上海物理高考实验

物理实验复习物理实验复习1概述目的：观察、测量、研究、描绘原理：依据物理规律，推导相应物理量关系器材：实验装置和测量仪器步骤：顺序和关键点数据分析：记录；代数法或图像法结论：讲清条件误差分析：实际是什么？用于计算是什么？引起偏差是什么？改进和推广：减小误差的方法；其他实验设计掌握实验目的、原理、步骤；会控制实验条件、使用仪器、观察分析，处理数据、得出结论、（设计简单实验）概述目的：观察、测量、研究、描绘掌握实验目的、原理、步骤；会2DIS实验基本结构

传感器数据采集器计算机

一、用DIS测定位移和速度

DIS实验基本结构传感器数据采集器计算机一、用DIS3实验原理：v=s/t

实验目的：研究变速直线运动的s-t图并从中求物体的位移和速度。

实验器材：小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器等）。

实验原理：v=s/t实验目的：研究变速直线运动的s-t图并4实验步骤：

1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好。2．开启电源，点击“用DIS测定位移和速度”。3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，s-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到s-t图。

4．点击“选择区域”，将某段曲线选定为研究区域，下方速度窗口就出现该段运动的平均速度值。实验步骤：1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定5注意事项在测平均速度时应选用位移传感器，实验时轨道略有倾斜，让小车加速下滑从而得到相应的s-t图象。点击不同的“选择区域”得到相应的平均速度值，可以发现选取不同的时间段得到的平均速度值往往是不同的。增大轨道倾角并重复实验，可发现同样的时间段内的平均速度值会增大。注意事项在测平均速度时应选用位移传感器，实验时轨道略有倾斜，6练习1．在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示。（1）由图可以确定，小车在AC段是_________运动；DE段是_________运动（2）在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是_________段中的平均速度。

加速匀速AB练习1．在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示。加速7练习2．在研究匀速直线运动的位移—时间关系的DIS实验中，得出运动小车的s-t图如图所示，从图中可知，小车运动的方向是__________（填靠近或远离）运动传感器的接收部分，在s-t图上0—0.2s之间的一段水平直线表示__________，从图中可以看出，1.0s时小车与开始计时点的距离约为__________m。靠近静止0.5练习2．在研究匀速直线运动的位移—时间关系的DIS实验中，得8附：用光电门测瞬时速度：光电门记录的是挡光片的挡光时间△t。测量挡光片的宽度d就可知挡光片经过光电门的平均速度v=d/△t

。挡光片的宽度较窄，经过光电门的平均速度就可看作瞬时速度。应能明确指出测得的速度是小车到达什么位置时的速度。附：用光电门测瞬时速度：光电门记录的是挡光片的挡光时间△t。9练习1．用DIS测瞬时速度的实验中下列器材中必需的是（ ）（A）位移传感器 （B）光电门传感器（C）挡光片 （D）配重片练习2．用DIS测瞬时速度的实验中，挡光片的宽度（ ）（A）越宽越好 （B）越窄越好（C）适当窄些 （D）无所谓光电门发光头挡光片练习1．用DIS测瞬时速度的实验中下列器材中必需的是（ ）10例：小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。

则以下表述正确的是①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A．①③B．②③C．①④D．②④实验次数不同的挡光片通过光电门时间（s）速度（m/s)第一次I0.230440.347第二次Ⅱ0.174640.344第三次Ⅲ0.116620.343第四次Ⅳ0.058500.342例：小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的11实验目的：测定沿轨道下滑物体的加速度。

实验器材：小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器等）。

二、用DIS测定加速度

实验原理：a=△V/△t

实验目的：测定沿轨道下滑物体的加速度。实验器材：小车、1m12三．实验步骤：

1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好，使轨道的倾角固定妥当。2．开启电源，点击“用DIS测定加速度”。3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，v-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到v-t图。

4．移动光标，在图像上取较远的两点A与B，求出它们所在直线的斜率即加速度。

使能产生适当的加速度AB5．多次测量得出加速度的平均值。（保持斜面倾角不变）三．实验步骤：1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器13注：1)倾角不宜太大，也不宜太小；2)无须平衡f，只要GX>f即可3)应选取较远的两点，以减小误差，且应用两点式求:(v2-v1)/(t2-t1)4)多次测量求平均：保持θ不变，多次释放小车注：14练习1．在用DIS测定小车刹车时加速度的实验中，根据实验数据得到的速度图像如图所示。由该图像可求出小车加速度的大小为a＝_______m/s2。

1.21.6v/m.s-1t/s00.40.81.22.01.20.61.82.4练习1．在用DIS测定小车刹车时加速度的实验中，根据实验数据15练习2．利用图示的装置来测量滑块A在长木板上运动的加速度。图中d为安装在滑块A上挡光片的宽度，s是1和2两个光电门之间的距离。实验时，使滑块A从长木板的顶端滑下。（1）试写出除上述量（d和s）外还需测量的物理量_______________________，并根据这些物理量写出滑块A沿斜面下滑时的加速度的表达式a＝_________________________；（2）简单叙述两个可以减小本实验误差的方法.___________________________________________________.光电门记录的挡光时间t1、t2多测几次取平均值，增大两个光电门之间的距离v1＝d/t1v2＝d/t2a＝(v2－v1)/s＝d(t1－t2)/st1t2练习2．利用图示的装置来测量滑块A在长木板上运动的加速度。图16练习3．在DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，所以可看做测量的是瞬时速度。为了测量做匀变速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，如右图所示。（1）当小车匀变速经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为Δt1和Δt2，A、B开始挡光时刻的间隔为t，则小车的加速度a=_

。（2）（单选题）实验中，若挡光片的宽度b较大，用上述方法测得的加速度与真实值间会有较大的差距，下列关于实验的测量值与真实值的判断中正确的是（）（A）若小车加速，则测量值大于真实值；若小车减速，则测量值小于真实值（B）若小车加速，则测量值小于真实值；若小车减速，则测量值大于真实值（C）无论小车加速还是减速，测量值均大于真实值（D）无论小车加速还是减速，测量值均小于真实值v答案：（1）（2）B练习3．在DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速17三、描绘平抛运动轨迹实验目的：（1）利用有连拍功能的数码相机或摄像机获得平抛运动的轨迹；（2）利用DIS实验研究平抛物体的飞行时间t和下落高度h、初速度v0之间的关系；平抛物体的射程x与v0、t之间的关系。实验器材：有连拍功能的数码相机或摄像机，以及由斜面滑槽和支架、金属小球、光电门传感器、碰撞传感器等组成的DIS平抛运动实验装置。三、描绘平抛运动轨迹实验目的：18斜面滑槽和支架金属小球光电门传感器碰撞传感器重锤线斜面滑槽和支架金属小球光电门传感器碰撞传感器重锤线19实验原理1．平抛物体的运动可以看作是水平方向的

和竖直方向的

的合运动

。2．照片连续拍摄小球不同时刻的位置，将小球球心位置用平滑曲线连接起来就可以得到一条较准确的小球作平抛运动的轨迹

。3．以平抛出发点为原点，水平方向为x轴，竖直向下为y轴建立坐标系，设平抛初速为v0，飞行时间为t，则对平抛运动轨迹曲线上任意一点的坐标（x，y）都有：x＝

，y＝

。若测出某点坐标（x，y），则可求得平抛运动初速度v0＝

。实验原理1．平抛物体的运动可以看作是水平方向的20实验步骤：

2．改变水平槽口的高度，重复步骤1。3．用数码相机的连拍功能（或摄像机），在上述两组实验中，各选一次实验，拍摄小球做平抛运动的过程，将所摄得的一组照片输入计算机中，然后进行处理，并将这些照片图像叠合在一起以获得小球做平抛运动的轨迹。1．控制斜槽导轨的水平槽口高度，让小球从斜槽的不同高度斜槽导轨处滚下，以4种不同的速度冲出水平槽口在空中做平抛运动。利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速度v0，利用安置在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t。并显示在计算机屏幕上。落地点的水平距离x由底座上的标尺读出。将这些数据记录在预先设计好的表格中。实验步骤：2．改变水平槽口的高度，重复步骤1。3．用数码相21数据记录高度h=

(m)Vo(m/s)V1V2V3V4飞行时间t(s)实验值t1t2t3t4理论值射程x(m)实验值x1x2x3x4理论值改变高度重复实验

数据记录高度h=(m)V1V2V3V22数据处理1、根据表中物体抛出时的高度h和初速度v0的数据，分别计算出射程和飞行时间的理论值。（t=√2h/g，x=v0t）得出结论：①空中飞行时间只与下落高度有关（比较t1,t2,t3,t4）②水平飞行距离取决于初速和下落高度③在误差范围内，小球水平做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动运动，(比较tn与t理论，xn与x理论)

2、考察由数码相机所得到的小球做平抛运动的轨迹图象，分析由此得到的某些信息，如水平分速度、竖直分速度等。利用轨迹测v0:①建立坐标系，需要重锤线作为竖直参考②坐标原点为抛出点时，v0=x√g/2y，求平均③若坐标原点不是抛出点x1x2y1y2OxyAx3y3数据处理1、根据表中物体抛出时的高度h和初速度v0的数据，分23误差分析①如何确定槽水平：在中间放小球，看是否随遇平衡。槽不水平带来误差。槽不光滑，无影响②抛出点在底板上投影为0刻度；③利用轨迹求初速时，选取点离抛出点应尽可能远；④坐标原点：取在槽口正上方小球圆心的位置(用轨迹求Vo)；取在槽口(根据h和t求x)误差定量分析：

基本思路：实际应是？用于计算的是？造成的偏差？误差分析①如何确定槽水平：在中间放小球，看是否随遇平衡。槽241、关于研究平抛运动的实验，下述正确的是

（）（A）斜槽必须是光滑无摩擦的（B）所用小球的半径越大则所测得的初速度越精确（C）实验所需唯一测量工具是毫米刻度尺（D）小球越重所测量得的初速度越精确2、为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：以下探究方案符合控制变量法的是

（）（A）若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据（B）若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据（C）若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据（D）若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据序号抛出点的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.2020.4020.2030.6030.4520.6040.4541.250.8020.860.8062.41、关于研究平抛运动的实验，下述正确的是

（）25实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的装置．钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动．每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动，设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。（l）某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示。他的错误之处是_________________。（2）该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式v0＝x√g/2y,求小球的初速度v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比

。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）（1）直角坐标系的原点应建在槽口正上方球心的水平投形点处．它在槽口正上方r（r为小球半径）处。而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处（2）偏大实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的装置．钢球从斜槽上滚下26abc竖直线某同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，在白纸上记录了一段小球做平抛运动的轨迹和一条表示竖直方向的直线，然后在这张白纸上覆盖了一张透明的方格纸，如图所示．他测出小方格的边长为l，又透过方格纸在小球的运动轨迹上取了a、b、c三个数据点，由此可知小球从a点到b点运动的时间__________（填：大于、小于、等于）小球从b点到c点的运动时间．小球从a到b运动的时间t=__________，小球做平抛运动的初速度为___________．（已知重力加速度为g）abc竖直线某同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，2710、如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x－tanθ图象，g＝10m/s2。则：（1）由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0＝

。实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为

m

。（2）若最后得到的图象如图c所示，则可能的原因是（写出一个）

。00.5tanθx/mxθθv00tanθx0.1图a图b图c（1）1m/s，0.7m（2）释放位置变高（释放时有初速度）10、如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球283、图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止释放，经过一段水平轨道后落下。图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据：（1）请在图甲中的白纸ABCD上标出小球平抛运动的起始点O，并画出Ox、Oy轴。（2）水平轨道的作用是

；在实验中，需要小球重复运动。每次都使小球从同一位置开始运动的原因是

_________________。（3）根据图乙中数据，可以算出此平抛运动的初速度v0＝____m/s。52003216x/cmy/cm乙ABCD甲（1）如右图所示（2分）（2）使初速度水平，保证每次小球做平抛运动的初速度相同（2分）（3）1.6（2分）3、图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度291、在研究小球的平抛运动规律的实验中，某同学记录下一段抛物线，以及水平轴Ox，如图所示。现在给你刻度尺，重力加速度g为已知，问如何测算此小球作平抛运动的初速度v0的大小2、某同学做平抛运动的实验时，未记下槽末端位置，也就没找到坐标原点O的位置，但他画下了重垂线的位置，即竖直方向y轴找到，抛物线中间一段轨迹也画出，如图所示。若A与B之间的竖直高度差为h，它们到y轴的水平距离分别为x1和x2。那么此小球作平抛运动的初速度v0＝

。1、在研究小球的平抛运动规律的实验中，某同学记录下一段抛物线30实验目的：研究合力与两个分力的关系。

实验原理：等效替代

四、研究共点力合成实验器材：两个弹簧秤、带绳套的橡皮筋、图板、图钉、白纸、刻度尺、量角器（三角板）

实验目的：研究合力与两个分力的关系。实验原理：等效替代四31实验步骤：

1．用两个弹簧秤互成角度地拉绳套，使橡皮筋伸长到一定的位置，记下结点的位置O，画出两绳套的方向，记录两弹簧秤示数F1和F2。

2．用一个弹簧秤将橡皮筋拉伸，使结点仍拉到位置O，画出绳套方向，记录弹簧秤示数F

3．用相同标度作出F1、F2与合力F’，以F1和F2为邻边作出平行四边形，得到其对角线F’，看F’和F是否完全重合。实验结论：通过实验得出，如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边做平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用F1、F2所夹的对角线表示。在误差范围分力的合成符合平行四边形定则。实验步骤：1．用两个弹簧秤互成角度地拉绳套，使橡皮筋伸长到32要记录的数据：

结点伸长到的位置。

合力和两个分力的大小——弹簧秤示数。

合力和两个分力的方向

——描点记录细绳方向。

要记录的数据：结点伸长到的位置。合力和两个分力的大小——33数据处理：

用相同标度作出两个分力与合力F，用平行四边形定则作出两个分力的合力F’，再比较F’和F。

1NF1F2F’F数据处理：用相同标度作出两个分力与合力F，用平行四边形定则341)弹簧秤事先要调零；水平放时调零；弹簧秤示数要估读。

2)利用弹簧秤拉橡皮绳时须平行木板，与细线平行；3)拉力应适当大些(误差读数误差可减小)；4)2次拉，拉到同一结点处(效果相同)；5)沿细绳确定拉力方向时，所选的二个定位点应相距远一点；6)图示F，F1，F2时必须用同一标度，且线段应取长些；7)分析力的大小、方向变化时，一般采用作图法。注意事项：0N1231.83N

1)弹簧秤事先要调零；水平放时调零；弹簧秤示数要估读。注意35实验器材：铁架台、力矩盘、弹簧秤、一组钩码、带套环的横杆、钉子、细线、刻度尺。

五、研究有固定转动轴的物体平衡实验目的：研究有固定转动轴的物体的平衡条件实验器材：铁架台、力矩盘、弹簧秤、一组钩码、带套环的横杆、钉361．把力矩盘和横杆固定在铁架台上，使力矩盘保持竖直。

实验步骤：

看挂钩码的细线是否与力矩盘平行。力矩盘偏心问题：能否静止在任意位置。1．把力矩盘和横杆固定在铁架台上，使力矩盘保持竖直。实验步372．将钉子固定在力矩盘上四个任意位置上，其中三枚钉子上用细线悬挂不同个数的钩码，第四个钉子用细线与弹簧秤的钩子相连，弹簧秤的另一端则挂在水平横杆的套环上。

实验步骤：

3．当力矩盘在四个力的作用下处于平衡时，测出各力的大小及它们的力臂，将力和力臂的数据记录在表格中。4．改变钉子位置重复实验一次。5．分析数据得出结论。2．将钉子固定在力矩盘上四个任意位置上，其中三枚钉子上用细线38顺时针方向逆时针方向力力臂力矩力矩和力力臂力矩力矩和数据记录：各力的大小与力臂的大小。

数据处理：分别计算顺时针力矩之和与逆时针力矩之和，进行比较。

实验结论通过实验得出，有固定转动轴物体的平衡条件是：

。顺时针方向逆时针方向力力臂力矩力矩和力力臂力矩力矩和数据记录39注意事项1)安装时，轴水平，确保力矩盘位于竖直平面内；2)转轴上f，会产生附加力矩，可在平衡后轻敲消除3)力矩盘的重心应位于转轴中心：轻拨力矩盘，看是否能随遇平衡；对待偏重心力矩盘：A.记录下重心所在的直线(GO连线)，以后要保证平衡在该位置(完善实验步骤)B.补偿法：用橡皮泥等调整，使达到随遇平衡。4)弹簧秤轴线与所拉细线应在同一直线上5)挂钩码的绳不宜过长，也不宜过短。太长会使钩码与桌面接触；太短会与力矩盘接触6)各力的力臂应尽可能大些，特别要防止最大的力臂很小7)横杆用于固定弹簧秤其高低是否水平不会影响测量结果；8)力矩盘不在竖直平面，导致测量值大于真实值9)力臂的测量，作图。10)加测力计的好处：①便于力矩盘自动调节达到新平衡②力的大小，方向可任意改变③力的大小不受整数限制注意事项40例1：仪器安装时要注意的是（A）力矩盘面要竖直， （B）横杆要高些且要水平，（C）弹簧秤使用前应调零， （D）各力矩宜取得稍大些。例1：仪器安装时要注意的是41例2简要回答下列问题（1）判断力矩盘与转轴间摩擦大小的简便方法是＿＿＿＿＿＿＿，（2）判断力矩盘重心是否在盘的转轴上的简便方法是＿＿＿＿＿＿＿＿，（3）除用钩码外用一只弹簧秤，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，（4）挂钩码的悬线不宜过短，是为了避免＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，（5）挂钩码的悬线不宜过长，是为了避免＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。轻转，灵活否能停在任意位置易找到平衡位置钩码与力矩盘接触钩码碰到桌面例2简要回答下列问题轻转，灵活否能停在任意位置易找到平衡位42MNABC（1）（多选题）在用细线悬挂钩码前，下列措施中哪些是必要的（A）判断力矩盘是否处在竖直平面；（B）判断横杆MN是否严格保持水平；（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心。（2）在力矩盘上A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受重力为1N，则此时弹簧秤示数应为________N。

（3）若实验前，弹簧秤已有0.2N的示数，实验时忘记对弹簧秤进行调零，则完成实验后测量出的顺时针力矩与逆时针力矩相比，会出现M顺______M逆（选填“＞”、“＝”或“＜”）。答案：ACD3N＜用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体的平衡条件”的实验,力矩盘上各同心圆的间距相等。MNABC（1）（多选题）在用细线悬挂钩码前，下列措施中43实验目的：研究小车在质量不变的情况下加速度与作用力的关系，在受力一定的情况下加速度与质量的关系。实验器材：小车、钩码、小车配重片、带滑轮的轨道、DIS（位移传感器等）、天平。

六、用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系实验目的：研究小车在质量不变的情况下加速度与作用力的关系，在44实验原理：控制变量a.控制小车M不变，F=mg改变F(即改变m)，研究a与F的关系b.F不变(即mg不变)改变M，研究a与M的关系mgF

小车M

钩码mF=mg的条件：m＜＜M实验原理：控制变量mgF45实验步骤：（1）用天平测小车的质量。（2）测量钩码的重力（作为对小车的拉力）。（或者已知钩码的质量）（3）如图所示，在轨道上放置小车并安装传感器，连接线路，将细线连接小车，跨过滑轮系住小钩码，释放小车测定加速度。（4）将上述测得的数据记录在表格中。（5）保持小车的质量不变，改变钩码的大小重复试验。（6）处理实验数据（包括画图像），归纳得出结论。要点：a.平衡f：先不挂钩码，用垫块垫高轨道。适当改变倾角，直至车匀速下滑。①粗略测：放着车不动，轻推后一直滑下去；②用DIS测V–t图b.调整滑轮，使牵引小车的绳平行轨道；c.先点击开始记录，再释放小车。尽量让小车释放点靠近轨道顶端实验步骤：要点：46根据实验数据，在图中绘出α－F图线。

F/Na/m·s-2Oa/m·s-2

F/N

实验数据：方法一：根据实验数据，在图中绘出α－F图线。F/Na/m·s-2O47数据分析：图像法a－F图线k=1/M数据分析：图像法a－F图线k=1/M48a－M图线a－1/M图线化曲为直a－M图线a－1/M图线化曲为直49实验结论：小车在质量一定的情况下，加速度与力成正比小车在受力一定的情况下，加速度与质量成反比。误差分析a.平衡f的误差分析：轨道不够光滑。不挂钩码，垫高轨道一侧，使小车重力分力与摩擦力平衡(1)f未平衡/平衡得不够(2)f平衡过度F/Na/ms-210①②mgsin

小车M

f实验结论：误差分析F/Na/ms-210①②mgsin50误差分析b.绳不平行轨道造成误差c.把mg视为F(即合外力)的误差分析原理：F=mg=Maa理论=mg/M实际：整体：mg=(M+m)a小车：F=Ma①

a实际=mg/(M+m)<a理论②m<<M时，a实际=a理论③随m增大，a实际偏离a理论越明显；m>>M时，a实际接近g④a—F图像中，斜率k=a/F。不考虑误差k=1/M，考虑误差k=1/(M+m)解决方法：利用力传感器或者将车、钩码视为整体研究，确保(m+M)不变，在车和钩码之间移动钩码k=1/M误差分析原理：F=mg=Maa理论=mg/M51小车轨道钩码如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。小车上安装的是位移传感器的__________

部分。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（（A）小车与轨道之间存在摩擦 （B）导轨保持了水平状态（C）所挂钩码的总质量太大 （D）所用小车的质量太大（3）如果F不断增大，AB这一曲线不断延伸，那么加速度趋向值为

。（1）发射器（2）远小于（3）g小车轨道钩码如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机52

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图（b）所示。（1）图线

是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“①②”或“②”）。（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝

kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝

。位移传感器接收部分滑块力传感器位移传感器发射部分重物轨道F/Na/ms-21-202①②4某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，53七、用单摆测重力加速度实验目的：用单摆测出当地的重力加速度。实验器材：1、单摆、停表、直尺、游标卡尺、铁架台等。2、单摆、光电门传感器、直尺、游标卡尺、铁架台等。实验原理：间接测量。测出摆长L、周期T，由单摆周期公式得：g＝42L/T2

注意器材：绳——不可伸长，质量小，尽可能长但小于1m(不然米尺难以量)球——越小，越重为佳长度测量：L=l线+r，r：游标卡尺测，精确到0.01mm

l线：米尺测，精确到mm，估读到0.1mm时间测量：秒表，精确到0.1s，无须估读七、用单摆测重力加速度实验目的：用单摆测出当地的重力加速度。54光电门传感器ld光电门传感器ld55实验步骤：1．选取一个摆线长约1m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁架台上，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌外。2．让摆球自由下垂，用米尺量出悬线长l，用游标卡尺量出摆球直径（均精确到mm）。3．将小球稍拉开一些放手让它摆动，从摆球经过最低点时开始行时，用停表测出30-50次全振动所用时间，算出单摆的振动周期，利用周期公式计算重力加速度。4．改变摆长重复实验，求出平均加速度。也可在最低点放置光电门测量振动周期。实验步骤：1．选取一个摆线长约1m的单摆，把线的上端用铁夹固56注意事项：a.测摆长：（1）铁夹固定绳上端，自然下垂时测量。（2）用米尺量摆线长l。（3）用游标卡尺量小球直径d。（4）摆长为l＋d/2。b.形成单摆，θ＜5°，L=1m时，A＜8.7cm。

不能为圆锥摆d.测T：测n次全振动用时t，周期为t/n附：测微小量的方法：累积法——多次测量求平均放大法：卡文迪许扭秤/库仑扭秤e.最低点开表、停表。计时位置在最低点。（何时通过最高点不确定，最低点V大，误差小）f.计数方法：计数从“0”开始，每次同向经过最低点时计数。g.多次改变摆长，重复实验，获得多组L和T注意事项：57数据分析：a.公式法g=再求平均gb.图象法：T2∝L，L∝T2以L为纵坐标，以T2为横坐标，作出一条过原点的直线，其斜率为k＝__________，由此求重力加速度的公式是g＝__________。g/4242kLT2L2T12T22L1数据分析：b.图象法：T2∝L，L∝T2以L为纵坐标，以T25852.1s

031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314指针是跳的，不要估读

52.1s03123343563783941104312159误差分析：a.未考虑r——导致摆长减少，g偏小。加d——g偏大(用公式法会造成误差，图象法k不变不会造成误差，所以在r未知时宜用图象法）b.忽略绳质量——导致周期减小，g偏大c.T测定错——如计数从1开始到60(应是0到60)d.圆锥摆——导致周期减小(圆锥摆周期公式)，g偏大少rT2L多r少rrr注意坐标代表的物理量LT2多rrr误差分析：少rT2L多r少rrr注意坐标代表的物理量L60改进及推广二次测量法：摆长无法测量的单摆b.测时间：例如秒摆、砂摆c.测长度改进及推广61图是“用单摆测重力加速度”实验中，测定不同摆长时单摆的周期所得到的T－图线，由此图可求出重力加速度g＝________m／s2。9.87图是“用单摆测重力加速度”实验中，测定不同摆长时单摆的周62乙甲在“用单摆测定重力加速度”的实验中，将一单摆装置竖直悬于某一深度为h（未知）且开口向下的固定小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间的距离l，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、l为横轴，作出T2-

l图象，则可以由此图象得出我们想要测量的物理量。（1）现有如下测量工具：A．时钟；B．秒表；C．天平；D．毫米刻度尺，本实验所需的测量工具有____________。（2）如果实验中所得到的T

2-l关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的________。（3）由图象可知，小筒的深度h=_____________cm；当地重力加速度g=____________m/s2。（1）BD（2）a（3）30，9.86乙甲在“用单摆测定重力加速度”的实验中，将一单摆装置竖直悬于631、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：有如下器材可供选用，你认为应选用的器材的序号是______________。(A)约1m长的细线(B)约0．3m长的细线(C)约0．8m长的粗线(D)直径约1cm实心铁球(E)直径约1cm的实心木球(F)毫米刻度尺(G)游标卡尺(H)螺旋测微器(I)秒表(J)手表(K)铁架台ADFGIK相关习题1、有“用单摆测定重力加速度”的实验中：ADFG64一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤A:测摆长l：用米尺量出摆线的长度。B:测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝t/60。C:将所测得的l和T代入单摆的周期公式T＝2π（l/g）-2，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去。指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正，（不要求进行误差计算）_______________________________________________________________________。A，l应等于线长加d／2；B，T＝t/29.5；C，应测多次取平均值一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如652、在用单摆测定重力加速度的实验中有个同学发现他测的重力加速度值总是偏大，其原因可能是（）(A)实验室处在高山上，离海平面太高(B)单摆所用的摆球太重了(C)测出n次全振动的时间为t，误作为（n＋1）次全振动的时间进行计算(D)以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算CD2、在用单摆测定重力加速度的实验中有个同学发现他测的重力加速66例2：下列哪些会使g的测量值偏小_______，哪些会使g的测量值偏大__________。（A）测摆长时只量了摆线长，（B）测摆长将摆线拉得过紧，（C）摆线未系紧，摆动时摆长逐渐变长，（D）将n次全振动误记为n＋1次，（E）启动秒表时按下过迟。

ACBg＝42L/T2DE例2：下列哪些会使g的测量值偏小_______，哪些会使g的67【例10】如图所示，为了测量一凹透镜凹面的半径R，让一个半径为r的光滑钢珠在凹面内做振幅很小的振动，若测出它完成N次全振动的时间为t，则此凹面的半径R=

（重力加速度为g）(【例10】如图所示，为了测量一凹透镜凹面的半径R，让一个半径68【例16】如图所示，一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板，在拉力F的作用下竖直向上做匀变速直线运动．一个频率为5Hz的沙摆，在玻璃板上画出了如图所示的图线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm．求拉力F的大小．（不计一切摩擦阻力，取g=10m/s2）F=24N【例16】如图所示，一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板，在69八、观察水波的干涉现象实验目的：观察两列频率相同的水波相遇时发生的干涉现象实验器材：发波水槽、变频电动机、电源灯。实验过程：1、打开变频电动机电源2、调节两小球击水深度和频率3、观察两列波叠加区域水面的波形4、改变实验条件，使两个小球以不同频率击水，观察不通频率的两列波叠加的情况，水面的波形八、观察水波的干涉现象实验目的：70实验现象实验现象71实验结论实验结论频率及其他振动情况相同的两列波叠加以后，某些区域质点的振动加强，某些区域质点的振动减弱，这些区域是相互间隔的；而且这些区域的分布是稳定的，这种现象叫做波的干涉。实验结论实验结论72如图所示，P、Q是两个相干波源，由它们发出的波在图中平面内产生干涉。那么，能表示相干结果相同点的轨迹的图线是：()

如图所示，P、Q是两个相干波源，由它们发出的波在图中平面内产73九、用dis研究机械能守恒定律实验目的研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。实验原理分别测定摆锤在摆动过程中任意时刻的动能和势能，研究机械能的总量有什么特点。实验器材机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）九、用dis研究机械能守恒定律实验目的74实验1：观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时，摆锤上升的最大高度。如图所示，实验时先卸下“定位挡片”，将摆锤（圆柱形）置于A点，释放摆锤，观察它摆到左边最高点时的位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与A点位置是否相同？装上定位挡片并置于P点位置，它对摆绳有阻挡作用。再次释放摆锤，同样观察摆锤向左摆起的最大高度，记下这个位置。依次将定位挡片下移至Q、R等位置，重复上述实验。做类似观察、记录。从实验结果可得出什么结论？摆锤

定位挡片实验1：观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时，摆锤上升75

实验2

将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器。测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。若选用其他点，则需测量实际高度并输入数据。开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”，软件界面如图所示：测量摆锤的直径Δs及其质量m，将数据输入软件界面内。把光电门传感器放在标尺盘最底端的D点，并以此作为零势能点。摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处。点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能。依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据。比较上述实验结果中各位置的机械能，在实验误差允许范围内，看看有什么特点？从中可得出什么结论？

实验2

将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器。测定摆锤76实验结论：在误差范围内，只有重力做功时，物体的动能和重力势能相互转化，机械能总量不变实验结论：77相关习题1、（2008

闸北期末）用DIS研究机械能守恒定律。将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度。其实验装置如图（1）所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图（2）。相关习题1、（2008

闸北期末）用DIS研究机械能守恒定律78ABcD15105（1）请指出该同学实验中的错误之处：

（2）图（2）中计算机记录的数据与真实值相比将

（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）

ABcD15105（1）请指出该同学实验中的错误之处：79相关习题2、（2008年8校联考）如图所示是在“用DIS实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：（1）本实验中，采用的传感器是

（填写传感器名）。（2）本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数

影响（选填“有”或“无”）。（3）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能数据。观察表格不难发现，两者之和（机械能）随测量位置的不同而不断增加，可能的原因是

。传感器摆锤相关习题2、（2008年8校联考）如图所示是在“用DIS实验80十、用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强和体积的关系实验目的探究一定质量的气体在温度不变条件下的压强与体积间关系。实验器材DIS（压强传感器、数据采集器、计算机等）、注射器。实验原理：控制变量法十、用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强和体积的关系实81实验器材：带有刻度的注射器、DIS（压强传感器、数据采集器、计算机）。

压强传感器注射器接数据采集器体积直接读出实验器材：带有刻度的注射器、DIS（压强传感器、数据采集器、82实验步骤：

1．将压强传感器接入数据采集器。开启电源，点击“研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。2．将注射器与压强传感器的测口相连，在数据表格中输入设定的体积，推拉注射器活塞，使其处于各设定体积时，点击“记录数据”自动记录各压强值，点击“数据计算”计算出压强与体积的乘积值及体积的倒数值。3．点击“图线分析”，出现压强与体积、压强与体积的倒数的关系曲线。实验步骤：1．将压强传感器接入数据采集器。开启电源，点击“83“压强-体积”关系图线“压强-体积倒数”关系图线“压强-体积”关系图线“压强-体积倒数”关系图线84误差分析：

1．温度变化（不能用手握住注器，移动活塞要缓慢）。

2．气密性。（活塞涂润滑油防止漏气）。

4．外界气压P0变化对本实验没有影响。3．注射器与压强传感器连接处有一定的体积。误差分析：1．温度变化（不能用手握住注器，移动活塞要缓慢）85《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》实验中应保持不变的参量是________；所研究的对象是__________________；它的体积可用_________________直接读出，它的压强是由图中_______________，______________得到。实验中下列各做法的目的是什么？（1）移动活塞要缓慢，（2）不要用手握住注射器，（3）活塞上涂润滑油，（4）压强传感器与注射器脱开的话要重新做，《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》实验86某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验，操作完全正确。根据实验数据却在p－V图上画出了两条不同双曲线。造成这种情况的可能原因是（）（A）两次实验中空气质量不同（B）两次实验中温度不同（C）两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压的数据不同（D）两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体的数据不同

某同学用同一个注射器做了两次验证波意耳定律的实验，操作完全正87出现下列情况可能原因是（1）pV乘积逐渐变大，（2）作出的V－1/p图线如右图所示，（3）作出的p－1/V图线如右图所示，出现下列情况可能原因是（2）作出的V－1/p图线如右图所示，88例3：在“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验中，计算机屏幕显示如下结果：

实验序号V（mL）p（105Pa）pV（105PamL）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621（1）仔细观察不难发现，pV值越来越小，造成这一现象的可能原因是（ ）（A）实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力逐渐增大，（B）实验时环境温度逐渐升高，（C）实验时外界大气压强发生了变化，（D）实验时注射器内的空气向外泄漏。例3：在“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验中，计算89实验序号V（mL）p（105Pa）120.01.0010218.01.0952316.01.2313414.01.4030512.01.6351（2）试作出适当的图像验证定律。1/V0.0500.0560.0630.0710.083p(105Pa)1/V2.01.00

0.020.04

0.06

0.08

0.10实验序号V（mL）p（105Pa）120.01.0010290（1）根据表中数据，在右图中画出该实验的h－l／V关系图线。（2）实验时，大气压强P0＝_______cmHg气体体积V（ml）800674600531500水银面高度差h（cm）014.025.038.045.0一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系，实验过程中温度保持不变。最初，U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水。当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差。实验的部分数据记录在右表。气体体积V（ml）800674600531500水银面高度差91十一、用单分子油膜估测分子的大小实验目的估测油酸分子的直径实验器材油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸发皿实验原理将油膜看成单分子膜。

认为油分子是一个紧挨一个的。

将油分子看作球形。十一、用单分子油膜估测分子的大小实验目的将油膜看成单分子膜。92实验步骤：

1．把已知浓度为A的油酸酒精溶液滴入量筒，记下滴数N，测量总体积V，并计算出每滴溶液中油酸的