第一章 机械运动实验专题-初中物理教材实验大盘点

第一章机械运动实验一：用刻度尺测量长度某物理兴趣小组的同学在实验室进行“用刻度尺测量长度”的实验。（1）实验中，兴趣小组的同学想要用教室中的几把刻度尺测量门的宽度（约为1m），他们应当选择③（填序号）号刻度尺进行测量。①量程为30cm，分度值为1cm的木尺②量程为0.8m，分度值为1mm的木尺③量程为1.2m，分度值为1cm的木尺（2）实验中，兴趣小组的同学用毫米刻度尺测量物理课本的长度，四次读数分别为26.04cm、26.00cm、26.02cm、26.32cm，该物理课本的长度为26.02cm。（3）在（2）中的实验中对物理课本的长度进行了多次测量，目的是多次测量求平均值，减小误差。（4）兴趣小组的同学选用另外一把量程、分度值均合适的刻度尺测量物理课本的长度，测量前发现刻度尺的零刻度线磨损，无法看清，兴趣小组的同学可以（选填“可以”或“不可以”）使用这把刻度尺测量出物理课本的长度。【实验分析】本题主要考查了刻度尺的使用方法和注意事项，包括选择合适的刻度尺、多次测量求平均值以减小误差、以及刻度尺零刻度线磨损时的处理方法。【解答】（1）对于测量门的宽度，由于门的宽度约为1m，因此需要选择量程大于1m的刻度尺。同时，考虑到测量的精度要求，分度值应尽可能小。综合考虑，应选择③号刻度尺，其量程为1.2m，分度值为1cm，既满足量程要求，又具有较高的精度。

（2）对于测量物理课本的长度，四次读数分别为26.04cm、26.00cm、26.02cm、26.32cm。其中，26.32cm与其他三次读数相差较大，可能是测量误差或读数错误，因此应舍去。剩余三次读数的平均值为(26.04cm+26.00cm+26.02cm)/3=26.02cm，因此该物理课本的长度为26.02cm。

（3）在实验中对物理课本的长度进行了多次测量，其目的是减小测量误差。通过多次测量并求平均值，可以有效地减小随机误差，提高测量结果的准确性。

（4）对于刻度尺零刻度线磨损的情况，兴趣小组的同学仍然可以使用这把刻度尺测量出物理课本的长度。具体操作方法是，选择刻度尺上一个清晰的刻度线作为新的零刻度线，然后将物理课本的一端对齐新的零刻度线，另一端对应的刻度值即为物理课本的长度。需要注意的是，在记录测量结果时，应将新的零刻度线对应的刻度值减去，以得到物理课本的实际长度。

刻度尺的正确使用方法刻度尺是我们日常生活中常用的测量工具，它的正确使用方法主要包括以下几个步骤：1.观察刻度尺：首先，要观察刻度尺的、和。2.正确摆放刻度尺：测量时，尺要沿着所测长度，不能，的一侧要紧靠被测物体，要使刻度尺的或与被测物体的一端对齐。3正确读数：读数时视线，且，要估读到。如果被测物体的末端正好对准某一整刻度，则需要。4.正确记录：测量值由、和组成。5.多次测量取平均值：为了提高测量的准确性，可以进行多次测量，并取其作为最终的测量结果【练习1】在使用刻度尺测量物体长度的过程中：（1）用图1所示的刻度尺测量物体的长度，这把刻度尺的分度值是mm，两种观测刻度的方法中正确的是（选填“A”或“B”），铅笔的长度是cm。（2）如图2所示，用刻度尺测量木块的长度，其中正确的操作是（选填“甲”或“乙”）；用刻度尺测量木块的长度需要多次测量求平均值，多次测量的目的是。【练习2】在学习刻度尺的使用时，老师让同学们使用刻度尺去测量物理课本的宽度。（1）苏蕊蕊同学在测量过程中的情况如图所示，请指出她在测量中的两处错误：错误1：；错误2：；（2）在老师帮她纠正了错误后，她用同一把刻度尺对物理课本的宽度进行了5次测量，结果分别是：18.51cm、18.50cm、18.51cm、18.50cm、19.51cm。则她所用刻度尺的分度值是cm；其中有一次她在读数时看错了刻度尺上的数字，这一次错误的结果应该是（填错误结果）；排除错误的结果，她最后得到物理课本的宽度应该是cm；（3）有一把刻度尺是用金属材料制成的，这种金属材料受温度变化很明显，若在严冬季节用它测量物体长度时，其测量结果将（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【练习3】在“用刻度尺测量长度”的实验中，甲、乙两位同学用刻度尺测量同一木块的长度，如图甲、乙所示。（1）所用刻度尺的量程是cm。（2）从刻度尺的放置而言，同学的测量方法不正确。（3）测得木块的长度为cm.【练习4】有甲、乙、丙、丁、戊五位同学测同一支钢笔的长度，测得的结果分别是12.82cm、12.83cm、12.8cm、14.82cm、12.80cm。（1）各个同学测量结果都有一定的差异，是因为测量时存在，这是（选填“可以”或“不可以”）消除的；（2）根据测量结果显示，存在明显错误操作的是同学，这个是完全可以避免的；（3）剔除明显错误的数据后，若剩下的四位同学在测量时都没有出现错误，则其中一位的结果仍然与其它三位存在明显不同，其原因是这位同学所用的刻度尺的与其他三位的不同；（4）在这次测量中用分度值为1mm的刻度尺多次测量，最终测得钢笔的长度应该是cm。长度测量的特殊方法【典例1】某同学要测一根细铜丝的直径，他的实验步骤如下：A．将细铜丝拉直，用刻度尺测出细铜丝的总长度l1；B．用刻度尺测出在铅笔杆上细铜丝绕圈的总长度l2；C．用细铜丝的总长度除以细铜丝的圈数，即得细铜丝的直径为；D．将细铜丝紧密缠绕在铅笔杆上；E．数出缠绕在铅笔杆上细铜丝的圈数n。（1）以上实验步骤中，没有必要的步骤是A（填写步骤字母）；有错误的步骤应改正为：C．用细铜丝绕圈总长度除以细铜丝的圈数，即得细铜丝的直径为。（2）改正错误后，实验步骤合理的顺序应是DBEC或DEBC（填其中一种就算正确）。（3）该同学在绕细铜丝时，匝与匝之间有间隙，则测量值会偏大。【实验分析】（1）测量细铜丝的直径时，不需要测量铜丝的长度；测量直径时，需要利用多圈的长度除以圈数；

（2）测量细丝直径时，需要缠绕多圈，并记录圈数，再测量总长度，处于圈数后计算直径；

（3）圈数间有空隙，测量的数据偏大。【解答】(1)测量一根细铜丝的直径，正确测量方法是：找一支圆铅笔，把细铜丝拉直，将细铜丝在铅笔上依次紧密绕适当的圈数n，用刻度尺量出这个线圈的长度l2，再将线圈长除以圈数所得的商就是细铜丝的直径，即得细铜丝的直径为，由以上可知，没有必要的步骤是A，错误的步骤是C。(2)改正错误后，由以上分析可知，实验步骤的合理顺序应是DEBC或DBEC。(3)若在绕细铜丝时，没有密绕而是留有间隙，会使测量的线圈长度偏大，导致测得的直径偏大。【典例2】如图为小亮在做“长度的测量”实验：（1）图甲中圆的直径是1.55cm，该刻度尺的分度值是0.1cm；（2）一条纸带厚薄均匀，他把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上，直至恰好能套进一个圆环中，如图乙所示，纸带环绕了n圈，则纸带厚度是___B___（选填“A”或“B”）。A． B．【实验分析】（1）利用三角板和刻度尺，可以测量圆的直径；刻度尺上最小的单位长度是分度值；（2）根据圆的内径和外径差计算总厚度，再除以个数，计算单个的厚度。【解答】(1)由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为0.1cm；圆的左侧与1.00cm对齐，右侧与2.55cm对齐，所以圆的直径为d＝2.55cm﹣1.00cm＝1.55cm(2)由于纸带的厚度太小，所以无法直接用刻度尺来进行测量，因此要用累积法来完成实验；可将纸带紧密绕在铅笔上，直到刚好套入圆环中，然后数出纸带的圈数n；n圈纸带的厚度为圆环内径与圆柱形铅笔的内径差的二分之一，即为（D2﹣D1）。故答案为：B。

【练习1】小德同学为了测定物理课本内一张纸的厚度，采用了如下步骤：①测量出整本物理课本的厚度，记录为；②选用量程和分度值都合适的刻度尺；③翻看物理书最后一页的页码，记录为；④用表示物理书内每张纸的厚度，记录为；（1）上述各措施中错误的步骤是①和，应改为去掉封皮后测量出整本物理课本的厚度；则一张纸的表达式是：。（用题中字母表示）（2）实验措施改正后，正确的实验步骤应该为（填字母序号）。（3）下面是小德同学用分度值是1mm的学生用刻度尺准备进行实验时，设计的数据记录表格，请将两个空白处填写完整。实验序号纸的张数纸张的总厚度/一张纸的厚度/mm/mm①②③（4）在进行步骤①时，若没有将课本压紧，会使测量结果（偏大/偏小/不变）。【练习2】某同学家里装修，所用墙纸的规格是“0.53m×10m（宽×长），厚度0.63mm”，实验步骤如下：①用刻度尺测出铅笔的直径为D1（如图所示）；②把纸紧密地环绕在圆柱形铅笔上，数出圈数为n；③______；（1）请帮该同学完成实验步骤3；（2）墙纸的厚度的表达式是；（3）该同学一共测了三次，他这样做的目的是。【练习3】小丽欲测量一根长为L的细铜丝的直径，她的实验步骤如下：A．将细铜丝拉直，用刻度尺测出细铜丝的长度L1B．用刻度尺测出圆铅笔杆上铜丝绕圈总长度L2C．用铜丝的长度L除以铜丝的圈数n，即得细铜丝的直径dD．将细铜丝紧密排绕在圆铅笔杆上E．数出排绕在圆铅笔杆上的细铜丝的圈数nF．用细铜丝绕圈的总长度L2除以细铜丝的圈数n，即得细铜丝直径d以上步骤中没有必要的步骤是，错误的步骤是，实验步骤的合理顺序应是。【练习4】小明欲测量一根长为L的细铜丝的直径，他的实验步骤如下：A、将细铜丝拉直，用刻度尺测出细铜丝的长度L1；B、将细铜丝紧密排绕在铅笔杆上；C、数出排绕在铅笔杆上的细铜丝的圈数n；D、用刻度尺测出圆铅笔杆上铜丝绕圈总长度L2；E、用铜丝的长度L1除以铜丝的圈数n，即得细铜丝的直径d。（1）以上步骤中，没有必要的步骤和错误的步骤分别和；（2）错误的步骤应更正为；（3）小明共测三次，而每次都将铜丝重新绕过，并放在刻度尺上不同部位读数，结果三次渎数都不同，产生误差的原因有哪些？（____）①铜丝本身粗细不均匀②读数时由于粗心，小数点记错位置③刻度尺本身刻度不均匀④每次排绕的松紧程度不相同A．①② B．②③ C．①③④ D．①②③④【练习5】在某次测量活动中，小明同学对一个圆的直径进行了测量，并将五次测量的数据记录如下：（1）请在图中把测量圆的直径画完整。（2）表中测量数据中有两个是错误的，错误数据1是cm。理由是；错误数据2是cm，理由是。（3）他这次测量的结果应该为cm。实验次数12345测量值（cm）1.321.311.31.111.31实验二：用秒表测量时间如图甲所示，所测书本的厚度是1.18cm，停表所显示的时间是200s。【实验分析】使用刻度尺测量物体长度之前，要明确其分度值；测量物体长度时，要观察是否从0刻度线量起，起始端没从0刻度线开始，要以某一刻度当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去前面的刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；

停表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，大圈的分度值是0.1s，小圈的分度值是1min，看清小圈刻度是否过半格，结合大圈刻度读数。停表读数是两个表盘的示数之和。【解答】使用刻度尺测量物体长度时，刻度尺的刻度线要紧贴被测物体，图甲中，A刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；书本与零刻度线对齐，上端与1.18cm对齐，故木块的长度为L=1.18cm。

图中，停表小盘的分度值是0.5min，指针在3min和4min之间，未偏过中线；大盘的分度值是0.1s，而大盘指针在20s，因此停表读数为3min20s，即：200s。

故答案为：1.18；200。停表的使用方法停表是一种常用的测时间间隔仪器，它的使用通常分为以下几个步骤：准备工作：使用前，确保停表指针指到零刻度线。启动计时：按一下侧边按钮，停表开始计时。暂停计时：再按一下侧边按钮，停表暂停计时。归零：如果按了中间按钮，停表指针回到0s，即时间归零。读数方法：先读，再读。如果小表盘指针指到前半分钟，则秒钟读数不能；如果指针指到后半分钟，则秒钟读数一定。最后将分钟和秒数，得到所测的时间间隔。以上就是停表的基本使用方法。需要注意的是，不同的停表可能有不同的功能和操作方式，所以在使用之前最好能够仔细阅读相关的说明书。

【练习1】如图停表的读数是分秒。【练习2】如图所示，停表的示数为s。【练习3】如图是运动场上计时员记录的时间，则运动员的成绩是（）A．1分39.8秒 B．1分9.8秒 C．69.8秒 D．39.80秒【练习4】如图所示，物体甲的长度为cm，停表乙的示数为s．【练习5】小明练习使用机械停表测量时间。如图所示机械停表指针绕小表盘走一圈经过的时间是min，机械停表的读数是。【练习6】请你应用所学的长度和时间测量的知识解答下列问题：（1）如图a所示，为了使读数更精确，应选择（填“甲”或“乙”）刻度尺，所测物块的长度为cm；（2）清晨，王爷爷绕小区花园步行锻炼身体，如图b所示，他用秒表测量了自己步行一圈的时间为s，该秒表的分度值为s。【练习7】（1）使用刻度尺时，首先观察它的刻度是否磨损、、分度值和单位；如下图用刻度尺来测金属块的长度，金属块长度为cm。（2）小华使用同一把刻度尺测量同一长方体的长度，三次测量记录是：L1＝18.82cm、L2＝18.83cm、L3＝18.81cm。①小华测量三次的目的是；②这个物体的长度是cm；③实验室测量时间的基本工具是，如图（2）停表的读数为s。【练习8】请用所学的物理知识解决下列问题：（1）如图甲所示的是用两把不同的刻度尺测量同一物体的长度。其中A刻度尺的分度值为，所测得的物体的长度为cm，B刻度尺测得的物体的长度值为cm。（2）如图乙所示停表外圈示数的单位为，分度值为，外圈的读数为。（3）如图丙所示，小丽同学测量平时学习中使用的铅笔横截面的直径，铅笔横截面的直径是cm。实验三：速度的测量以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告，请你将报告内容补充完整。实验目的测量小球运动的速度实验原理实验器材小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机实验步骤⑴一小球在水平桌面上沿直线运动，如图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。⑵分别测出小球通过的路程：sAB=42.40cm，SBC=31.10cm，SCD=19.70cm；记录这三段路程所对应的时间：tAB=1.0s，tBC=1.0s，tCD=1.0s。⑶分别计算小球通过这三段路程的平均速度。实验结论⑴小球在这三段路程的平均速度分别为：vAB=42.40cm/s，vBC=31.10cm/s，vCD=42.40cm/s。⑵vAB>VCD(选填“>"“<”或“=”)，小球在水平桌面上做变速(选填“匀速”或“变速”)运动。安全提示小球运动时的速度不宜过快，以免小球动能过大，从桌面掉落时伤人。【分析】测量小球的速度实验原理是速度的计算公式，所在实验中需要测量运动的路程和时间，测量路程要注意刻度尺读数时需要进行估读。《测量物体的平均速度》常考问题：如图，在斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。（1）该实验原理是v=；（2）除了图中有的器材以外，还应该有的器材是停表；（3）斜面底端的金属片的作用是：让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶相同路程的时间；（4）为了计时更准确，斜面的坡度应该较小（“较小”或者“较大”）；因为斜面倾角越小，小车运动越慢，便于测量时间（5）实验中应多次测量，每次测量时必须让小车从同一高度由静止开始下滑；（6）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测AB段的平均速度vAB会偏小（选填“大”或“小”）；（7）若小车通过前半段路程的平均速度是vAB，通过后半段的平均速度vBC，则vAC、vBC、vAB的大小关系是vBC>vAC>vAB。分析可知，小球沿斜面下滑的速度越来越快（选填“越来越快”或“越来越慢”）。（8）如下图所示，下列坐标图像中能准确反映小车运动情况的是B。【练习1】如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置，实验时让小车从斜面的A点由静止滑下，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可求出不同路段的平均速度；（1）实验原理是；（2）实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，便于测量时间，应（选填“增大”或“减小”）斜面的倾斜角度；（3）小车从A点运动到B点所用时间tAB＝s；从A点到C点的路程sAC＝cm；小车在AC段的平均速度vAC＝m/s；（4）如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（5）下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是_______。A． B．C． D．【练习2】小霞和小梅同学利用如图所示的实验装置测“小车的平均速度”，让小车在斜面顶端从静止自由下滑。s2为小车自由下滑s1过程中的第一段路程；（1）本实验原理是。要完成本实验，需要的测量工具有刻度尺和；（2）测量平均速度的误差主要来源于时间的测量，为了能较方便、准确测量出小车运动的时间，实验装置中安装了。木块在装置中的作用是，调节木块的时机是在（选填“小车下滑之前”、“小车下滑之后”或“小车下滑过程中”）；（3）她们通过实验收集的数据如表，综合分析表中数据可知：路程（cm）运动时间（s）s1＝61.6t1＝5.6s2＝26.4t2＝2.5①小车自由下滑路程s1的平均速度v1＝；②小车下滑路程s1和路程s2两段的平均速度一般不同，因此在描述小车的平均速度时必须指明；（4）实验过程中，小车在路程s1和路程s2的中点处的速度分别为v1、v2，则v1v2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。【练习3】在“测量平均速度”的实验中，装置如图所示，将小车从斜面上端A点由静止释放到达B点，用电子表记录小车