力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)歸納

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)匯編實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的 關(guān)系實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平等四邊形定 則實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律1. 要求會(huì)正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo) 卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器 或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤等。2. 要求認(rèn)識(shí)誤差問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)中的重要性，了解誤 差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多 次測(cè)量求平均值的方法減少偶然誤差；能在某些 實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來(lái)源；不要求計(jì)算誤差。3. 要求知道有效數(shù)字的概念，會(huì)用有效數(shù)字表達(dá) 直接測(cè)量的結(jié)果。間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不

2、做 要求。實(shí)驗(yàn)一、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。(2) 掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法。2. 實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、刻度尺、鉤碼、兩根導(dǎo)線。3. 實(shí)驗(yàn)裝置打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電火花 一220V交流電 電磁式一4-6V低壓交流電源 本實(shí)驗(yàn)：不要求平衡摩擦力，不要求M>>m.要求：拉小車的繩與木板小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(離定滑輪遠(yuǎn)些)操作時(shí)要先接通電源，再釋放小車(不是紙帶)4. 數(shù)據(jù)處理：(1) 判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù) 相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差

3、是一常數(shù)”來(lái)判定，即計(jì)算：S2 S1、S3- 82、S4 S3、若存在以上差值相等，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(2) 各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度的測(cè)量方法，物體做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的速度，即 V1=( S2+S1)/2T , V2=( S3+S2)/2T , V3=( S4+S3)/2T 11z>h h h(3) 由紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度方法 圖像法： 如圖所示，以V為縱軸，t為橫軸建立直角坐標(biāo)系(0為零時(shí)刻)。在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)坐標(biāo)：(t1、V1)、(t2、V2)、(t3、V3)所對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)在圖像中用一條直線連接起來(lái)，盡量使直線過(guò)大多數(shù)點(diǎn)，且各點(diǎn)分 布在直線

4、上下，直線斜率為加速度。 逐差法：根據(jù) S aT2,則 S4 S1 3a1T2,S5 S2 3a2T2,S6S33a3T2a1 a 2 a 3(S4 S5 足)(S1 S? S3)9T23習(xí)題1. 關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法中正確的是（）A 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一般使用 46V的直流電源B 安放紙帶時(shí)，應(yīng)把紙帶放在復(fù)寫紙的上面C.開(kāi)始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D .最好在接通電源的同時(shí)，放開(kāi)小車2. 同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，紙帶上打出的點(diǎn)不是圓點(diǎn)，而是如圖所示的一些短線，這可能是因?yàn)椋ǎ〢. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上B. 電源電壓不穩(wěn)定C. 電源的頻率不穩(wěn)定D

5、打點(diǎn)針壓得過(guò)緊50 Hz，那么，他3. 在某次實(shí)驗(yàn)中，如果某同學(xué)不知道實(shí)驗(yàn)所使用的交流電電源的實(shí)際頻率已超過(guò)計(jì)算出來(lái)的加速度值與真實(shí)值相比是（）A 偏大 B 偏小C.相等D 不能確定4. 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（所用交流電的頻率為 50 Hz），得到如圖所 示的紙帶圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來(lái)，下列表述正確的是（ ）A .實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶再接通電源B. （S6 S1）等于（S2 S1）的 6 倍C. 從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn) B對(duì)應(yīng)的速率D 相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 S6.下圖為接在50HZ低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶做勻加速直線運(yùn)

6、動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶, 圖中所示的是每打 5個(gè)點(diǎn)所取的記數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)沒(méi)有畫出由圖數(shù)據(jù)可求得：(1)(2)(3)該物體的加速度為 m/S2,第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離約為 cm,打第3個(gè)點(diǎn)時(shí)該物體的速度為m/S.（結(jié)果保留二位小數(shù)）2 47在 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 ”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間計(jì)時(shí)器所用電 源的頻率為50Hz,圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示（單位：cm） 由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn) 4所代表時(shí)刻的即時(shí)速度大小 V4=

7、m/ s,小車的加速度大小a=m / （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）10.1514 55實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶剿鲝椓εc彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系，并學(xué)習(xí)其中的科學(xué)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理彈簧受到拉力會(huì)伸長(zhǎng)，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過(guò)測(cè)定外力而得出（可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力）；彈簧的伸長(zhǎng)可用直尺測(cè)出。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)器材輕彈簧、鉤碼（一盒）、刻度尺、鐵架臺(tái)、三角板、重垂線、坐標(biāo)紙?！疽c(diǎn)精解】一、實(shí)驗(yàn)步驟1將鐵架臺(tái)放于桌面上，將彈簧的一端固定于鐵架臺(tái)的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺固定 于鐵架臺(tái)上

8、，并用重垂線檢查刻度尺是否垂直。2待彈簧靜止后，記下彈簧的原長(zhǎng)（自然長(zhǎng)度）103. 在彈簧下端掛上鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧的的長(zhǎng)度I及鉤砝的個(gè)數(shù)，算出伸長(zhǎng)量x=l-lo, 并改變鉤碼個(gè)數(shù)，多次測(cè)量。數(shù)據(jù)記錄表如下： 數(shù)據(jù)記錄：（彈簧原長(zhǎng)lo= _cm）1234567F/Nl/cmX/cm4根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出 F-X圖像。（以F為縱軸，以x為橫軸）。所畫嘗試寫出曲線所代表的函數(shù)，5探索結(jié)論：按照 F-X圖中各點(diǎn)的分布與走向，嘗試做出一條平滑的曲線（包括直線） 的點(diǎn)不一定正好在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。首先嘗試F-X是否為一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)F=kx，其中k的單位

9、由F在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，應(yīng)得出彈力的大小與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，即 和X的單位決定。二、注意事項(xiàng)1強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的探索性，即實(shí)驗(yàn)前并不知道彈力和彈簧的伸長(zhǎng)有什么關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)中懸掛鉤碼時(shí)注意不要太多，以免彈簧被過(guò)分拉伸，超過(guò)彈簧的彈性限度。3要使用輕質(zhì)彈簧，為了減小誤差，要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。4根據(jù)F-X圖線，嘗試做出一條平滑曲線時(shí)要注意：如果有一兩個(gè)點(diǎn)遠(yuǎn)偏離絕大多數(shù)點(diǎn)所決 定的曲線，就要考慮將這些點(diǎn)刪除掉。三、練習(xí)【例1】幾個(gè)同學(xué)合作如圖甲所示裝置探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”，彈簧的上端與標(biāo)尺的零刻度對(duì)齊，他先讀出不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，然后在彈簧下端掛上鉤碼，并逐個(gè)增加鉤碼，依次讀出指針?biāo)?/p>

10、的標(biāo)尺刻度，所得數(shù)據(jù)列表如下：（彈簧始終未超過(guò)彈性限度，重力加速度 g=9.8m/s寫出曲線所代表的函數(shù)式。 解釋函數(shù)表達(dá)式中常量的物理意義。）鉤碼質(zhì)量m/g0306090120150標(biāo)尺刻度x/10-2m6.007.158.349.4810.6411.79根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度 碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線。作出的圖線與軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值的物理意義是 ；這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù) k=N/m （保留三位有效數(shù)字）。解析：作圖時(shí)注意坐標(biāo)軸的物理量、單位、單位標(biāo)度等。 答案：(1)彈力F/N0.51.01.52.02.5伸長(zhǎng)x/cm2.305.086.899.8012.40

11、請(qǐng)你在圖中的坐標(biāo)紙上作出【例2】下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長(zhǎng)的關(guān)系所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)。F-X圖線。彈簧的自然長(zhǎng)度（原長(zhǎng)）為 6cm 26.0（2）（3）（4）3 2 2 110F=kx+C。在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)(可以減小誤差)，如k=0.2N/cm，C=0.04N，所以函數(shù)表達(dá)式為：F=( 0.2x+0.04)(2)設(shè)直線斜率為k,由數(shù)學(xué)知識(shí)知, 點(diǎn)(9.80，2.0)與(2.61,0.5)，并代入上式得N。(3) 由F=kx+C知，當(dāng)x=0時(shí)，F(xiàn)=C，因此，式中常數(shù) C表示彈簧的重力為 0.04N。 若忽略彈簧的重力，則F=kx。因此，式中常數(shù)k=F/x表示使彈簧形變單位長(zhǎng)度時(shí)彈簧的彈力,

12、即勁度系數(shù)。(4 )設(shè)彈簧的總長(zhǎng)為 L,則F=kx+C=k(L x-40)+C=(0.2IL x-7.96)N。 思考：若作出的直線不過(guò)原點(diǎn)，原因是：實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平等四邊形定則1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理?shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則，原理：利用等效法.兩個(gè)力共同 作用使橡皮條伸長(zhǎng)到結(jié)點(diǎn)0, 個(gè)力作用也使橡皮條伸長(zhǎng)到結(jié)點(diǎn)0,這一個(gè)力就是前兩個(gè)力的合力.2. 實(shí)驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧秤(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘若干.3. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 用圖釘把白紙固定在水平桌面的方木板上.(2) 用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套.(3

13、) 用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置 0,記錄兩彈簧秤的讀數(shù),用鉛筆描下0點(diǎn)位置及此時(shí)兩條細(xì)繩套的方向.(4) 用鉛筆和刻度尺從 0點(diǎn)沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧秤的讀數(shù)F1和F2的圖示，以Fl、F2為鄰邊用鉛筆及刻度尺作平行四邊形，兩鄰邊所夾的對(duì)角線即為合力F的圖示.只用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置0記下此時(shí)彈簧秤的示數(shù)F ,及細(xì)繩的方向，用刻度尺按同 樣的標(biāo)度作出F,的圖示(6) 比較F '與F的大小和方向.(7) 改變F1、F2的大小和夾角，重復(fù)做兩次實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論.4. 注意事項(xiàng)(1) 在本實(shí)驗(yàn)中，以橡皮

14、條的伸長(zhǎng)(結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置)來(lái)衡量力的作用效果，因此，在同一次實(shí) 驗(yàn)中應(yīng)使兩種情況下結(jié)點(diǎn)達(dá)到同一位置.(2)實(shí)驗(yàn)前，首先檢查彈簧秤的零點(diǎn)是否正確.實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，使用時(shí) 不能超過(guò)彈性限度，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到最小刻度的下一位.(3) 畫力的圖示時(shí)，標(biāo)度的選取應(yīng)恰當(dāng)，要嚴(yán)格按幾何作圖法求合力習(xí)題：1在互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)中，其中有三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過(guò)細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置0點(diǎn)，在白紙上記下。點(diǎn)和兩測(cè)力計(jì)的讀數(shù) Fi和F2；在紙上根據(jù)Fl和F2的大小

15、，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F ;(3) 只用一只測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與用兩測(cè)力計(jì)同時(shí)拉時(shí)相等，記下此時(shí) 測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F'和細(xì)繩的方向.以上三個(gè)步驟中均有錯(cuò)誤或疏漏，請(qǐng)指出:(1) 中是(2) 中是(3) 中是O點(diǎn),2在本實(shí)驗(yàn)中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置以下操作中錯(cuò)誤.的是A.同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，0點(diǎn)位置發(fā)生改變B .在實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度C. 實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到0點(diǎn)D. 實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到

16、0點(diǎn)時(shí)，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取90。不變，以便于算出合力的大小Fl的大小及方向固定不變，那么為了使橡皮3在互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成的實(shí)驗(yàn)中，假如 條仍然伸長(zhǎng)到0點(diǎn)，對(duì)F2來(lái)說(shuō)，下面幾種說(shuō)法中正確的是A . F2有多個(gè)方向B . F2的方向和大小可以有多個(gè)值C. F2的方向和大小是惟一確定值FiF2FF D . F2的方向是惟一的，但大小可以有多個(gè)值4某小組做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖所示的圖(F與A、0共線)，其中A為固定橡皮條的圖釘，0為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)，圖中是F1與F2合力的真實(shí)值，是F1與F2合力的實(shí)驗(yàn)值，需要進(jìn)行比較的是 和。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證5做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，其中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟是：(1) 在水

17、平放置的木板上墊一張白張，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細(xì)線，通過(guò)細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置0點(diǎn)，在白紙上記下 0點(diǎn)和兩彈簧秤的讀數(shù) F1和F2o(2) 在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F的大小。(3) 只用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使它的伸長(zhǎng)量與兩個(gè)彈簧秤拉時(shí)相同，記下此時(shí)彈簧 秤的讀數(shù)F'和細(xì)繩的方向。在（3）中是以上三個(gè)步驟中均有錯(cuò)誤或疏漏，指出錯(cuò)在哪里?在（1）中是。在（2）中是_6在驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩 根細(xì)繩，細(xì)繩的另一端都有繩套實(shí)驗(yàn)中

18、需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮 條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)一位置0.（1）某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為：A .拉橡皮條的繩細(xì)一些且長(zhǎng)一些，實(shí)驗(yàn)效果較好B .拉橡皮條時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平 面平行C.橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置0時(shí)，拉力要適當(dāng)大些D 拉力Fi和F2的夾角越大越好 其中正確的是 （填入相應(yīng)的字母）.（2）若兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)均為 4 N ,且兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向相互垂直，填 能”或不能”用一個(gè)量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出它們的合力，理由是_實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律；2驗(yàn)證牛頓第二定律；3掌

19、握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法.二、實(shí)驗(yàn)原理與方法1驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律，即F = Ma，當(dāng)研究對(duì)象有兩個(gè)以上的參量a與F及M的關(guān)系時(shí)，先控制質(zhì)討論加速度 a與質(zhì)量M的關(guān)系.M;用天平測(cè)出.發(fā)生變化時(shí)，設(shè)法控制某些參量使之不變，而研究另外兩個(gè)參量之間的變化關(guān)系的方法叫控制變量 法.本實(shí)驗(yàn)中有力 F、質(zhì)量M和加速度a三個(gè)變量，研究加速度 量M不變，討論加速度 a與力F的關(guān)系；然后再控制力 F不變，2實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量和測(cè)量方法是：小車及砝碼的總質(zhì)量小車受到的拉力F認(rèn)為等于托盤和砝碼的總重力 mg.小車的加速度a利用紙帶根據(jù) s=aT2計(jì)算.三、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片

20、、小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、重物、夾子、細(xì)繩、交流電 源、導(dǎo)線、天平（帶有一套砝碼）、刻度尺、砝碼.四、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理1. 用天平測(cè)出小車和砝碼的總質(zhì)量M ,小盤和砝碼的總質(zhì)量m,把數(shù)值記錄下來(lái).2按如圖所示把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩 系在車上，即不給小車加牽引力.3. 平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊一塊木 板.反復(fù)移動(dòng)木板的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).這時(shí)，小車拖著紙帶 運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力在斜面方向上 的分力平衡.4. 把細(xì)繩系在小車上并繞過(guò)滑輪懸掛小盤，先接通電源再放開(kāi)小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，

21、打完點(diǎn)后切斷電源，取下紙帶，在紙帶上標(biāo)上紙帶號(hào)碼.5. 保持小車和砝碼的質(zhì)量不變，在小盤里放入適量的砝碼，把小盤和砝碼的總質(zhì)量m記錄下來(lái)，重復(fù)步驟4.在小桶內(nèi)再放入適量砝碼，記錄下小盤和砝碼的總質(zhì)量m，再重復(fù)步驟4.6. 重復(fù)步驟5兩次，得到三條紙帶.7. 在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，算出每條 紙帶上的加速度的值.8. 用縱坐標(biāo)表示加速度 a，橫坐標(biāo)表示作用力 F，作用力的大小F等于小盤和砝碼的總重力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，便證明了加速度與作用力成正比.9. 保持小盤和砝碼的質(zhì)量不變，在小車上加砝碼，重

22、復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn).如果這些點(diǎn)是在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比.交流與思考：若由實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的小車運(yùn)動(dòng)的a-F圖線是一條并不過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中1存在什么問(wèn)題？圖線的斜率有何物理意義？實(shí)驗(yàn)中并不畫出a-M圖線，而是畫出 a 圖線，這M包含了哪些物理思想方法？提示:a-F圖線是一條并不過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明 有截距，說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；1此時(shí)圖線的斜率表示丄.M由牛頓第定律可知，a與M成反比，所以1F并不是小車受到的合外力.若圖線在F軸上若圖線在a軸正向有截距，說(shuō)明平衡摩擦力

23、過(guò)度，a-M圖線并不是直線.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，也為了將曲線轉(zhuǎn)化為便于研究的直線，畫出a 圖線，這包含了物理學(xué)中化曲為直的思想方法，此 M時(shí)圖線的斜率表示 F .五、注意事項(xiàng)也就是調(diào)出一個(gè)合適的斜面，使小車的重力沿著斜面方向 在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上，即不要1. 一定要做好平衡摩擦力的工作， 的分力正好平衡小車受的摩擦阻力.給小車加任何牽引力，但要讓小車拖著打點(diǎn)的紙帶運(yùn)動(dòng).2. 實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需要重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總 質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力.3. 每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤

24、和砝碼的總質(zhì)量的條件下打 出.只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力.4. 改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放 開(kāi)小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車.5. 作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)分布在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所 作直線兩側(cè).6. 作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)，各量須采用國(guó)際單位.這樣作圖線時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至 于過(guò)密，誤差會(huì)小些.7. 為提高測(cè)量精度(1) 應(yīng)舍掉紙帶上開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)起點(diǎn).(2) 可以把每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，即從開(kāi)始點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)標(biāo)出一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的

25、時(shí)間間隔為 T= 0.1 S.六、誤差分析1.質(zhì)量的測(cè)量誤差紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差，拉線或紙帶不與木板平行等2、某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究物體的加速度與物體的質(zhì)量之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，不 改變拉力，只改變物體的質(zhì)量，得到了如下表所示的幾組數(shù)據(jù)，其中第3組數(shù)據(jù)還未算出加速度，但對(duì)應(yīng)該組已打出了紙帶，如圖3-4-4 （長(zhǎng)度單位：cm）,圖中各點(diǎn)為每5個(gè)打點(diǎn)選出的計(jì)數(shù)點(diǎn)（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出）.實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456小車質(zhì)量（g）200300400500600700都會(huì)造成誤差.2因?qū)嶒?yàn)原理不完善造成誤差 本實(shí)驗(yàn)中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力碼的總重力），存在系統(tǒng)

26、誤差.小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近小車的質(zhì)量，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，誤差就越小.3平衡摩擦力不準(zhǔn)造成誤差在平衡摩擦力時(shí)，除了不掛小盤外；其他的都跟正式實(shí)驗(yàn)一樣（比如要掛好紙帶、接通打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器），勻速運(yùn)動(dòng)的標(biāo)志是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上各點(diǎn)的距離相等.思考：為何小盤及砝碼的重力不等于繩子的拉力？如何才能減小由此造成的測(cè)量誤差？ 提示：令小車帶上紙帶在斜面上平衡阻力后掛上小盤，（實(shí)際上小車受到的拉力要小于小盤和砝使小車和小盤一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)繩的拉力大小為T,小車總質(zhì)量為 M，小盤及砝碼總質(zhì)量為 m,它們的加速度為對(duì) M 有 T=Ma 對(duì) m 有 mg-T=ma 聯(lián)立解得T

27、 丄丄gM ma，由牛頓第二定律,可見(jiàn)，欲使Tmg,則必有mM0，故有mM為條件.M習(xí)題：1、在驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置. 小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出.（1 ）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足 時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.（2） 一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與（3） 如圖（a）所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說(shuō)明實(shí)

28、驗(yàn)存在的問(wèn)題是（4 ）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的jV的圖象.a-F圖線如圖（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做F£7 AS (1i7札加“l(fā)(li(>2115.01*K h弼(磯位：cm)L叫IM刪刪刪州刪刪刪刪T IT1 I VI « IVPI ElrTTTr TTVF pv i4 p 中il .ulm U nf -；11皿口皿1 刪 IIIMM>.30-0 1.0 2,01G40 5;£6.G7.0 8J19.0*(1)(2) 線.(3)請(qǐng)由紙帶上的數(shù)據(jù)，計(jì)算出缺少的加速度值并填入表中（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)）.請(qǐng)?jiān)趫D3-4-5中建立合適的坐標(biāo)，將

29、表中各組數(shù)據(jù)用小黑點(diǎn)描在坐標(biāo)紙上，并作出平滑的圖由圖象得出的結(jié)論是:3、物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤連接.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz.開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn).（1）上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、fTA 計(jì)it*2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a

30、=（保留三位有效數(shù)字）.（2）回答下列兩個(gè)問(wèn)題：為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有.（填入所選物理量前的字母）A.木板的長(zhǎng)度IB.木板的質(zhì)量miC.滑塊的質(zhì)量m2D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3小車加速度（m/s2）2.001.330.790.670.40小車質(zhì)量的倒數(shù)（kg-1）5.003.332.502.001.671.00E. 滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t測(cè)量中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是（3）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)（用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）.與真實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)（填偏大”或偏小”）.寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù):4、現(xiàn)要測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，給定的器材如

31、下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)木板(如圖)、木塊、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺.(1 )填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟： 讓木塊從斜面上方一固定點(diǎn)D從靜止開(kāi)始下滑到斜面底端A處，記下所用的時(shí)間t. 用米尺測(cè)量D與A之間的距離S,則木塊的加速度 用米尺測(cè)量長(zhǎng)木板頂端 B相對(duì)于水平桌面CA 力為mg，木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 根據(jù)牛頓第二定律， 可求得動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式 計(jì)算求出 的值. 改變 求出 的平均值.(2)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果用普通的秒表作為計(jì)時(shí)器，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，某同學(xué)提出了以下的方 案：A .選用總長(zhǎng)度I較長(zhǎng)的木板.B 選用質(zhì)量較大的木塊.C.使木塊從斜面開(kāi)始下滑的起點(diǎn) D 使長(zhǎng)木板的傾角

32、盡可能大一點(diǎn).實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理本實(shí)驗(yàn)的目的：探究使測(cè)定兩個(gè)速度的的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為a=.的高度h和長(zhǎng)木板的總長(zhǎng)度I.設(shè)木塊所受重，則木塊所受的合外力F =.，代入測(cè)量值，重復(fù)上述測(cè)量和計(jì)算.D離斜面底端更遠(yuǎn)一些.其中合理的意見(jiàn)是.(填寫代號(hào))1 . 止開(kāi)始, 律。的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)總是讓小車從靜 的問(wèn)題，有利于操作和數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)規(guī)實(shí)驗(yàn)中測(cè)速度一般用 來(lái)計(jì)時(shí)，還常用如果以功 W為縱坐標(biāo)，以v為橫坐標(biāo)，則圖象為O線。2.3.4. 探究思路本實(shí)驗(yàn)是按著如下的思路進(jìn)行的：(1) 改變功的大小用1條、2條、3條同樣的橡 皮筋將小車?yán)酵晃恢冕尫牛鹌そ罾?duì)小車所做的功 依次為W、2W、3W(2) 確定速度

33、的大小小車獲得的速度 v可以由紙帶 和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出。(3) 尋找功與速度變化的關(guān)系以橡皮筋拉力所做的功 坐標(biāo)，作出W v曲線(即功一速度曲線)。分析這條曲線，得出橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功與小車獲得的速度 的定量關(guān)系。5. 注意事項(xiàng)(1) 平衡摩擦力為了排除摩擦力的干擾，實(shí)驗(yàn)中可將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，讓小車重力沿斜面方向的分力來(lái)平衡摩擦力。具體方法是：將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，脫開(kāi)鉤在小車上的橡皮筋，在小車尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運(yùn)動(dòng)。如果紙帶上打出的點(diǎn)距是均勻的，說(shuō)明紙帶的運(yùn)動(dòng)是勻速的，小車重力沿斜面方向的分力就剛好平衡了小車所受的摩擦力

34、。(2) 如何選擇紙帶上的點(diǎn)確定速度？由于實(shí)驗(yàn)器材和每次操作過(guò)程的分散性，尤其是橡皮筋不可能做到各條之間的長(zhǎng)度、粗細(xì)完全一致，使得每次改變橡皮筋的條數(shù)后，紙帶上反映小車勻速運(yùn)動(dòng)階段的點(diǎn)數(shù)和這些點(diǎn)的位置，不一定都在事先的設(shè)定點(diǎn)(即用1根橡皮筋拉小車時(shí)，與橡皮筋剛好處于自由長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的紙帶上打下 的點(diǎn))之后，而可能在設(shè)定點(diǎn)的前后。這是因?yàn)樾≤囋趲讞l橡皮筋拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)至設(shè)定點(diǎn)時(shí)，各條橡 皮筋可能在設(shè)定點(diǎn)的前、后對(duì)小車不產(chǎn)生拉力，從而使紙帶上打出的點(diǎn)出現(xiàn)上述情況。因此，需要 對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行分析， 方法是比較設(shè)定點(diǎn)左右及設(shè)定點(diǎn)之后的若干個(gè)相鄰兩點(diǎn)間的距離是否基本 相同，選擇相鄰距離基本相同的若干個(gè)點(diǎn)作為

35、小車勻速運(yùn)動(dòng)階段的點(diǎn)，用這些點(diǎn)計(jì)算小車的速度。6.用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，分別作出W v曲線、W 1/v曲線、W v2曲線、W 1/v2曲線、W v3曲線。如果哪一種圖象更接近于過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，功與速度之間可能就是那一種正比關(guān)系。習(xí)題：1某同學(xué)為探究 恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是： 安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示. 將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車. 在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線的掛鉤 P上. 釋放小車，打開(kāi)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶.(1) 在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取

36、出自認(rèn)為滿意的一條經(jīng)測(cè) 量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)： 第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40.0cm. 打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00m/s.該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力，算出：拉力對(duì)小車做的功為 J，小車動(dòng)能的增量為 J.(2) 此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒(méi)能得到 恒力對(duì)物體做的功，等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大.顯 然，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素.請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置和操作過(guò)程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是 答案：(1)0.196、0.100、(2)小車質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量；沒(méi)有平衡摩擦力；操作錯(cuò)誤：先 放小車后接通電源2.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度

37、變化的 關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后， 時(shí)器工作頻率為50H z.(1)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋 并起來(lái)掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，沿木板滑行.打點(diǎn)計(jì)1條、2條、3條、-每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤嚢训?次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為 W1，第2次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為2W1,而使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出.根據(jù)第4次的紙帶度為m/s. * >第4 次 bEoiiso Tjs"打點(diǎn)小奇打點(diǎn)計(jì)吋肚；橡皮筋對(duì)小車做功后 (如圖)求得小車獲得的速* »丄1.00rm(2)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的W v草圖如圖所示，根據(jù)圖線形

38、狀，對(duì)想，如果猜想 Wxv2是正確的，則畫出的W V2圖是.(3)在本實(shí)驗(yàn)中你認(rèn)為影響實(shí)驗(yàn)效果的可能原因是.(只要回答出一種原因即可)答案：(1)由紙帶后半部分兩點(diǎn)間距離相同，可知小車做勻速運(yùn)動(dòng)，可求得：x 0.04 m c ,v= = 2m/s.T 0.02 sW與v的關(guān)系作出的猜若WXV2,由函數(shù)關(guān)系可知 W- V2圖象應(yīng)該是過(guò)原點(diǎn)的直線.(3) 影響實(shí)驗(yàn)效果的可能原因是橡皮筋粗細(xì)不均勻，木板傾斜不夠或太過(guò)傾斜等.另外3. 某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 潸塊 貂線 紙帶.他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木

39、塊、細(xì)沙.當(dāng)滑塊連接上紙 帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài). 若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則(1) 你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 .(2) 實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大 小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是平衡摩擦力.(3) 在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng).用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小 V1與V2(V1 < V2).則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)

40、證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 .(用題中的字母表示)1 1答案：(1)天平、刻度尺、(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。(3)mgL = 1Mv22- 1Mv12實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理利用物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng) 物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速 可選擇物體的初速實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)原理：能總的機(jī)械能守恒， 通過(guò)測(cè)定重力勢(shì)能的減少量和相應(yīng)過(guò)程動(dòng)能增加量來(lái)驗(yàn)證. 度U的測(cè)定可借助于勻變速運(yùn)動(dòng)的平均速度的物理意義進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為便于驗(yàn)證，度為零.2. 實(shí)驗(yàn)器材刻度尺，導(dǎo)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，帶有鐵夾的鐵架臺(tái)，紙帶，復(fù)寫紙，帶夾子的重錘， 線.3. 實(shí)驗(yàn)步驟與器材調(diào)整(1

41、) 按圖4 16所示的裝置安裝，沿豎直方向架穩(wěn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將紙帶固定在重錘上并穿過(guò)打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器.(2) 用手握住紙帶，讓重物靜止地靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方，然后接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重物 自由落下，計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn).(3) 更換幾條紙帶，重復(fù)上述步驟 (2).(4) 從幾條打下點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量，先記下第一個(gè)點(diǎn)的位置，再用刻度尺測(cè)出其余各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)點(diǎn)間的距離dl、d2、d3、dn - 1、(5)由公式Vnd n 1 d n 1亠口計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度2TVI、V2、dn、dn+1 .再計(jì)算出相應(yīng)的動(dòng)能及動(dòng)能的增加量.利用公式Ep=

42、mgh計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)與第一 個(gè)點(diǎn)的重力勢(shì)能的減少量.(7)比較動(dòng)能增加量及重力勢(shì)能的減少量的大小, 驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.4. 注意事項(xiàng)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須要豎直架穩(wěn)，使限位 孔與紙帶在同一豎直平面內(nèi)，以減小重物下落時(shí)紙帶 受到的阻力.開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，需保持提紙帶的手不動(dòng)，同時(shí)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作再放開(kāi)紙 帶讓重物下落，以保證第一個(gè)點(diǎn)是一個(gè)清晰的小點(diǎn).(3用匕選紙帶時(shí)，應(yīng)選擇第一、第二點(diǎn)間的間距接近2mm的紙帶，這樣可以基本確定 vo=O,便1 2 1 2于驗(yàn)證，s12-gt2 9.8 (0.02)2m 2mm.2 2(4) 因不需要知道動(dòng)能和重力勢(shì)能的具體數(shù)值，所以也就不需要測(cè)出物體

43、的質(zhì)量.5. 數(shù)據(jù)處理和誤差分析(1)本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落的過(guò)程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量 Ek 一定稍小于重力勢(shì)能的減少量，這是不可避免的，應(yīng)該說(shuō)屬存在的系統(tǒng)誤差，改進(jìn)的辦法只能調(diào)整器材的安裝， 盡可能地減小阻力.(2)本實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)誤差來(lái)源于長(zhǎng)度的測(cè)定，屬偶然誤差，可以通過(guò)改變長(zhǎng)度的測(cè)定方法，把 每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的位置均以測(cè)定到第一個(gè)點(diǎn)的距離來(lái)確定或者多次測(cè)量取平均值來(lái)減小誤差.習(xí)題:1.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，需要特別注意的有A .稱出重錘的質(zhì)量B .手提紙帶，先接通電源再松開(kāi)紙帶讓重物落下C .取下紙帶，可不考慮前面較密集的點(diǎn)，選某個(gè)清晰的點(diǎn)作為起始運(yùn)動(dòng)點(diǎn)處理紙帶，驗(yàn)證

44、mgh=mv2/2D .必須選取第1、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，從第1點(diǎn)起處理紙帶，驗(yàn)證 mghnmv2/?2在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于自由下落的重物，下述選擇的條件哪種更為有利？()A. 只要足夠重就可以B. 只要體積足夠小就可以C. 既要體積足夠小，又要足夠重D .應(yīng)該密度大些，還應(yīng)便于夾緊紙帶，使紙帶隨同運(yùn)動(dòng)時(shí)不致扭曲3.為進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，有下列器材可供選用：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、低壓直流電流、導(dǎo)線、電鍵、天平，其中不必要的器材是，缺少的器材是.4. 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法.(1)用m/umgh時(shí)，對(duì)紙帶上起點(diǎn)的要求是 ，

45、為達(dá)到此目的，所選擇的紙帶第一、二兩點(diǎn)間距應(yīng)接近.若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量m=1kg，打點(diǎn)紙帶如圖4-20所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘速度VB=，重錘的動(dòng)能EkB=，從開(kāi)始下落起至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減少量是因此可得出的結(jié)論是 .0 A HC017-6D根據(jù)紙帶算出的相關(guān)各點(diǎn)的速度秒，量出下落的距離，則以 的圖線應(yīng)是圖4 21中的.v2/2為縱軸，以h為橫軸畫出5.用圖示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知小車質(zhì)量為第二定律實(shí)驗(yàn)的裝置相似，但實(shí)驗(yàn)條件有所不同，其中相同的是不同的是本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為M,鉤砝質(zhì)量為m,與驗(yàn)證牛頓（用題中的字母表示）實(shí)驗(yàn)十二：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律一

46、. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.二. 實(shí)驗(yàn)原理 質(zhì)量分別為 mi禾口 m2的兩小球發(fā)生正碰， 若碰前mj運(yùn)動(dòng)，m?靜止，根據(jù)動(dòng)量守恒定律應(yīng)有： miVi miVi' m2v2' 若能測(cè)出mj、m2及v1> v1'和v2'代入上式，就可驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量是否守恒. mi、m2用天平測(cè)出，Vi、Vi'、V2'用小球碰撞前后運(yùn)動(dòng)的水平距離代替.（讓各小球在同一高度做平拋運(yùn)動(dòng).其水平速度等于水平位移 和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比，而各小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同， 們的水平位移之比等于它們的水平速度之比則它）則動(dòng)量守恒時(shí)有： mi OP B OM m2 O'N .三. 實(shí)驗(yàn)器材重錘線一條，大小相等、質(zhì)量不同的小球兩個(gè)，斜槽，白紙，復(fù)寫紙，刻度尺，天平一臺(tái)砝碼），圓規(guī)一個(gè).四實(shí)驗(yàn)步驟 先用天平測(cè)出小球質(zhì)量 mj、m2 . 按要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊， 使槽的末端切向水平，把被碰小球放在斜槽前邊的支柱上，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置使兩小球碰撞時(shí)處于同一水平高度，確保碰后的速度方向水平. 在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙. 在白紙上記下重垂線所指的位置0，它表示入射小球 mi碰前的球心位置. 先不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上同一高度 處滾下，重復(fù)io次，用圓規(guī)畫 盡可能小的圓