高考物理-《验证性实验》典型例题复习

二十一、验证性实验基实验1互角的个共力合[实验的]验证力的合的平行四形定则。[实验理]此实验是要互成角度两个力与个力产生相同的效果（即：橡皮条在一方向伸一定的长度），看其用平行四边形则求出的力与这一力是否在实验误差允许范围内相，如果在验误差允范围内相等，就验证了力的平行四形定则。[实验材]木板一块，纸，图钉干，橡皮一段，细绳套，弹簧秤两个，角板，刻尺，量角等。[实验骤]1用图把一张白纸在水平桌上的方木上。2用图把橡皮条的端固定在上的A点，用两条绳套结在皮条的另一端。3用两弹簧秤分别住两个细套，互成定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O如图所示）。4用铅描下结点的位和两个细套的方向并记录弹秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹秤的拉力和的图示利用刻度和三角板，根椐平行四边形定则用图法求1出合力5只用个弹簧秤，过细绳套橡皮条的点拉到与前面相同的位置，记弹簧秤的读数和细绳方向。按样的比例刻度尺从点起做出个弹簧秤的拉力图示。6比较与用平行四形定则求的合力在实验差允许的围内是否相等。7改变个分力F和F的大和夹角。再重复实验两，比较每的与是在实验1误差允许的围内相等[注意项]1用弹秤测拉力时应使拉力弹簧秤的线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的一平面内2同一实验中，橡条拉长后结点位置必须保持不。[例题1在本验中，橡皮的一端固在木板上用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置点，以下作中错误的是A．一次实验过程中，点位置许变动B．在验中，弹簧秤必须保持与木板平行读数时视要正对弹秤刻度C．验中，先将其中一个弹秤沿某一向拉到最量程，然只需调节另一弹簧秤拉力

的大小和方，把橡皮的结点拉OD．实中，把橡条的结点到O点时，两簧之间的角应取90°变，以于算出合力的大小答：2做本验时，其中三个实验骤是：（）在水平置的木板上垫一张白张，把橡皮条一端固定板上，另端拴两根细线，通过细线同用两个弹秤互成角地拉橡皮条，使它与细线的结点达某一位置O点，白纸上记下O点和两弹簧的读数F和。12（）在纸上据F和F的大，应用平行四边形定则图求出合。1（）只用一弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的长量与用个弹簧秤时相同，记下此时弹簧秤的数F'细绳的向。以上三个步中均有错或疏漏，出错在哪里？在（1中是。在（2中是。在（3中是。答：本实验中证的是的合成是一个失量运算法则所以要验证力小又要验力的方向。簧秤的读是力的大，细绳套的方向代表力的方向。（）两绳拉的方向；（2）的大小”后面“和方向；（）“同之加“使橡皮条与的结点拉到O点2验牛第定律[实验的]验证牛顿第定律。[实验理]1如图示装置，保小车质量变，改变桶内砂的质量，从而变细线对车的牵引，测出小车的对应加速度，作出加度和力的系图线，证加速度是否与外力成正比。2保持桶和砂的质不变，在车上加减码，改变小车的质量测出小车对应加速，作出加速度和质量倒数的关系图，验证加度是否与量成反比。[实验材]小车，砝码小桶，砂细线，附定滑轮的长木板，垫木，打点计时，低压交电源，导线两根，带，托盘平及砝码米尺等。[实验骤]1用天测出小车和桶的质量MM'，把数据录下来。2按如装置把实验材安装好只是不把小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。3平衡擦力：在长板的不带滑轮的一下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面可以保持速直线运状态（也可以从纸带上打的点是否匀来判断。4在小上加放砝码小桶里放适量的砂把砝码和砂的质量和m'记录下来。细线系在小车上绕过滑轮挂小桶，通电源，放开小车点计时器在带上打下系列点取

22下纸带，在带上写上号。5保持车的质量不，改变砂质量（要天平称量），按步骤4再做5次实验6算出条纸带对应加速度的。7用纵标表示加速a，坐标表示作用力，即砂桶的总重(M'+m')g，根据实结果在坐标平面描出相应点作图线若线为一条过原点的直线就证明了研对象质量变时其加速度它所受作力成正比8保持和小桶的质不变，在车上加放码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度用纵坐标示加速度，横坐表示小车车内砝码总质量的倒数

，在坐标平面上根实验结果出相应的并作图线图线为一条过原点的直就证明了究对象所受作用不变时其速度与它质量成反比。[注意项]1砂和桶的总质量要超过小和砝码的质量的。2在平摩擦力时，要悬挂小，但小车连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度如在纸带上出的点的隔是均匀的表明车受到的阻跟它的重沿斜面向的分力平衡3作图应该使所作直线通过可能多的，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧但如遇个特别偏离点可舍去。[例题1在验牛顿第二定的实验中用改变砂质量的办法来改变对小车的作用力F用打点计时器测小车的加度a，得若干组和的数据然后根据得的数据出如图所的图线发现图线既不过原点，不是直线原因是A．有平衡摩擦力，且小车质量较大B．平摩擦力时，所垫木板太高，且砂和桶的质量大C．衡摩擦力时，所垫木板低，且砂小桶的质较大D．平摩擦力时所垫木板高，且小车质量较大答：2在验牛顿第二定的实验中打出如图示的纸带，如果只测出图示数据，则小车运动的加速度________m/s答：0.55

2

。（所用交电源频率50Hz）3验机能恒定[实验的]验证机械能恒定律。[实验理]当物体自由落时，只重力做功物体的重力势能和动能互相转化，械能守恒若某一时刻物体下的瞬时速为，下落高度，则应有：，借助打计时器，出重物某时刻下落高度和该时的瞬时速v可验证械能是否守验装置如图示。

2222测定第n点的瞬时速的方法是测出第点的相邻前、后两段相时间T内下的距离s和，由式nv=n

，或由v=n

算出，如图示。[实验材]铁架台（带夹），打计时器，生电源，导线，带铁夹的重缍，纸，米尺。[实验骤]1按如装置把打点时器安装铁架台上用导线把打点计时器与学生电源连接好。2把纸的一端在重上用夹子定好，另端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在点计时器近。3接通源，松开纸，让重锤由下落。4重复次，得到35条打好的纸带。5在打点的纸带中选第一、两点间的离接近2mm，且点清晰一条带，在起点标上0以后依次标上，2……，刻度尺测出应下落高、、h……16应用式n

计算各点对的即时速v、、v……。17计算点对应的势减少量和能的增加量n

，进行比较。n[注意事]1打点时器安装时必须使两带限位孔同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2选用带时应尽量第一、二间距接近的纸带。3因不要知道动能势能的具数值，所不需要测量重物的质量。[例题1在验证械能守恒定律”的实验中已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。得当地的重加速度，测得所用的重物的质量为1.00kg实验中得一条点迹晰的纸带把第一个点记，连续的个A、、、D作测量的，经测量知A、B、C各点到点的距离别为62.99cm、70.18cm、、85.73cm。根据上数据，知重物由点到运动C点力势减少量等于________J动能的增加量等_______J取有效数）答：7.62，2．本实验中，用电源的率为，某同学选择了一理想的纸，用刻度测量时各计数点位置对应刻尺上的读如图所示（图中O是打点计时器打的一个点ABCDE分别是以每两个点的间作为计单位取的数点）。

22根据纸带求（）重锤下的加速度。（）若重锤量为mkg，则重锤从始下落至B时，减的重力能为多少？（）重锤下到B时，动能为大？（）从（2）、（3）的数可得什么结论？产生误差的主要原是什么？答：（1）9.69m/s；（）eq\o\ac(△,|)E|=1.95mJ；p（4在实验误差允许范围内，k重锤重力势的减少等其动能的加，机械能守恒。产生差的主要因是重锤落过程中受到阻（空气阻纸与限位孔的摩擦阻力）的作用。4撞的量守[实验的]研究在弹性撞的过程，相互作的物体系统动量守恒。[实验理]一个质量较的小球从槽滚下来放斜槽前边小支柱上另一质量较小的发生碰撞两小球都平抛运动于两球下落的高度相同所以它的飞行时相等这样果用小球的飞行时间作时间单位那么小球出的水平离在数值就等于它的水平速度因此只要分别测出小球的质、m，和不放被碰球时入射球在空中1飞出的水平离及入小球与被碰球碰撞后空中飞出水平1距离和'，s在实验误差允范围内与ms'+ms相等，就验1212证了两小球撞前后总量守恒。[实验材]碰撞实验器斜槽、重线），两半径相等而质量不等的小球；白纸复写纸；平和砝码；刻度尺游标卡尺选用），规等。[实验骤]1用天测出两个小的质量m、m。122安装实验装置，斜槽固定桌边，并斜槽末端点的切线水平。3在水地上铺一张纸，白纸铺放复写。4在白上记下重锤所指的位，它示入射球碰前的位置15先不被碰小球，入射球从槽上同一度处由静止开始滚下复10次用圆作尽可能小的把所有的球落点圈里面，圆心就是入射球不碰时的落点的平均置6把被球放在小支上，调节置使两小相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口时恰好与碰球接触发生正碰。7再让射小球从同高度处由止开始滚，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤5）求出入射小的落点的均位置M被碰小落点的平均置N。8过、作一直线，取OO'=2r可用游卡尺测出一小球的直，也可用度尺测出紧靠在一起两小球球间的距离，O'就是碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。9用刻尺量出线段OM、的长。10．分别算出m1

与m1

+m2

的值，看1

与1

+m2

在实验误差允许范围内是相等。

[注意项]1应使射小球的质大于被碰球的质量2要调好实验装置使固定在边的斜槽端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直，而且两相碰时处同一高度，碰撞后的速度方向在同直线上。3每次射小球从槽相同位置静止滚下可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着档板，后释放小。4白纸好后不能移。[例题1因为落高度相同平抛小球不计空气力）________相，所以我们在碰撞中的动量守恒”实验可以用________作为时单位，那么，平抛小球_在数值上等于小球平抛的初速。答：飞行间，飞行间，水平移。2某同学图1所示装置过半径相的AB两的碰撞来证动量守定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽。验时先使A球从斜上某一固位置由静开始滚下落到位于水平地面的录纸上，下痕迹。复上述操作次得到个点痕迹。再把B球放水平槽上靠近末端的地，让A球仍从位置由静开始滚下和B球碰撞，A、球分在记录纸上下各自的点痕迹重复这种操10次中点是水平槽端R在记录上的垂直投影。落点痕迹如图所，其中尺水平放，且平行R所在的平，米尺的零点点对齐。（）碰撞后B球水平射程应为。（）在以下项中，哪些是本次实验必须进行的量？答：__________(选项)。A．平槽上未放时，测A球落点置到O点的距B．A球与