知识讲解力学实验复习

高考冲刺：力学实验复编稿：审稿：【高考展望3、验证力的平行四边形定则实验4、验证第二定律8、验证动量守恒定律，2012【方法点拨【典型例题50（1）0.15mm2）5.30mm1.48mm；2.80mm.图甲：从游标的0刻度线看上去，根据主尺确定mm数的整数为5，游标的3与主尺2刻度线对齐，小数为0.30mm，故读数5.30mm；图乙：从游标的0刻度线看上去，根据11（410.4220.4430.464条刻度线读0.4880.80mm22.80mm.（3（a）1.0（格0.010mm，则螺旋测微器读数为0.000mm+0.010mm=0.010mm（b6.500mm+0.370mm=6.870mm，考虑调零问题金属板实际厚度为d6.8700.100实验一、研究匀变速直线运打计时器是一种使用 的计仪器，它每隔 打一次点电频率是50，因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况．若xx2x1x3x2C（恒量，即若两连续相等的时间间隔里的位移之差用vt【答案】低压交流电 【课堂：力学实验 例4550Hz，测量数据经处理后如图 ）他计算小车运动的加速度的步骤如下：根据xaT

T a 1.53m/xDECD9.107.571.53cm

T C点的瞬时速度的步骤如下：根据vtv0atv00，t3TC点的瞬时速vCa3T1.5330.1ms0.46mCxx2x1x3x2C（恒量（2）（3）（1）s2s14.402.801.60cms3s25.954.401.55cms4s37.575.951.62cm，s5s49.107.571.53cms6s510.719.101.61cm，根据两连续相等的时间间隔里的位移之差近似为恒量，（2）xs4s5s6s1s2s314.23cm T3T，所以加速度a 1.58m/s 9O0点，也不要用vtv0at计算，实验最好用实验的方法求解。由于两连续相等的时间间隔里的位移之差只是近似相等，COF的中间时刻，COFOFs1s2s3s4s5s640.53cm间t6TC点的瞬时速度为vC

6

0.68m/s如下题【变式】中的计算，最后用vt图像法，因为图像法也是减小误差的方法。举一反物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处51个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。 ②计数点5对应的速度大小为 m/s，计数点6对应的速度大小为 ③物 运动过程中加速度的大小为a

m/s2ag的动摩擦因数（g为重力加速度，则计算结果比动摩擦因数的真实 “偏小”【答案】①6；7（或7；6） （1）①1~6点相邻位移之差约为s2cm且递增，7~11s2cm6~7②5点的速度

s4s51.00ms，加速阶段saT2a2.00m6点速度vvaT1.20ms（不能应用

s5s66~7 为

阶段sa'T2则a'2.00m/s2 过程中阻力来源于桌面摩擦、空气阻力ag

实验二、探究弹簧弹力和弹簧伸长的关 性限度内，弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比（定律）。F例3、某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系 向（填“水平”或“竖直 L1” 9.8m/s2【答案】①竖直②稳 ③ ④ L3数据与其他数据计数有效数字不（0.01mmL0k1=0.5，又mgkxk4.9N/mk(ll 4.9(27.3525.35)砝码盘质量为m 0 0.01kg 【总结升华】准确理解定律：在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正Fkxx是伸长量或压缩量。举一反【变式】某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，设计了如下图所示的实验装506个钩码（弹力始g=10/s2）Fx的关 【答案】（1）图象见解析.（2）6.25 定律Fkx得：k

3.00.48

6.25N/m实验三、验证力的平行四边形定用作图法求得该弹簧的劲度系数k 某次实验中，弹簧的指针位置如图所示，其读数为 2.50N，请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合由图得到F合 （1）54,（2）2.10,3.0k5.61020

F=3.3N。举一反【变式】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”A挂于PMBOOAB的示数，并在贴于竖直木板的O点的位置和拉线的方向。本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示 MOA【答案（1）3.6（2）D（3）减小弹簧测力计B的拉力（或“减小重物M的质量”、“将更换成较大量程的弹簧测力计”、“改变弹簧测力计B拉力的方向”等（1）1N510.2N3N4N3须要知道．A项需要；B、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零．B项也需要；C、拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性．C项也需要；DD．AB与重物这两根细线的力的合力已实验四、验证第二定a

m

T

M

所以当 m时，才可以将小桶和桶内砂mgT例5、图1为验证第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了法 m。5s1，s2ma。1ma

a

m1a

与m处应 s1s2s3。as1、s3和Δta 2s1、s3 。由此求得加速度的大小a 图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若 s3

，24.2mm，47.2mm，1.15，1,k（1）①相等⑥根 第二定律可知，F(Mm)a1

，与mF（2（i)(ii)由xaT2a

s3 2

s136.7mm ，s3120.0mm72.8mm47.2mma （iii)设小车质量为 FMm)a

kF1 MbMbFb 【总结升华】要准确理解xaT2的意义，本题T5txss2aT22a(5t)2 ，【变式】为测定木块与桌面之间的动摩擦因数设计了如，.请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象（3）实验测得A、B的质量分别为m0.40kg、M=0.50根据sh图象可计算出A= .（结果保留一位有效数字 （选填“偏大”或“偏小（1）BAB（1）BABBMghmgh1(Mm)v22B落地后，AQ有mgs01mv22

。(Mm)sM0.5kg，m0.4kgs1.040.4h

9s4h

9sh

sh图象得斜率k1.04s偏大。xy，根据重力加速度g的数值，利用 求出小球的飞行时间t，再利用 例6、某物理小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动。质量分别为mA和的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的投影。用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时松开B球，B球自由下落。A球落到地面N点处，B球落到地面P点处。测得mA=0.04kg，mB=0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是s，A球落地时的动能是 J（忽略空气阻力，g取【答案】0.5秒；0.66g2【解析】由h1gt2可知B球落到P点的时间t g22A球初速度为

3.0m/ 根据机械能守恒定律，A 1mv2mgh10.04320.049.81.225 A 举一反l=1.25cma、b、c、d算式为v0= (用l、g表示)，其值是 小球在b点的速率是 g【答案】v0g

、0.7m/Tx2l

竖直方向自由落体运动（匀加速直线运动）ygT

(gxaT2，这里为了区别用y表示，加速度为g 由图看出g（1（2）

v0

v0

0.7m/g9.8实验六、探g9.8A、B时的速度大 和拉力传感器的总质量M1；把②将小车停在C点 ③在小车中增加砝码， MM1v2v2 个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中的ΔE3＝ 根据下表，请在图中的方格纸上作出EW（2）E1mv2v2 F-W（3）在方格纸上作出EW直线还是曲线，物理实验图像绝大多数是直线，本题EW图线也是直线，不能连成曲举一反小车的速度v、v、v、 作出Wv是否存在Wv2、Wv3、W

v 样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验2W、3W、……。B【答案】D选项是错误的。实验七、验证机械能守恒定hmgh1mv22hv，即可验证机械能是否方法（2）任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两

sn nnT距离Sn和Sn+1，由

snsn1，或由

dn1dn1 例8、某物理学组在“验证机械能守恒定律”的实验中（g取9.8m/s2 AB．交流电源CDE．天平及砝码F打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别为x1=12.16cm、x2=19.1cm和x3=27.36cm，其中有一个数值在记录时有误，代表它的符号是 “x1“x350HzBvB m/smgx2

“>“= 【答案】① ② ③ ④ 【解析】①在“验证机械能守恒定律”的实验中，我们验证的是减少的重力势能与增加的动能之间的关系，所以除了基本的实验器材打点计时器（带导线铁架台和带的重物外还需要：交流电源（给打点计时器供电，刻度尺（量位移．BDx2x2B点时重物的速度

x3x1代入数据解得v1.90ms.④gx9.80.1911.871v211.90)2 2 即

1mv2> B点瞬时速度，二是由于纸带与限位孔间有摩擦或空气举一反一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨C点的距离，hAC的高度差，b表示遮光片的宽度，sA、B两瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；AAB1 机械能守恒，t2与s的1系式为t （A点st值1st2215 104m1s2(保留3位效数字1h、d、b、Mmt

skokko进行比较，若其差值在试验允许的范围内，d

M

(mM)2t2212(hMdm)g

t2 (M 与砝码组成的系统重力势能的减少量EPdMgsmgsdMbb很小，所以我们用很短时vBt，根据动能的定义式得出：b Ek2(mM)vB2(mM)t2

若在运动过机械能守恒

EkEP2(mM)

Mm)gsd1所 与s的关系式为

12(hMdm)gst t2

(Mk(3.391.48)104m1k2.40104m1h、d、b、M和m1t2sk01

2(hM(Mk与ko实验八、验证动量守恒m1、m2和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离S1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离S1S2，若【课堂：力学实验 例99、1A、B两球的碰撞来验证动量守恒定PQ是斜槽，QRAG由静止开1010个落点BAG由静止开始滚下，B球碰撞后，A、B10OR在记录纸上的垂直投影点。B2所示，其中米尺水G、R、OO点对齐。碰撞后B球的水平射程应取 cmABAOB．ABAOCABDAB球的质量（或两球质量之比EG（1）65.7（2）ABDO65.7cm，这也是小球落点的平（2）m1、m2，OC选项不选。不要受思维定势的影响，要具体问A，B两球的碰撞来验证动量守恒定律，PQ是斜槽，QR是水平槽，斜槽与水平槽之间平滑连接.A球从斜槽上某10个落点痕迹.BA球仍从原位置由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10次.D，EF为三个落点的平均位置.O点是水平槽末R在记录纸上的竖