高考力学实验知识点复习教学案

PAGEPAGE26北京高考力学实验知识点复习教案北京蔡雨翔2013.04教学要求高考力学实验考试范围：94研究匀变速直线运动95探究弹力和弹簧伸长的关系96验证力的平等四边形定则97验证牛顿第二定律98研究平抛运动99探究动能定理100验证机械能守恒定律101验证动量守恒定律102探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度高考实验考查的常规仪器：要求会正确使用的仪器主工有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等。高考实验误差要求：要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减少偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。高考实验有效数字要求：要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不做要求教学过程一.研究匀变速直线运动考点1．原理:：S=aT22．实验条件：a．合力恒定，细线与木板是平行的。b．接50HZ，4—6伏交流电。3．实验器材：电磁打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线、两根导线。4．主要测量:选择纸带,标出记数点,测出每个时间间隔内的位移S1、S2、S3。。。。图中O是任一点。5．数据处理:0123456根据测出的S1、S2、S3…….。S1。S2。S3。S4。S5。S6。用逐差法处理数据求出加速度：S4—S1=3a1T2，S5—S2=3a2T2，S6—S3=3a3T2a=（a1+a2+a3）/3=（S4+S5+S6—S1—S2—S3）/9T2(优点:全部数据都用上,误差小)测匀变速运动的即时速度：同步训练:1．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如下图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是()A．实验时应先放开纸带再接通电源B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s2．下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝________：C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．3．某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再选依次相邻的6个点作为测量点，分别标以A、B、C、D、E和F，如下图所示．(1)如果测得C、D两点相距2.70cm，D、E两点相距2.90cm，则在打D点时小车的速度是________m/s.(2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在v－t坐标系中描点(如图所示)，由此可求得小车的加速度a＝________m/s2.4．某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如下图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离；xA＝16.6mm，xB＝126.5mm，xD＝624.5mm.若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为________s；(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)；(3)物体的加速度大小为________(用xA、xB、xD和f表示)．5.某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出．从纸带上测出x1＝3.20cm，x2＝4.74cm，x3＝6.40cm，x4＝8.02cm，x5＝9.64cm，x6＝11.28cm，x7＝12.84cm.计数点123456各计数点的速度/(m·s－1)0.500.700.901.101.51(1)请通过计算，在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字)；(2)根据表中数据，在所给的坐标系中作出v－t图象(以0计数点作为计时起点)；由图象可得，小车运动的加速度大小为________m/s2.6．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如下图(a)所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图(c)所示．(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．7．某同学用图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：a．安装好实验器材。b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2……6点所示。c．测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3……S6。d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。e．分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值。f、以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，画出－t图线。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：=1\*GB3①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有和。（填选项代号）A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平F．重锤图4=2\*GB3②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图4所示，则S2=cm，S5=cm。图4=3\*GB3③该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出－t。=4\*GB3④根据－t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0=m/s；它在斜面上运动的加速度a=m/s2。55答案:1.C2.(1)0.02s(2)0.68～0.72cm0.100m/s3.(1)2.80(2)5.004.(1)0.1(2)2.5(3)eq\f(xD－3xB＋2xA,75)f25.(1)1.31(2)图象略2.4～2.6m/s26.(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块7．=1\*GB3①A，C=2\*GB3②（2.97~2.99），（13.19~13.21）=3\*GB3③如图=4\*GB3④（0.16~0.20），（4.50~5.10）二.探究弹力和弹簧伸长的关系（1）用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力（2）用列表法来记录和分析数据（如何设计实验记录表格）（3）用图象法来分析实验数据关系步骤：1：以力为纵坐标、弹簧伸长为横坐标建立坐标系2：根据所测数据在坐标纸上描点3：按照图中各点的分布和走向，尝试作出一条平滑的曲线（包括直线）4：以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如不行则考虑二次函数，如看似象反比例函数，则用相关的量为倒数再研究一下是否为正比关系（图象是否可变为直线）化曲为直的方法等。5：解释函数表达式中常数的意义。注意事项：1.弹簧使用前要检验是否指“0”刻度2.弹簧使用时,所加砝码不要过多（大）以免弹簧超出其弹性限度同步训练:1．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如右图所示．下列表述正确的是()A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比2．(1)在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是()A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把(L－L0)作为弹簧的伸长量x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图所示图象中的()3．某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为________cm；该弹簧的劲度系数为________N/m.（2）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；……；挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7。4.①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是和。测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1②实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据下图将这两个测量值填入记录表中。③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：cm，cm，cm。请你给出第四个差值：d4=＝cm。④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4表示的式子为：＝，代入数据解得＝cm。⑤计算弹簧的劲度系数k＝N/m。（g取9.8m/s2）答案:1.BD2.(1)AB(2)C3.10504.①L5L6②6.85（6.84～6.86)）14.05（14.04～14.06）③L7－L3 7.20（7.18～7.22）④1.75⑤28三.验证平行四边形定则考点1.记录:结点O的位置两测力计的示数F1、F2测量两测力计拉力的方向用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。用一个测力计重新将结点拉到O点。记录：弹簧秤的拉力大小F及方向。2.减小误差的方法:a．测力计使用前要校准零点。b．弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致，并与木板平行.c．两个分力和合力都应尽可能大些.d．拉橡皮条的细线要长些，标记两条细线方向的两点要尽可能远些.e．两个分力间的夹角不宜过大或过小，一般取600~1200为宜同步训练:1．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。（1）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答：。（选填“变”或“不变”）（2）图乙中的F与F/两力中，方向一定沿AO方向的是______________。（3）本实验采用的科学方法是A．理想实验法 B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法2．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某—点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是。(填入相应的字母)（2）某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有：__________A.F1=4NB.F=12NC．θ1=45°D．θ1＜θ2答案:1、（1）不变（2分）（2）F/（3）B（2分）2.（1）CE（3分）（2）BC（3分）四.验证牛顿运动定律考点1.纸带纸带打点计时器原理：适当垫高长木板不带滑轮的一端，使小车刚好匀速下滑。用细绳将砂桶(质量为m)和小车连成一个整体，连接体做匀加速直线运动。根据牛顿第二定律：整体：mg=（M+m）a小车：T=Ma=，当m《M时,即小车的合外力近似为砂和砂桶的重力mg。2．实验条件：a．平衡摩擦力b．只有小车和码砝的质量之和（M）远远大于砂和砂桶的总质量(m)时,小车的合力才近似等于砂和砂桶的重力mg.3．主要测量量：小车的质量(包括砝码)M；砂和砂桶的总持量m.；纸带上相邻计数点间的位移S1、S2、S34．数据处理：逐差法求加速度:5．实验结果分析：图线法：M一定时，a—F图线；F一定时，a—图线。在实验中某人得不出当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线，而是得出下列图线。请分别说出得到（A）、（B）、（C）三种图的原因。分析与解答（A）图的原因是：平衡摩擦力过度。从图中可以看出，图线在纵轴上的截距为一正值，表示外力作用为零时，已经有了加速度。这是因为垫木太厚，造成小车在自身下滑力作用下向下滑动所造成。（B）图的原因是：平衡摩擦力不足。因为图线在横轴上的截距为一正值，表示外加作用力已经为某一值时小车的加速度仍为零，这意味着摩擦力还要一部分拉力来平衡。（C）图的原因是：没有满足M>>m这个条件。由图可知，当作用力较大时，图线向下偏，这表示a的值偏小。我们知道（C）图横轴的F实际是砂和砂桶的总重力mg，而纵轴的a则由实际的力T=Mmg/（m+M）来决定，当拉力越大时，mg与T的偏离也越大，这是造成图（C）的原因。同步训练:1．在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中正确的是()A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车2．“验证牛顿运动定律”的实验，主要的步骤有：A．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在光滑的水平长木板上B．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，夹上夹子，让它们同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小C．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系D．在小车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳E．在小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着数目不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量．分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量上述实验步骤，正确的排列顺序是________．3．用如下图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系．实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动．(1)此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是______________________．(2)通过改变________，就可以改变小车所受的合力．(3)在探究加速度与质量关系时，分别以________为纵坐标、________为横坐标作图象，这样就能直观地看出二者关系．4．在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如下图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：图1：___________________________________________________________；图2：__________________________________________________________.5．某同学设计了如下图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)______．(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．a．可以改变滑动摩擦力的大小b．可以更方便地获取多组实验数据c．可以比较精确地测出摩擦力的大小d．可以获得更大的加速度以提高实验精度6．某实验小组利用如下图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x＝24cm，由下图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________cm.该实验小组在做实验时，将滑块从上图甲所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝________.(以上表达式均用字母表示)m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63乙丙(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据．通过分析表中数据后，你得出的结论是________.(3)现需通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在图丙坐标系中描点作出相应图象．7．某同学设计了一个探究加速a度与物体所受合力F及质量m的关系实验。实验装置简图如图所示，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重量，小车运动加速度a可用纸带上点求得：(1)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：次数12345678小车加速度a(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.50.30小车质量m(kg)0.250.290.330.400.500.711.001.67(kg－1)4.003.503.002.52.001.401.000.60根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在如图方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线。从图线中得到F不变时小车加速度a与质量之间定量关系式是______。(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶重量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图所示，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是______。答案：1.BCD2.AEDBC3.(1)探究的是加速度与其他量之间的比例关系(其他解答只要合理就给分．如：初速度为零的匀加速运动，在相同的时间内，位移与加速度成正比)(2)砝码的数量(3)aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(1,m)))eq\f(1,m)(或a)4.(1)m≪M(2)B(3)m过大(或M过小)，造成m不是远小于M没有平衡摩擦力或木板的倾角过小5.(1)eq\f(2d,t2)多次测量时间t，取t的平均值(2)c(3)bc6.(1)0.52eq\f(d,Δt1)eq\f(d,Δt2)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2,2x)(2)(3)略五．研究平抛运动考点：（一）.运动规律:1、y=1/2gt2x=v0t2、y2—y1=aT2vx=v0vY=gt（二）．注意事项：1.斜槽末端水平，木板竖直2.小球从同一高度释放3.球心位置记作抛出点（三）.测量工具：刻度尺（不用秒表）注意：斜槽不要求光滑,如没有记录抛出点，用∆s=aT2求时间图7-22图7-22图7P1P2P3图61．实验原理：用一定的方法描出平抛小球在空中的轨迹曲线，再根据轨迹上某些点的位置坐标，由h=1/2gt2求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。2．实验器材：木板，坐标纸，图钉，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，重锤线,游标卡尺.3．实验条件：a．固定坐标纸的木板要竖直。b．斜槽未端的切线水平，在坐标纸上准确记下槽口位置。(如何确定斜槽未端的切线是水平的?)c．小球每次从槽上同一位置由静止滑下。同步训练:1．在做“探究平抛运动的规律”的实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是______．A．游标卡尺B．秒表C．坐标纸D．天平E.弹簧测力计F．重垂线实验中，下列说法正确的是________．A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来2.在“探究平抛运动的规律”的实验中，某同学在建立直角坐标系时，有一处失误，假设他在安装实验装置和进行其他操作时准确无误．(1)观察上图可知，他的失误之处是___________________________________________________________________________________________________.(2)他根据记录建立坐标系，运用教学实验原理测得的平抛初速度值与其真实值相比________(选填“偏大”、“相等”或“偏小”)．3.在“探究平抛运动的规律”的实验中，某同学只记录了A、B、C三点，各点的坐标如右图所示，则物体运动的初速度为__________m/s，开始平抛的初始位置的坐标为__________．4.如图所示为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，重力加速度g取10m/s2.由图可知：小球从A点运动到B点经历的时间________(填“小于”、“等于”或“大于”)从B点运动到C点经历的时间；照相机的闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s.5．试根据平抛运动的原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法．提供实验器材：弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带夹具)、刻度尺．(1)画出实验示意图．(2)在安装弹射器时应注意：________________.(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)：____________.(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是____________________．(5)计算公式：__________________.6．某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图所示．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下实验步骤：A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab＝bc，如图所示．量出ab长度L＝20.00cm.B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板位置，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1＝h.C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2＝h＋10.00cm.D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3＝h＋30.00cm.则该同学由上述测量结果可得出钢球做平抛运动的初速度的大小v0＝________m/s.钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby＝________m/s.(已知重力加速度为g＝10m/s2，空气阻力不计)7．某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图甲中P0P0′、P1P1′……)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到____________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了__________________________________________________________.(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹．(3)如图所示．答案：(1)斜轨末段水平、A板水平、插槽P0P0′垂直斜轨并在斜轨末端正下方使小球每次做平抛运动的初速度都相同(2)使记录纸上每相邻两点之间的水平距离等于这段时间内小球在水平方向实际运动的距离答案：1.ACFAD2.答案：(1)坐标原点应建立在小球飞离斜槽口时的小球重心处，即在槽口上方r(r为小球半径)处．(2)飞行时间t＝eq\r(\f(2y,g))偏小，而v0＝eq\f(x,t)应比真实值偏大．3.1.0,(－10，－5)4.等于,10,2.55．(1)如右图所示．(2)弹射器必须水平(3)AB的高h与BC的长x(A是弹射器开口的端点，B点最好是用重垂线找到)(4)在C处铺一块白纸，上面铺一块复写纸，几次弹射的落点，用一个最小的圆圈上，圆心即是C点(或多测几次，取平均值)(5)6.21.57.(1)斜轨末端必须水平，是为了保证小球离开斜轨末端时的速度相同．(2)保证打到B板上相邻两点的水平距离也为d.（3）如图（略）六．探究动能定理考点:【实验目的】1．通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．2．通过分析实验数据，总结出做功与物体速度的平方的正比例关系.【实验原理】探究功与速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图1所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.【实验器材】小车(前面带小钩)、100g～200g砝码、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)，打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器则不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．【实验步骤】1．按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．2．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格．3．用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．4．用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格.【数据处理】先对测量数据进行估计，或者作个W－v草图，大致判断两个量可能是什么关系．如果认为可能是W∝v2，对于每一个速度值算出它的二次方，然后以W为纵坐标、v2为横坐标作图，如果这样作出来的图象是一条直线，说明两者关系真的就是W∝v2.【误差分析】1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差．3．利用打点的纸带计算小车的速度时，测量不准会带来误差．【注意事项】1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板一个合适的倾角．2．测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点．3．橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡条筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．这是本实验的技巧之一，这里通过转换单位的方法巧妙地解决了这一难题，这也是物理实验中常用的一种思想和手段．(历史上卡文迪许扭秤实验和这里相似)同步训练:1．关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是()A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出2．某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器工作频率为50Hz.(1)实验中木板略微倾斜，这样做__________(填答案前的字母)．A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动(2)若根据多次测量数据画出的W－v草图如图乙所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出的以下猜想肯定不正确的是________．A．W∝eq\r(v)B．W∝eq\f(1,v)C．W∝v2D．W∝v33.如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出．(1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有________________；(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是____________________；(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量；(4)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；数据物理量橡皮筋做的功10个间距的距离x(m)10个间距的时间T(s)小车获得的速度vn小车速度的平方veq\o\al(2,n)1W0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2(5)从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是_______，请你根据表中测定的数据在如图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性．(6)若在实验中你作出的图线与理论的推测不完全一致，你处理这种情况的做法是____________________________________．4.某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝eq\r(v)，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4…代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4…表示物体每次通过Q点的速度.实验次数1234…LL1L2L3L4…vv1v2v3v4…他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L－v图象，并得出结论W∝v2.他们的做法是否合适，你有什么好的建议？在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果．答案：1．D2.(1)C(2)AB3.(1)刻度尺(2)平衡摩擦力(3)点距均匀(4)2W,3W,4W,5W.(5)Wn∝_V02(6)分析误差来源,改进实验方案和测量手段,重新进行实验.七.验证机械能守恒定律考点:1．原理：物体做自由落体运动，根据机械能守恒定律有：mgh=在实验误差范围内验证上式成立。2．实验器材：打点计时器，纸带，重锤，米尺，铁架台，烧瓶夹、低压交流电源、导线。3．实验条件：a．打点计时器应该竖直固定在铁架台上b．在手释放纸带的瞬间，打点计时器刚好打下一个点子，纸带上最初两点间的距离约为2毫米。4.测量的量：a．从起始点到某一研究点之间的距离，就是重锤下落的高度h，则重力势能的减少量为mgh1；测多个点到起始点的高h1、h2、h3、h4（各点到起始点的距离要远一些好）b．不必测重锤的质量5．误差分析：由于重锤克服阻力作切，所以动能增加量略小于重力势能减少量6．易错点：a.选择纸带的条件：打点清淅；第1、2两点距离约为2毫米。●●●●●●●M●●●●●●●MNxMxNxMN铁夹重锤纸带图1图20cm123456789101112OABCDEFG选质量大体积小的重锤方法1：（有抛出点）方法2：（无抛出点）同步训练:1．（1）在利用打点计时器和重锤做“验证机械能守恒定律”得实验时，以下说法正确得是A．应选用质量较大得重锤，使重锤和纸带所受得重力远大于它们所受得阻力B．重锤的质量必须测出才能完成验证实验C．处理数据时必须挑选第一、二两点间距离接近2mm得纸带才能完成实验D．处理数据时可以避开纸带上初始得密集的几点，选择后面合适两点进行测算与验证3.134.867.02ABCO（2）在验证机械能守恒定律的实验中若重物质量为0.50kg，选择好的纸带如图，已知相邻两点时间间隔为0.02s（OA之间还有一些点未画出），长度单位是cm，g取9.8m/s2。则打点计时器打下点B时，重物的速度vB=________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减小量ΔE3.134.867.02ABCO（结果保留三位有效数字）2．有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的．为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x1、x2、x3.请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________．(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)A．61.0mm,65.8mm,70.7mmB．41.2mm,45.1mm,53.0mmC．49.36mm,53.5mm,57.3mmD．60.5mm,61.0mm,60.6mm)3．利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝eq\r(2gh)计算出瞬时速度vC．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h＝eq\f(v2,2g)计算出高度hD．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v以上方案中只有一种正确，正确的是______．(填入相应的字母)4．右图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有________．(填入正确选项前的字母)A．米尺 B．秒表C．0～12V的直流电源 D．0～12V的交流电源(2)实验中误差产生的原因有__________________．(写出两个原因)5．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50Hz，依次打出的点为0,1,2,3,4，…n.则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为________________、________________、________________，必须计算出的物理量为________________、________________，验证的表达式为__________________．(2)下列实验步骤操作合理的顺序排列是____________(填写步骤前面的字母)．A．将打点计时器竖直安装在铁架台上B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3…，hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，…vnF．分别算出eq\f(1,2)mvn2和mghn，在实验误差范围内看是否相等6．“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的甲或乙方案来进行．(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些，理由是__________________．(2)如图是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s．物体运动的加速度a＝________；该纸带是采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的．简要写出判断依据________．(3)如图所示是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()A．vN＝gnTB．vN＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)C．vN＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T)D．vN＝g(n－1)T答案:1．（1）AD（2）0.9730.2380.2372.C3.D4.(1)AD(2)纸带与打点计时器之间有摩擦，用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差，计算势能变化时，选取始末两点距离过近，交流电频率不稳定．5.(1)第2点到第6点之间的距离h26第1点到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h57第2点的瞬时速度v2第6点的瞬时速度v6mgh26＝eq\f(1,2)mv62－eq\f(1,2)mv22(2)ADBCEF6.(1)甲该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便(2)4.83m/s2乙因为物体的加速度比g小得多(3)BCOMPN球1球2OMPN球1球21．原理：两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。m1v1=m1v1/+m2v2/本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度：OPm1以v1平抛时的水平射程;OMm1以v1/平抛时的水平射程ONm2以V2/平抛时的水平射程验证的表达式：m1OP=m1OM+m2ON2．实验仪器：斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。3．实验条件：a．入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>m2)b．入射球半径等于被碰球半径c．入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。d．斜槽未端的切线方向水平e．两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上4．主要测量量：a．用天平测两球质量m1、m2；b．水平射程5．易错易混步骤：a．调节轨道末端切线水平，b．落点位置的确定：以每次实验的落点为参考，作一尽可能小的圆，将10次落点围在里面，圆心就是落点的平均位置，我们就把此圆的圆心定为实验测量数据时所对应的小球落点位置。同步训练:1．在“验证动量守恒定律”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，如图所示。设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有()A．第一、二次入射小球的落点分别是A、BB．第一、二次入射小球的落点分别是B、AC．第二次入射小球和被碰小球将同时落地D．m1·OB＝m1OA＋m2·OC2．某同学用如右图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR是水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。B球落点痕迹如右下图所示，其中米尺水平放置，且平行于P、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。(1)实验中必须测量的量a、______b、______c、______。(2)实验中需要的测量工具是______、______、______。(3)入射球质量m1、被碰球质量m2大小应满足的条件是______。(4)碰撞后B球的水平射程应取为______cm。3．右图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱。实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上。释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为a，B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边缘间的水平距离为c。此外，还需要测量的量是______、______、和______。根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为______。4．气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。b．调整气垫导轨，使导轨处于水平。c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。e．按下电钮，放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。(1)实验中还应测量的物理量是______。(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______。(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能，请写出表达式。答案:1．BD2．(1)三个球落地点到O点的距离、入射球质量m1、被碰球质量m2；(2)天平、刻度尺、圆规；(3)m1＞m2；(4)6.153．桌子的高度H、球2到桌面的高度h、两球质量m1、m2；m1。4．(1)B的右端至D板的距离L2；(2)；(3)能，九用单摆测重力加速度1.实验目的：用单摆测定当地的重力加速度。2.实验原理：g=3.实验器材：长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。4.易错点：a.小球摆动时，最大偏角应小于50。到10度。b.小球应在竖直面内振动。c.计算单摆振动次数时，应从摆球通过平衡位置时开始计时。d.摆长应为悬点到球心的距离。即：L=摆线长+摆球的半径。e．周期的计算:T=t/n.做30～50次全振动的时间除以总次数，得到1个周期的时间，用这种方法可以减小测量误差.

5.数据处理方法：1）公式法:将测得的摆长L和周期T代入公式g=4π2L/T2即可求出当地的重力加速度的值，为了