高一上学期物理期中复习课件 【知识精讲+备课精研】 力学实验

【力学实验】探究小车速度随时间的变化2.1探究两个互成角度的力合成规律3.4探究加速度与力、质量的关系4.22.1探究小车速度随时间的变化电源，刻度尺钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板(1)是否需要平衡摩擦？不需要(2)m<<M？不需要(3)计时点与计数点；两种打点计时器的区别和分析两种打点计时器的区别和分析电磁打点计时器电火花计时器电源性质约8V的交流电源220V交流电源打点频率打点时间间隔0.02s频率50Hz打点时间间隔0.02s频率50Hz打点方式振针通过复写纸在纸带上打点电火花放电使墨粉在纸带上成点阻力来源纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦纸带与限位孔摩擦电火花计时器比电磁打点计时器更精确实验原理

0123OABCD

EF

3.算加速度：①逐差法②图像法最准确、科学的是图像法拟合直线的斜率后n段减前n段1.实验器材安装完毕后，小车为什么要靠近打点计时器的位置？有的同学先放开小车，再启动计时器，有的刚好相反，哪种方法好？为什么？合理利用纸带长度应该先启动计时器，再放开小车，因为启动计时器瞬间打点不稳定2.怎样选择纸带上的计数点？开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始,每隔五个间隔取一个计数点，(每两个计数点之间的时间间隔是0.1s）。或者会说相邻计数点间还有四个点没有画出。0123注意看清题目是以几个间隔取一个计数点的

3.建立v－t图像时应注意什么问题？坐标轴的物理意义，单位，合适的标度注意图像的斜率k与tanα是不同的注意y轴的起始点可能不是0例2．某人用如图甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的特点。(1)为完成本实验，下列器材中必须有的是

（填编号）。

①天平②8V低压交流电源

③刻度尺

④秒表(2)安装好实验装置后开始实验。实验中操作必需的是

。A．托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量B．调整滑轮的高度，使细线与水平桌面平行C．将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起D．释放小车前，小车应尽可能靠近打点计时器放置E．选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验③BDE(3)部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：

（用字母填写）

(4)相邻计数点间有4个点未画出，则B点的速度vB＝

m/s，小车加速度a＝

m/s2（结果均保留2位有效数字）。DCBA0.380.39(5)如果当时电网中交变电流的频率是

f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏______（填“大”或“小”）。

大3.4探究两个互成角度的力合成规律实验目的：探究求合力的方法。实验原理：合力的作用效果与几个分力的作用效果相同。

等效替代实验器材：粘好白纸的方木板、弹簧测力计2个、橡皮筋1条、轻质小环、刻度尺。实验结论：在实验误差允许的范围内F和F′相同F1=10.0NF2=6.8NF合=12.8NO2N(1)测力计调零(2)固定白纸(3)固定橡皮筋，

小环

(4)二力合成(5)记录力的大

小方向(6)等效替换(7)作图合成实验步骤1．弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)。还需用钩码检查弹簧测力计是否存在示值误差，若存在，应加以校正。2．被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动小圆环时弹簧不可与外壳相碰或摩擦。3．在同一次实验中，使小圆环的位置O一定要相同。4．两分力F1和F2间夹角不宜过大，也不宜过小，以60°～120°之间为宜。5．读数时应正视、平视刻度。6．使用弹簧测力计测力时，读数应适当大些，但不能超出它的测量范围。例5.某实验小组做“验证平行四边形定则”实验，如下图所示，实验步骤如下：①用两个相同的弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮条伸长，结点达到纸面上某一位置，记为O1；②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向；③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O1，记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向；④按照力的图示要求，做出拉力F1、F2、F3；⑤根据力的平行四边形定则做出F1和F2的合力F；⑥比较F1和F的一致程度；(2)本次实验需要用到带细绳套的橡皮筋，下图中最合适的是____________；(3)某次用弹簧秤拉橡皮筋时弹簧秤的指针位置如图所示，弹簧秤示数为_______N；C3.00不必(4)改变F1和F2，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置O2，位置O2______（选填“必须”或“不必”）与位置O1相同；(5)实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，请说明这样的操作________（选填“合理”或“不合理”），理由是________________________________________；(6)如图所示某同学在做“探究求合力的方法”实验时，用A、B两根弹簧秤把橡皮条的结点拉到O点，此时.在实验过程中α+β=90°，他做了一些探究，其中一个是：他使B弹簧秤示数有较明显的增大，为了保持结点位置不变，可采取的补救办法是A.保持其它不变，增大A的示数同时增加角αB.保持其它不变，增大A的示数同时减小角αC.保持其它不变，增大A的示数同时增大角βD.保持其它不变，增大A的示数同时减小角β不合理合力超出了弹簧测力计量程βαβαAC(7)如图为利用实验记录的结果作出的图，则图中的________是力F1和F2的合力理论值，________是力F1和F2的等效合力的实际测量值FF'4.2探究加速度与力、质量的关系以小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为器材，研究小车运动。从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a砝码的总重力G当作小车受到的拉力F用天平测出小车的质量m控制变量法保持M不变，用纵坐标表示a，用横坐标表示F，画出a－F图像

测量加速度：阻力补偿：一先一后一按细绳保持与长木板平面平行.（而不是与水平面平行）阻力补偿：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂槽码的情况下，能沿木板做匀速直线运动(纸带上相邻点的间距相等),即平衡了摩擦力。①阻力补偿时不要挂重物和槽码②整个实验阻力补偿后，不管以后是改变槽码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新阻力补偿。③在研究匀变速直线运动的特点实验以及使用气垫导轨时不用平衡摩擦力①直线,说明平衡摩擦力时,平衡过度了②直线,说明平衡摩擦力不够或根本没有平衡摩擦力3.拉力T不等于钩码重力：实验中用槽码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于槽码的总重力)存在系统误差。

不用考虑拉力与重力不相等的情况：①控制小车与钩码质量和为定值②利用传感器或者弹簧测力计测力方案二：由于两小同时启动、同时停止，故运动时间相同比较法

转化为测位移测加速度转化为测位移光电门1光电门2挡光板Δxxt利用气垫导轨来探究加速度与力、质量的关系使用气垫导轨时不用补偿阻力例6.用图1所示的实验装置研究加速度与物体受力、物体质量之间的关系。①实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在此过程中，下列说法正确的是___________。A．小车后面不能拖纸带B．系在小车的细绳上不能悬挂小桶C．打点计时器必须接通电源②图2所示为实验中得到的一条纸带，纸带上每五个点取一个计数点，由图中数据可计算出小车的加速度a=_______m/s2。（结果保留2位有效数字）BC1.1

略大于有无例7.如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置，他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处静止释放。(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d（2）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是________________________________；AB之间的位移（3）下列不正确的实验操作是____（请填写选项前对应的字母）A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨一端垫高以平衡摩擦D．应使细线与气垫导轨平行（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出_____________图象。（选填“t2-F”、“1/t-F”或“1/t2-F”）AC

CD例8.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。(1)如图所示分别为电磁打点计时器和电火花打点计时器，两种计时器都是实验中常用的实验器材，关于这两种打点计时器，下列说法正确的是________：A．乙使用直流电源，丙使用交流电源B．它们都使用220V的交流电源C．它们打点周期都是0.02sD．丙工作时纸带受到的阻力较小，实验误差较小AD(2)下列做法正确的是________

A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B.在探究加速度与力的关系时，作a--F图象应该用折线将所描的点依次连起来C.实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源D.通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度B(3)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是________（选填字母）

(4)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的关系可用图中的________表示（图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）。

C0.15(5)如图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB=_______m/s，木块的加速度a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)

0.60(1)为了减小实验误差，下列说法正确的是

________。A

实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩

擦力时需要挂上砝码盘，但不挂砝码B

实验之前将轨道倾斜来平衡摩擦力，平衡摩

擦力时不需要挂上砝码盘和砝码C

砝码盘和砝码的总质量应远大于小车的质量D

砝码盘和砝码的总质量应远小于小车的质量例9．在“探究加速度与力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层前端均固定有光滑滑轮，两相同小车前端各系一条细线，细线跨过定滑轮并挂上一个砝码盘，盘中可放砝码，小车Ⅱ所挂砝码和砝码盘的总质量是小车Ⅰ所挂砝码和砝码盘总质量的两倍。将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力，两小车尾部各系一条细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，按下装置两小车同时立即停止。某次实验时小车Ⅰ的位移为s1，小车Ⅱ的位移为s2。BD正比(2)若实验测得小车Ⅱ位移近似是小车Ⅰ位移的两倍，则可得实验结论：在质量一定的情况下，物体的加速度与所受到的合外力成________(填“正比”或“反比”)。(3)由于实验中将砝码和砝码盘的总重力作为小车所受合外力的大小，因此s1和s2的实际大小关系是________。A．2s1＞s2