高中物理必修课件 6个试验课件.ppt

一、实验目的 1.用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动. 2.探究小车速度随时间变化的规律.,二、实验原理 1.电磁打点计时器 电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，其工 作电压在6 v以下，当电源为50 hz交流电时，它每隔0.02 s打 一次点.当物体拖着纸带运动时，打点计时器在纸带上打出一 系列点，这些点记录了运动物体的位移和发生相应位移所用 的时间，据此可定量研究物体的运动.,2.电火花计时器 (1)电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出点迹的计时 仪器.当接通220 v交流电源，按下脉冲输出开关时，计 时器发出的脉冲电流经接正极的放电计、墨粉纸盘到接 负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上打出 一系列点迹. (2)当电源频率为50 hz时，每隔0.02 s打一次点，即打出的 纸带上任意相邻两点间的时间间隔是0.02 s.,3.匀变速直线运动的判断 看任意相邻相等时间内的位移之差是否相等来判断物 体是否做匀变速直线运动，即可利用纸带打出的点， 若x6 x5x5x4x4x3at2，则做匀变速直线运动.,4.利用纸带求速度和加速度 (1)“平均速度法”求速度 如图实11所示，有vn,(2)“逐差法”求加速度 如图实12所示为实验中得到的一条纸带，物体在 连续相等的时间间隔t内通过的位移分别为x1、x2、x3、 x4、x5、x6，则有：,a1 ，然后取平均值，即 ，这样使所给数据全部得到利用， 以提高准确性.,(3)用vt图象求加速度 先根据vn ，即中间时刻的瞬时速度等于这 一段时间的平均速度，求出打第n个点时纸带的瞬时速 度，然后作vt图象，图线的斜率即为物体运动的加 速度.,三、实验器材 打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源.,四、实验操作 1.实验步骤 (1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌 面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端， 连接好电路. (2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合 适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固 定在小车的后面.实验装置如图实13所示，放手后， 看小车能否在木板上平稳地加速滑行.,(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小 车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下 一系列的点.换上新纸带，重复二次. (4)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较 密集的点，从后边便于测量的点开始来确定计数点，为了 计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时 间单位，即t0.1 s，如图实14所示，正确使用毫米 刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表 格中.,(5)利用某一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻 的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度. (6)增减所挂的钩码数，再做两次实验.,2.数据处理及实验结论 (1)由实验数据得出vt图象,根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中仔细描点，如 图实15所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上. 作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直 线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线.,(2)由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时 间变化的规律.,有两条途径进行分析： 直接分析图象的特点得出，小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，如图实16所示，当时间增加相同的值t，速度也会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化. 通过函数关系进一步得到，既然小车的vt图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为vktb，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化.,五、注意事项 1.交流电源的电压及频率要符合要求. 2.实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节 振针的高度和更换复写纸. 3.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器. 4.先接通电源，计时器工作后再放开小车，当小车停止运 动时及时断开电源. 5.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，在小车到达滑轮前 应及时用手按住它.,6.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带 上的点太少，或者加速度太小而使各段位移无多大差别， 从而使误差增大，加速度的大小以能在50 cm长的纸带上 清楚地取得六、七个计数点为宜. 7.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸 带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为t0.02 5 s 0.1 s. 8.要多测几组，以尽量减小误差. 9.描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位， 用细铅笔认真描点.,六、误差分析 1.根据纸带测量的位移有误差. 2.电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不完全相等. 3.计算的加速度有误差(a ). 4.用作图法，作出的vt图象并非是一条直线. 5.木板的粗糙程度并非完全相同.,在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误或多余的步骤是 . a.拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处，先放开纸带， 再接通电源 b.将打点计时器固定在平板上，并接好电源 c.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当 重的钩码 d.取下纸带,e.将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速 运动 f.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔若有遗漏步骤，将遗漏步骤写在下面的横线上(遗漏可编上序号g、h).并把合理顺序的序号填写在横线上.,解析 a中应先接通电源，再放开纸带.c中应调整滑轮的高度，使细绳与平板平行，d中应先断开电源，使打 点计时器停止工作，e属于多余步骤.应补充g，换上新纸 带，重复操作两次.h，断开电源，整理好器材.正确合理 的顺序应为b、f、c、a、d、g、h.,答案 见解析,(2010增城模拟)一个小球沿斜面向下运动，用每间隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图实17所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s，测得小球在几个连续相等的时间间隔内位移(数据见下表)，则,(1)小球在相邻的相等时间间隔内的位移差 (填“相等”或“不相等”)，小球的运动性质属 直线运动. (2)甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下： 你认为甲、乙中哪位同学的计算方法较好？ ；加速度值为 .,解析 (1)由表中数据可知，x4x3x3x2x2x1，小球做匀加速直线运动. (2)乙同学采用逐差法求加速度可用上所有的记录数据，而甲只用了前后两个数据，从而乙较准确，加速度值为 a 1.10 m/s2,答案 (1)相等 匀加速(匀变速) (2)乙同学 1.10 m/s2,一、实验目的 1探究弹力和弹簧伸长量之间的关系 2学会利用图象法处理实验数据,二、实验原理 1如图实21所示，在弹簧下端 悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时 弹簧产生的弹力与所挂钩码的重 力大小相等,2弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后 的长度减去弹簧原来的长度进行计算这样就可以研究 弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了,三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、 坐标纸、重垂线、铅笔,四、实验操作 1实验步骤 (1)将弹簧的一端挂在铁架台上， 让其自然下垂，用刻度尺测 出弹簧自然伸长状态时的长 度l0，即原长,(2)如图实22所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下 端，在平衡时测量弹簧的总长l并计算钩码的重力，填 写在记录表格里.,(3)在弹簧的弹性限度内改变所挂钩码的质量，重复前面的 实验过程多次,2数据处理 (1)以弹力f(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的 伸长量x为横坐标，用描点法作图连接各点，得出弹力 f随弹簧伸长量x变化的图线 (2)以弹簧的伸长量x为自变量，写出曲线所代表的函数首 先尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数 (3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达 式中常数的物理意义,五、注意事项 1所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹 性限度 2每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的 点尽可能稀，这样作出的图线更精确 3测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态 时测量，以减小误差,4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应 注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧描出的线不 应是折线，而应是平滑的曲线 5记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位,六、误差分析 1钩码标值不准确及弹簧长度测量不准确带来误差 2作图时描点及连线不准确也会带来误差 3弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来 误差,(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，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用悬挂钩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，挂上钩码后测出弹簧伸长 后的长度l，把ll0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图实23 中的 ( ),解析 本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有 用图象法来描述弹簧的弹力与其伸长量间的关系 (1)实验中应以所研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数目来改变对弹簧的拉力，以探索弹力与弹簧伸长的关系，并且拉力和重力平衡，所以选a、b.,(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x0，所以选c.,答案 (1)ab (2)c,某同学在做“探究弹力和弹簧伸 长的关系”的实验中，设计了如图实2 4所示的实验装置，所用的每个钩码质量都 是30 g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长 度，然后再将5个钩码逐个挂在弹簧的下 端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表格中(弹力始终未超过弹性限度，g取9.8 m/s2),(1)完成上面表格再根据这些实验数 据在图实25给定的坐标纸上作 出弹簧所受弹力大小f跟弹簧总长l 之间的函数关系图线，说明图线跟 坐标轴交点的物理意义：_ _. (2)在(1)中所得图线的物理意义是_ 该弹簧的劲度系数k_.,解析 (1)弹力的大小等于钩码所受的重力，即fmg.,根据实验数据在坐标纸上描出 的点，基本上在同一条直线上， 可以判定f和l间是一次函数关 系画一条直线，使尽可能多 的点落在这条直线上，不在直 线上的点均匀地分布在直线两侧，函数关系图象如图实26所示该图线跟坐标轴交点的横坐标表示弹簧的原长,(2)图线的物理意义是表明弹簧弹力的大小和弹簧伸长量的大小成正比，由此可得k ，将数据代入求平均值可得k25.3 n/m.,答案 见解析,一、实验目的 1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向 2探究求合力的方法,二、实验原理 一个力f的作用效果和两个力f1、f2的作用效果都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力f就是这两个力f1和f2的合力，作出力f的图示再根据平行四边形定则作出力f1和f2的合力f的图示，比较f和f的大小 和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则,三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套 (两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个),四、实验操作 1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上 2用图钉把橡皮条的一端固定在a点，橡皮条的另一端 拴上两个细绳套,3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套， 互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长到某一位置o，如图实31所示， 记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描 下o点的位置及此时两细绳套的方向 4用铅笔和刻度尺从结点o沿两条细绳的方向画直线，按 选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数f1和f2的图示， 并以f1和f2为邻边用刻度尺作平行四边形，过o点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力f的图示,5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到 同样的位置o，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向， 用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的方向作出这只 弹簧测力计的拉力f的图示 6比较力f与用平行四边形定则作出的合力f在大小和 方向上是否相同 7改变两个力f1与f2的大小和夹角，再重复实验两次,五、注意事项 1同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹 簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过 程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测 力计或另换，直至相同为止 2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点o位置一定要 相同,3用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时， 夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜 4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与 弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的 外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦眼睛要正视弹 簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度 的前提下，拉力的数值应尽量大些,5细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿 细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点， 去掉细绳套后，再将所标点与o点连接，即可确定力的方 向 6在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且 要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差和作图误差 3两分力f1、f2间的夹角越大，用平行四边形定则作图 得出的合力f的误差也越大,(2009山东高考)某同学在家中 尝试验证平行四边形定则，他找到三条 相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小 重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、 细绳、白纸、钉子，设计了如下实验： 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的 两个钉子a、b上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为o，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图实32所示,(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_ a测量细绳的长度 b测量各橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后各橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点o的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ _.,解析 (1)三段相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三段橡皮筋的形变量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c项a、b两点固定，o点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需d项 (2)最简便的方法是：更换不同的小重物,答案 (1)b、c、d (2)更换不同的小重物,(2010宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33甲所示，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为细绳图实33乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图,(1)图乙中的_是力f1和f2的合力的理论值； _是力f1和f2的合力的实际测量值 (2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是 否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变”) (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,解析 (1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值，即f；直接测量得到的是实际测量值，即f. (2)细绳的作用是对结点o施加不同方向的拉力f1、f2，换用橡皮筋拉结果是一样的 (3)力的合成与分解使用的是等效替代法b正确,答案 (1)f f (2)不变 (3)b,一、实验目的 1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向 2探究求合力的方法,二、实验原理 一个力f的作用效果和两个力f1、f2的作用效果都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力f就是这两个力f1和f2的合力，作出力f的图示再根据平行四边形定则作出力f1和f2的合力f的图示，比较f和f的大小 和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则,三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套 (两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个),四、实验操作 1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上 2用图钉把橡皮条的一端固定在a点，橡皮条的另一端 拴上两个细绳套,3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套， 互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长到某一位置o，如图实31所示， 记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描 下o点的位置及此时两细绳套的方向 4用铅笔和刻度尺从结点o沿两条细绳的方向画直线，按 选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数f1和f2的图示， 并以f1和f2为邻边用刻度尺作平行四边形，过o点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力f的图示,5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到 同样的位置o，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向， 用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的方向作出这只 弹簧测力计的拉力f的图示 6比较力f与用平行四边形定则作出的合力f在大小和 方向上是否相同 7改变两个力f1与f2的大小和夹角，再重复实验两次,五、注意事项 1同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹 簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过 程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测 力计或另换，直至相同为止 2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点o位置一定要 相同,3用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时， 夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜 4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与 弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的 外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦眼睛要正视弹 簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度 的前提下，拉力的数值应尽量大些,5细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿 细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点， 去掉细绳套后，再将所标点与o点连接，即可确定力的方 向 6在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且 要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差和作图误差 3两分力f1、f2间的夹角越大，用平行四边形定则作图 得出的合力f的误差也越大,(2009山东高考)某同学在家中 尝试验证平行四边形定则，他找到三条 相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小 重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、 细绳、白纸、钉子，设计了如下实验： 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的 两个钉子a、b上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为o，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图实32所示,(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_ a测量细绳的长度 b测量各橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后各橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点o的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ _.,解析 (1)三段相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三段橡皮筋的形变量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c项a、b两点固定，o点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需d项 (2)最简便的方法是：更换不同的小重物,答案 (1)b、c、d (2)更换不同的小重物,(2010宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33甲所示，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为细绳图实33乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图,(1)图乙中的_是力f1和f2的合力的理论值； _是力f1和f2的合力的实际测量值 (2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是 否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变”) (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,解析 (1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值，即f；直接测量得到的是实际测量值，即f. (2)细绳的作用是对结点o施加不同方向的拉力f1、f2，换用橡皮筋拉结果是一样的 (3)力的合成与分解使用的是等效替代法b正确,答案 (1)f f (2)不变 (3)b,一、实验目的 1学会用控制变量法研究物理规律 2探究加速度与力、质量的关系 3掌握灵活运用图象处理问题的方法,二、实验原理 控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量 在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究 其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究 问题时经常采用的方法 本实验中，研究的参量为f、m和a，可以控制参量m一 定，研究a与f的关系，也可控制参量f一定，研究a与m的 关系,三、实验器材 电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的 长 木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻 度 尺、导线,四、实验操作 1实验步骤 (1)用天平测出小车和小盘的质量m和m，把数值记录下来 (2)按照如图实41所示装置把实验器材安装好，只是不把 悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车加牵引力),(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一 块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上 运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动 时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分 力平衡 (4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再 放开小车打点计时器在纸带上打下一系列的点，打点 完成后切断电源，取下纸带，在打点纸带上标上纸带号码,(5)保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为 m的砝码，重复步骤4.在小盘内分别放入质量为m， m，的砝码，再重复步骤4.m，m，m的数值 都要记录在纸带上(或表格内) (6)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数 点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度 的值 (7)用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，根据实验结果在 坐标平面上画出相应的点若这些点在一条直线上，便 证明了加速度与作用力成正比,(8)保持砝码和小盘的质量不变，在小车上依次加砝码(也需 作好记录)，重复上述步骤，用纵坐标表示加速度a，横坐 标表示小车与砝码的总质量的倒数，在坐标平面上根据实 验结果画出相应的点，如果这些点在一条直线上，就证明 加速度与质量成反比,2数据处理 (1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：,由以上数据画出它的af关系图象如图实42所示 通过af关系图象，我们可以得出小车的加速度a与力f 成正比,图实42,(2)把不同质量(小车与车内砝码的总质量)的小车在相同力作 用下产生的加速度填在下表中：,由以上数据画出它的am图象及a 图象，如图 实43甲、乙所示,图实43,通过am和a 关系图象，我们可以得出小车的加速度a与质量m成反比，与质量的倒数 成正比,五、注意事项 1在实验中，小车所受的摩擦力是造成系统误差的一个重 要因素减小这种误差的方法是在长木板的一端垫上小 木块，使其适当倾斜，利用小车重力沿斜面方向的分力 平衡摩擦力 2判断小车是否做匀速直线运动，一般可目测，必要时可 以打一条纸带，看上面各点间的距离是否相等,3在本实验中，由于两颗小车轮子的灵活程度可能不相 同，所受的摩擦力也可能不相等，平衡摩擦力就有困 难应该尽可能选取光滑的长木板进行实验，以减小 因摩擦而造成的系统误差 4安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与 斜面平行，且连接小车和砝码盘应在平衡摩擦力之后,5为使所作的af图象和a 图象趋于精确，每个图 都要求至少取5条以上的纸带取一条纸带时，要同时 在纸带上记录相应的小车受的拉力和小车质量的数据， 并编号填表 6描点作图时，应使尽可能多的点落在直线上，其余的点 均匀分布在直线的两侧，舍去个别误差较大的点,7改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大 一些，但应满足砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车 和车上砝码的总质量一般来说，砝码盘和盘内砝码的 总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%. 8称量物体的质量时，应遵守天平的操作规则,六、误差分析 1摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测 量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差 2因实验原理不完善造成误差，本实验中用小盘和盘中砝 码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力 要小于小盘和盘中砝码的总重力)，存在系统误差,在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，按实验要求安装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序填写在下面的横线上：_(填字母代号),a保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速 度，重复几次 b保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度， 重复几次 c用天平测出小车和重物的质量 d平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动 e挂上重物，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开 小车，在纸带上打下一系列的点 f根据测量的数据，分别画出af和a 图线,解析 利用控制变量法和逐差法分析纸带求加速度，最后处理实验数据，合理的操作顺序应为dceabf或dcebaf.,答案 见解析,(2009江苏高考)“探究加速度与物体质量、物体 受力的关系”的实验装置如图实44甲所示,图实44,(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示计时器打点的时间间隔为0.02 s从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离该小车的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字) (2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力f的实验数据如下表：,请根据实验数据作出af的关系图象,图实45,(3)根据提供的实验数据作出的af图线不通过原点 请说明主要原因,解析 (1)a m/s2 0.16 m/s2或a m/s20.15 m/s2. (2)如图实46所示,图实46,(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力，而表中数据漏计了砝码盘的重力，导致合力f的测量值小于真实值，af图线不过原点,答案 (1)0.16(0.15也算对) (2)见解析 (3)未计入砝码盘的重力,一、实验目的 1探究外力做功与物体速度变化的关系 2通过分析论证和实验探究，培养实验探究能力和创新 精神,二、实验原理 如图实51所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行当我们用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋拉伸的长度 都保持一致，那么，第2次、第3次实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍如果把第一次实验时橡皮筋的功记为w，以后各次的功就是2w、3w,由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐 标，以第一次实验时的功w为单位，作出wv曲线，即功速度曲线分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系或者作出wv2图象，指出w与v2的关系，进而找出功与动能变化之间的关系,三、实验器材 小车(前面带小钩)、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(使用电火花计时器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺,四、实验操作 1实验步骤 (1)按图实51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,2数据处理 (1)测量小车的速度：实验获得如图实52所示的纸带， 为探究橡皮筋弹力做的功和小车 速度的关系，需要测量弹力做功 结束时小车的速度，即小车做匀 速运动的速度，应在纸带上测量 的物理量是：a1、a2间的距离x， 小车速度的表达式是v (t为打 点计时器的时间间隔),(2)实验数据记录,(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(图实53)画出 wv和wv2图线(“w”以一根橡皮筋做的功为单位),(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系为wv2.,五、注意事项 1平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车的重力沿斜 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，找到木板的一个合适的倾角 2测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小 车做匀速运动状态的 3橡皮筋应选规格一样的力对小车做的功以一条橡皮筋做 的功为单位即可，不必计算出具体数值 4小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些,六、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 的拉力做的功w与橡皮筋的条数不成正比 2没有完全平衡摩擦力(倾角小)或平衡摩擦力过度(倾角过 大)也会造成误差 3利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来 误差,(2010金华模拟)科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究下面我们用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系 (1)某同学的实验设计方案如图实54所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，为此，实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)，还需要满足的条件是 .,图实54,(2)图实55所示是某次实验中得到的一条纸带，其中a、b、c、d、e、f是该同学确定的计数点，相邻计数点 间的时间间隔为t，距离如图所示则打c点时小车的速 度为 ；要验证合外力的功与动能变化间的关系， 除位移、速度外，还要测出的物理量有 .,解析 (1)只有当钩码的重力远小于小车的总重力时，才能近似地认为小车受到的拉力等于钩码的重力 (2)c点的速度等于bd段的平均速度，故vc 要验证合外力做的功和动能变化间的关系，需要测出小车受到的拉力大小(钩码的重力)和小车位移(wfx)，以及小车的质量和速度(ek mv2)，所以还需要测出钩码的重力和小车的总质量,答案 (1)钩码的重力远小于小车的总重力 (2) 钩码的重力和小车的总质量,(2009广东高考)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”如图实56所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的a、b两点各安装一个速度传感器，记录小车通过a、b时的速度大小小车中可以放置砝码,图实56,(1)实验主要步骤如下： 测量 和拉力传感器的总质量m1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路； 将小车停在c点， ，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过a、b时的速度 在小车中增加砝码，或 ，重复的操作,(2)下表是他们测得的一组数据，其中m是m1与小车中砝码质量之和，|v22v12|是两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间所做的功表格中的e3 ，w3 .(结果保留三位有效数字),(3)根据上表，请在图实57所示的方格纸上作出ew图线,图实57,解析 (1)该实验的研究对象是小车及固定在小车上的拉力传感器，因此，应测量小车和拉力传感器的总质量，将小车停在c点，再释放小车，重复操作，多得几组数据时，有两个措施；改变小车质量(在小车中增加砝码)和改变拉力大小(改变钩码的个数) (2)e3 m|v12v22|0.600 j. w2f3l0.610 j (3)选取适当标度，描点连线如图实58所示,图实58,答案 (1)小车 释放小车 改变钩码数量 (2)0.600 0.610 (3)如图实58所示,一、实验目的 验证机械能守恒定律 二、实验原理 1在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能 和动能互相转化，但总的机械能保持不变若物体某 时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则重力势能的减少 量为mgh，动能的增加量为 mv2，看它们在实验误 差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守 恒定律,2速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度 等于相邻两点之间的平均速度vt 2t 计算打第n个点速度的方法：测出第n个点与相邻前后 点间的距离xn和xn1，由公式vn 或vn 算出，如图实61所示,三、实验器材 铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹) 四、实验操作 1实验步骤 (1)安装置：按图实62所示将检查、 调整好的打点计时器竖直固定在铁架 台上，接好电路,(2)打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端 穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止 在靠近打点计时器的地方先接通电源，后松开纸带， 让重物带着纸带自由下落 更换纸带重复做35次实验 (3)选纸带：分两种情况说明,用 mvn2mghn验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带若1、2两点间的距离大于2 mm，这是由于先释放纸带后接通电源造成的这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选,用 mvb2 mva2mgh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否大于2 mm就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用,2数据处理 (1)测量计算 在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3用 刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3 利用公式vn 计算出点1、点2、点3、 的瞬时速度v1、v2、v3,(2)验证守恒 法一：利用起始点和第n点计算代入ghn和 vn2， 如果在实验误差允许的条件下，ghn vn2，则机 械能守恒定律是正确的 法二：任取两点计算 任取两点a、b测出hab，算出ghab. 算出 vb2 va2的值 在实验误差允许的条件下，如果ghab vb2 va2， 则机械能守恒定律是正确的,法三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以 v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出 v2h图线若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒,五、注意事项 1打点计时器要稳定地固定在铁架台上，打点计时器平面 与纸带限位孔调整到竖直方向，以减小摩擦阻力 2重物要选用密度大、体积小的物体，这样可以减小空气 阻力的影响，