高中物理實驗 實驗二、研究勻變速直線運動

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1、高中物理實驗 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 高中物理實驗 實驗二、研究勻變速直線運動 打點計時器 1． 打點計時器分為哪兩種？各使用什么電源？ 多高電壓？打點周期是多少？ 2．電磁打點計時器由哪些部分組成？ 3 ． 為什么打點的周期和頻率與交流電的周期和 頻率相同？哪個力是使振片做受迫振動的策動 力？為什么使用打點計時器要求 “先接通電源， 后釋放紙帶”？ 4 .當(dāng)電源頻率低于50Hz時，若仍按50Hz打點 計算，算出速度比真實速度大還是小？ 實驗思考 1 ． 電磁打點計時器使用什么電源？電壓多高？ 它是測量什么的儀器 ? 2 ． 研究勻變速直線運動的實驗裝置

2、是怎樣的？ 實驗時長木板是否一定要調(diào)水平？打點計時器 固定在木板的哪一端？小車從什么位置釋放？ 3 ． 怎樣用電磁打點計時器得到的紙帶判定物體 的運動性質(zhì)？物體做勻速直線運動時的點痕是 5 怎樣的？做勻加速直線運動時的點痕是怎樣 的？ 4 .什么是計數(shù)點和計數(shù)周期？怎么計算計數(shù)周 期？ 5 .物體做勻變速直線運動，怎樣測定打某一點 時物體運動的速度？計算即時速度時，計數(shù)點 間隔大了好還是小了好？ 6 .怎樣由紙帶算出物體運動的加速度？下面 的公式各怎樣用？ S2 Si Sn Si V2 Vl a ；— a 7 a T2 n 1T2 t 7 .怎樣用圖象法求

3、物體運動的加速度？ 8 .紙帶上的位移數(shù)據(jù)在習(xí)題中可能是怎樣給出 的？ ［實驗?zāi)康模? 1 .練習(xí)使用打點計時器，學(xué)習(xí)利用打上點的紙 帶研究物體的運動。 2 .學(xué)習(xí)用打點計時器測定即時速度和加速度。 ［實驗原理］ 1 .打點計時器是一種使用低壓交流電源的計 時儀器，它每隔O.02s打一次點（由于電源頻率 是50Hz）,因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連 的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點 之間的間隔，就可以了解物體運動的情況。 2 .由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方 法： 3 .求即時速度的方法 4 .數(shù)據(jù)處理方法： ⑴用“逐差法”求加速度：即根據(jù) 0-S尸S-

4、S2=S-S 3=3af（T為相鄰兩計數(shù)點間的 時間間隔）求出ai ―、a2 y、a3 y,再 ' 3T 3T 3T " 算出ai、a2、a3的平均值即為物體運動的加速度。 （2）用v-t圖法；即先根據(jù)Vn求出打第n 點時紙帶的瞬時速度，后作出 v-t圖線，圖線 的斜率即為物體運動的加速度。 ［實驗器材］ I 小車，細繩，鉤碼，一端附有定滑輪韻長 木板，打點計時器，低壓交流電售 紙帶，米尺。 [ 實驗步驟 ] 1 ． 把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗 桌上，并 使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板 上沒有滑輪 的一端，連接好電路，如圖所示。 2． 把一條細繩

5、拴在小車上， 細繩跨過滑輪， 并在細 繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車 能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙 帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車 的后面。 3．把小車停在靠近打點計時器處，先接通 電源，再放開小車，讓小車運動，打點計時器 就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶，換上 新紙帶，重復(fù)實驗三次。 4．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的 比較密集的點子， 確定好計數(shù)始點 0， 標(biāo)明計數(shù) 點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離， 用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也 可求出各計數(shù)點對應(yīng)的速度，作 v-t圖線，求 得直線的斜率即為物體運動的加速度。

6、 ［注童事項］ 1 .紙帶打完后及時斷開電源。 2 .小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙 帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7—8個計數(shù) 點為宜。 3 .應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取 的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點， 選取的記數(shù)點不少于6個。 4 .不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各 計數(shù)點到計數(shù)起點0之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估 讀到毫米的下一位。 5 .應(yīng)先開打點計時器，后松紙帶 例1.電磁打點計時器是一種使用—電源的計 時儀器，底的工作電壓是 。如圖所示，A 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 是, E是, F是° （答 案：交流,4至6V,線圈，振動片，限位孔，

7、 振針，永磁體，接線柱） 例2.如圖是某同學(xué)測量勻變速直線運動的加 速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部 分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了 他對各計數(shù)點間距離的測量結(jié)果。 （1）為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進 行下列計算，填入表內(nèi)（單位：cm） S2- S S3- S2 S4- S3 S5- S4 S6- S5 s 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 各位移差與平均值最多相差 cmi由此 可以得出結(jié)論：小車的位移在 范圍內(nèi) 相等，所以小車的運動是。 (2)根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可以求得物體 的加速度為. (3)根據(jù)外3=

8、。，可求出 3T ai=S^SL= m/s2,a 2=S^S2 = m/s2, 3T 2 3T 2 a3= AS^ = m/s 3T2 所以 a=a1 a2 a3= m/s 7 3 (4)小車的加速度方向為 (答案：(1) 1.60, 1.55, 1.62, 1.53, 1.61, 1.58, 0.05 ,任意兩個連續(xù)相等的時間里、在 誤差允許的、勻加速直線運動； (2) 1.58; (3)1.59,1.57,1.59,1.58. ) 例3.在研究勻變速直線運動的實驗中， 如圖所 8 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 示，為一條記錄小車運動情況的

9、紙帶，圖中 A、 B、G D E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的 時間間隔T=0.lso ⑴根據(jù) 計算各點瞬時速 度，則 V=m/s ) 7后 m/s ) M=m/sV=m/s, Ve=m/s。 (2).在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的速度時間 圖線，并根 據(jù)圖線求出a=。將圖線延長與縱軸相 交，交點的 14 Vn= sn sn 1 2T dn 1 dn 1 2T 0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;（2）A5Bm/sc d 2，-E~ 0.53m/s） 練習(xí) 開始計時小車的為電蟹即 「27. 6 ? 1 .在研究勻變速直

10、線運動的實物09暗 所示為一次記錄小車運動情況的紙學(xué)0洞中 A、B、C、D、E為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還 有4個點（圖中未標(biāo)出），計算計數(shù)點的瞬時 速度 u b= m/s, u a=m/s; 小車的加速度a =m/s2 2 .某同學(xué)在 測勻變速直線運動的加速度”的實 驗中，用打點計時器記錄了小車及其所拖動的 紙帶的運動情況。在打點計時器所打出的紙帶 上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù) 點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖所示，每兩個相 鄰的計數(shù)點之間還有四個點，則相鄰計數(shù)點間 的時間間隔為 13一6 Z. 3?i?5. 2 ?-5^9 (1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算 出打

11、下B、C、D、E、F、G五個點時小車的瞬 時速度，(要求保留 3位有效數(shù)字)：U B = m/s、u c=m/s、 d d=m/s、u f=m/s、 u g=m/s。 (2)小車運動的加速度大小為 m/W (保留2位有效數(shù)字)；方向為 3 .用打點計時器研究物體的自由落體運動，得 到如圖所示的一段紙帶，測得 AB=7.65cm, BC=9.17cm,已知交變電流的頻率 是50Hz ,則打B ｛卓時物伊的瞬時速度, m/s。如果實驗測出 的重力加速度比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏小， 可能的原因是。 4 .在利用打點計時器測定勻變速直線運動中速 度的實驗中，某同學(xué)在打出的紙帶上每 5點取

12、一個記數(shù)點，共取7個記數(shù)點，押出每兩個相 鄰記數(shù)點間的距離分別為 Si、S2……然后 I 他把紙帶上Si、S2……S6各段福確坤貴開成 6 段，按下圖那樣貼在坐標(biāo)紙上，彼此未融間隙 也不重疊，紙帶下端都準(zhǔn)確地與橫軸重合， Si 的左邊準(zhǔn)確地與縱軸重合，橫軸為時間，縱軸 為速度。 (1)在圖中作出該運動V—t線； (2)簡述(1)中作圖的步驟和依據(jù)； (3)說明如何利用作出的 V—t圖象求加速度 a。 實驗三、探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系 實驗思考： 1 .科學(xué)探索都是從研究者提出猜測開始的，對 于彈力和彈簧伸長的關(guān)系，我們提出如下幾種 猜測： (1)彈力大小與彈簧長度成正比

13、。(2)彈力大 小與彈簧的伸長成正比。(3)彈力大小與彈簧 伸長的平方成正比。為了驗證哪種猜測是對的， 各需要測量什么量？ 2 .彈力和彈簧伸長量各是怎樣測量的？把彈簧 掛在鐵架臺上，旁邊立一個尺子，沒有掛祛碼 時彈簧頂端坐標(biāo)58.2cm,彈簧末端坐標(biāo)53.2cm, 彈簧原長多少？ 請完成下表: 祛碼重 F (N) 下端亥IJ 度(cm) 彈簧長度 L (cm) 彈簧伸長x (cm) 0.50 42.2 0.60 40.0 0.70 37.7 0.80 35.5 0.90 33.1 0.95 32.0 3

14、 .用列表法處理數(shù)據(jù)時，彈力與長度間有沒有 正比關(guān)系？用列表法處理數(shù)據(jù)時，彈力與伸長 量間數(shù)據(jù)間滿足什么關(guān)系？用圖象法處理數(shù)據(jù) 時，彈力一一伸長量關(guān)系圖象應(yīng)是什么樣的圖 象？顯示出什么函數(shù)關(guān)系？ 4 .圖象的斜率的物理意義是什么？不同彈簧在 同一坐標(biāo)系中圖線斜率是否相同？ 5 .探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系，實驗結(jié)論是什 么？ 6 .懸掛祛碼的數(shù)量有什么限制？為什么？ 7 .皮筋是不是也遵守胡克定律？請你設(shè)計一個 實驗驗證一下你的猜測。 ［實驗?zāi)康模?［實驗原理］ 彈力 F/N 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2.5 伸長 2. 5. 6. 9

15、. 12. x/cm 61 08 98 80 40 量的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù) (1)在圖中畫出F-x的圖線 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 ［實驗器材］ 鐵架臺，金屬橫桿，彈簧，鉤碼，刻度尺 ［實驗步驟］ 例題.下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長 (2)寫出圖線所代表的函數(shù)式 (3)得到的圖線不過原點,是什么 原因？ (4)斜率表示什么？實驗所用的彈 簧的勁度系數(shù)為多少？ 練習(xí) 1.如圖為描述某根彈簧中伸長與 所受拉力之間的關(guān)系圖線F/10/ 下列說法正確的有(2) 04 1 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 A.彈簧的勁度系數(shù)是2N/m B.彈簧

16、的勁度系數(shù)是2xi03N/m C.當(dāng)彈簧受到800N的拉力作用時， 彈簧的長度為40cm D.當(dāng)彈簧伸長的長度為20cm時， 彈簧的彈力為200N 2 . 一位同學(xué)用測力計水平拉一 根一端固定的彈簧，以此來測［F/N 定彈簧的勁度系數(shù)k,測出的拉 力F與彈簧長度L之間的數(shù)據(jù)如 — 下表 F/N 1.1 0 1.50 2.00 3.00 3.50 3.80 4.00 L/c 22. 22.3 22.7 23.3 23.6 23.8 24.0 m 0 5 0 1 5 0 0 (1)作出拉力F與彈簧長度L的圖線 ⑵回答：圖線與L軸的

17、交點表示 其值為 cm ⑶此彈簧的勁度系數(shù)為 N/m 3 .用金屬制成的線材（如鋼材，鋼筋）受到拉 力會伸長。十七世紀(jì)英國物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)： 金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)它的伸長量與拉 力成正比，這就是著名的胡克定律。這一發(fā)現(xiàn) 為后人對材料的研究奠定了重要基礎(chǔ)。現(xiàn)在一 根用新材料制成的金屬桿，長為 4m,橫截面積 為0.8cm2,設(shè)計要求它受到拉力后的伸長量不 超過原長的1/1000,要計算此時受到最大拉力。 由一過一拉力很大，桿又較長，直接測試有困 難，現(xiàn)在選用同種材料制成樣品進行測試，通 過測試取得數(shù)據(jù)如下： 原 長 作 長 截面積 眨50N 500N 750N 1000

18、N 1 0.05cm 0.04c 0.08c 0.12c 0.16c m 2 m m m m 2 0.05cm 0.08c 0.16c 0.24c 0.32c m 2 m m m m 1 0.10cm 0.02c 0.04c 0.06c 0.08c m 2 m m m m 認(rèn)真觀察表中數(shù)據(jù)，回答下列問題: (1)測試結(jié)果表明線材受拉力作用后其伸長 量與材料的原長成 比，與材料的橫 截面積成 (2)上述金屬細桿承受的最大拉力為 No 實驗四、驗證力的平行四邊形定則 實驗思考 1 .本實驗的目的是什么？

19、 2 .本實驗中哪兩個力是分力？哪個力是合 力？ 合力和分力的共同作用效果是什么？ 3 .做本實驗時為什么細繩應(yīng)當(dāng)平行并接近木 板？ 4 .彈簧秤的零點如何調(diào)整？為了減少誤差， 實 驗中使用彈簧秤應(yīng)注意哪些方面？ 5 .怎樣測出和記錄合力和分力的大小和方向？ 6 .怎樣畫出各力的圖示？為什么要用同一標(biāo) 度？ 7 .本實驗中是怎樣驗證共點的兩個力的合成的 平行四邊形定則的？ 測出的合力和由平行 四邊形法則求出的合力之間應(yīng)當(dāng)有什么關(guān)系？ 一定是大小相等、方向相同？ 8 .沒有橡皮筋怎樣完成這個實驗？ 9 .只有一個彈簧秤，怎樣完成這個實驗? 10 .若保持Fi的大小

20、不變，使它向外側(cè)轉(zhuǎn)動一 個不大的角度，仍然“把橡皮筋的印聲再 點”，另一個分力怎樣變？驗證一下你時以法 ［實驗?zāi)康模? 驗證力的合成的平行四邊形定則。 ［實驗原理］ 此實驗是要用互成角度的兩個力與一個力 產(chǎn)生相同 18 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 的效果 （ 即： 使橡皮條在某一方向伸長一定的長 度 ） ，看 其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是 否在實驗 誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實驗誤差允許范 圍內(nèi)相 等，就驗證了力的平行四邊形定則。 [ 實驗器材 ] 木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段， 細繩，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器。 [ 實驗步驟

21、 ] 1 ． 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木 板上。 2 .用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的 A點, 用兩條細繩套結(jié)在橡皮條的另一端。 3 ．用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細繩套，互成 角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某 一位置0（如圖所示）。 4 .用鉛筆描下結(jié)點0的位置和兩條細繩套的 19 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例 作出兩個彈簧秤的拉力Fi和F2的圖示。利用刻 度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力 F。 5 ．只用一個彈簧秤，通過細繩套把橡皮條的 結(jié)點拉到與前面相同的位置 O， 記下彈簧秤的讀 數(shù)和細繩

22、的方向。按同樣的比例用刻度尺從 O 點起做出這個彈簧秤的拉力 F'的圖示。 6 .比較F與用平行四邊形定則求得的合力 F, 在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。 7 .改變兩個分力Fi和F2的大小和夾角。再重 復(fù)實驗兩次，比較每次的 F 與 F' 是否在實驗誤 差允許的范圍內(nèi)相等。 [ 注意事項 ] i ．使用彈簧秤前，要觀察指針是否指在零刻 度，不在要調(diào)整指針指在零。 8 ．用彈簧秤測拉力時，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的 軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細繩套應(yīng)位于與 紙面平行的同一平面內(nèi)。 9 .讀數(shù)要盡量大些，畫力的合成圖時，要恰 當(dāng)選定標(biāo)度。 10 同一次實驗中，橡皮條拉長后的

23、結(jié)點位置 。必須保持不變。 11 實驗總是有誤差的，由作圖法求得的 F和 實驗測得的f不可能完全重合，但在誤差允許范 圍內(nèi)可以認(rèn)為它們重合即可。 例1.在本實驗中，橡皮條的一端固定在木板上， 用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置 O點，以下操作中錯誤的是 A.同一次實3i過程中，O點位置允許變動 B.在實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀 數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度 C.實驗中，先將其中一個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)點拉到 O點 D.實驗中，把橡皮條的結(jié)點拉到 O點時，兩彈 簧之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便于算出中 的

24、大小 （答案：ACD 居/卜： * 例 2．某小組做本實驗時得出如圖所示的圖 ( F' 與A、O共線)，其中A 為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩套的結(jié) 點，圖中 是 F1 與F2合力的真實值，?是Fi與F2合力的 實驗值，需要進行比較的 是 和 。 通 過 本 實 驗 可 以 驗 證 ( 答案： F',F,F',F, 力的平行四邊形定則) 例 3．做本實驗時，其中的三個實驗步驟是： (1) 在水平放置的木板上墊一張白張， 把橡皮條 的一端固定在板上，另一端拴兩根細線，通過 細線同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條， 使它與細線的結(jié)點達到某一位置 O 點，在白

25、紙 上記下O點和兩彈簧秤的讀數(shù)Fi和F20 (2)在紙上根據(jù)Fi和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形 定則作圖求出合力 F。 (3) 只用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條， 使它的 伸長量與兩個彈簧秤拉時相同，記下此時彈簧 秤的讀數(shù)F'和細繩的方向。以上三個步驟中均 有錯誤或疏漏，指出錯在哪里 ? 在 (1) 中 是 ;(2) 中 是 ; 在 (3) 中 是 (答案： ( 1)兩繩拉力的方向； ( 2) “的大小” 后面加“和方向” ( 3) “相同”之后加“橡皮條 與繩的結(jié)點拉到O點”) 實驗五、驗證動量守恒定律 實驗思考 1．驗證一維碰撞中動量守恒，應(yīng)當(dāng)驗證什么關(guān) 系

26、式？測量哪些量？測哪個量比較困難？本實 驗是如何解決這個困難的？ 2．本實驗為什么要使兩個小球“水平對心碰 撞”？兩個小球的半徑為什么應(yīng)當(dāng)是相同的？ 實現(xiàn)了“水平對心碰撞”時，球的落點應(yīng)當(dāng)是 怎樣的？采用空中水平對心碰撞驗證動量守 恒，變成驗證什么式子？用哪些測量工具？ 3． 固定斜槽時注意什么？怎樣判定槽口是否水 平？被碰小球和入射小球的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)成什么關(guān) 系？為什么需要這樣？被碰小球在被碰前應(yīng)當(dāng) 放在什么位置？ 4．如果按課本要求把被碰小球放在小支柱上， 調(diào)節(jié)支柱高度的標(biāo)準(zhǔn)是什么？入射小球、被碰 小球的水平位移的起點、終點各是哪里？驗證 動量守恒的關(guān)系式是怎樣的？

27、 5．如果不用支柱，被碰小球直接放在槽口，驗 證動量守恒的關(guān)系式是怎樣的？需要測量哪些 量？兩個小球水平位移的起點和終點各是哪 里？ 6．為什么小球每次要從同一點滾下，怎樣保證 每次是從同一點滾下？（限位器） 7．入射小球和被碰小球的射程，起點各是哪 里？終點各是哪里？怎樣確定 。點的位置？ P、 M、 N 點的位置怎樣確定？“落點的平均位置” 怎么求出？ 8．忘了測兩個小球的質(zhì)量，是否必須補測？ 9．地面上鋪幾層紙？先放什么紙？后放什么 紙？在實驗過程中和測量結(jié)束前，哪個紙不能 移動？ [實驗?zāi)康?] 研究在彈性碰撞的過程中， 相互作 用的物體系統(tǒng)動量守恒。

28、 [實驗原理 ] 一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，與放在 斜槽前邊小支柱上另一個質(zhì)量較小的球發(fā)生碰 撞后兩小球都做平拋運動。由于兩小球下落的 高度相同，所以它們的飛行時間相等，這樣如 果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛 出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。 因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量 mi、m2,和 不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距 離Si,以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中 飛出的水平距離Si和S2 ,若mi Si在實驗誤 . > A ' 差允許范圍內(nèi)與 miSi +m2S2 相等，就驗證了 兩小球碰撞前后總動量守恒。 [實驗器

29、材 ] 碰撞實驗器（斜槽、重錘線），兩個半徑相等 而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和祛 碼；刻度尺；游標(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)。 ［實驗步驟］ 1 .用天平測出小球的質(zhì)量 mi噪個o 2 .安裝好實驗裝置，將斜槽固定沖鼻冷、并 使斜槽 D N \ 001 M F K 末端點的切線水平。 3 .在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫 紙。 4 .在白紙上記下重錘線所指的位置 O,它表 示mi碰 前的位置。 5 .先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一 高度處 由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能 小的圓把 所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不 碰時的落地點的平

30、均位置P。 6．把被碰小球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩 小球相碰時處于同一個水平高度，確保入射球 運動到軌道出口端時恰好與靶球接觸而發(fā)生正 碰。 7．再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾 下， 使兩球發(fā)生正碰， 重復(fù) 10 次， 仿照步驟 （ 5） 求出入射小球的落點的平均位置 M 和被碰小球 落點的平均位置 N。 8． 過O、N作一直線，取OO=2r （可用游 標(biāo)卡尺測出一個小球的直徑，也可用刻度尺測 出緊靠在一起的兩小球球心間的距離） ， O‘ 是被 撞小球碰撞時的球心豎直投影位置。 9． 用刻度尺量出線段 OM 、 OP、 O’ N 的長度。 10． 分別算出

31、m1 ?OP 與 m1?OM+m 2? O’ N 的 值 ,看 m1 ?OP 與 m1?OM+m 2? O’ N 的值在誤差 允許的范圍內(nèi)是否相等。 [注意事項 ]1 ．應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小 球的質(zhì)量。 2．要調(diào)節(jié)好實驗裝置，使固定在桌邊的斜槽 末端點的切線水平，小支柱與槽口間距離使其 等于小球直徑， 而且兩球相撞時處在同一高度， 碰撞后的速度方向在同一直線上。 3．每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L 下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小 球靠著檔板，然后釋放小球。 4．白紙鋪好后不能移動。 例 1 ． “碰撞中的動量守恒”實驗裝置中，入射 球的質(zhì)量為m

32、i、靶球的質(zhì)量為m2,則 ( 1)兩球的質(zhì)量關(guān)系為( ) A. mi=m2 B. mi〈m2 C. mi >m 2 D.沒有限制 (2)實驗中必須測量的量是 ( ) A. 兩小球的質(zhì)量 m1、 m2 B． 兩小球的 半徑 C.桌面離地面的高度 D.從兩小 球相碰到兩球落地的時間 E． 兩小球相碰后飛出的水平距離 F． 入射球單 獨滾下做平拋的水平距離 28 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 例2.因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣 阻力）的 相同，所以我們在“碰撞中 的動量守恒”實驗中可以用 作為 時間單位，那么平拋小球的 在數(shù)值 上等于小球平拋的初速度。

33、例3.某同學(xué)用圖1所示裝置通過半徑相同的A、 B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中PQ是 斜槽，QR是水平槽。實驗時先使 A球從斜槽 上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于 水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操 作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在 水平槽上靠近槽末端的地方，讓 A球仍從位置 G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分 別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種 操作10次。圖1中O點是水平槽末端R在記 錄紙上的垂直投影點。B球落點痕跡如圖2所 示，其中米尺水平放置，且平行于 G、R、O所 在平面，米尺的零點與O點對齊。 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗

34、(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取 cm。 (2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行 的測量？答： (填選項號)。 A.水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到 O點的距離。 B.A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O 點的距離。 C.測量A球或B球的直徑。 D.測量A球和B球的質(zhì)量。(或兩球質(zhì)量之比) E.測量G點相對于水平槽面的高度。 練習(xí) 1 .做驗證動量守恒定律的實驗中，稱得小球質(zhì) 31 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 量 mi=0.20kg, m2=0.05kg,應(yīng)選 球做入射小球，兩球相碰時，在地面上的 投影分別O、O',碰撞前后兩球多次落點的平 均位

35、置為M、P、N,如圖所示，但N點的位置 模糊不清，請你根據(jù)動量守恒，判定 N點的位 置應(yīng)在 刻度上。 2 .做“驗證動量守恒定律”的實驗時 (1)安裝器材時要注意：被碰小球應(yīng)放 在. (2)某次實驗中，得出小球落點情況如圖所示 (單位是cm), P、M、N分別是入射小球 在碰前、碰后和被碰小球后落點的平均位置(把 落點圈在內(nèi)的小圓圓心).已測得小 球直徑為1.1cm,則入射小球和被碰小球的質(zhì)量 J L ———_: 1 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 之比為mi : m2= 實驗六、研究平拋物體的運動 實驗思考 1 .怎樣保證小球的運動是平拋運動？固定斜槽 時怎樣

36、檢查槽口是否水平？ 2 .怎樣保證小球每次從槽口飛出時的速度是相 同的？為什么每次小球都要從同一點由靜止?jié)L 下？ 3 .描運動軌跡用的坐標(biāo)軸是怎樣畫出來的？原 點在哪里？ Y軸怎樣畫出來？ X軸怎樣畫出來? 4 .軌跡上的點是怎樣描出來的？（實際用的方 法與課本上的方法可能不一樣）平拋物體的軌 跡曲線是怎樣描出來的？ 5 .怎樣從描出來的圖線求出平拋運動的初速 度？ 6 .怎樣從平拋運動的閃光照片求平拋運動的初 速度？閃光照片上沒有初始位置，只有連續(xù)三 個時刻的位置，怎樣算出初速度？ ［實驗?zāi)康模? 1 .用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡。 2 .從實驗軌跡求平拋物體的初速度。

37、 ［實驗原理］ 平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合 運動：一是水平方向的勻速直線運動，另一個 是豎直方向的自由落體運動。令小球做平拋運 動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球 做平拋運動的曲線，建立坐標(biāo)系，測出曲線上 的某一點的坐標(biāo)x和y,根據(jù)重力加速度g的數(shù) 值，利用公式y(tǒng) 2gt2求出小球的飛行時間t ,再 利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即為小 球做平拋運動的初速度。 ［實驗器材］斜槽，豎直固定在鐵架臺上的木 板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺， 重錘線、 [ 實驗步驟 ] 1 ．安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板 上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法

38、調(diào) 整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端 處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止， 就表明水平已調(diào)好。 2．調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板 調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的 豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木 板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實驗的過程 中，木板與斜槽的相對位置保持不變。 3.確定坐標(biāo)原點 Q把小球放在槽口處，用 鉛筆記下球在槽口時球心在圖板上的水平投影 點 O,O 點即為坐標(biāo)原點。 4．描繪運動軌跡：在木板的平面上用手按住 卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡 片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片 的孔，而不擦碰孔的

39、邊緣，然后用鉛筆在卡片 缺口上點個黑點，這就在白紙上記下了小球穿 過孔時球心所對應(yīng)的位置。保證小球每次從槽 上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可 找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙 用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做 平拋運動的軌跡。 5.計算初速度：以O(shè)點為原點畫出豎直向下 的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A, B、C D E、F六個不同的點，用刻度尺和三角 板測出它們的坐標(biāo)x和y,用公式x=v0t和y 1gt2 2 計算出小球的初速度Vo,最后計算出Vo的平均 值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。 ［注意事項］ 1 .實驗中必須保持通過斜槽末端點的切線水 平，方

40、木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運動軌 跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近 圖板但不接觸。 2 .小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。 3 .坐標(biāo)原點（小球做平拋運動的起點）不是槽 35 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 口的端點，應(yīng)是小球在槽口時，球的球心在木 板上的水平投影點。 4 .要在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計 算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。 5 .相關(guān)的計算： ①水平（X）方向：相同時間 T通過的距 離△ x = u oT ; ②豎直（y）方向：相同時間T通過的距離 差、y=gT2 例1.下列哪些因素會使“研究平拋物體的運動” 實驗的誤差增大

41、A.小球與斜槽之間有摩擦 B.安裝斜槽時其末端不水平 C.建立坐標(biāo)系時，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo) 原點 D,根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時，在曲線 上取作計算的點離原點O較遠 （答案：BQ 36 高三物理總復(fù)習(xí) 物理實驗 例2.在研究平拋運動的實驗中，在白紙上畫出 了初速度方 向的X軸，沒有記槽口的位置，并且只畫了中 間一部分軌跡， 如何只用一把刻度尺測算出這個物體的初速 度？ 例3.如圖所示，在“研究平拋物體的福翱 -T 實驗時，用一張 印有小方格的紙記錄軌跡, l=1.25cm。若小球在平 小方罐灌 拋運動途中的幾個位置如圖中的

42、 a、 b、 c、 d 所 示）則小球平 拋的初速度的計算式為 v=（用l、g表 示））其值是 （取g=9.8m/s2）,小球在b點的速率是 （答案：2而，0.70m/s, O.875m/s） 例4.某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗裝 置）如圖實驗時。在水平桌面上固定一個斜面, 40 讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后 便做平拋運動。在鋼球拋出后經(jīng)過的地方放置 一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板 所在高度可通過豎直標(biāo)尺讀出，木板可以上下 自由調(diào)節(jié)。在木板上固定一張白紙。該同學(xué)在 完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗： A.實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上

43、標(biāo)出 a、b、c三點)且ab=bc)如圖。量出ab長度 L=20.00cm。 B.讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下， 調(diào) 節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中 a點，記下此 時木板與桌面的高度差 h i=70.00cm。 C.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下， 調(diào) 節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中 b點，記下此 時木板與桌面的高度差 h2=80.00 (cm)。 D.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào) 節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中 c點，記下此 時木板與桌面的高度差 h3= 100.00 (cm)。 則該同學(xué)由上述測量結(jié)果即可粗測出鋼球的平 拋初速度大小 vo=m/s）鋼球擊中b點 時其豎直分速度大小為 Vby=m/So 已知鋼球的重力加速度為 g=10m/s2）空氣阻力 不計。 O a b c