高中物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

高中物理實(shí)驗(yàn)高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)高中物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分為哪兩種？各使用什么電源？多高電壓？打點(diǎn)周期是多少？2電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由哪些部分組成？3 為什么打點(diǎn)的周期和頻率與交流電的周期和頻率相同？哪個(gè)力是使振片做受迫振動(dòng)的策動(dòng)力？為什么使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要求 “先接通電源，后釋放紙帶”？4 .當(dāng)電源頻率低于50Hz時(shí)，若仍按50Hz打點(diǎn)計(jì)算，算出速度比真實(shí)速度大還是?。繉?shí)驗(yàn)思考1 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用什么電源？電壓多高？它是測(cè)量什么的儀器?2 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置是怎樣的？實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)木板是否一定要調(diào)水平？打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶判定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的點(diǎn)痕是5怎樣的？做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的點(diǎn)痕是怎樣 的？4 .什么是計(jì)數(shù)點(diǎn)和計(jì)數(shù)周期？怎么計(jì)算計(jì)數(shù)周 期？5 .物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，怎樣測(cè)定打某一點(diǎn) 時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的速度？計(jì)算即時(shí)速度時(shí)，計(jì)數(shù)點(diǎn) 間隔大了好還是小了好？6 .怎樣由紙帶算出物體運(yùn)動(dòng)的加速度？下面 的公式各怎樣用？S2 SiSn SiV2 Vla ；a 7 a T2n 1T2t7 .怎樣用圖象法求物體運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)?zāi)康? .練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙 帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。2 .學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定即時(shí)速度和加速度。實(shí)驗(yàn)原理1 .打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔O.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率 是50Hz）,因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連 的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn) 之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。2 .由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：3 .求即時(shí)速度的方法4 .數(shù)據(jù)處理方法：用“逐差法”求加速度：即根據(jù) 0-S尸S-S2=S-S 3=3af（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的 時(shí)間間隔）求出ai 、a2 y、a3 y,再'3T3T3T "算出ai、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。（2）用v-t圖法；即先根據(jù)Vn求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出 v-t圖線，圖線 的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材I小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪韻長(zhǎng) 木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電售紙帶，米尺。 實(shí)驗(yàn)步驟1 把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。2 把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0， 標(biāo)明計(jì)數(shù) 點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)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(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作 v-t圖線，求 得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。注童事項(xiàng)1 .紙帶打完后及時(shí)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(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù) 點(diǎn)為宜。3 .應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取 的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)， 選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。4 .不要分段測(cè)量各段位移，可統(tǒng)一量出各 計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估 讀到毫米的下一位。5 .應(yīng)先開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，后松紙帶例1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用電源的計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)是, E是, F是° （答 案：交流,4至6V,線圈，振動(dòng)片，限位孔， 振針，永磁體，接線柱）例2.如圖是某同學(xué)測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加 速度時(shí)，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部 分，他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了 他對(duì)各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測(cè)量結(jié)果。（1）為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn) 行下列計(jì)算，填入表內(nèi)（單位：cm）S2-SS3-S2S4-S3S5-S4S6-S5s高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)是。(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以求得物體 的加速度為.(3)根據(jù)外3=。，可求出3Tai=SSL=m/s2,a 2=SS2 =m/s2,3T 2 3T 2a3= AS =m/s3T2所以 a=a1 a2 a3=m/s73(4)小車的加速度方向?yàn)?(答案：(1) 1.60, 1.55, 1.62, 1.53, 1.61,1.58, 0.05 ,任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里、在 誤差允許的、勻加速直線運(yùn)動(dòng)；(2) 1.58;(3)1.59,1.57,1.59,1.58.)例3.在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中， 如圖所8高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)示，為一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、G D E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.lso根據(jù)計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)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(shí)間圖線，并根據(jù)圖線求出a=。將圖線延長(zhǎng)與縱軸相 交，交點(diǎn)的14Vn=sn sn 12Tdn 1 dn 12T0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;（2）A5Bm/scd 2，-E0.53m/s）練習(xí)開始計(jì)時(shí)小車的為電蟹即27. 6 1 .在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)物09暗所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙學(xué)0洞中A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還 有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí) 速度 u b= m/s, u a=m/s; 小車的加速度a =m/s22 .某同學(xué)在 測(cè)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)器記錄了小車及其所拖動(dòng)的 紙帶的運(yùn)動(dòng)情況。在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù) 點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，每?jī)蓚€(gè)相 鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間 的時(shí)間間隔為13一6 Z. 3i5. 2 -59(1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算 出打下B、C、D、E、F、G五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬 時(shí)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(yùn)動(dòng)的加速度大小為 m/W (保留2位有效數(shù)字)；方向?yàn)? .用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，得 到如圖所示的一段紙帶，測(cè)得AB=7.65cm, BC=9.17cm,已知交變電流的頻率 是50Hz ,則打B 卓時(shí)物伊的瞬時(shí)速度, m/s。如果實(shí)驗(yàn)測(cè)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(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在打出的紙帶上每 5點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，共取7個(gè)記數(shù)點(diǎn)，押出每?jī)蓚€(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間的距離分別為 Si、S2然后 I他把紙帶上Si、S2S6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(shí)間，縱軸 為速度。(1)在圖中作出該運(yùn)動(dòng)Vt線；(2)簡(jiǎn)述(1)中作圖的步驟和依據(jù)；(3)說(shuō)明如何利用作出的 Vt圖象求加速度a。實(shí)驗(yàn)三、探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)思考：1 .科學(xué)探索都是從研究者提出猜測(cè)開始的，對(duì) 于彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，我們提出如下幾種 猜測(cè)：(1)彈力大小與彈簧長(zhǎng)度成正比。(2)彈力大 小與彈簧的伸長(zhǎng)成正比。(3)彈力大小與彈簧 伸長(zhǎng)的平方成正比。為了驗(yàn)證哪種猜測(cè)是對(duì)的， 各需要測(cè)量什么量？2 .彈力和彈簧伸長(zhǎng)量各是怎樣測(cè)量的？把彈簧 掛在鐵架臺(tái)上，旁邊立一個(gè)尺子，沒有掛祛碼 時(shí)彈簧頂端坐標(biāo)58.2cm,彈簧末端坐標(biāo)53.2cm, 彈簧原長(zhǎng)多少？請(qǐng)完成下表:祛碼重F (N)下端亥IJ 度(cm)彈簧長(zhǎng)度L (cm)彈簧伸長(zhǎng)x (cm)0.5042.20.6040.00.7037.70.8035.50.9033.10.9532.03 .用列表法處理數(shù)據(jù)時(shí)，彈力與長(zhǎng)度間有沒有 正比關(guān)系？用列表法處理數(shù)據(jù)時(shí)，彈力與伸長(zhǎng) 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(shí)，彈力一一伸長(zhǎng)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(zhǎng)的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)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(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下你的猜測(cè)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理彈力F/N0.51.01.52.02.5伸長(zhǎng)2.5.6.9.12.x/cm6108988040量的關(guān)系所測(cè)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(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)，金屬橫桿，彈簧，鉤碼，刻度尺實(shí)驗(yàn)步驟例題.下表是某同學(xué)為探索彈簧的彈力和伸長(zhǎng)(2)寫出圖線所代表的函數(shù)式(3)得到的圖線不過(guò)原點(diǎn),是什么 原因？(4)斜率表示什么？實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)與 所受拉力之間的關(guān)系圖線F/10/ 下列說(shuō)法正確的有(2)041高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)A.彈簧的勁度系數(shù)是2N/mB.彈簧的勁度系數(shù)是2xi03N/mC.當(dāng)彈簧受到800N的拉力作用時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為40cmD.當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為20cm時(shí)，彈簧的彈力為200N2 . 一位同學(xué)用測(cè)力計(jì)水平拉一根一端固定的彈簧，以此來(lái)測(cè)F/N 定彈簧的勁度系數(shù)k,測(cè)出的拉力F與彈簧長(zhǎng)度L之間的數(shù)據(jù)如 下表F/N1.101.502.003.003.503.804.00L/c22.22.322.723.323.623.824.0m0501500(1)作出拉力F與彈簧長(zhǎng)度L的圖線回答：圖線與L軸的交點(diǎn)表示其值為 cm此彈簧的勁度系數(shù)為 N/m3 .用金屬制成的線材（如鋼材，鋼筋）受到拉 力會(huì)伸長(zhǎng)。十七世紀(jì)英國(guó)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(zhǎng)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(duì)材料的研究奠定了重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)在一 根用新材料制成的金屬桿，長(zhǎng)為 4m,橫截面積 為0.8cm2,設(shè)計(jì)要求它受到拉力后的伸長(zhǎng)量不 超過(guò)原長(zhǎng)的1/1000,要計(jì)算此時(shí)受到最大拉力。由一過(guò)一拉力很大，桿又較長(zhǎng)，直接測(cè)試有困 難，現(xiàn)在選用同種材料制成樣品進(jìn)行測(cè)試，通 過(guò)測(cè)試取得數(shù)據(jù)如下：原 長(zhǎng)作 長(zhǎng) 截面積眨50N500N750N1000N10.05cm0.04c0.08c0.12c0.16cm2mmmm20.05cm0.08c0.16c0.24c0.32cm2mmmm10.10cm0.02c0.04c0.06c0.08cm2mmmm認(rèn)真觀察表中數(shù)據(jù)，回答下列問題:(1)測(cè)試結(jié)果表明線材受拉力作用后其伸長(zhǎng)量與材料的原長(zhǎng)成 比，與材料的橫截面積成(2)上述金屬細(xì)桿承受的最大拉力為No實(shí)驗(yàn)四、驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)思考1 .本實(shí)驗(yàn)的目的是什么？2 .本實(shí)驗(yàn)中哪兩個(gè)力是分力？哪個(gè)力是合力？合力和分力的共同作用效果是什么？3 .做本實(shí)驗(yàn)時(shí)為什么細(xì)繩應(yīng)當(dāng)平行并接近木板？4 .彈簧秤的零點(diǎn)如何調(diào)整？為了減少誤差， 實(shí) 驗(yàn)中使用彈簧秤應(yīng)注意哪些方面？5 .怎樣測(cè)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(shí)驗(yàn)中是怎樣驗(yàn)證共點(diǎn)的兩個(gè)力的合成的平行四邊形定則的？測(cè)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(gè)實(shí)驗(yàn)？9 .只有一個(gè)彈簧秤，怎樣完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)?10 .若保持Fi的大小不變，使它向外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)一 個(gè)不大的角度，仍然“把橡皮筋的印聲再 點(diǎn)”，另一個(gè)分力怎樣變？驗(yàn)證一下你時(shí)以法 實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證力的合成的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)原理此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同18高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的效果（ 即： 使橡皮條在某一方向伸長(zhǎng)一定的長(zhǎng)度 ） ，看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。 實(shí)驗(yàn)器材木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩，彈簧秤兩個(gè)，三角板，刻度尺，量角器。 實(shí)驗(yàn)步驟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(diǎn), 用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3 用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置0（如圖所示）。4 .用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)0的位置和兩條細(xì)繩套的19高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個(gè)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(gè)彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O， 記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個(gè)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(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7 .改變兩個(gè)分力Fi和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F 與 F' 是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。 注意事項(xiàng)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(cè)拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)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(shí)，要恰 當(dāng)選定標(biāo)度。10 同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置 。必須保持不變。11 實(shí)驗(yàn)總是有誤差的，由作圖法求得的 F和 實(shí)驗(yàn)測(cè)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(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O點(diǎn)，以下操作中錯(cuò)誤的是A.同一次實(shí)3i過(guò)程中，O點(diǎn)位置允許變動(dòng)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 O點(diǎn)D.實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 O點(diǎn)時(shí)，兩彈 簧之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便于算出中 的大?。ù鸢福篈CD居/卜：*例 2某小組做本實(shí)驗(yàn)時(shí)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(xì)繩套的結(jié)點(diǎn)，圖中是 F1與F2合力的真實(shí)值，是Fi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( 答案： F',F,F',F, 力的平行四邊形定則)例3做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，其中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)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(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O 點(diǎn)，在白紙上記下O點(diǎn)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(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。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 ;(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(diǎn)拉到O點(diǎn)”)實(shí)驗(yàn)五、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)思考1驗(yàn)證一維碰撞中動(dòng)量守恒，應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證什么關(guān)系式？測(cè)量哪些量？測(cè)哪個(gè)量比較困難？本實(shí)驗(yàn)是如何解決這個(gè)困難的？2本實(shí)驗(yàn)為什么要使兩個(gè)小球“水平對(duì)心碰撞”？?jī)蓚€(gè)小球的半徑為什么應(yīng)當(dāng)是相同的？實(shí)現(xiàn)了“水平對(duì)心碰撞”時(shí)，球的落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是怎樣的？采用空中水平對(duì)心碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒，變成驗(yàn)證什么式子？用哪些測(cè)量工具？3固定斜槽時(shí)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(diǎn)、終點(diǎn)各是哪里？驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是怎樣的？5如果不用支柱，被碰小球直接放在槽口，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是怎樣的？需要測(cè)量哪些量？?jī)蓚€(gè)小球水平位移的起點(diǎn)和終點(diǎn)各是哪里？6為什么小球每次要從同一點(diǎn)滾下，怎樣保證每次是從同一點(diǎn)滾下？（限位器）7入射小球和被碰小球的射程，起點(diǎn)各是哪里？終點(diǎn)各是哪里？怎樣確定 。點(diǎn)的位置？ P、M、 N 點(diǎn)的位置怎樣確定？“落點(diǎn)的平均位置”怎么求出？8忘了測(cè)兩個(gè)小球的質(zhì)量，是否必須補(bǔ)測(cè)？9地面上鋪幾層紙？先放什么紙？后放什么紙？在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中和測(cè)量結(jié)束前，哪個(gè)紙不能移動(dòng)？實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究在彈性碰撞的過(guò)程中，相互作用的物體系統(tǒng)動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來(lái)，與放在斜槽前邊小支柱上另一個(gè)質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動(dòng)。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等，這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)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(cè)出兩小球的質(zhì)量 mi、m2,和不放被碰小球時(shí)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(shí)驗(yàn)誤 .>A'差允許范圍內(nèi)與miSi +m2S2 相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個(gè)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(shí)驗(yàn)步驟1 .用天平測(cè)出小球的質(zhì)量 mi噪個(gè)o2 .安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定沖鼻冷、并使斜槽D N 001 M F K末端點(diǎn)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(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不 碰時(shí)的落地點(diǎn)的平均位置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(shí)處于同一個(gè)水平高度，確保入射球運(yùn)動(dòng)到軌道出口端時(shí)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(diǎn)的平均位置M 和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。8 過(guò)O、N作一直線，取OO=2r （可用游標(biāo)卡尺測(cè)出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測(cè)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(shí)的球心豎直投影位置。9 用刻度尺量出線段OM 、 OP、 O N 的長(zhǎng)度。10 分別算出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(xiàng)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(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)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(shí)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(dòng)。例 1 “碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)裝置中，入射球的質(zhì)量為mi、靶球的質(zhì)量為m2,則( 1)兩球的質(zhì)量關(guān)系為()A. mi=m2 B. mim2C. mi>m 2D.沒有限制(2)實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的量是()A. 兩小球的質(zhì)量m1、 m2B 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(shí)間E 兩小球相碰后飛出的水平距離F 入射球單獨(dú)滾下做平拋的水平距離28高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)例2.因?yàn)橄侣涓叨认嗤钠綊佇∏颍ú挥?jì)空氣 阻力）的 相同，所以我們?cè)凇芭鲎仓械膭?dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中可以用 作為時(shí)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。例3.某同學(xué)用圖1所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中PQ是 斜槽，QR是水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)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(gè)落點(diǎn)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(diǎn)痕跡。重復(fù)這種 操作10次。圖1中O點(diǎn)是水平槽末端R在記 錄紙上的垂直投影點(diǎn)。B球落點(diǎn)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(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取 cm。(2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行 的測(cè)量？答： (填選項(xiàng)號(hào))。A.水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離。B.A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O 點(diǎn)的距離。C.測(cè)量A球或B球的直徑。D.測(cè)量A球和B球的質(zhì)量。(或兩球質(zhì)量之比)E.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度。練習(xí)1 .做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，稱得小球質(zhì)31高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)量 mi=0.20kg, m2=0.05kg,應(yīng)選球做入射小球，兩球相碰時(shí)，在地面上的 投影分別O、O',碰撞前后兩球多次落點(diǎn)的平 均位置為M、P、N,如圖所示，但N點(diǎn)的位置 模糊不清，請(qǐng)你根據(jù)動(dòng)量守恒，判定 N點(diǎn)的位 置應(yīng)在 刻度上。2 .做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)(1)安裝器材時(shí)要注意：被碰小球應(yīng)放 在.(2)某次實(shí)驗(yàn)中，得出小球落點(diǎn)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(diǎn)的平均位置(把 落點(diǎn)圈在內(nèi)的小圓圓心).已測(cè)得小球直徑為1.1cm,則入射小球和被碰小球的質(zhì)量JL _:1高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)之比為mi : m2=實(shí)驗(yàn)六、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)思考1 .怎樣保證小球的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)？固定斜槽 時(shí)怎樣檢查槽口是否水平？2 .怎樣保證小球每次從槽口飛出時(shí)的速度是相 同的？為什么每次小球都要從同一點(diǎn)由靜止?jié)L 下？3 .描運(yùn)動(dòng)軌跡用的坐標(biāo)軸是怎樣畫出來(lái)的？原 點(diǎn)在哪里？ Y軸怎樣畫出來(lái)？ X軸怎樣畫出來(lái)?4 .軌跡上的點(diǎn)是怎樣描出來(lái)的？（實(shí)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(lái)的？5 .怎樣從描出來(lái)的圖線求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度？6 .怎樣從平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片求平拋運(yùn)動(dòng)的初 速度？閃光照片上沒有初始位置，只有連續(xù)三 個(gè)時(shí)刻的位置，怎樣算出初速度？ 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。2 .從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。實(shí)驗(yàn)原理平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合 運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè) 是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。令小球做平拋運(yùn) 動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球 做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系，測(cè)出曲線上 的某一點(diǎn)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(shí)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(yùn)動(dòng)的初速度。實(shí)驗(yàn)器材斜槽，豎直固定在鐵架臺(tái)上的木 板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線、 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變。3.確定坐標(biāo)原點(diǎn) Q把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn) O,O 點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。4描繪運(yùn)動(dòng)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(guò)卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿 過(guò)孔時(shí)球心所對(duì)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(lái)即得小球做 平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。5.計(jì)算初速度：以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)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(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角 板測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y,用公式x=v0t和y 1gt22計(jì)算出小球的初速度Vo,最后計(jì)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(xiàng)1 .實(shí)驗(yàn)中必須保持通過(guò)斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌 跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽35高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在木 板上的水平投影點(diǎn)。4 .要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來(lái)計(jì) 算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。5 .相關(guān)的計(jì)算：水平（X）方向：相同時(shí)間 T通過(guò)的距 離 x = u oT ;豎直（y）方向：相同時(shí)間T通過(guò)的距離差、y=gT2例1.下列哪些因素會(huì)使“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的誤差增大A.小球與斜槽之間有摩擦B.安裝斜槽時(shí)其末端不水平C.建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D,根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn)（答案：BQ36高三物理總復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)例2.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)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(cè)算出這個(gè)物體的初速度？例3.如圖所示，在“研究平拋物體的福翱-T實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、 b、 c、 d 所示）則小球平拋的初速度的計(jì)算式為 v=（用l、g表示）其值是（取g=9.8m/s2）,小球在b點(diǎn)的速率是（答案：2而，0.70m/s, O.875m/s）例4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝 置）如圖實(shí)驗(yàn)時(shí)。在水平桌面上固定一個(gè)斜面,40讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過(guò)桌邊后 便做平拋運(yùn)動(dòng)。在鋼球拋出后經(jīng)過(guò)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(guò)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(jìn)行了如下步驟的實(shí)驗(yàn)：A.實(shí)驗(yàn)前在白紙上畫一條直線，并在線上標(biāo)出 a、b、c三點(diǎn))且ab=bc)如圖。量出ab長(zhǎng)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(diǎn)，記下此 時(shí)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(diǎn)，記下此 時(shí)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(diǎn)，記下此 時(shí)木板與桌面的高度差 h3= 100.00 (cm)。 則該同學(xué)由上述測(cè)量結(jié)果即可粗測(cè)出鋼球的平拋初速度大小 vo=m/s）鋼球擊中b點(diǎn) 時(shí)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(jì)。Oabc