人教版高中物理必修一實驗復習精講

1/28實驗一研究勻變速直線運動 (一)、實驗目的2．掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法(Δx＝aT2)． (二)、實驗原理(1)作用：計時儀器，每隔0.02s打一次點．(2)工作條件電火花計時器：220V交流電源斷物體運動狀態(tài)的方法間內不同時刻的速度分別為v1、v2、v3、v4、…，若v2v＝x3－x2＝x4－x3＝…，則說明物體在做勻變速直線運動，且Δx＝aT2.解方法(1)“逐差法”求加速度：如圖1所示的紙帶，相鄰兩點的時間間隔為T，且滿足x6－x5＝x5－x4＝x4－x3＝x3－x2＝x2－x1，即2/28時速度為vn.nn2T圖12所示的紙帶，相鄰兩點的時間間隔為2 (三)、實驗器材 (四)、實驗步驟3/28(1)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板(2)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計木圖3(1)把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點，從后邊便于測量的T＝0.1s．正確使用毫點間的距離，并填入設計的表格中(3)利用某一段時間的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點的瞬時速(1)由實驗數(shù)據(jù)得出v－t圖象vt描點，如圖4所示可以看到，對于4/28圖4vt圖象，它是一條傾斜的直線．圖5①分析圖象的特點得出：小車運動的v－t圖象是一條傾斜的直線如圖5所示，當時間增加相同的值Δt時，速度也會增加相同的值Δv，由此得出結論：小車的速度隨時間均勻②通過函數(shù)關系進一步得出：既然小車的v－t圖象是一條傾斜的直線，那么v隨t變化vktbvt關系”，小車的速度隨時間均勻變化． (五)、注意事項點計時器打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要調節(jié)振針的高度和更換般在紙帶上每隔四個計時點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.，避免因速度過大而使紙帶上打的點太少，或者速度紙帶上的點跡清晰．適當舍棄開頭密集部分，適當選取計數(shù)點，弄清楚相鄰計數(shù)點間所選的時間間隔T.8．測x時不要分段測量，讀數(shù)時要注意有效數(shù)字的要求，計算a時要注意用逐差法，以考點一完善實驗步驟例1在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，某同學的操作步驟如下，其中錯誤的步驟有________．5/28C在小車上，細繩跨過定滑輪，下面掛上合適的鉤碼E運動________________________________________________________________________【答案】ADG．換上新紙帶重復實驗三次例2如圖6是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶．圖6(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為________．B兩點間距x＝________；C點對應的速度是________(計算結果保留三位有效數(shù)字)．s.70cm0.100m/s同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系，板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上．在平板上標出圖76/28①用游標卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質量直距離h2；③將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間④重復步驟③數(shù)次，并求擋光時間的平均值t；m；mt；t⑤利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力Ff和斜面傾角的余弦值角，重復實驗步驟②③④⑤，作出量的物理量完成下列各式(重力加速度為________________；cosα；④滑塊運動時所受到的摩擦阻力Ff＝________.(2)測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數(shù)如圖8所示，讀得d＝________________.【答案】s【答案】s2②dt2st22②dt2st2系 (二)、實驗原理7/28圖1尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x，建立直角坐標系，以縱坐標表示彈 (三)、實驗器材 (四)、實驗步驟長圖2012l0＝l1＝l2＝彈力F彈力Fx2＝l2－l08/283?l3＝?x3＝l3－l0??? (五)、數(shù)據(jù)處理1．以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標，以彈簧的伸長量x為橫坐標，用描點作圖．連接各點，得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線．數(shù)．首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則 (六)、誤差分析 (七)、注意事項3．測量有關長度時，應區(qū)別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確立平面直角坐標系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當，不可過大，也不可過在描出的線上，少數(shù)點分布于線兩側，描出的線不應是考點一基礎實驗例1為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質量的＝9.8＝9.8m/s)9/28圖3(2)彈簧的勁度系數(shù)為__________N/m.【答案】(1)如解析圖所示(2)0.259(0.248~0.262)例2在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關系”的實驗中，甲、乙兩位同學選用不同的橡端依次逐個掛上鉤碼(每個在繩下端的鉤碼個數(shù))，然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端的坐標X減i，繩下端坐標的平均值Xi＝(X加i＋X減i)/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下橡皮繩下端的坐標(Xi/mm)端的鉤碼個數(shù)甲乙1216.5216.52246.7232.03284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮繩的X加i________X減i(填“大于”或“小于”)．合實驗要求(填“甲”或“乙”)．(3)選擇一組數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k(N/m)．【答案】(1)小于(2)乙(3)57~70N/m10/28例3在“探究彈力和彈簧伸長量的關系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖4.所用的每個鉤碼的重力相當于對先測出不掛鉤碼時彈簧的自．圖5(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0＝________cm，勁度系數(shù)k＝________N/m.(不必填寫其(1)要在坐標軸上標明軸名、單位，恰當?shù)剡x取縱軸、橫軸的標度，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點正確確(2)作圖線時，盡可能使直線通過較多坐標描點，不在直線上的點也要盡可能對稱分布在直11/28．實驗三驗證力的平行四邊形定則 (一)、實驗目的 (二)、實驗原理一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的作用效果都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以力F′就是這兩個力F1和F2的合力．作出力F′的圖示，再根據(jù)平行四邊形 (三)、實驗器材方木板，白紙，彈簧測力計(兩只)，橡皮條，細繩套(兩個)，三角板，刻度尺，圖釘(幾 (四)、實驗步驟O，讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向．圖1只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置 (五)、數(shù)據(jù)處理2．用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計時的拉力F′的3．比較F與F′是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則．(六)、誤差分析12/28(七)、注意事項O，在60°~90°之間為宜．與木板平行，并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直測力計的限位孔之間有摩擦．讀數(shù)時眼睛要正視及橡皮條彈性限度的前提下，拉力的數(shù)值盡量些，便于確定力的方向．不要直接沿細繩套的方向畫直線，應在細筆畫一個點，去掉細繩套后，再將所標點與O點連接，即可確定力的方且要恰當選取標度，使所作力結點位置O確定，兩繩夾角要適中.數(shù)垂直秤.，鉛筆兩點定方向.考點一基礎實驗例1某同學用如圖2所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”．彈簧測力計A掛于(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________N.)AM重力DO點靜止在同一位置(3)某次實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程，請您提出兩個解決辦【答案】(1)3.6(2)D(3)①減小彈簧測力計B的拉力；②減小重物M的質量(或將A更換成較大量程的彈簧測力計、改變彈簧測力計B拉力的方向等)循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如圖3(1)為完成該實驗，下述操作中必需的是________．c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度d．記錄懸掛重物后結點O的位置(2)釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_________________．考點二等效法和作圖法13/13/2814/28FF______基本相等，________基本相同，說明力的平行四邊形定則得到了【答案】F′大小方向例4某同學在坐標紙上畫出了如圖5所示的兩個已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長表圖52222方法提煉驗證力的平行四邊形定則實驗中的等效法和作圖法筋使橡皮筋產生的形變與一個彈簧秤單獨拉橡皮筋產一個彈簧秤拉時力的圖示(兩個彈簧秤拉是否重15/28實驗四驗證牛頓運動定律端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細繩、低壓(四)、實驗步驟1．用天平測出小車和盛有砝碼的小盤的質量m和m′.2．安裝實驗器材(如圖1所示)．圖15．保持小車的質量m不變，改變砝碼和小盤的質量m′，重復步驟4.6．在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a.16/288．保持砝碼和小盤的質量m′不變，改變小車質量m，重復步驟4和6，作a－圖象，若點的直線，就能判斷a與F是否成正比．條曲線．由圖線只能看出m增大時a減小，但a與m具體是什么關系，不能得出．若以a2y、注意事項平衡小車受的摩擦阻力．在平衡摩擦力時，不要把懸掛17/28牽引力，并要讓小車拖著打點的紙帶運要重復，即整個實驗平衡了摩擦力后，不管以打變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先曲線化直好思想，作圖比例要適當.考點一基礎實驗某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關系”實驗中，設計出如下的實驗方案，點計時器交流電頻率f＝50Hz.其實驗步驟是：圖3Da；________(填(2)實驗中打出的其中一條紙帶如圖4所示，由該紙帶可求得小車的加速度a＝________18/28次數(shù)123450.100.200.290.390.49F/N0.881.441.842.382.89a/(m·s－2)他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a－F圖象(如圖5)．造成圖線不過坐標原點的一條最主要原因是________________________________________________________________________，從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是________________________，其大小為________．圖5【答案】(1)否(2)0.88(3)在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力(只要涉及“未考慮砝碼盤的因素”就算正確)砝碼盤的重力0.08N(0.07~0.08N均正確)物體運動的加速度圖7圖6光條的寬度d＝________cm.該實驗小組在做實驗時，將滑塊從如圖6所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間Δt1，遮光條通過光電門2的時間Δt2，則滑塊經過光電門1時的瞬時速度a__.(以上表達式均用字母表示)19/2820/28得出的結論是a(m·s－2)(3)現(xiàn)需通過圖象進一步驗證你的結論，請利用表格數(shù)據(jù)，在如圖8所示坐標系中描點作出圖8dd【答案】(1)0.52Δt1Δt2(Δ2)2－(Δdt1)22x(2)(3)見解析解析(3)如圖所示考點二近似法、控制變量法、平衡摩擦力法和化曲為直法例3某同學設計了一個“探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系”實驗．如圖21/28圖9留兩位有效數(shù)字)a/(m·s－2)123456789根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與m的關系，請在圖11的方格坐標紙中選擇恰當圖11(3)在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質量不變，改變小盤中砝碼的質量，該a合力F的關系圖線如圖12所示，該圖線不通過坐標22/28圖12答：_____________________________________.10．例4為了探究加速度與力的關系，使用如圖13所示的氣墊導軌裝置進行實驗．其中G1、的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量23/28圖13不增加其他儀器的情況答：_____________________________________________.g引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為：運動．化曲為直法是指處理數(shù)據(jù)時，不作aa(Δt2)2－(Δt1a＝2s解析(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不移動，或取下牽引砝碼，輕推滑行器24/281.某同學用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度，電源頻率f＝50Hz.在紙圖10(1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為________s；(2)打C點時物體的速度大小為__________m/s(取2位有效數(shù)字)；落，外還需____(填字母代號)中的器材．25/28(2)通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實驗的準確程度．為使圖線的斜率等于重力加速度，除作v－t圖象外，還可作________圖象，其縱軸表示的是2Dvh重物下落的高度23.某同學想要探究彈力和彈簧伸長量的關系，并測彈簧的勁度系數(shù)k，做法是先將待測彈，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側．并使當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作LgL1；彈簧下端掛兩個50g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2；……；掛七個50g的鉤碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L7.(1)下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符表：LLLLLLL6L71.73.45.18.610.12.刻度數(shù)值/cm000031圖10(