2023學(xué)年完整公開(kāi)課版力學(xué)實(shí)驗(yàn)

力學(xué)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)2實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系3實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則4實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律5實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理6實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1學(xué)會(huì)正確使用的儀器主要有：刻度尺、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧測(cè)力計(jì)等2理解各實(shí)驗(yàn)原理，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作還要會(huì)一些簡(jiǎn)單的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)3掌握常用的實(shí)驗(yàn)方法，例如控制變量法、圖象法處理數(shù)據(jù)4了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道多次測(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差；能在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要何采取措施盡可能地減小誤差5知道有效數(shù)字的概念，會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測(cè)量的結(jié)果,間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1實(shí)驗(yàn)原理對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的認(rèn)識(shí):1作用：計(jì)時(shí)儀器，每隔002s打一次點(diǎn)2工作條件：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：4～6V低壓交流電;電火花計(jì)時(shí)器：220V交流電3紙帶上點(diǎn)的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置；通過(guò)研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況2利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法1沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間間隔的不同時(shí)刻的速度分別為v1、v2、v3、v4、…，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…，則說(shuō)明物體在相等時(shí)間內(nèi)速度的增量相等，由此說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即加速度恒定不變2沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為1、2、3、4…，若Δ＝2－1＝3－2＝4－3＝…，則說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且Δ＝aT23利用紙帶數(shù)據(jù)求解速度、加速度的方法1“平均速度法”求某點(diǎn)瞬時(shí)速度，即如圖所示2“逐差法”求加速度，即然后取平均值，即這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準(zhǔn)確度3“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個(gè)點(diǎn)的速度，畫(huà)出v-t圖象，直線的斜率即代表加速度4數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v-t圖象1根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖所示，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上2作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的v-t圖象，它是一條傾斜的直線【名師點(diǎn)睛】1開(kāi)始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2先接通電源，計(jì)時(shí)器工作后，再放開(kāi)小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)及時(shí)斷開(kāi)電源3要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住它4牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無(wú)多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜【狀元心得】1要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)一般在紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T(mén)＝002×5s＝01s2多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，盡量減小偶然誤差研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)【典例1】2012·山東高考某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上尚未到達(dá)滑輪處從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50H1通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)____和_____之間某時(shí)刻開(kāi)始減速2計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為_(kāi)____m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為_(kāi)_____m/s保留三位有效數(shù)字3物塊減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a=_____m/s2，若用來(lái)計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)g為重力加速度，則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值_____選填“偏大”或“偏小”探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系1實(shí)驗(yàn)原理1如圖所示，在彈簧下端懸掛鉤碼時(shí)彈簧會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等2彈簧的長(zhǎng)度可用刻度尺直接測(cè)出，伸長(zhǎng)量可以由拉長(zhǎng)后的長(zhǎng)度減去彈簧原來(lái)的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系了2要點(diǎn)步驟1將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度l0，即原長(zhǎng)2如圖所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測(cè)量彈簧的總長(zhǎng)并測(cè)出鉤碼的重力，填寫(xiě)在表格里1234567F/Nl/cmx/cm3改變所掛鉤碼的質(zhì)量，多次重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程4以彈力F大小等于所掛鉤碼的重力為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長(zhǎng)量為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，也可以不測(cè)量彈簧的自然長(zhǎng)度，而以彈簧的總長(zhǎng)作為自變量，彈力為函數(shù)，作出彈力隨彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖線這樣可避免因測(cè)彈簧的自然長(zhǎng)度而帶來(lái)誤差【名師點(diǎn)睛】一、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)注意以下三點(diǎn)1所掛鉤碼不要過(guò)重，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超出它的彈性限度要注意觀察，適可而止2每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標(biāo)系上描的點(diǎn)盡可能稀，這樣作出的圖線精確3測(cè)彈簧長(zhǎng)度時(shí)，一定要在彈簧豎直懸掛且處于平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)量，以免增大誤差二、處理數(shù)據(jù)時(shí)注意以下兩點(diǎn)1記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位2按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線包括直線，所描的點(diǎn)不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)分布大致均勻,切忌畫(huà)成折線52010·福建高考某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼質(zhì)量均為20g，每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，填選項(xiàng)前的字母成正比，而減掛鉤碼時(shí)Δl與F不成正比B當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的大C當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等D增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【解析】選D增掛鉤碼時(shí)圖線為曲線，Δl與F不成正比，故A不正確當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，即F相同時(shí)，由圖象可知增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼時(shí)的小,是因?yàn)樵鰭煦^碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，超出了橡皮筋的彈性限度，故B、C不正確,D正確驗(yàn)證力的平行四邊形定則1實(shí)驗(yàn)原理1等效法：一個(gè)力F′的作用效果和兩個(gè)力F1、F2的作用效果相同，就是讓同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，所以力F′就是這兩個(gè)力F1和F2的合力，作出力F′的示意圖，如圖所示2平行四邊形法：根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的示意圖3驗(yàn)證：比較F和F′的大小和方向是否相同，若在誤差允許的范圍內(nèi)相同，則就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則2要點(diǎn)步驟1在水平桌面上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙固定在方木板上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條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端各系上細(xì)繩套3用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，如圖所示4用鉛筆描下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出并記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)5用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線，按一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)的平行四邊形的對(duì)角線即為合力F6只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，描下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度用刻度尺從O點(diǎn)作出這個(gè)力F′的示意圖7比較F′與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向，看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等8改變F1和F2的大小和方向，再做兩次實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)也可以完成，具體操作如下：1把兩條細(xì)繩中的一條細(xì)繩與彈簧測(cè)力計(jì)連接，另一條細(xì)繩用手直接抓住，然后同時(shí)拉這兩條細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)至O點(diǎn)，記下兩條細(xì)繩的方向和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F12放回橡皮條后，將彈簧測(cè)力計(jì)連接到另一細(xì)繩上，再用手抓住另一條細(xì)繩，同時(shí)拉這兩條細(xì)繩，使結(jié)點(diǎn)至O點(diǎn)，并使兩條細(xì)繩位于記錄下來(lái)的方向上，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2其他步驟與提供兩只彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)相同這種操作的優(yōu)點(diǎn)是能減小因兩彈簧測(cè)力計(jì)的不同而帶來(lái)的誤差，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程稍麻煩【狀元心得】驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了物理等效替代的思想，所以本節(jié)實(shí)驗(yàn)要牢牢控制好效果相同【名師點(diǎn)睛】1注意事項(xiàng)1同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò)程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)調(diào)整或另?yè)Q，直至相同為止2在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)，結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同3用兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，夾角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之間為宜4讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行，并使細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)的軸線在同一條直線上，避免彈簧測(cè)力計(jì)的外殼與彈簧測(cè)力計(jì)的限位孔之間有摩擦讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，在合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量大些5細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向不要直接沿細(xì)繩套的方向畫(huà)直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫(huà)一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接，即可確定力的方向6在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些2誤差分析1彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差2讀數(shù)誤差和作圖誤差3兩分力F1、F2間的夾角θ越大，用平行四邊形定則作圖得出的合力F的誤差ΔF也越大【典例3】2011·江蘇高考某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，點(diǎn)，手持另一端向左拉，的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向1本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為_(kāi)_____N2下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是_____所受的重力B彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零C拉線方向應(yīng)與木板平面平行D改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置3某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請(qǐng)您提出兩個(gè)解決辦法36D答：使B拉力減?。粶p小M的重力大??；A換成量程更大的彈簧測(cè)力計(jì)或改變B的拉力方向等驗(yàn)證牛頓第二定律1實(shí)驗(yàn)原理探究加速度a與力F及質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用的是控制變量法，即先控制一個(gè)參量——小車的質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系，再控制砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車質(zhì)量M，討論加速度a與M的關(guān)系2要點(diǎn)步驟1用天平測(cè)出小車和小盤(pán)的質(zhì)量M和M′，把數(shù)值記錄下來(lái)2按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車上即不給小車施加牽引力3平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恰好與小車所受重力在斜面方向上的分力平衡4把細(xì)繩系在小車上并繞過(guò)滑輪懸掛小盤(pán)，先接通電源再放開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)打點(diǎn)完成后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼5保持小車及車內(nèi)砝碼的質(zhì)量不變，在小盤(pán)內(nèi)放入質(zhì)量為m′的砝碼，重復(fù)步驟46在小盤(pán)內(nèi)分別放入質(zhì)量為m″、…的砝碼，再重復(fù)步驟4m′、m″、…的數(shù)值都要記錄在紙帶上或表格內(nèi)7在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條紙帶上的加速度的值8用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫(huà)出相應(yīng)的點(diǎn)若這些點(diǎn)在一條直線上，便證明了加速度與作用力成正比9保持砝碼和小盤(pán)的質(zhì)量不變，在小車上依次加砝碼也需做好記錄，重復(fù)上述步驟，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比3數(shù)據(jù)處理1把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在表中實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/m·s-2小車受力F/N12342由以上數(shù)據(jù)畫(huà)出它的a-F關(guān)系圖象如圖所示，通過(guò)a-F關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力F成正比3把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在表中實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/m·s-2小車質(zhì)量M/kg12344由以上數(shù)據(jù)畫(huà)出它的圖象，如圖所示4實(shí)驗(yàn)改進(jìn)本實(shí)驗(yàn)中可以用氣墊導(dǎo)軌來(lái)代替長(zhǎng)木板，這樣就省去了平衡阻力的麻煩，小車的加速度也可以利用傳感器，借助于計(jì)算機(jī)來(lái)處理【狀元心得】控制變量法：有兩個(gè)以上的參量在發(fā)生牽連變化時(shí)，可以控制某個(gè)或某些參量不變，只研究其中兩個(gè)量之間的變化關(guān)系的方法這是物理學(xué)中研究問(wèn)題經(jīng)常采用的方法【名師點(diǎn)睛】1注意事項(xiàng)1一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向的分力正好平衡小車受的摩擦阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛重物的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，并要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng)2實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變重物質(zhì)量，還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力3每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量的條件下打出只有如此，重物重力才可視為小車受到的拉力4改變拉力或小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車5作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)6作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng),各量須采用國(guó)際單位這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小些2誤差分析1質(zhì)量的測(cè)量誤差，紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等造成誤差2因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差：本實(shí)驗(yàn)中用重物的重力代替小車受到的拉力實(shí)際上小車受到的拉力要小于重物的重力，存在系統(tǒng)誤差重物質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，重物質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小3平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差：在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛重物外，其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車，使小車勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各相鄰點(diǎn)的距離相等【狀元心得】為提高測(cè)量精度，可以采取下列措施：1應(yīng)舍掉紙帶上開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)起點(diǎn)2可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每隔四個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)＝01s3處理數(shù)據(jù)時(shí)，作的a-M圖象是曲線，不能直接判斷加速度與質(zhì)量的關(guān)系，轉(zhuǎn)換成圖象，是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，可直接斷定加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，即加速度與質(zhì)量成反比【典例6】2010·山東高考請(qǐng)完成以下三小題某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系彈簧測(cè)力計(jì)固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，、PQ，處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t1木板的加速度可以用d、t表示為a＝_____；為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是一種即可___________2改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，【典例6】2010·山東高考在桌面上畫(huà)出兩條平行線MN、PQ，處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0，以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小再將木板放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t2改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，√3用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是_______a可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小b可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)c可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小d可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度√√探究動(dòng)能定理1實(shí)驗(yàn)原理1不是直接測(cè)量對(duì)小車做功，而是通過(guò)改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車做功W、2W、3W…2由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出這樣，進(jìn)行若干次測(cè)量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)3以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，作出W-v曲線，分析這條曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系2要點(diǎn)步驟1先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格2用兩條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功為W2，測(cè)出小車獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格3用3條、4條…橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出功和速度，記入表格3數(shù)據(jù)處理1測(cè)量小車的速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關(guān)系，需要測(cè)量彈力做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)在紙帶上測(cè)量A1、A2間的距離，則小車速度的表達(dá)式為T(mén)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔2在坐標(biāo)紙上畫(huà)出W-v和W-v2圖線“W”以一根橡皮筋做的功為單位3實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由圖象可知功與物體速度變化的關(guān)系為W∝v2【名師點(diǎn)睛】1注意事項(xiàng)1平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角2測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻的部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的點(diǎn)3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值4小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些2誤差分析1誤差的主要橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比2沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)會(huì)帶來(lái)誤差驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1實(shí)驗(yàn)原理1本實(shí)驗(yàn)原理是以自由落體運(yùn)動(dòng)情景為載體，在自由落體運(yùn)動(dòng)中只有重力做功，機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，檢驗(yàn)下落過(guò)程減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能，即檢驗(yàn)mgΔh與是否相等，若相等，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2速度的測(cè)量：做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，即如圖所示或者如圖所示2要點(diǎn)步驟1器材安裝：如圖所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與低壓交流電源相連，此時(shí)電源開(kāi)關(guān)應(yīng)為斷開(kāi)狀態(tài)2打紙帶：把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近，先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條3條～5條3數(shù)據(jù)處理1求瞬時(shí)速度在第一個(gè)打點(diǎn)上標(biāo)出O，并從稍靠后的某一點(diǎn)開(kāi)始，依次標(biāo)出1、2、3、4…,并量出各點(diǎn)到位置O的距離h1、h2、h3、h4…,用公式計(jì)算出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3、v4…2守恒驗(yàn)證方法一：和如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，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ghAB②算出的值③如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律方法三：圖象法從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖線若在誤差允許的范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律【名師點(diǎn)睛】1注意事項(xiàng)1應(yīng)盡可能控制實(shí)驗(yàn)條件，即應(yīng)滿足機(jī)械能守恒的條件，這就要求盡量減小各種阻力的影響，采取的措施有：①安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必