第26講實驗：探究功與速度變化的關系

1、人人 教教 物物 理理( (一一) )探究功與速度變化的關系探究功與速度變化的關系本實驗是一個典型的探究性實驗，同學們可以通過本實驗學習科本實驗是一個典型的探究性實驗，同學們可以通過本實驗學習科學探究的方法以及加深理解動能的物理意義學探究的方法以及加深理解動能的物理意義http:/ 主基 礎 構 建導學建議導學建議人人 教教 物物 理理探究功與速度變化的關系中平衡摩擦法在驗證牛頓第二定律實探究功與速度變化的關系中平衡摩擦法在驗證牛頓第二定律實驗中已經(jīng)出現(xiàn)，在此再次使用，同時考慮到彈力為變力，所以用幾驗中已經(jīng)出現(xiàn)，在此再次使用，同時考慮到彈力為變力，所以用幾根彈簧完成實驗，極為巧妙，數(shù)據(jù)分析中用

2、到的圖象法也是實驗中根彈簧完成實驗，極為巧妙，數(shù)據(jù)分析中用到的圖象法也是實驗中經(jīng)常用到的方法經(jīng)常用到的方法一、實驗目的一、實驗目的1 1了解實驗要探究的內(nèi)容、實驗方法與實驗技巧，探究實驗數(shù)了解實驗要探究的內(nèi)容、實驗方法與實驗技巧，探究實驗數(shù)據(jù)的處理方法，從而找出橡皮筋做功與小車速度變化之間的關系據(jù)的處理方法，從而找出橡皮筋做功與小車速度變化之間的關系2 2認真體會教材認真體會教材“探究的思路探究的思路”所體現(xiàn)的科學探究的方法，所體現(xiàn)的科學探究的方法，http:/ 教教 物物 理理以及以及“數(shù)據(jù)的處理數(shù)據(jù)的處理”中提出的分析實驗數(shù)據(jù)、找出功和速度變中提出的分析實驗數(shù)據(jù)、找出功和速度變化關系的方法

3、學會這些探究問題的方法，不僅在研究物理問題時化關系的方法學會這些探究問題的方法，不僅在研究物理問題時是必要的，而且也可用于研究其他學科的問題是必要的，而且也可用于研究其他學科的問題二、實驗原理二、實驗原理1 1改變功的大?。翰捎萌鐖D所示的實驗裝置，用改變功的大?。翰捎萌鐖D所示的實驗裝置，用1 1條、條、2 2條、條、3 3條條同樣的橡皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車同樣的橡皮筋將小車拉到同一位置釋放，橡皮筋拉力對小車所做的功依次為所做的功依次為W W、2W2W、3W3Whttp:/ 教教 物物 理理2 2確定速度的大?。盒≤嚝@得的速度確定速度的大?。盒≤嚝@得的速度v v可以由紙帶和

4、打點計時器可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他方法測出測出，也可以用其他方法測出3 3尋找功與速度變化的關系尋找功與速度變化的關系: :以橡皮筋拉力所做的功以橡皮筋拉力所做的功W W為縱坐標，為縱坐標，小車獲得的速度小車獲得的速度v v為橫坐標，作出為橫坐標，作出W Wv v圖象圖象( (即功即功速度圖象速度圖象) )分析分析該圖象，得出橡皮筋拉力對小車所做的功與小車獲得的速度的定量關該圖象，得出橡皮筋拉力對小車所做的功與小車獲得的速度的定量關系系三、實驗器材三、實驗器材釘有釘有2 2個長直鐵釘?shù)拈L木板個長直鐵釘?shù)拈L木板( (附木塊附木塊) )、小車、小車(300 g)(300 g)、相同

5、的熟膠、相同的熟膠橡皮筋橡皮筋6 6根根( (附：細線若干附：細線若干) )、打點計時器、打點計時器、4 46 V6 V低壓交流電源、平低壓交流電源、平直紙帶若干、坐標紙直紙帶若干、坐標紙四、實驗步驟四、實驗步驟http:/ 教教 物物 理理1 1先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼釘?shù)拈L木板上放好先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼釘?shù)拈L木板上放好實驗小車實驗小車2 2把打點計時器固定在木板的一端，將紙帶穿過打點計時器把打點計時器固定在木板的一端，將紙帶穿過打點計時器的限位孔，紙帶的一端夾緊在小車的后端，打點計時器接電源，并的限位孔，紙帶的一端夾緊在小車的后端，打點計時器接電源，并適當墊高木板一

6、端，以平衡摩擦力適當墊高木板一端，以平衡摩擦力3 3過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘連線的平行線，交中垂過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘連線的平行線，交中垂線于線于O O點，作為小車每次運動的起始點點，作為小車每次運動的起始點4 4使用一根橡皮筋時，將小車的前端拉到使用一根橡皮筋時，將小車的前端拉到O O點，接通電源，點，接通電源，打點計時器打點，釋放小車，小車離開木板前適時使小車制動，斷打點計時器打點，釋放小車，小車離開木板前適時使小車制動，斷開電源，取下紙帶重復本步驟前面的過程，選出點跡清晰的紙帶開電源，取下紙帶重復本步驟前面的過程，選出點跡清晰的紙帶( (求出小車獲得的速度求出小車獲得的速度

7、) )http:/ 教教 物物 理理5 5換用同樣材料、粗細、長度的兩根、三根換用同樣材料、粗細、長度的兩根、三根六根橡皮筋，六根橡皮筋，依照步驟依照步驟4 4的方法，分別進行實驗的方法，分別進行實驗( (得出各次實驗中小車分別獲得的速得出各次實驗中小車分別獲得的速度度) )6 6以功為縱軸以功為縱軸( (第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長度第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長度) ), ,以速度以速度為橫軸為橫軸( (第一次小車勻速時的速度為橫軸的單位長度第一次小車勻速時的速度為橫軸的單位長度) ), ,建立坐標系，用建立坐標系，用描點法作出圖象，看看是否是正比例圖象，若不是，功與速度的哪種描點法

8、作出圖象，看看是否是正比例圖象，若不是，功與速度的哪種相關量相關量( (的變化量的變化量) )是正比的，功就與速度的這種相關量是正比的，功就與速度的這種相關量( (的變化量的變化量) )具具有確定的函數(shù)關系有確定的函數(shù)關系五、數(shù)據(jù)記錄與處理五、數(shù)據(jù)記錄與處理1 1數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄http:/ 教教 物物 理理2.2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(1)(1)用計算法處理實驗數(shù)據(jù)用計算法處理實驗數(shù)據(jù)在確定了橡皮筋對小車所做的功并測出了小車獲得的速度后，如在確定了橡皮筋對小車所做的功并測出了小車獲得的速度后，如果作出的果作出的W Wv v圖象不是一條直線，可以采用計算的方法，即根據(jù)測得圖象不是一條直線，可以采用

9、計算的方法，即根據(jù)測得的速度分別計算的速度分別計算v v3 3、v v2 2、 探究做功與獲得速度的幾次方成正比探究做功與獲得速度的幾次方成正比(2)(2)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)我們也可根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)我們也可根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù), ,分別作出分別作出W Wv v圖象、圖象、W Wv v2 2圖象、圖象、W Wv v3 3圖象圖象如果哪一種圖象接近于過原點的傾斜直線，則說明功與速如果哪一種圖象接近于過原點的傾斜直線，則說明功與速度的該指數(shù)函數(shù)成正比度的該指數(shù)函數(shù)成正比用圖象法處理數(shù)據(jù)，要比計算法更簡捷、直觀用圖象法處理數(shù)據(jù)，要比計算法更簡捷、直觀http:/ 教教 物物 理理

10、六、實驗注意事項與誤差分析六、實驗注意事項與誤差分析1 1本實驗是為了探究橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度間本實驗是為了探究橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度間的關系，為此，必須排除摩擦力的干擾，所以要平衡摩擦力的關系，為此，必須排除摩擦力的干擾，所以要平衡摩擦力2 2誤差分析誤差分析(1)(1)橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比；不成正比；(2)(2)紙帶的測量及交流電的頻率不穩(wěn)定也可引起誤差紙帶的測量及交流電的頻率不穩(wěn)定也可引起誤差(3)(3)平衡摩擦力不恰當及小車釋放位置不精確也可帶來誤差由平衡摩擦力不恰當及

11、小車釋放位置不精確也可帶來誤差由于小車不受拉力的位置不一定在設定點，這就使拉力做的功于小車不受拉力的位置不一定在設定點，這就使拉力做的功W W與橡皮與橡皮筋的條數(shù)不成正比，而作圖象時縱坐標的單位長度依然將功與橡皮筋筋的條數(shù)不成正比，而作圖象時縱坐標的單位長度依然將功與橡皮筋的條數(shù)按正比關系取值，這樣使作出的的條數(shù)按正比關系取值，這樣使作出的W W、v v各對應點的分布與函數(shù)圖各對應點的分布與函數(shù)圖象發(fā)生偏離象發(fā)生偏離http:/ 教教 物物 理理 在用如圖所示的裝置做在用如圖所示的裝置做“探究動能定理探究動能定理”的實驗的實驗時，下列說法正確的是時，下列說法正確的是( () )A A通過改變橡

12、皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B B通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值C C通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度最大速度D D通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度平均速度http:/ 1人人 教教 物物 理理【解析解析】本題主要考查本實驗的實驗原理本題主要考查本實驗的實驗原理, ,考查考生的理解能力考查考生的理解能力實驗通過增加橡皮筋的條數(shù)，使橡皮筋對小車做的功成倍增加，故實

13、驗通過增加橡皮筋的條數(shù)，使橡皮筋對小車做的功成倍增加，故A A項項正確正確, ,B B項錯誤項錯誤, ,小車的速度對應的是橡皮筋對小車做功完畢時的情形，小車的速度對應的是橡皮筋對小車做功完畢時的情形，故故C C正確，正確，D D錯誤錯誤【答案答案】ACAC 實驗中小車會受到阻力，可以使木板傾斜作為補償，實驗中小車會受到阻力，可以使木板傾斜作為補償，則下列操作正確的是則下列操作正確的是( () )A A使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不下滑即可使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不下滑即可B B使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車能下滑即可使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車能下滑即可C C沿木板向下推著帶

14、紙帶的小車，放手后打點計時器在紙帶上打沿木板向下推著帶紙帶的小車，放手后打點計時器在紙帶上打下的點距均勻即可下的點距均勻即可D D不用掛紙帶，輕推小車，小車能勻速下滑即可不用掛紙帶，輕推小車，小車能勻速下滑即可http:/ 2人人 教教 物物 理理【答案答案】C C( (二二) )驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律本實驗通過自由落體運動來驗證機械能守恒定律，在本實驗本實驗通過自由落體運動來驗證機械能守恒定律，在本實驗中若取初始點與另一點數(shù)據(jù)來驗證時要特別注意以下兩方面：中若取初始點與另一點數(shù)據(jù)來驗證時要特別注意以下兩方面：(1)(1)若紙帶上的第若紙帶上的第1 1點與第點與第2 2點之間的距

15、離大于點之間的距離大于2 mm2 mm，說明選，說明選取的紙帶在打第取的紙帶在打第1 1點時重物已有速度；點時重物已有速度；(2)(2)測出測出h h后不能用公式后不能用公式v v 來計算另一點的速度來計算另一點的速度驗證機械能守恒定律是考綱中規(guī)定的力學實驗之一，是高考驗證機械能守恒定律是考綱中規(guī)定的力學實驗之一，是高考的重點和熱點，從器材的選擇、使用、數(shù)據(jù)分析、圖象等問題的重點和熱點，從器材的選擇、使用、數(shù)據(jù)分析、圖象等問題在歷年的高考中都曾出現(xiàn)，所以復習時要細致在歷年的高考中都曾出現(xiàn)，所以復習時要細致http:/ 教教 物物 理理一、實驗原理一、實驗原理通過重物的自由落體運動來驗證機械能守

16、恒定律通過重物的自由落體運動來驗證機械能守恒定律先用紙帶記錄重物的運動，并得到下落高度為先用紙帶記錄重物的運動，并得到下落高度為h h時重物的瞬時速時重物的瞬時速度度v v；然后比較減少的重力勢能；然后比較減少的重力勢能mghmgh和增加的動能和增加的動能 mv2mv2，看它們在實，看它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等，則驗證了機械能守恒定律驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等，則驗證了機械能守恒定律http:/ 教教 物物 理理二、實驗器材二、實驗器材鐵架臺鐵架臺( (含鐵夾含鐵夾) )、打點計時器、學生電源、紙帶及復寫紙片、打點計時器、學生電源、紙帶及復寫紙片、導線、毫米刻度尺、重物

17、導線、毫米刻度尺、重物( (帶紙帶夾帶紙帶夾) )三、實驗步驟三、實驗步驟1 1把打點計時器按圖所示安裝在鐵架臺上，把打點計時器按圖所示安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源連接好用導線把打點計時器與學生電源連接好2 2把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物停靠在打點計時器附近3 3先接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重物自由先接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點下落，打點計時器在

18、紙帶上打出一系列的點http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理 3選取紙帶時，應本著點跡清晰且第選取紙帶時，應本著點跡清晰且第1、2兩點間的距離小于兩點間的距離小于或接近或接近2 mm的原則的原則4為減小測量為減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點遠些，紙帶也不宜過長，約些，紙帶也不宜過長，約60 cm即可即可5無需測量物體的質量無需測量物體的質量五、誤差分析五、誤差分析1本實驗的主要誤差來源有：紙帶與打點計時器間摩擦力的作本實驗的主要誤差來源有：紙帶與打點計時器間摩擦力的作用，測量時的測量誤

19、差，空氣阻力產(chǎn)生的影響用，測量時的測量誤差，空氣阻力產(chǎn)生的影響2本實驗中的重力加速度本實驗中的重力加速度g必須是當?shù)氐闹亓铀俣?，而不是紙必須是當?shù)氐闹亓铀俣?，而不是紙帶的加速度帶的加速度a.http:/ 教教 物物 理理http:/ 3 用落體法驗證機械能守恒定律，下列關于實驗誤用落體法驗證機械能守恒定律，下列關于實驗誤差的說法中，正確的是差的說法中，正確的是()A重物的質量稱量不準，會造成較大誤差重物的質量稱量不準，會造成較大誤差B重物的質量選用大些，有利于減小誤差重物的質量選用大些，有利于減小誤差C重物的質量選用小些，有利于減小誤差重物的質量選用小些，有利于減小誤差D釋放紙帶與接通電源

20、開始打點不同步會造成較大誤差釋放紙帶與接通電源開始打點不同步會造成較大誤差【解析解析】本實驗中不需要知道重物的質量來驗證定律，故選項本實驗中不需要知道重物的質量來驗證定律，故選項A錯錯誤；本實驗中空氣阻力以及裝置對紙帶的阻力都會誤；本實驗中空氣阻力以及裝置對紙帶的阻力都會人人 教教 物物 理理帶來誤差，故重物的質量大些可以減小相對誤差，選項帶來誤差，故重物的質量大些可以減小相對誤差，選項B正確、正確、C錯誤；實驗中一般要求先接通電源再釋放紙帶，選項錯誤；實驗中一般要求先接通電源再釋放紙帶，選項D錯誤錯誤【答案答案】B 利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中，下利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實

21、驗中，下 面敘述正確的是面敘述正確的是( () )A A應該用天平稱出物體的質量應該用天平稱出物體的質量B B應該選用點跡清晰、特別是第一點沒有拉成長條的紙帶應該選用點跡清晰、特別是第一點沒有拉成長條的紙帶C C操作時應在接通電源的同時放開紙帶操作時應在接通電源的同時放開紙帶D D打點計時器應接在電壓為打點計時器應接在電壓為4 46 V6 V的直流電源上的直流電源上【答案答案】B Bhttp:/ 4人人 教教 物物 理理題型一：對實驗原理的考查題型一：對實驗原理的考查 用如圖所示的裝置探究功用如圖所示的裝置探究功與物體速度變化的關系實驗時，先適當墊高木板使小車獲得一與物體速度變化的關系實驗時，

22、先適當墊高木板使小車獲得一很小的向下初速度后恰能勻速下滑；然后使小車在橡皮條彈力的作用很小的向下初速度后恰能勻速下滑；然后使小車在橡皮條彈力的作用下從某一位置由靜止被彈出，沿木板滑行小車滑行過程中帶動通過下從某一位置由靜止被彈出，沿木板滑行小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶，記錄其運動情況觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分的點跡打點計時器的紙帶，記錄其運動情況觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分的點跡疏密不均，后面部分的點跡比較均勻，回答下列問題：疏密不均，后面部分的點跡比較均勻，回答下列問題：http:/ 方法探究方法探究題題 型型 方方 法法例題1人人 教教 物物 理理(1)(1)適當墊高木板是為了適當墊高木板是為

23、了_(2)(2)通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的_的點跡的點跡( (填填“全部全部”、“前面部分前面部分”或或“后面部分后面部分”)”)(3)(3)若實驗做了若實驗做了n n次，所用橡皮條分別為次，所用橡皮條分別為1 1根、根、2 2根根nn根，通過根，通過紙帶求出小車的速度分別為紙帶求出小車的速度分別為v v1 1、v v2 2vvn n，用，用W W0 0表示一根橡皮條對小表示一根橡皮條對小車所做的功，則車所做的功，則n n根橡皮條對小車做的功根橡皮條對小車做的功W WnWnW0 0. .作出的作出的W Wv v2 2圖線是一圖線是一條過坐標原點的直線，

24、這說明條過坐標原點的直線，這說明_ 思維點撥思維點撥 本實驗要本實驗要“消除消除”摩擦力，怎樣消除呢？采用平衡摩摩擦力，怎樣消除呢？采用平衡摩擦力的方法根據(jù)動能定理，彈力做功等于小車動能的變化量，而小擦力的方法根據(jù)動能定理，彈力做功等于小車動能的變化量，而小車的初動能為車的初動能為0 0，所以要知道末動能，必須測量出末速度，末速度的，所以要知道末動能，必須測量出末速度，末速度的測量以小車勻速運動對應的速度為準測量以小車勻速運動對應的速度為準http:/ 教教 物物 理理【答案答案】(1)(1)平衡摩擦力平衡摩擦力(2)(2)后面部分后面部分(3)(3)外力對物體做的外力對物體做的功與物體獲得速

25、度的平方成正比功與物體獲得速度的平方成正比本實驗可以通過作本實驗可以通過作W Wv v、W Wv v2 2、W W 的圖象來探究做功與速的圖象來探究做功與速度變化的關系度變化的關系 在做在做“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，某同學按以下的實驗中，某同學按以下步驟進行實驗操作：步驟進行實驗操作：a a用天平稱出重物和夾子的質量；用天平稱出重物和夾子的質量；b b固定好打點計時器，將連著重物的紙帶穿過限位孔，用手固定好打點計時器，將連著重物的紙帶穿過限位孔，用手提住且讓手盡量靠近打點計時器；提住且讓手盡量靠近打點計時器；http:/ 教教 物物 理理c c松開紙帶，接通電源，開始打

26、點，并如此重復多次，得到松開紙帶，接通電源，開始打點，并如此重復多次，得到幾條打了點的紙帶；幾條打了點的紙帶；d d取下紙帶，挑選點跡清晰的紙帶，記下起始點取下紙帶，挑選點跡清晰的紙帶，記下起始點O O，在距離，在距離O O點較近處選擇幾個連續(xù)計數(shù)點點較近處選擇幾個連續(xù)計數(shù)點( (或計時點或計時點) )，并計算出打各點時的瞬，并計算出打各點時的瞬時速度；時速度；e e測出各點到測出各點到O O點的距離，即得到重物下落的高度；點的距離，即得到重物下落的高度；在以上步驟中不必要的步驟是在以上步驟中不必要的步驟是_；有錯誤或不妥的步驟；有錯誤或不妥的步驟是是_(_(填寫代表字母填寫代表字母) )更正

27、情況是：更正情況是：_；_；http:/ 教教 物物 理理_；_._. 思維點撥思維點撥 驗證機械能守恒定律只要比較驗證機械能守恒定律只要比較mghmgh和和 mvmv2 2，所以本，所以本實驗要測量的數(shù)據(jù)有實驗要測量的數(shù)據(jù)有h h、v.v. 規(guī)范解析規(guī)范解析 本題主要考查本題主要考查“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”實驗的實驗實驗的實驗原理、步驟和實驗器材的選取因為本實驗是通過比較重力勢能的原理、步驟和實驗器材的選取因為本實驗是通過比較重力勢能的減少量減少量EpEp是否等于動能的增加量是否等于動能的增加量EkEk來驗證機械能守恒的，不需來驗證機械能守恒的，不需要知道動能的具體數(shù)值，因而

28、不需要測出重物和夾子的質量，故步要知道動能的具體數(shù)值，因而不需要測出重物和夾子的質量，故步驟驟a a是多余的是多余的有錯誤或不妥的步驟是有錯誤或不妥的步驟是b b、c c、d d、f.f.更正辦法和原因分別是：更正辦法和原因分別是：http:/ 教教 物物 理理b b中，中，“讓手盡量靠近讓手盡量靠近”改為改為“讓重物盡量靠近讓重物盡量靠近”，因打點計時，因打點計時器開始工作應從與重物靠近的紙帶開始打點，不致留下過長的空白器開始工作應從與重物靠近的紙帶開始打點，不致留下過長的空白紙帶，紙帶也不宜過長，約紙帶，紙帶也不宜過長，約60 cm60 cm即可，手應提住紙帶的另一端即可，手應提住紙帶的另

29、一端c c中，應先接通電源，后松開紙帶因為只有當打點計時器工作中，應先接通電源，后松開紙帶因為只有當打點計時器工作正常后再讓重物下落，才可保證打第一個點時重物的初速度為零，正常后再讓重物下落，才可保證打第一個點時重物的初速度為零，并且使紙帶上的第一個點是清晰的小點并且使紙帶上的第一個點是清晰的小點d d中，應將中，應將“距離距離O O點較近處點較近處”改為改為“距離距離O O點較遠處點較遠處”，因為開，因為開始的幾個點比較密集，會增大長度測量的誤差始的幾個點比較密集，會增大長度測量的誤差http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理題型二：數(shù)據(jù)處理與誤差分析題型二：數(shù)據(jù)處理與誤差

30、分析 科學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學探究，而科學探究可以分科學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學探究，而科學探究可以分為理論探究和實驗探究下面我們用如圖甲所示的實驗裝置來探究為理論探究和實驗探究下面我們用如圖甲所示的實驗裝置來探究恒力做功和物體動能變化間的關系恒力做功和物體動能變化間的關系(1)(1)某同學的實驗裝置如圖甲所示，他想用鉤碼的重力某同學的實驗裝置如圖甲所示，他想用鉤碼的重力( (圖中用圖中用到的鉤碼和砝碼的重力和質量已知到的鉤碼和砝碼的重力和質量已知) )表示小車受到的合外力，為了表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為在實驗中還應該采取的兩項減小這種做法帶來的實驗誤差，你認為在

31、實驗中還應該采取的兩項措施是：措施是：http:/ 教教 物物 理理_；_._.(2)(2)圖乙是某次實驗中得到的一條紙帶，其中圖乙是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A A、B B、C C、D D、E E、F F為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T T，則打，則打C C點時小車的速度點時小車的速度為為_；要驗證合外力的功與動能變化間的關系，除；要驗證合外力的功與動能變化間的關系，除測出位移、速度外，還需測出的物理量有測出位移、速度外，還需測出的物理量有_(3)(3)這個實驗所探究的規(guī)律實際上就是我們所學過的這個實驗所探究的規(guī)律實際上就是我們所學過的_定理，定理，

32、它的表達式是：它的表達式是：_._.http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理 在在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，采用的是使重物的實驗中，采用的是使重物自由下落的方法自由下落的方法(1)(1)若實驗中所用重物的質量若實驗中所用重物的質量m m1 kg1 kg，打點紙帶如圖甲所示，打點紙帶如圖甲所示，O O點為起始點，點為起始點，A A、B B、C C、D D為紙帶上為紙帶上4 4個連續(xù)點，它們到個連續(xù)點，它們到O O點的距離點的距離已標出已知打點的時間間隔為已標出已知打點的時間間隔為0.02 s0.02 s，取，取g g9.8 m/s29.8 m/s2，則

33、記錄，則記錄B B點時，重物的速度點時，重物的速度vBvB_ m/s_ m/s，重物的動能，重物的動能EkBEkB_ _ J J；從開始下落至；從開始下落至B B點，重物重力勢能的減少量是點，重物重力勢能的減少量是_ J_ J由此由此可得出的結論是：可得出的結論是：_._.http:/ 教教 物物 理理http:/ 思維點撥思維點撥 速度的求解利用平均速度和瞬時速度的關系，在數(shù)據(jù)速度的求解利用平均速度和瞬時速度的關系，在數(shù)據(jù)處理時盡可能用最簡潔的直線來反映規(guī)律，所以描點畫出曲線最好做處理時盡可能用最簡潔的直線來反映規(guī)律，所以描點畫出曲線最好做“技術處理技術處理”將其轉換為直線將其轉換為直線人人

34、 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理高考排雷高考排雷http:/ 2010年高考年高考安徽理綜卷安徽理綜卷利用圖示裝置進行驗證機械能利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度時速度v和下落高度和下落高度h.某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案：測量方案：人人 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理【剖析剖析】上述解法中對于上述解法中對于a、b、c項主要問題是忽視了驗證機項主要問題是忽視了驗證機械能守恒的本質也是

35、驗證自由落體運動，所以不能用自由落體運動械能守恒的本質也是驗證自由落體運動，所以不能用自由落體運動的相關公式來計算的相關公式來計算v和和h.【正解正解】由于是驗證機械能守恒，而自由落體運動過程肯定機由于是驗證機械能守恒，而自由落體運動過程肯定機械能守恒，所以不能用械能守恒，所以不能用a、b、c選項中的方法測選項中的方法測v和和h.d項為驗證機項為驗證機械能守恒定律的實驗測量方案，械能守恒定律的實驗測量方案，d正確正確【答案答案】d1 120102010年高考年高考寧夏理綜卷寧夏理綜卷 圖示為驗證機械能守恒定律的圖示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時實

36、驗裝置示意圖現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題：器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平回答下列問題：http:/ 教教 物物 理理(1)(1)為完成此實驗，除了所給的器材為完成此實驗，除了所給的器材, ,還需要的器材有還需要的器材有_( (填入正確選項前的字母填入正確選項前的字母) )A A米尺米尺B B秒表秒表C C0 012 V12 V的直流電源的直流電源 D D0 012 V12 V的交流電源的交流電源(2)(2)實驗中誤差產(chǎn)生的原因有實驗中誤差產(chǎn)生的原因有_( (寫出兩個原因寫出兩個原因) ) 命題分析命題分析 會使用實驗儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象

37、，會記錄、會使用實驗儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結論，對結論進行一定的分析和評價是高考考處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結論，對結論進行一定的分析和評價是高考考綱規(guī)定的能力目標每年新課標各卷在這方面都體現(xiàn)得較好綱規(guī)定的能力目標每年新課標各卷在這方面都體現(xiàn)得較好 規(guī)范全解規(guī)范全解 (1)(1)用用A A項米尺測量長度，用項米尺測量長度，用D D項交流電源供打點計時器項交流電源供打點計時器使用使用http:/ 教教 物物 理理(2)(2)紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置紙帶與打點計時器之間有摩擦，用米尺測量紙帶上點的位置時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點

38、距離過近，交流電時讀數(shù)有誤差，計算勢能變化時，選取始末兩點距離過近，交流電頻率不穩(wěn)定頻率不穩(wěn)定【答案答案】(1)AD(1)AD(2)(2)重錘下落過程受空氣阻力；紙帶和打點計時器之間有摩擦；重錘下落過程受空氣阻力；紙帶和打點計時器之間有摩擦；用米尺測量紙帶上的點的位置時讀數(shù)有誤差等用米尺測量紙帶上的點的位置時讀數(shù)有誤差等( (寫出兩個合理的原因寫出兩個合理的原因即可即可) )2 220102010年高考年高考海南卷海南卷 利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖實驗裝置示意圖如圖甲所示：如圖甲所示：http:/ 教教 物物 理理(1)(1)實驗步驟：實驗步

39、驟：將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m1 m，將導軌，將導軌調(diào)至水平調(diào)至水平用游標卡尺測量擋光條的寬度用游標卡尺測量擋光條的寬度l l，結果如圖乙所示，由此讀，結果如圖乙所示，由此讀出出l l_mm._mm.由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s s_cm._cm.將滑塊移至光電門將滑塊移至光電門1 1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2.2.從數(shù)字計時器從數(shù)字計時器( (圖甲中未畫出圖甲中未畫出) )

40、上分別讀出擋光條通過光電門上分別讀出擋光條通過光電門1 1和光電門和光電門2 2所用的時間所用的時間t t1 1和和t t2 2. .http:/ 教教 物物 理理用天平稱出滑塊和擋光條的總質量用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M M，再稱出托盤和砝碼的總，再稱出托盤和砝碼的總質量質量m.m.(2)(2)用測量量的字母表示出下列所求物理量的表達式：用測量量的字母表示出下列所求物理量的表達式：滑塊通過光電門滑塊通過光電門1 1和光電門和光電門2 2時瞬時速度分別為時瞬時速度分別為v v1 1_和和v v2 2_._.當滑塊通過光電門當滑塊通過光電門1 1和光電門和光電門2 2時，系統(tǒng)時，系統(tǒng)( (包

41、括滑塊、擋光條、包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼托盤和砝碼) )的總動能分別為的總動能分別為E Ek1k1_和和E Ek2k2_._.在滑塊從光電門在滑塊從光電門1 1運動到光電門運動到光電門2 2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少的過程中，系統(tǒng)勢能的減少EpEp_(_(重力加速度為重力加速度為g)g)(3)(3)如果如果Ep_Ep_，則可認為驗證了機械能守恒定律，則可認為驗證了機械能守恒定律http:/ 教教 物物 理理 命題分析命題分析 能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器能運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去解決問題，包括簡單的設計性實驗這種要求十分顯著的體現(xiàn)在去解決問題，包括簡單的設計性

42、實驗這種要求十分顯著的體現(xiàn)在時下的創(chuàng)新實驗中時下的創(chuàng)新實驗中 規(guī)范全解規(guī)范全解 (1)(1)游標卡尺讀出讀數(shù)為游標卡尺讀出讀數(shù)為9.309.30，讀數(shù)時要注意最，讀數(shù)時要注意最小分度為小分度為0.05 mm.0.05 mm.由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s s60.00 cm(60.00 cm(答答案在案在59.9659.9660.0460.04之間的，也可之間的，也可) )http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理(1)(1)若軌道完全光滑，若軌道完全光滑，s2s2與與h h的理論關系應滿足的理論關系應滿足s2s2_ (_ (用用H

43、 H、h h表示表示) )(2)(2)該同學經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：該同學經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù)，如下表所示：請在坐標紙上作出請在坐標紙上作出s s2 2h h關系圖關系圖(3)(3)對比實驗結果與理論計算得到的對比實驗結果與理論計算得到的s s2 2h h關系圖線關系圖線( (圖乙中已圖乙中已畫出畫出) )，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率_ (_ (填填“小于小于”或或“大于大于”) )理論值理論值http:/ m)2.003.004.005.006.00s2(101 m2)2.623.895.206.537.78人人 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理4 420082008年高考年高考廣東物理卷廣東物理卷 某實驗小組采用如圖甲所示的裝某實驗小組采用如圖甲所示的裝置探究置探究“動能定理動能定理”圖中小車中可放置砝碼實驗中，小車碰到制圖中小車中可放置砝碼實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面打點計時器工作頻率為動裝置時，鉤碼尚未到達地面打點計時器工作頻率為50 Hz.50 Hz.(1)(1)實驗的部分步驟如下：實驗的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，在小車中放入砝碼，把