒－用兩單擺相碰撞（舊）（新）

③08江蘇：

驗(yàn)證機(jī)械能守恒－用斜槽導(dǎo)軌接平拋運(yùn)動(dòng)（舊）（新）④08寧夏：平面小車－測兩物體間的摩擦系數(shù)（舊）（新）⑥重慶：平面小車（改動(dòng)）－研究勻變速運(yùn)動(dòng)（“舊”）（新）2008年高考力學(xué)題目示意：⑤廣東：平面小車－研究動(dòng)能定理（舊）（新）3①08全國1：②08寧夏：③08江蘇：④08寧夏：⑥重慶4如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持___不變，用鉤碼所受的重力作為_______，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是___________。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（）A小車與軌道之間存在摩擦 B導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 D所用小車的質(zhì)量太大小車質(zhì)量M小車所受外力加速度與外力成正比C例14如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速5

某同學(xué)為了探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力與斜面傾角的關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上。在平板上標(biāo)出A、B兩點(diǎn)，B點(diǎn)處放置一光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊通過光電門時(shí)擋光的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質(zhì)量m；②用直尺測量AB之間的距離s，A點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h1，B點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h2例25某同學(xué)為了探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力與斜面傾角6③將滑塊從A點(diǎn)靜止釋放，由光電計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t1

④重復(fù)步驟③數(shù)次，并求擋光時(shí)間的平均值；⑤利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosα；⑥多次改變斜面的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②③④⑤，做出f-cosα關(guān)系曲線?！澳Σ亮εc斜面傾角的關(guān)系”6③將滑塊從A點(diǎn)靜止釋放，由光電計(jì)時(shí)器讀出滑塊的擋光時(shí)間t17用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g）斜面傾角的余弦cosα=

；滑塊通過光電門時(shí)的速度v=

；滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a=

；滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦阻力f=

；（2）測量滑塊擋光長度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖所示，讀得d=

。h1h2sfmgNav7用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g）h1h2sfm8

試根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，求木塊與木板間的摩擦因數(shù)μ。要求寫出主要的運(yùn)算過程。結(jié)果保留2位有效數(shù)字。（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器流電頻率為50Hz，不計(jì)紙帶與木塊間的拉力，取重力加速度10m/s2）“舊實(shí)驗(yàn)”-“改進(jìn)”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，一木塊放在水平長木板上，左側(cè)拴有細(xì)軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與重物相連，木塊右側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連。在重物的牽引下，木塊在水平木板上向左運(yùn)動(dòng)，重物落地后，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶是打出的一些點(diǎn)如圖2，例38試根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，求木塊與木板間的摩擦因數(shù)μ9重物落地后——使求摩擦力變簡單了！9重物落地后——使求摩擦力變簡單了！10(1)下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a=_______

(保留三位有效數(shù)字)。定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電源頻率50Hz。開始時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。物理小組在一次探究活動(dòng)中測量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖，表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有例410(1)下圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、11(2)回答下列兩個(gè)問題：①為測量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有

。（填入所選物理量前的字母）

A.木板的長度l

B.木板的質(zhì)量m1C.滑塊的質(zhì)量m2

D.托盤和砝碼總質(zhì)量m3

E.滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t還有未計(jì)入的阻力，如“空氣阻力、紙帶的阻力”。②測量①中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是

。（3）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝

（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）與真實(shí)值相比，測量的動(dòng)摩擦因數(shù)

（填“偏大”或“偏小”）。寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù)：CD偏大天平②測量①中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是

。（3）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝

（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）與真實(shí)值相比，測量的動(dòng)摩擦因數(shù)

（填“偏大”或“偏小”）。寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù)：實(shí)驗(yàn)原理的重要性F=ma11(2)回答下列兩個(gè)問題：還有未計(jì)入的阻力，如“空氣阻力、12由可知計(jì)算a只是靠“Δs與對應(yīng)的ΔT”，∴只要某段的Δs含在計(jì)算式中，這段就是被利用了。奇數(shù)段的紙帶計(jì)算加速度，不必舍一段，要做到“盡可能多的利用數(shù)據(jù)”只要將正中間的一段“含在”每一個(gè)所取的“sm-sn”之內(nèi)即可。如此看來，對于一條局部有缺損的紙帶，也可計(jì)算a。12由可知計(jì)算a只是靠“Δs與對應(yīng)的ΔT”，∴只要某段的Δs13如圖，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b。a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為A．h

B．l.5hC．2hD．2.5h如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，已知m1＞m2，現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.（1）若選定物塊A從靜止開始下落的過程進(jìn)行測量，則需要測量的物理量有

（在答題卡上對應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號）①物塊的質(zhì)量m1、m2；②物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間；“習(xí)題”--“改造成實(shí)驗(yàn)題”二者關(guān)系如何？①②例5例613如圖，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端14（3）例如：“對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值”；“選取受力后相對伸長盡量小的繩”；滑輪要輕、減小輪與軸間的摩擦、減小繩與輪的摩擦……③物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時(shí)間；④繩子的長度.（2）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：①繩的質(zhì)量要輕：②在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長越好；③盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃；④兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡可能小.以上建議中確實(shí)對提高準(zhǔn)確程度有作用的是

。（在答題卡上對應(yīng)區(qū)域填入選項(xiàng)前的編號）（3）寫出一條上面沒有提到的提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：

習(xí)題中的理想化條件就是該情景改為實(shí)驗(yàn)題時(shí)，提高準(zhǔn)確程度的措施?、佗?4（3）例如：“對同一高度進(jìn)行多次測量取平均值”；“選取受15

如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度。所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需

（填字母代號）中的器材。A.直流電源、天平及砝碼B.直流電源、毫米刻度尺C.交流電源、天平及砝碼D.交流電源、毫米刻度尺“舊實(shí)驗(yàn)”-“改造”

通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v-t圖象外，還可作

圖象，其縱軸表示的

，橫軸表示的是

。速度平方之半豎直位移D①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源。重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，不要天平和砝碼。計(jì)算速度需要測相鄰計(jì)數(shù)的距離，需要刻度尺，選D。v2/2-h例715如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，使重物帶動(dòng)16某同學(xué)用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。b、接通電源，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖3中0、1、2…6點(diǎn)所示。例8圖216某同學(xué)用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)17c、測量1、2、3…6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：

S1、S2、S3…S6。d、通過測量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速運(yùn)動(dòng)。e、分別算出S1、S2、S3…S6與對應(yīng)時(shí)間的比值f、以s/t為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出s/t與對應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出(s/t)-t圖線。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：AC2.9813.201實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列的儀器和器材中，必須使用的有

和

。（填選項(xiàng)代號）A、電壓合適的50Hz交流電源B、電壓可調(diào)的直流電源C、刻度尺D、秒表E、天平F、重錘2將最小刻度1mm刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊，0、1、2…5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖4所示，則S2=

cm，S5=

cm。17c、測量1、2、3…6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記作：183該同學(xué)在圖5中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)，請你標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)()()并畫出(s/t)-t。由實(shí)驗(yàn)原理導(dǎo)出函數(shù)表達(dá)式是認(rèn)識新圖象的方法！斜率與截距是解決問題的突破口4根據(jù)(s/t)-t圖判斷，在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，車速度v0=

m/s；它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a=

m/s2。0.16~0.204.50~5.10183該同學(xué)在圖5中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)，請19在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連。一個(gè)周期內(nèi)擺球兩次通過最低點(diǎn)，兩次引發(fā)光敏電阻變化∴2t0=周期大小球的直徑增大→遮光時(shí)間增大；∴Δt變大測量顯示量的周期不一定是單擺的周期！該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為

。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將

(填“變大”、“不變”或“變小”)，圖乙中的△t將

(填“變大”、“不變”或“變小”)。2t0探究“周期-擺長”間的關(guān)系，球的直徑增大→實(shí)際擺長增大∴周期變大變大變大例919在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的20某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方．他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出L—T2圖線，然后在圖線上選取A、B

兩個(gè)點(diǎn)．坐標(biāo)如圖所示。他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g＝_______。請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將____。（填“偏大”、“偏小”或“相同”）由實(shí)驗(yàn)原理導(dǎo)出函數(shù)表達(dá)式是認(rèn)識新圖象的方法！斜率與截距是解決問題的突破口例10相同20某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心21試驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能原理”。如圖12，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平面上相距50.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小、小車中可以放置砝碼。（1）試驗(yàn)主要步驟如下：①測量

和拉力傳感器的總質(zhì)量M1；細(xì)線一端固定在拉力傳感器上，一端通過滑輪與鉤碼相連；正確連接電路②將車停在C點(diǎn)，

，車在線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄線拉力及車過A、B時(shí)的速度③在車中增加砝碼，或

，重復(fù)②的操作．小車釋放小車改變鉤碼的數(shù)量例1121試驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能原理”22（2）表1是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量之和，是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量△E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所做的功。表格中的△E3=

，W3=

．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）根據(jù)表1，請?jiān)诜礁窦埳献鞒觥鱁-W圖線．0.6000.61022（2）表1是他們測得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼23某同學(xué)調(diào)整手輪，從測量頭目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖2（a）所示，圖2（a）