人教版高中物理新教材實(shí)驗(yàn)（必修加選修6本共15實(shí)驗(yàn)）

人教版新教材高中物理實(shí)驗(yàn)

必修第一冊..................................................................-1-

實(shí)驗(yàn)一探究小車速度隨時間變化的規(guī)律..................................-1-

實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系....................................-8-

實(shí)驗(yàn)三探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律...............................-14-

實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系...................................-20-

必修第二冊.................................................................-29-

實(shí)驗(yàn)一探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)............................................-29-

實(shí)驗(yàn)二驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律............................................-35-

必修第三冊.................................................................-41-

實(shí)驗(yàn)一導(dǎo)體電阻率的測量..............................................-41-

實(shí)驗(yàn)二練習(xí)使用多用電表..............................................-52-

實(shí)驗(yàn)三電源電動勢和內(nèi)阻的測量........................................-60-

選擇性必修第一冊...........................................................-67-

實(shí)驗(yàn)一驗(yàn)證動量守恒定律..............................................-67-

實(shí)驗(yàn)二用單擺測量重力加速度..........................................-75-

實(shí)驗(yàn)三測量玻璃的折射率..............................................-80-

實(shí)驗(yàn)四用雙縫干涉測量光的波長.......................................-85-

選擇性必修第二冊...........................................................-89-

實(shí)驗(yàn)十四探究傳感器元件特性及簡單應(yīng)用................................-89-

選擇性必修第三冊...........................................................-94-

實(shí)驗(yàn)十五用油膜法估測油酸分子的大小..................................-94-

必修第一冊

實(shí)驗(yàn)一探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1.練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時器

~（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.會利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動的瞬時速度、加

速度

3.會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，并

接電源能畫出小車運(yùn)動的圖像，根據(jù)圖像求加速度

紙帶

電火花計(jì)時器（或電磁打點(diǎn)計(jì)時器）、

｛實(shí)驗(yàn)器材）---一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、

細(xì)線、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、

復(fù)寫紙

1.按照實(shí)驗(yàn)裝置圖，把打點(diǎn)計(jì)時器固定在長木板無滑

輪的一端，接好電源

2.把一細(xì)線系在小車上，細(xì)線繞過滑輪，下端掛合適

―（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）一的鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，固定在小車后面

3.把小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時器處，接通電源，放開小車

4.小車運(yùn)動一段時間后，斷開電源，取下紙帶

5.換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行

測量分析

1.由紙帶求物體運(yùn)動速度的方法：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動某段時間中間

時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度求解，即〃廣寄二

2.利用紙帶求物體加速度的兩種方法

~（數(shù)據(jù)分析）一（1）逐差法：根據(jù)X4-X1=%-X2=X6-X3=3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的

時間間隔），求出。產(chǎn)景，。2=穿，。3=早,再算出。2、%的

平均值a=%+生+■=_LX（+X5-X2+X6-X3）=（X4+X5+X6）-（X|+X2+X3）

3-3,3產(chǎn)3T23T2~9T°

即為物體的加速度

（2）圖像法：以打某計(jì)數(shù)點(diǎn)時為計(jì)時起點(diǎn)，利用”產(chǎn)寄乜求出打各

點(diǎn)的瞬時速度，描點(diǎn)得。“圖像，圖線的斜率即為物體做勻變速直線運(yùn)

動的加速度

「注意事項(xiàng)」

1.平行：紙帶和細(xì)線要和木板平行。

2.兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源,

后取紙帶。

3.防止碰撞：在小車到達(dá)長木板末端前，應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，要防止鉤碼落

地和小車與滑輪相撞。

4.減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)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6~7個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。

5.紙帶選?。哼x擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)

點(diǎn)。

6.準(zhǔn)確作圖：在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位長度（避免所描點(diǎn)過密或

過疏，而導(dǎo)致誤差過大），仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)

盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)。

「誤差分析」

1.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差。

2.電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔不完全相等。

3.紙帶運(yùn)動時打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測量誤差。

4.用作圖法作出的。4圖線并不是一條直線。

5.木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測量得到的加速度只能是所測量段的

平均加速度。

考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)操作

典例（2018?北京高考）用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。

接電源

紙帶&o

\Krzl

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動，重復(fù)幾

次。

B.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時起點(diǎn)。。=0）,然后每

隔相同的時間間隔T選取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中A、B、C、D、E、R…所示。

C/o?_A??BC?D?E?F"?

乙

C.通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E、…點(diǎn)時小車的速度，分別

記作01、02、03、04、05、,,,

D.以速度。為縱軸、時間/為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖

丙所示。

丙

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：

(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有和。(填選項(xiàng)前的

字母)

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(含祛碼)

(2)在圖丙中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)

點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出0-/圖像。

(3)觀察圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動，其依據(jù)是.o

v-t圖線斜率的物理意義是o

AX

(4)描繪。1圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動。用平均速度—表

示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，從理論上講，對△。的要求是(選填“越小越

好”或“與大小無關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Ax大小與速度測量的誤差

(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

(5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動的速度應(yīng)該是均

勻變化的。當(dāng)時只能靠滴水計(jì)時,為此他設(shè)計(jì)了如圖丁所示的“斜

面實(shí)驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速

直線運(yùn)動的知識，分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時

間均勻變化的：O

解題指導(dǎo)/本題考查了速度與時間的關(guān)系，速度沒有辦法直接測量，所以要利用

物理關(guān)系轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成我們能夠測量的量，然后再來驗(yàn)證速度與時間的關(guān)系。

【自主解答】

解析：（1）打點(diǎn)計(jì)時器需用交流電源；為了計(jì)算速度需要利用刻度尺測量長度。

故需要的儀器選A、Co

（2）利用所給點(diǎn)跡描點(diǎn)連線得圖像，其中C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3T,縱坐標(biāo)為03,如

圖所示。

（3）結(jié)合圖像可以看出小車的速度隨時間均勻變化，所以小車做勻加速直線運(yùn)

動，圖線的斜率代表了小車運(yùn)動時的加速度。

Ax

（4）Af越小，貝I仄］越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，所以△/越小越好，計(jì)算速度

需要用到△x的測量值，所以△x的大小與速度測量的誤差有關(guān)。

（5）如果小球的初速度為0,其速度。8入那么它通過的位移xx總因此，只

要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時間均勻變

化。（要檢驗(yàn)小球的速度是隨時間均勻變化的，可以檢驗(yàn)小球運(yùn)動的位移與時間的

平方成正比，利用滴水可以得到小球的運(yùn)動時間，并測出小球在相應(yīng)時間內(nèi)的位

移，則可以驗(yàn)證。）

答案：（1）AC（2）見解析圖（3）小車的速度隨時間均勻變化加速度（4）

越小越好有關(guān)（5）如果小球的初速度為0,其速度08/,那么它通過的位移總

因此，只要測量小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時

間均勻變化

考點(diǎn)2數(shù)據(jù)分析與誤差分析

典例（2019?全國卷I）某小組利用打點(diǎn)計(jì)時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑

時的運(yùn)動進(jìn)行研究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶的一部分如圖所示。已知打

點(diǎn)計(jì)時器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打

出的點(diǎn)未畫出。在A、B、C、D、E五個點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時器最先打出的是

點(diǎn)，在打出C點(diǎn)時物塊的速度大小為m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；物塊下

滑的加速度大小為m/s"結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

012__3__4_5__67_8""9""\0~

.I卜1血IIIIIIIII川IIIIIIIIIII川iliiiiliiiih川liiiihiiiliiiiliii小川1川小iiih川liiiihiiilcm|

【自主解答】

解析：分析可知，物塊沿傾斜長木板做勻加速直線運(yùn)動，紙帶上的點(diǎn)跡，從A

點(diǎn)到E點(diǎn)，間隔越來越大，可知物塊跟紙帶的左端相連，紙帶上最先打出的是A

點(diǎn)；在打點(diǎn)計(jì)時器打C點(diǎn)的瞬間，物塊的速度0c=鬻=4,叱;1;m/s=0.233m/s;

U2XU.1

、＜七?一，一、一，，，工》XCE-XAC（6.15—3.15）X10-2

根據(jù)逐差法可知，物塊下滑的加速度a=一方一=----4io；2--------m/s2=0.75

m/s2o

答案：A0.2330.75

【技法總結(jié)】

小車運(yùn)動過程中某點(diǎn)瞬時速度的計(jì)算式辦=皿號生，是根據(jù)勻變速直線運(yùn)動

某段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，計(jì)算加速度時用逐差

法或圖像求解。

考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

典例（2020.山東高考）2020年5月，我國進(jìn)行了珠穆朗瑪峰的高度測量，其中

一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進(jìn)而間接測量海拔高度。某同學(xué)受

此啟發(fā)就地取材設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮?。?shí)驗(yàn)步驟如下：

（i）如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°,在其上表面固

定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺（圖中未畫出）。

（ii）調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從木板

頂端釋放，用手機(jī)記錄下小物塊沿木板向下做加速直線運(yùn)動的情況。然后通過錄

像的回放，選擇小物塊運(yùn)動路徑上合適的一點(diǎn)作為測量參考點(diǎn)，得到小物塊相對

于該點(diǎn)的運(yùn)動距離L與運(yùn)動時間t的數(shù)據(jù)。

(iii)該同學(xué)選取部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了亍，圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊

下滑的加速度大小為5.6m/s2o

(iv)再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

777777777777777777777777777777777777

甲

回答以下問題：

(1)當(dāng)木板的傾角為37°時，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，物塊過測量

參考點(diǎn)時速度的大小為m/s；選取圖線上位于坐標(biāo)紙網(wǎng)格交叉點(diǎn)上的A、B

兩點(diǎn)，利用A、5兩點(diǎn)數(shù)據(jù)得到小物塊下滑加速度的大小為m/s2o(結(jié)果均

保留2位有效數(shù)字)

2

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮椤猰/so(結(jié)果

保留2位有效數(shù)字，sin37°=0.60,cos37°=0.80)

【自主解答】

1?!2L

解析：(1)根據(jù)乙=007+開戶，可得7=2OO+R,則由74圖像可知2。0=64

一,(185-70)X10-2,,

X10m/s,貝400=0.32m/s,a=k=~m/s=3.1m/so

kjy.J-z)xIU

(2)由牛頓第二定律可知mgsinO—^mgcos0=ma,即a=gsin//geos仇當(dāng)

0=53°時，＜7=5.6m/s2,即gsin53°~/igcos53°=5.6m/s2,當(dāng)。=37°時，a

=3.1m/s2,即gsin370—//gcos37°=3.1m/s2,聯(lián)立解得g=9.4m/s?。

答案：⑴0.32(或0.33)3.1(2)9.4

【核心歸納】

實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)

擋光片

光電門

滑塊

1.滑塊在斜面上靠重力的分^J與摩擦力的合力獲得加速度

2.擋光片經(jīng)過光電門的平均道三度作為滑塊速度

實(shí)驗(yàn)思

3.平均速度的大小與擋光片件J長度有關(guān)

路的創(chuàng)

打點(diǎn)

紙吧粵物塊

新

1.物塊在斜面上靠重力的分力與摩擦力的合力獲得加速度

2.由紙帶確定物塊的加速度

3.結(jié)合牛頓第二定律求動摩擦因數(shù)

/、車

實(shí)驗(yàn)器

左右

材的創(chuàng)

1.用滴水針頭代替打點(diǎn)計(jì)時器打紙帶計(jì)時

新

2.小車在水平桌面上因摩擦做勻減速運(yùn)動

實(shí)驗(yàn)過

B門ot0t

甲乙

程的創(chuàng)

1.鐵球靠重力產(chǎn)生加重息度

新

2.鐵球由A門運(yùn)動到B門的時間可包m數(shù)字毫秒表讀出

3.鐵球的加速度由f圖像分析得出

實(shí)驗(yàn)二探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

.探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系

_（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┮?

2.培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的科學(xué)方法

―（實(shí)驗(yàn)思路卜-彈簧受到拉力會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大

小相等；彈簧的伸長量越大，彈力也就越大

刻

度

尺

鐵架臺、彈簧、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙

鉤

碼

1.安裝實(shí)驗(yàn)儀器

---（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）_2.測量彈簧的伸長量（或總長）及所受的拉力（或所掛鉤碼

.的質(zhì)量），列表并記錄，要盡可能多測幾組數(shù)據(jù).

1.列表法

將測得的尸、x填入設(shè)計(jì)好的表格中，可以發(fā)現(xiàn)彈力廠與

彈簧伸長量x的比值在誤差允許范圍內(nèi)是相等的

2.圖像法

以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，彈力尸為縱坐標(biāo)，描出尸、x

—（數(shù)據(jù)分析）一

各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)，作出的擬合曲線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)

的直線

3.函數(shù)法

彈力F與彈簧的伸長量x滿足F=kx的關(guān)系

「注意事項(xiàng)」

1.安裝實(shí)驗(yàn)裝置：要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。

2.不要超過彈性限度：實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過彈簧的

彈性限度。

3.盡量多測幾組數(shù)據(jù)：要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。

4.觀察所描點(diǎn)的走向：不要畫折線。

5.統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。

「誤差分析」

1.鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長度測量不準(zhǔn)確帶來誤差。

2.畫圖時描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會帶來誤差。

考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)操作

典例在“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，已有的實(shí)驗(yàn)器材是：鐵

架臺、一只長度較長的彈簧和多個已知質(zhì)量的相同鉤碼。

(1)為完成實(shí)驗(yàn)，還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：。

(2)為完成該實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)用如圖甲所示的裝置，設(shè)計(jì)的操作步驟如下:

A.先把彈簧平放在桌面上，用刻度尺測出彈簧的原長Lo；

B.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固

定一把刻度尺；

C.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組(x,￡)對應(yīng)的點(diǎn)，并

用平滑的曲線連接起來；

D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個、…鉤碼，分別記下鉤碼靜止

時彈簧的長度Li、L2、L3、…,然后取下鉤碼，由》=。一口計(jì)算出彈簧的伸長量

X,并記錄在表格內(nèi)；

E.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義；

F.以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式，首先嘗試寫成

一次函數(shù)，如果不行，則考慮二次函數(shù)；

G.整理儀器。

設(shè)計(jì)的操作有幾個步驟順序不合理，合理的順序是：A、B、、

Go

(3)圖乙是彈簧彈力R與彈簧伸長量x的F-x圖線，由此可求出彈簧的勁度系

數(shù)為N/mo圖線不過原點(diǎn)是由于o

【自主解答】

解析：(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知還需栗用刻度尺來測量彈簧原長和形變量。

(2)根據(jù)完成實(shí)驗(yàn)的合理性可知，先后順序?yàn)锳、B、D、C、F、E、Go

(3)取圖像中的(0.5,0)和(3.5,6)兩個點(diǎn)，代入NF=kNx,可得左=200N/m。

彈簧自身的重力使得彈簧在不加外力時就有形變量。

答案：(1)刻度尺(2)D、C、F、E(3)200

彈簧自身受重力，不加外力時就有形變量

考點(diǎn)2數(shù)據(jù)分析與誤差分析

典例某同學(xué)做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm；圖乙

是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，此時彈簧的伸長量△/為

________cm。

(2)本實(shí)驗(yàn)通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，

下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是。(填選項(xiàng)前的字母)

A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼

總重

B.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重

(3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量AI與彈力F的關(guān)系圖線，圖線的A3段

明顯偏離直線。4,造成這種現(xiàn)象的主要原因是.0

解題指導(dǎo)/解答本題應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn):

(1)刻度尺讀數(shù)時，對有效數(shù)字的要求。

(2)逐一增掛鉤碼和隨意增減鉤碼對實(shí)驗(yàn)帶來的影響。

(3)從實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的角度分析圖線彎曲的原因。

【自主解答】

解析：(1)由題圖乙知，讀數(shù)為14.66cm,所以彈簧的伸長量△/=(14.66—

7.73)cm=6.93cm。

(2)若隨意增減鉤碼，則作圖不方便，還有可能會超出彈簧的彈性限度，所以

應(yīng)逐一增掛鉤碼，選項(xiàng)A正確。

(3)由題圖丙知，A3段彈簧的伸長量與彈力不成線性關(guān)系，是因?yàn)殂^碼的總重

力超出彈簧的彈性限度。

答案：(1)6.93(2)A(3)鉤碼的總重力超出彈簧的彈性限度

考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

典例（2019?海南高考）某同學(xué)利用圖甲的裝置測量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中，光

滑的細(xì)桿和直尺水平固定在鐵架臺上，一輕彈簧穿在細(xì)桿上，其左端固定，右端

與細(xì)繩連接；細(xì)繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛鉤碼（實(shí)驗(yàn)中，每個鉤碼的質(zhì)

量均為機(jī)=50.0g）。彈簧右端連有一豎直指針，其位置可在直尺上讀出。實(shí)驗(yàn)步驟

如下：

口口

山段3必3

I..?

—rt?

甲

①在細(xì)繩下端掛上一個鉤碼，調(diào)整滑輪，使彈簧與滑輪間的細(xì)繩水平且彈簧

與細(xì)桿沒有接觸；

②系統(tǒng)靜止后，記錄鉤碼的個數(shù)及指針的位置；

③逐次增加鉤碼個數(shù)，并重復(fù)步驟②（保持彈簧在彈性限度內(nèi)）；

④用〃表示鉤碼的個數(shù)，/表示相應(yīng)的指針位置，將獲得的數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)。

回答下列問題：

（1）根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)并作出l-n圖像。

（2）彈簧的勁度系數(shù)上可用鉤碼質(zhì)量加、重力加速度大小g及l(fā)-n圖線的斜率a

表示，表達(dá)式為左=o若g取9.80m/s2,則本實(shí)驗(yàn)中左=N/m（結(jié)

果保留3位有效數(shù)字）。

【自主解答】

解析：（1）作出l-n圖像如圖所示。

⑵由胡克定律有力），即/=等〃+/0,貝|警=a,解得仁期；由

KKCL

mA—人0.127-0.100t~0.05X9.80

圖線可知〃=7m=4.5X103m,解付k=.-N/m仁109N/m。

o4.5cvX1i0n3

答案：⑴見解析圖（2）管109（107?111均可）

【核心歸納】

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)原理及器材

實(shí)驗(yàn)原

理的創(chuàng)

新將彈簧水平放置或穿過一根水平光滑的直桿，在水平方向上做實(shí)驗(yàn)，消

除了彈簧自重的影響

實(shí)驗(yàn)器

材的改將彈簧水平放置，且一端固定在傳感器上，傳感器與計(jì)算機(jī)相連，對彈

進(jìn)簧施加變化的作用力（拉力或推力）時，計(jì)算機(jī)上得到彈簧彈力和彈簧形

變量的關(guān)系圖像，分析圖像得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)三探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

L驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則

_（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

2.理解等效替代法在物理學(xué)中的應(yīng)用

互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果，看它

---（實(shí)驗(yàn)思路）---們用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在

實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等

｛實(shí)驗(yàn)器材）一木板、白紙、圖釘、橡皮條、

細(xì)繩、彈簧測力計(jì)、三角板、

刻度尺

1.儀器安裝

⑴用圖釘把白紙釘在水平桌面上的木板上

⑵用圖釘把橡皮條的一端固定在4點(diǎn)，橡皮條在另

一端拴上兩個細(xì)繩套

2.測量與記錄

r———>⑴用兩個彈簧測力計(jì)分別鉤拉兩個細(xì)繩套,互成角度

r進(jìn)仃實(shí)驗(yàn)L地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。

⑵用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)o的位置和兩條細(xì)繩套的方向，

并記錄彈簧測力計(jì)的讀數(shù)

（3）只用一個彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)

點(diǎn)拉到與前面相同的位置。記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)

產(chǎn)和細(xì)繩套的方向

1.利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合

力尸

T數(shù)據(jù)分析卜-2.畫出拉力一的圖示

3.比較尸與尸，是否完全重合或幾乎完全重合，從而

驗(yàn)證平行四邊形定則

「注意事項(xiàng)」

操作不忘“三”“二”“一”

用兩個彈簧測力計(jì)拉橡皮條時的“三記錄”（記錄兩彈簧測力計(jì)示數(shù)、兩細(xì)繩

套的方向和結(jié)點(diǎn)。的位置），用一個彈簧測力計(jì)拉橡皮條時的“二記錄”（記錄彈簧

測力計(jì)示數(shù)和細(xì)繩套的方向）及“一注意”（注意結(jié)點(diǎn)。必須在同一位置）等。

「誤差分析」

1.誤差來源

除彈簧測力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。

2.減小誤差的方法

⑴結(jié)點(diǎn)。

①定位。點(diǎn)時要力求準(zhǔn)確。

②同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長后的。點(diǎn)必須保持不變。

⑵拉力

①用彈簧測力計(jì)測拉力時要使拉力沿彈簧測力計(jì)軸線方向。

②應(yīng)盡量使橡皮條、彈簧測力計(jì)和細(xì)繩套位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。

③兩個分力吊、尸2間的夾角。不要太大或太小。

(3)作圖

①在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的標(biāo)度要相同。

②嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。

考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)操作

典例某同學(xué)做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所

示，其中A處為固定橡皮條的圖釘，。為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，和。。為細(xì)繩。

圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。

(1)如果沒有操作失誤，圖乙中的F與歹兩力中，方向一定沿A0方向的是

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是.o

A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法

C.控制變量法D.建立物理模型法

(3)實(shí)驗(yàn)時的主要步驟是：

A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板

上；

B.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)繩的另一端系著繩套;

C.用兩個彈簧測力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長,

結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。，記錄下。點(diǎn)的位置，讀出兩個彈簧測力計(jì)的示數(shù)；

D.按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計(jì)的拉力為和八的圖

示，并用平行四邊形定則求出合力B

E,只用一個彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計(jì)的

示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力少的圖示；

F.比較少和R的大小和方向，看它們在誤差允許的范圍內(nèi)是否相同，得出結(jié)

論。

上述步驟中：①有重要遺漏的步驟的序號是和

②遺漏的內(nèi)容分別是和。

解題指導(dǎo)/本題主要考查“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，旨在考

查對實(shí)驗(yàn)思路的理解、實(shí)驗(yàn)操作的要求及減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。本實(shí)驗(yàn)中一個彈

簧測力計(jì)的作用效果與兩個彈簧測力計(jì)共同作用的效果相同，具有等效替代的關(guān)

系。因誤差因素(讀數(shù)誤差、作圖誤差等)由平行四邊形定則作出的合力不一定沿

A。方向。在實(shí)驗(yàn)步驟方面：保證兩次拉橡皮條時結(jié)點(diǎn)。完全重合，以保證力人、

八的合力與V的作用效果相同。

【自主解答】

解析：(1)由一個彈簧測力計(jì)拉橡皮條至。點(diǎn)的拉力一定沿A。方向；而兩個

彈簧測力計(jì)拉橡皮條至。點(diǎn)的拉力，根據(jù)平行四邊形定則作出兩彈簧測力計(jì)拉力

的合力，由于誤差的存在，不一定沿A。方向，故一定沿A。方向的是

(2)一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替

代，故B正確。

(3)①根據(jù)“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范可知，有重

要遺漏的步驟的序號是C、Eo

②在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一

位置。。

答案：(1)F(2)B(3)①CE②記下兩條細(xì)繩的方向把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉

到同一位置。

考點(diǎn)2數(shù)據(jù)分析與誤差分析

典例某研究小組做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，所用器材有:

方木板一塊，白紙，量程為0?5N的彈簧測力計(jì)兩個，橡皮條(帶兩個較長的細(xì)繩

套)，刻度尺，圖釘(若干個)。

(1)(多選)具體操作前，同學(xué)們提出了如下關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的建議，其中正確的有

A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上

B.重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時，結(jié)點(diǎn)。的位置可以與前一次不同

C.使用彈簧測力計(jì)時，施力方向應(yīng)沿彈簧測力計(jì)軸線；讀數(shù)時視線應(yīng)正對彈

簧測力計(jì)刻度

D.用兩個彈簧測力計(jì)互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個彈簧

測力計(jì)時的拉力

(2)該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實(shí)驗(yàn)，白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點(diǎn)

位置。、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點(diǎn)，如圖所示。其中

對于提高實(shí)驗(yàn)精度最有利的是

3.0N;0.5N：0.5N;3.0N;

J邛一；。一；0

月=3.4N*X=2.7N

*

F=4.5NFi=L0N?

尸12.8N尸2=3.0NFi=2.1NB=2.7N

尸2=1.6N*

*尸=4.5N

*4.9N斤=2.0N

ABCD

【自主解答】

解析：(1)兩細(xì)繩套拉力的合力不一定沿兩細(xì)繩套夾角的角平分線，故A錯誤；

同一次實(shí)驗(yàn)，用一個細(xì)繩套拉橡皮條和用兩個細(xì)繩套拉橡皮條時結(jié)點(diǎn)。的位置應(yīng)

相同，不同次實(shí)驗(yàn)結(jié)點(diǎn)。的位置可以不同，故B正確；為減小彈簧測力計(jì)的摩擦

和誤差，施力方向應(yīng)沿彈簧測力計(jì)軸線，讀數(shù)時視線正對彈簧測力計(jì)刻度，故C

正確；合力可以比分力大，也可以比分力小，故D錯誤。

(2)為了提高實(shí)驗(yàn)精度，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)適當(dāng)大一些，標(biāo)度應(yīng)適當(dāng)小一些,

兩分力夾角適當(dāng)大一些，標(biāo)注細(xì)線方向的兩點(diǎn)離結(jié)點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)一些。故選B。

答案：(1)BC(2)B

考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

典例某同學(xué)通過下述實(shí)驗(yàn)探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①將彈簧測力計(jì)固定在貼有白紙的豎直木板上，使其軸線沿豎直方向。

②如圖甲所示，將環(huán)形橡皮筋一端掛在彈簧測力計(jì)的秤鉤上，另一端用圓珠

筆尖豎直向下拉，直到彈簧測力計(jì)的示數(shù)為某一設(shè)定值時，將橡皮筋兩端的位置

標(biāo)記為。1、02,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)R測量并記錄。1、。2間的距離(即橡皮

筋的長度/)。每次將彈簧測力計(jì)示數(shù)改變0.50N,測出所對應(yīng)的/,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下

表所示。

F/N00.501.001.502.002.50

Z/cmlo10.9712.0213.0013.9815.05

③找出②中R=2.50N時橡皮筋兩端的位置，重新標(biāo)記為。、。，橡皮筋的拉

力記為Foo'o

④在秤鉤上涂抹少許潤滑油，將橡皮筋搭在秤鉤上，如圖乙所示。用兩圓珠

筆尖成適當(dāng)角度同時拉橡皮筋的兩端，使秤鉤的下端到達(dá)。點(diǎn)，將兩筆尖的位置

標(biāo)記為A、B,橡皮筋ON段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB。

甲乙

完成下列作圖和填空：

(1)利用表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出F-1圖線，根據(jù)圖線求得/o=emo

(3)根據(jù)給出的標(biāo)度，在下圖中作出ROA和FOB的合力V的圖示。

（4）通過比較F與的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【自主解答】

解析：（1）在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用平滑的曲線（直線）將各點(diǎn)連接起來，不在直線上

的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。如圖甲所示，由圖線可知與橫軸的交點(diǎn)/o=10.0cm。

（2）橡皮筋的長度/=Q4+O3=13.60cm,由圖甲可得歹=1.80N,所以ROA=

FOB=F=1.80No

（3）利用給出的標(biāo)度作出ROA和ROB的圖示，然后以RM和ROB為鄰邊作平行四

邊形，對角線即為合力少，如圖乙所示。

（4）Roo,的作用效果和ROA、ROB兩個力的作用效果相同，F(xiàn)'是FOA、ROB兩個

力的合力，所以只要比較V和Roo的大小和方向，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

答案：（1）見解析圖甲10.0（9.8?10.1之間均正確）（2）1.80（1.70?1.90之間均

正確）（3）見解析圖乙（4）Foo-

【核心歸納】

突破創(chuàng)新考點(diǎn)

(1)對實(shí)驗(yàn)思路的理解、實(shí)驗(yàn)方法的遷移(如圖甲、乙所示)

(2)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)(如圖所示)

①橡皮筋-替良代上彈簧測力計(jì)；

替代

②鉤碼X彈簧測力計(jì)。

實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

1.學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律

■］實(shí)驗(yàn)?zāi)康膢—2.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

3.掌握利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法

打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、

1實(shí)驗(yàn)器材卜夾子、細(xì)繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平、刻度尺、槽碼、薄木

塊

采用控制變量法，即先控制一個參量一一小車的質(zhì)量M不變，

探究加速度a與力產(chǎn)的關(guān)系;再控制槽碼的個數(shù)不變，即力尸不變，

探究加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系

1.稱量質(zhì)量:用天平稱量小車的質(zhì)量M

2.安裝器材:按照如圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸

掛槽碼的細(xì)繩系在小車上（即不給小車牽引力）

3.平衡摩擦力:在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木

塊，使小車勻速下滑

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)卜

4操作:

⑴槽碼通過細(xì)繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電源后放開小

車，取下紙帶選計(jì)數(shù)點(diǎn)

⑵保持小車的質(zhì)量M不變，改變槽碼的個數(shù)，重復(fù)步驟（1）

（3）保持槽碼的個數(shù)不變，改變小車的質(zhì)量M,重復(fù)以上步驟

1.計(jì)算加速度（用逐差法）

d數(shù)據(jù)分析卜

2.作圖像找關(guān)系QF圖像**圖像）

1實(shí)驗(yàn)結(jié)論H加速度與合外力成正比與質(zhì)量成反比〕

「注意事項(xiàng)」

1.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法。

2.平衡摩擦力：不懸掛槽碼，但小車連著紙帶。

3.不重復(fù)：改變R或M時不需要重復(fù)平衡摩擦力。

4.實(shí)驗(yàn)條件：M》m,即小車的質(zhì)量又遠(yuǎn)大于槽碼總質(zhì)量如槽碼的總重力

才可視為小車受到的拉力。

5.一先一后一按住：先接通電源，后釋放小車，且在小車到達(dá)定滑輪前按住

小車。

6.作圖：作圖時兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng)，各量須采用國際單位。

「誤差分析」

1.因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用槽碼的總重力機(jī)g代替小車所受

的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于槽碼的總重力。

2.平衡摩擦力不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)

繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差。

考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)操作

典例某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

打點(diǎn)接7玲帶木塊帶造輪的長木板

計(jì)時器

細(xì)繩

I/

祛碼桶

圖1

（1）下列做法正確的是（填字母代號）。

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度以平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有祛碼的祛碼桶

通過定滑輪拴在木塊上

C.實(shí)驗(yàn)時，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源

D.通過增減木塊上的祛碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

（2）為使祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時受到的拉

力,應(yīng)滿足的條件是祛碼桶及桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量_______（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小

于”或“近似等于”）木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)量。

（3）甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套如圖1所示的裝置放在水平桌面上,

木塊上均不放祛碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度。與拉力R的關(guān)系,

分別得到圖2中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙所用的木塊質(zhì)量分別為加甲、機(jī)乙，甲、

乙所用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為〃甲、〃乙，由圖2可知，m甲m

乙，〃甲_______g（均選填，或“=”）

【自主解答】

解析：（1）實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩栗保持與長木板平行，A項(xiàng)正確；平衡摩擦力時不能將

裝有祛碼的祛碼桶通過細(xì)繩繞過定滑輪拴在木塊上，這樣無法平衡摩擦力，B項(xiàng)錯

誤；實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源再放開木塊，C項(xiàng)錯誤；平衡摩擦力后，改變木塊上的祛

碼質(zhì)量后不需栗再重新平衡摩擦力，D項(xiàng)正確。

(2)由整體法和隔離法得到繩的拉力F=Ma=M^^=—^mg,可見，當(dāng)祛

1+M

碼桶和桶內(nèi)祛碼的總質(zhì)量機(jī)遠(yuǎn)小于木塊和木塊上祛碼的總質(zhì)量M時，可得F^mgo

(3)不平衡摩擦力時，有F—jUmguma,得a=\一〃g,圖線的斜率大的木塊的

質(zhì)量小，縱軸截距絕對值大的動摩擦因數(shù)大，因此7"甲V機(jī)乙，〃甲