（浙江选考）高考物理大一轮复习第十四章实验与探究第1讲力学实验（一）课件.ppt

1、第1讲力学实验(一),第十四章实验与探究,考试标准,内容索引,实验1 用打点计时器测速度,课时作业 限时训练 练规范 练速度,实验2 探究小车速度随 时间变化的规律,实验3 探究求合力的方法,实验4 探究加速度与 力、质量的关系,用打点计时器测速度,实验1,一、实验原理 1.打点计时器： 计时仪器.(1)当电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一次点；(2)电磁打点计时器需要46 V交流电源，电火花计时器需要220 V交流电源. 2.测平均速度、瞬时速度： 平均速度： ，当t0时，认为 是t时刻的瞬时速度. 二、实验器材 打点计时器、交流电源、刻度尺、纸带、导线、坐标纸,三、实验步骤 1.

2、把电磁打点计时器固定在水平桌子上，并穿好纸带； 2.把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源接线柱相连接； 3.打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点； 4.关闭电源，取下纸带，从能看清的某个点数起，往后数出n个点，纸带的运动时间t0.02(n1) s； 5.用刻度尺测量出从开始计数的一点到最后一点间的距离x； 6.利用公式 计算出纸带在这段时间内的平均速度.,四、数据处理 1.计算瞬时速度,把计算所得的各点的速度填入下表中,2.vt图象的画法 根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来.,五、注意事项 1.使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器稳

3、定时再拉动纸带； 2.拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集； 3.使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面； 4.对纸带测量时，要用刻度尺一次性将各段长度测量完毕.,例1某同学在做“用打点计时器测速度”实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图1，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50 Hz.,答案,图1,(1)如果测得C、D两点间距x42.70 cm，D、E两点间距x52.90 cm，则据此数据用速度公式vD 计算在打D点时的

4、速度值vD_ m/s. (保留三位有效数字),0.280,解析,(2)该同学分别算出其他速度：vA0.220 m/s，vB0.241 m/s，vC0.258 m/s，vE0.300 m/s，请在图2的坐标系中作出小车运动的vt图象，设O点为计时起点.,答案,图1,图2,答案见解析图,解析,解析根据已知数据在坐标轴上取合适的标度，再将数据点描绘在坐标系中，最后用平滑的曲线“拟合”数据点.如图所示.,解析图甲是电火花计时器，需要使用220 V的交流电源，A处是墨粉纸，选项A、C正确，D错误； 图乙是电磁打点计时器，需要使用46 V的交流电源，选项B错误.,变式1(2017杭州期末教学质检)打点计时

5、器是高中阶段常用的实验器材之一.如图3所示是两种常见的打点计时器. (1)关于两种计时器说法正确的是_(填字母). A.图甲中的打点计时器用的是交流220 V的电源 B.图乙中的打点计时器用的是直流46 V的学生电源 C.图甲中的打点计时器的A处应为“墨粉纸” D.图甲中的打点计时器的A处应为“复写纸”,图3,解析,答案,(2)某实验小组为研究小车的运动规律，选择了图甲中的打点计时器来实验(如图4)，该图为释放小车前的情景，其中操作最合理的是图_(填字母).,图4,解析,解析小车应该靠近打点计时器，纸带应该与限位孔平行，选项A正确.,答案,(3)关于纸带中相应点间距的测量过程，下列操作最合理的

6、是_(填字母). A.用刻度尺上边缘紧贴纸带打出的点，一次性记录好所有点对应的读数 B.用刻度尺分段测量出所有相邻两点之间的距离，以备不时之需和方便 计算 C.用刻度尺分段测量出需要的相邻两点之间的距离，以方便计算,解析,解析一次性记录所有的点，误差较小，选项A正确.,答案,变式2某同学在做“用打点计时器测速度”实验时，从打下的若干纸带中选取了点迹清晰的一条，如图5所示.打点计时器的电源频率为50 Hz.,图5,解析,答案,1.50,由这些已知数据计算：(结果均保留三位有效数字) (1)物体经过BD过程的平均速度 _ m/s；,(2)纸带上C点相对应的瞬时速度v_ m/s.,图5,解析,解析纸

7、带上的C点相对应的瞬时速度可以用BD过程的平均速度替代，即v1.50 m/s.,答案,1.50,变式3(1)为完成“练习使用打点计时器”实验，在图6甲的四种器材中，_(选填“A”“B”“C”或“D”)为电磁打点计时器，工作电压为交流_(选填“46 V”或“220 V”)，当电源的频率为50 Hz时，打点周期为_ s.,解析,解析带线圈的C图是电磁打点计时器，工作电压为交流46 V，当电源的频率为50 Hz时，打点周期是0.02 s.,答案,图6,C,46 V,0.02,(2)某同学拉着纸带运动，得到一条点迹清晰的纸带.他确定好起点之后，作出了位移时间图象如图乙所示.则在02.0 s内的平均速度

8、大小为_ m/s.(结果保留二位有效数字),解析,答案,0.80,探究小车速度随时间变化的规律,实验2,一、实验原理 利用纸带记录的数据，计算各时刻的速度，再作出速度时间图象. 1.某点的瞬时速度vn ； 2.若vt图象是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度.,二、实验装置图及器材 如图7所示，打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸.,图7,三、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，使细绳跨过滑轮，下边挂上

9、钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面. 3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点. 4.换上新的纸带，重复实验两次. 5.增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验.,四、数据处理 1.利用纸带测量并计算 (1)从纸带中选取便于测量的点作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4测量各计数点到0点的距离x，并记录在表中.,(2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3 (3)利用vn 求得计数点1、2、3、4的瞬时速度，填入上面的表格中. 2.作出小车运动的vt图象 (1)定标

10、度、描点：坐标轴的标度选取要合理，并根据表格中的数据在此坐标系中描点. (2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在直线上的点大致均匀分布在直线的两侧.,五、注意事项 1.细绳、纸带要与长木板平行； 2.先接通电源，待打点稳定后再释放小车； 3.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器； 4.无须平衡摩擦力； 5.悬挂的钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集； 6.作vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在坐标平面的大部分面积.,例2(2016浙江10月选考17)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中 (1)下列说法中不正确或不必要的是_(填字母). A.长木板

11、的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动 B.连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 C.小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车 D.选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始,答案,答案见解析,解析,解析探究小车速度随时间变化的规律，要求长木板平放，即选项A是不必要的. 在处理纸带时，由于第一点并不确定，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点开始取点，所以D选项也是不必要的. 连接钩码和小车的细线需要与长木板平行，否则就要涉及到线的拉力分解问题，选项B是必要的. 操作时应先接通电源再释放小车，所以C选项是必要的.,(2)图8甲是实验中打下的一段纸带，算出计数点2的速度大小为_

12、m/s，并在图乙中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图乙中已标出.,答案,答案见解析,解析,甲,乙,图8,(3)作图并求得小车的加速度大小为_m/s2.,答案,答案见解析,解析,答案 复写纸应放在纸带上；应使用交流电源；小车应该紧靠打点计时器；打点计时器安放错误(选择其中两条即可),变式4(2017嘉兴市高二上期末)如图9甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验原理图. (1)图乙是某同学安装的实验器材，请指出其中错误或不当之处(至少指出两条)_；_.,答案,图9,(2)有关本实验的安装要求及操作细节，正确的是_. A.此实验必须把没有滑轮的一端垫高以平衡摩擦力 B.

13、在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器位置处 C.实验时应先释放小车，再接通打点计时器的电源 D.实验中必须使悬挂钩码的质量远小于小车的质量,答案,变式5某同学利用图10甲所示的实验装置探究物块速度随时间变化的规律.物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码.打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50 Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上.启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的拉力作用下拖着纸带运动.打点计时器打出的纸带如图乙所示(图中相邻两点间有4个计时点未画出).,图10,根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动.回答下列问题： (1)在打点计时器打出B点

14、时，物块的速度大小为_ m/s；在打出D点时，物块的速度大小为_ m/s.(保留两位有效数字),解析,答案,0.56,0.96,解析根据匀变速直线运动过程中中间时刻的速度等于该过程的平均速度得，,(2)物块的加速度大小为_ m/s2.(保留两位有效数字),解析,解析根据题意，物块的运动为匀加速运动，则根据速度公式vDvBa2T，代入数据整理可以得到a2.0 m/s2.,答案,2.0,变式6(2017嘉兴市期末)一位同学在探究木块速度随时间变化的规律时，在质地均匀的水平桌面上将木块、电火花计时器、纸带连接成如图11甲所示的装置，先接通周期为0.02 s的交流电源，再给木块一向右的初速度v0，木块

15、向右运动一小段距离后将纸带拉紧，最后得到如图乙所示点迹的纸带，A、B、C、D、E是连续的五个计数点，每相邻两个计数点间还有一个计时点未画出，其中AB、DE间距离已标出，单位是cm.,图11,(1)图乙中C点的读数为_ cm，打点计时器打下B点时木块的速度为_ m/s，木块运动的加速度大小是 _m/s2.(计算结果保留两位有效数字),解析,答案,3.90(3.883.92均可),0.36(0.350.37均可),2.5(2.42.6均可),解析C点的读数为3.90 cm，纸带上相邻的两个计数点之间还有一个计时点未画出，所以两个相邻的计数点间的时间T0.022 s0.04 s.,(2)由图乙纸带上

16、数据判断，在误差允许范围内，可以认为木块做的是_(选填“匀加速”或“匀减速”)运动 .,解析,解析因为xAB1.25 cm，xBC(3.902.25) cm1.65 cm，xCD2.05 cm，xDE2.43 cm, 相等时间内的位移差近似相等，所以在误差允许范围内，可以认为木块做匀减速运动.,答案,匀减速,探究求合力的方法,实验3,一、实验原理 1.合力F的确定：一个力F的作用效果和两个力F1、F2的共同作用效果都是把橡皮条伸长到同一点，则F就是F1、F2的合力. 2.合力理论值F的确定：根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示. 3.平行四边形定则的验证：比较F和F的大小和方向是否相

17、同.,二、实验装置图及器材 如图12所示，,图12,方木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套、刻度尺(或三角板)、图钉(若干).,三、实验步骤 1.钉白纸：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上. 2.拴绳套：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.,图13,3.两力拉：用两只弹簧测力计分别勾住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图13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.,4.一力拉：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套的方向. 5.改变两个力F1和F2的大小

18、和夹角，再重复实验两次.,四、数据处理 1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力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. 2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤中弹簧测力计的拉力F的图示. 3.比较F与F是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则.,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；若读数不同，应另换，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.实验时弹簧测力计应与木板平行，弹簧轴线与绳子共线，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些. 5.细绳套应适