2018版高三物理一輪復習讀知識、題型全突破能力大提升-專題14-力學實驗-共53張-1

1、目 錄 Contents,考情精解讀,實驗1,實驗2,實驗5,實驗4,實驗3,實驗7,實驗6,,A.考點全通關,,,,考情精解讀,,考綱解讀,命題趨勢,命題規(guī)律,物理 專題十四 力學實驗,,,,·單位制 Ⅰ·實驗一:研究勻變速

2、直線運動·實驗二:探究彈力和彈簧伸長的關系·實驗三:驗證力的平行四邊形定則·實驗四:驗證牛頓運動定律·實驗五:探究動能定理·實驗六:驗證機械能守恒定律·實驗七:驗證動量守恒定律,,考綱解讀,命題趨勢,命題規(guī)律,物理

3、 專題十四 力學實驗,,,,,考綱解讀,命題規(guī)律,,,命題趨勢,物理 專題十四 力學實驗,,考綱解讀,命題規(guī)律,,,,,,返回目錄,,1.熱點預測　基本儀器的使用及讀數、對勻變速直線運動的研究、牛頓第二定律的驗

4、證和驗證機械能守恒定律是本專題考查的熱點.題型以填空題為主,分值為5~10分.2.趨勢分析　高考注重對實驗原理和數據處理的考查,要求考生能理解實驗原理,挑選實驗儀器,設計實驗步驟,處理實驗數據,分析實驗誤差,選修3-5變?yōu)楸乜己笠⒁庹莆镇炞C動量定理的實驗.,,命題趨勢,物理

5、 專題十四 力學實驗,,考點全通關,,,,實驗1　研究勻變速直線運動,繼續(xù)學習,物理 專題十四 力學實驗,一、實驗目的1.練習正確使用打點計時器,學會利用打上點的紙帶研究物體的運動.2.掌握判斷物體是否做勻變速直

6、線運動的方法(Δx=aT2).3.測定勻變速直線運動的加速度.二、實驗原理1.打點計時器(1)作用:計時儀器,每隔0.02 s打一次點.,,,,(2)兩種打點計時器的比較.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,物理

7、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,(3)計時點和計數點計時點是打點計時器打在紙帶上的實際點,兩相鄰點間的時間間隔為0.02 s;計數點是人們根據需要按一定的個數選擇的點,兩個相鄰計數點間的時間間隔由選擇的個數而定,如每5個點取一個計數點和每隔4個點取一個計數點,時間

8、間隔都是0.1 s.(4)紙帶上的點的意義①表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置.②通過研究紙帶上各點之間的距離,可以判斷物體的運動情況.③可以利用紙帶上打出的點來確定計數點間的時間間隔.2.勻變速直線運動的判斷連續(xù)相等時間內的位移之差為恒量,即Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…=恒量(不為零),則物體做勻變速直線運動,且Δx=aT2.,,,,物理

9、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,三、實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端固定有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、電源、復寫紙.四、實驗步驟1.把固定有定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上沒有滑輪的一端,連接好電路.2.把一條細繩拴在小車上,細

10、繩跨過定滑輪,下邊掛上合適的鉤碼,把紙帶穿過打點計時器,并把它的一端固定在小車的后面.實驗裝置如圖所示,放手后,看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行.,,,,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,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

11、小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點.換上新紙帶重復實驗,至少重復三次.4.從幾條紙帶中選擇一條比較理想的,舍掉開頭比較密集的點,從便于測量的點開始確定計數點,為了計算方便和減小誤差,通常用連續(xù)打點五次的時間作為單位時間,即T=0.1 s.正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計數點間的距離,并填入設計好的表格中.5.利用某一段時間內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點的瞬時速度.6.增減所掛鉤碼數,重復實

12、驗兩次.,,,,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,五、數據處理1.目的通過紙帶求解運動的加速度和瞬時速度,確定物體的運動性質等.2.處理的方法(1)分析物體的運動性質——測量相鄰計數點間的距離,計算相鄰計數點距離之差,看其是否為常數,從而

13、確定物體的運動性質.(2)由紙帶求加速度,,,,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,①用“逐差法”求加速度根據x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計數點間的時間間隔)求出a1= 𝑥 4 ? 𝑥

14、; 1 3 𝑇 2 、a2= 𝑥 5 ? 𝑥 2 3 𝑇 2 、a3= 𝑥 6 ? 𝑥 3 3 𝑇 2 ,再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運動的加速度,即a= 𝑥 4 + 𝑥 5 + 𝑥 6 ? 𝑥 1 ? 𝑥 2 ? &#

15、119909; 3 9 𝑇 2 .②利用v-t圖像的斜率求加速度先根據vn= 𝑥 𝑛 + 𝑥 𝑛+1 2𝑇 求出多個時刻所對應的點的瞬時速度,然后畫出v-t圖像,圖線的斜率即為物體運動的加速度.,,,,物理

16、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,六、誤差分析1.電網頻率不穩(wěn)引起實驗系統(tǒng)誤差.2.測量數據不準及描點、連線作圖不準引起偶然誤差.七、注意事項1.平行:紙帶、細繩要和長木板平行.2.兩先兩后:實驗中應先接通電源,后讓小車運動;實驗完畢應先斷開電源,后取紙帶.3.防止碰撞:在到達長木板末端前應讓小車停止運動,防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞.,,,,物理

17、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,4.要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數點,一般在紙帶上每隔4個點取1個計數點,即“每5個點取1個計數點”,時間間隔為T=0.02×5 s=0.1 s.5.測距離時不要分段測量,讀數時要注意有效數字的要求,計算

18、a時要注意用逐差法,以減小誤差.6.減小誤差:小車的加速度宜適當大些,可以減小長度的測量誤差,加速度大小以能在約50 cm長的紙帶上清楚地取出6~7個計數點為宜.,,,,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,1.誤差(1)定義:測量值與真實值之間

19、的差異稱為誤差.誤差是不可避免的,只能減小.(2)分類:①從誤差來源分類,,,,物理 專題十四 力學實驗,返回目錄,②從分析數據看2.有效數字(1)有效數字的位數:從左側第一個不為零的數字起到最末一位數字止,共有幾位數字,就是幾

20、位有效數字. 　 最末一位非零數字后面的數字0是有意義的,不能隨意舍去.(2)不需要估讀的儀器:游標卡尺、機械秒表、電阻箱.,,,,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,實驗2　探究彈力和彈簧伸長的關系,一、實驗目的1.探究彈力

21、和彈簧伸長的定量關系.2.學會利用列表法、圖像法、函數法處理實驗數據.二、實驗原理 1.如圖所示,在彈簧下端懸掛鉤碼時彈簧會伸長,平衡時彈簧產生的彈力與所掛鉤碼的重力大小相等. 2.彈簧的長度可用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進行計算.這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關系了.,,,,物理

22、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,三、實驗器材彈簧、毫米刻度尺、鐵架臺、鉤碼若干、坐標紙四、實驗步驟1.將彈簧的一端掛在鐵架臺上,讓其自然下垂,用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時的長度l0,即原長. 2.如圖所示,在彈簧下端掛質量為m1的鉤碼,量出此時彈簧的長度l1,記錄m1和l1,填入自己設計的表格中.,,,,物理

23、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,3.改變所掛鉤碼的質量,量出對應的彈簧長度,記錄m2、m3、m4、m5和相應的彈簧長度l2、l3、l4、l5,并得出每次彈簧的伸長量x1、x2、x3、x4、x5.,,,,五、數據處理1.以彈力F(大小等于所掛鉤碼的重力)為縱坐標,以

24、彈簧的伸長量x為橫坐標,用描點法作圖.連接各點,得出彈力F隨彈簧伸長量x變化的圖線.2.以彈簧的伸長量為自變量,寫出曲線所代表的函數.首先嘗試一次函數,如果不行則考慮二次函數.3.得出彈力和彈簧伸長量之間的定量關系,解釋函數表達式中常數的物理意義.六、誤差分析1.本實驗的誤差來源之一是對彈簧的拉力大小不穩(wěn)定.因此,使彈簧的懸掛端固定,另一端通過懸掛鉤碼來充當對彈簧的拉力,可以提高實驗的精確度.2.彈簧長度的測量誤差是本實驗的主

25、要誤差來源.所以,測量時應盡量精確地測量彈簧的長度.3.描點、作圖不準確也會造成一定的實驗誤差.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,七、注意事項1.每次增減鉤碼測量有關長度時,均需保證彈簧及鉤碼處于靜止狀態(tài),否則,彈簧彈力可能與鉤碼重力

26、不相等.2.在彈簧下端增加鉤碼時,注意不要超過彈簧的彈性限度.3.測量有關長度時,應區(qū)別彈簧原長l0、實際長度l及伸長量x三者之間的不同,明確三者之間的關系.4.建立平面直角坐標系時,兩坐標軸上單位長度所代表的量值要適當,不可過大,也不可過小.5.描線的原則是,使盡可能多的點落在所描繪的圖線上,不在圖線上的點盡量均勻分布在圖線的兩側,描出的圖線應是平滑的曲線.,物理

27、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,物理 專題十四 力學實驗,返回目錄,八、實驗創(chuàng)新1.創(chuàng)新圖示 2.創(chuàng)新

28、方法(1)彈力的獲得:彈簧豎直懸掛(如圖甲),重物的重力作為彈簧的拉力,受到彈簧自重的影響.彈簧水平使用(如圖乙),重物的重力作為彈簧的拉力,消除了彈簧自重的影響.(2)圖像的獲得:由坐標紙作圖得F-x圖像,傳感器和計算機輸入數據直接得F-x圖像.,,,,一、實驗目的1.驗證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定則.2.學會用作圖法處理實驗數據和得出實驗結論.二、實驗原理一個力F'的作用效果和兩個力F1、F2的作用

29、效果都可以使同一根一端固定的橡皮條伸長到同一點,所以F'為F1和F2的合力,作出F'的圖示,再根據平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示,比較F、F'在實驗誤差允許的范圍內是否大小相等、方向相同.若是,則說明互成角度的兩個力合成時遵循平行四邊形定則.三、實驗器材方木板,白紙,彈簧測力計(兩個),橡皮條,細繩套(兩個),三角板,刻度尺,圖釘(若干個),細芯鉛筆.,物理

30、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,實驗3　驗證力的平行四邊形定則,,,,四、實驗步驟1.用圖釘把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A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套.3.用兩個彈簧測力計分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條與繩的結點伸長到某一位

31、置O,如圖所示,記錄兩彈簧測力計的讀數,用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向.4.只用一個彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結點拉到同樣的位置O,記下彈簧測力計的讀數和細繩套的方向.5.改變兩彈簧測力計拉力的大小和方向,再做兩次實驗.,物理 專

32、題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,五、數據處理1.用鉛筆和刻度尺從O點沿兩細繩套方向畫直線,按選定的標度作出這兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形,過O點畫平行四邊形的對角線,此對角線即為合力F的圖示.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個彈簧測力計時的拉力F'的圖示.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1.讀

33、數誤差減小讀數誤差的方法:選擇相同的彈簧測力計并調整好零刻度;在允許的情況下,彈簧測力計的示數應盡量大一些,讀數時眼睛一定要正視,要按有效數字正確讀數和記錄.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,2.作圖誤差減小作圖誤差的方法:作圖時要畫

34、準結點的位置和兩個測力計的方向.兩個分力F1、F2間的夾角越大,用平行四邊形定則作出的合力F的誤差ΔF就越大,所以實驗時不要把F1、F2間的夾角取得太大;作圖比例要恰當.七、注意事項1.在同一次實驗中,使橡皮條拉長時,結點位置一定要相同.2.用兩個彈簧測力計鉤住繩套互成角度地拉橡皮條時,夾角不宜太大也不宜太小,在60°~90°為宜.3.讀數時應注意使彈簧測力計與木板平行,并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條直

35、線上,避免彈簧測力計的外殼和彈簧測力計的限位孔之間有摩擦.讀數時眼睛要正視彈簧測力計的刻度,在合力不超過量程及橡皮條彈性限度的前提下,拉力的數值應盡量大些.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,4.細繩套應適當長一些,以便于確定力的方向.不要

36、直接沿細繩套的方向畫直線,應在細繩套末端用鉛筆畫一個點,去掉細繩套后,再將所標點與O點連接,即可確定力的方向.5.在同一次實驗中,畫力的圖示時所選定的標度要相同,并且要恰當選取標度,使所作力的圖示稍大一些. 　 彈簧測力計的使用方法:①將兩個彈簧測力計調零后,互勾并水平對拉,若兩個彈簧測力計在對拉的過程中,讀數相同,則可選用,若讀數不同,應另換,直到相同為止.②彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用.③使用前要檢

37、查指針是否指在零刻度線,否則應校正零位.④讀數時應正對、平視刻度.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,物理

38、 專題十四 力學實驗,返回目錄,八、實驗創(chuàng)新1.創(chuàng)新圖示 2.創(chuàng)新方法(1)分力的獲得:彈簧測力計的拉力、鉤碼的重力.(2)合力的獲得:彈簧測力計的拉力、重物的重力、鉤碼的重力.,,,,一、實驗目的1.學會用控制變量法研究物理規(guī)律.2.探究加速度與力、質量的關系.3.掌握利用圖像處理數據的方法.二、實驗原理探究加速度a與力F及質量m的關系時,應用的基本方

39、法是控制變量法,即先控制一個參量——小車的質量m不變,討論加速度a與力F的關系,再控制小盤和砝碼的總質量不變,即力F不變,改變小車的質量m,討論加速度a與m的關系.三、實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、夾子、細繩、低壓交流電源、導線、天平、刻度尺、砝碼.,物理

40、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,實驗4　驗證牛頓運動定律,,,,四、實驗步驟1.用天平測出小車的質量m和盛有砝碼的小盤的質量m'.2.安裝實驗器材(如圖所示).3.通過調節(jié)長木板的傾斜程度以平衡摩擦力.4.系有小盤的細繩繞過滑輪系在小車上,先接通電源,后放開小車,打點結束立即斷開電源,取下紙帶并編號.5.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

41、4.6.在每條紙帶上選取一段比較理想的部分,測算加速度a.7.作a-F圖像,若所作圖像為一條直線,即可證明加速度與力成正比.8.保持砝碼和小盤的總質量m'不變,改變小車質量m,重復步驟4和6,作a- 1 𝑚 圖像,若圖像為一條直線,則證明加速度與質量成反比.　 驗證牛頓運動定律的實驗方案有多種,但基本方法是相同的,即應用控制變量法.,物理

42、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,五、實驗數據的處理方法——圖像法、化曲為直的方法1.探究加速度與力的關系以加速度a為縱軸、F為橫軸,先根據測量的數據描點,然后作出圖像,看圖像是否是通過原點的直線,就能判斷a與F是否成正比.2.探究加速度與質量的關系 以a為縱軸、m為橫軸,根據各組數據在

43、坐標系中描點,將會得到如圖甲所示的一條曲線.由圖線只能看出m增大時a減小,但不易得出a與m的具體關系.若以a為縱軸、1/m為橫軸,將會得到如圖乙所示的一條過原點的傾斜直線,據此可判斷a與m成反比.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,通關秘籍

44、 利用圖像處理數據是物理實驗中常用的重要方法.在實驗中如果發(fā)現一個量x與另一個量y成反比,那么,x就應與 1 𝑦 成正比.因為在處理數據時,判斷正比例函數圖像比判斷一條曲線是否為反比例函數圖像要簡單和直觀得多,所以可以將反比例函數的曲線轉化為正比例函數的直線進行處理.六、誤差分析1.因實驗原理不完善引起的誤差:本實驗用小盤和砝碼的總重力m'g代替小車的拉力,而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力.

45、2.摩擦力平衡不準確、質量測量不準確、計數點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,七、注意事項1.平衡摩擦力:一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是調整出一個合適的斜面,使小車的重力沿著

46、斜面方向的分力正好平衡小車所受的摩擦阻力.在平衡摩擦力時,不要把懸掛小盤的細繩系在小車上,即不要給小車加任何牽引力,并要讓小車拖著打點的紙帶運動.2.不需要重復平衡摩擦力:整個實驗中平衡了摩擦力后,不管以后是改變小盤和砝碼的總質量還是改變小車的質量,都不需要重新平衡摩擦力.3.實驗條件: 每條紙帶必須在滿足小車的質量遠大于小盤和砝碼的總質量的條件下打出,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.“一先一后”:改變拉力

47、和小車質量后,每次開始時小車應盡量靠近打點計時器,并應先接通電源,再釋放小車.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,物理

48、 專題十四 力學實驗,返回目錄,八、實驗改進由于細繩對小車的拉力并不完全等于砝碼和小盤的總重力,所以實驗中存在系統(tǒng)誤差.在探究質量一定,加速度與力的關系時,可以研究“砝碼和小盤”與“小車和砝碼”組成的系統(tǒng),實驗操作時還可將小盤中的一部分砝碼移至小車上,這樣就達到了系統(tǒng)的總質量一定而改變拉力的目的;在探究力一定,加速度與質量的關系時,同樣選系統(tǒng)為研究對象,小車所受拉力

49、的大小等于砝碼和小盤的總重力,系統(tǒng)的質量是小車、所有砝碼和小盤的質量,畫相應的a- 1 𝑀+𝑚 圖像,這樣改進可使原實驗消除因實驗原理不完善而帶來的系統(tǒng)誤差.,,,,一、實驗目的1.探究外力對物體做功與物體速度變化的關系.2.通過實驗數據分析,總結出做功與物體速度平方的正比關系.二、實驗原理 探究功與物體動能變化的關系,可通過改變力對物體做的功,測出力對物體做的功不同時物體的速度.為簡化實

50、驗可將物體的初速度設置為零,可用如圖所示的裝置進行實驗,通過增加橡皮筋的條數使橡皮筋對小車做的功成倍增加,再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度,實驗進行若干次,就得到若干組功和速度的數據.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,實驗5　

51、探究動能定理,,,,三、實驗器材長木板(在兩側適當的對稱位置釘兩個釘子)、小車(前面帶小鉤)、橡皮筋(若干條,彈性好,等長度)、100~200 g砝碼、打點計時器及紙帶、學生電源(使用電火花計時器時不用學生電源)及導線、刻度尺.四、實驗步驟1.按實驗裝置圖將實驗儀器安裝好,同時平衡摩擦力.2.先用一條橡皮筋進行實驗.根據打點計時器打出的紙帶測出小車獲得的速度v1,設此時橡皮筋對小車做的功為W1,將這一組數據記入表格中.3.換新

52、紙帶,用兩條橡皮筋做實驗,實驗中橡皮筋拉伸的長度與第1次相同,這時橡皮筋對小車做的功為W2,測出小車獲得的速度v2,將數據記入表格中.4.用三條、四條……同樣的橡皮筋進行第3次、第4次……實驗,每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都相同,用同樣的方法測出功和速度,記入表格中.,物理

53、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,五、數據處理先對測量數據進行估計,或者作出W-v草圖,大致判斷兩個量可能是什么關系.如果假設為W∝v2,則可以對每一個速度值算出它的二次方,然后以W為縱軸、v2為橫軸作圖,如果作出來的圖像是一條直線,則說明W∝v2成立.六、誤差分析1.誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不同,使橡皮筋的拉力做的功W與橡皮筋的條數不成正比.2.沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也

54、會造成誤差.3.利用紙帶上的點計算小車的速度時,測量不準確帶來誤差.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,物理

55、 專題十四 力學實驗,返回目錄,七、注意事項1.平衡摩擦力很關鍵,將木板一端墊高,使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡.2.測小車速度時,應選紙帶上點跡均勻的部分,也就是選小車做勻速運動時打在紙帶上的點.3.橡皮筋應選規(guī)格一樣的.力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可,不必計算出具體數值.,,,,一、實驗目的驗證機械能守恒定律.二、實驗原理如圖所示

56、,質量為m的重物從O點自由下落,以地面作為零重力勢能面,如果忽略空氣阻力,下落過程中在任意兩點A和B處重物的機械能守恒,即 1 2 m 𝑣 𝐴 2 +mghA= 1 2 m 𝑣 𝐵 2 +mghB該式亦可寫成 1 2 m 𝑣 𝐵 2 - 1 2 m 𝑣 𝐴 2 =mghA-mghB.,物理

57、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,實驗6　驗證機械能守恒定律,,,,等式說明,重物重力勢能的減少量等于動能的增加量.為了方便,可以直接從開始下落的O點至任意一點(如圖中A點)來進行研究,這時應有 1 2 m 𝑣 𝐴 2 =mgh,該

58、式即為本實驗要驗證的表達式,式中h是重物從O點下落至A點的高度,vA是重物在A點的瞬時速度.三、實驗器材打點計時器,低壓交流電源,帶有鐵夾的鐵架臺,紙帶,復寫紙,帶夾子的重物,刻度尺,導線.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,四、實驗

59、步驟1.安裝置:按裝置圖安裝器材,沿豎直方向將打點計時器固定在鐵架臺上,接好電路.2.打紙帶:將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.用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點計時器的地方.先接通電源,后松開紙帶,讓重物帶著紙帶自由下落.更換紙帶重復做3~5次實驗.3.選紙帶(分兩種情況說明)(1)用 1 2 m 𝑣 𝑛 2 =mghn驗證時,應選點跡清晰,且1、2兩點間距離略小

60、于或接近2 mm的紙帶.(2)用 1 2 m 𝑣 𝐵 2 - 1 2 m 𝑣 𝐴 2 =mgΔh驗證時,由于重力勢能具有相對性,選擇紙帶時應選適當的點為基準點,只要后面的點跡清晰就可選用.,物理

61、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,五、數據處理方法一:利用起始點和第n點進行計算.將實驗數據代入mghn和 1 2 m 𝑣 𝑛 2 ,在實驗誤差允許的條件下,若mghn和 1 2 m 𝑣 𝑛 2 相等,則驗證了機械能守恒定律.方法二:任取兩點進行計算.(1)任取兩點A、B,測出hAB,算出mghAB.(2)算出 1 2 m 𝑣 &#

62、119861; 2 - 1 2 m 𝑣 𝐴 2 的值.(3)在實驗誤差允許的條件下,若mghAB= 1 2 m 𝑣 𝐵 2 - 1 2 m 𝑣 𝐴 2 ,則驗證了機械能守恒定律.,物理

63、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,方法三:圖像法.從紙帶上選取多個點,測量從第一點到其余各點的下落高度h,并計算各點速度的平方v2,然后以 1 2 v2為縱軸,以h為橫軸,根據實驗數據作出 1 2 v2-h圖線.若在誤差允許的范圍內圖線是一條過原點且斜率為g的直線,則驗證了機械能守恒定律.六、誤差分析1.本實驗中,由于重物和紙帶在下落過程中要克服各種阻力(如空氣阻力、打點計時器阻力)做功,故動

64、能的增加量ΔEk稍小于重力勢能的減少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp,這屬于系統(tǒng)誤差.改進的辦法是調整器材的安裝,盡可能地減小阻力.,物理 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,2.本實驗的另一個誤差來源于長度的測量,屬于偶然誤差.減小誤差的辦法

65、是測下落距離時都從O點測起,一次將各打點對應的下落高度測量完,或者多次測量取平均值以減小誤差.七、注意事項1.打點計時器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺上,打點計時器平面與紙帶限位孔要調整在豎直方向,以減小摩擦阻力.2.應選用質量和密度較大的重物,增大重力可使阻力的影響相對減小,增大密度可以減小體積,使空氣阻力減小.3.實驗中,需保持提紙帶的手不動,且保證紙帶豎直,先接通電源,待打點計時器穩(wěn)定工作后,再松開紙帶.,物理

66、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,,,,物理 專題十四 力學實驗,返回目錄,4.

67、測下落高度時,要從第一個打點測起,并且各點對應的下落高度要一次測量完.5.速度不能用vn=gtn或vn= 2𝑔 ? 𝑛 計算,因為只要認為加速度為g,機械能當然守恒,即相當于用機械能守恒定律驗證機械能守恒定律,況且用vn=gtn計算出的速度比實際值大,會得出機械能增加的結論,實際上由于摩擦阻力的影響,機械能應減小,故速度應通過紙帶上的數據計算得到.同樣道理,重物下落的高度h,也只能用刻度尺直接測量,

68、而不能用hn= 1 2 g 𝑡 𝑛 2 或hn= 𝑣 𝑛 2 2𝑔 計算得到.,,,,一、實驗原理在一維碰撞中,測出物體的質量m1和m2,碰撞前后物體的速度v、v',找出碰撞前的動量p=m1v1+m2v2及碰撞后的動量 p'=m1v1'+m2 v2',看碰撞前后動量是否守恒.二、實驗器材方案一:氣墊導軌、光電計時器、

69、天平、滑塊(兩個)、重物、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥.方案二:帶細繩的擺球(相同的兩套)、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布.方案三:光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車(兩個)、天平、撞針、橡皮泥.方案四:斜槽、大小相等質量不同的小球兩個、重垂線一條、白紙、復寫紙、天平、刻度尺、圓規(guī)、三角板.,物理

70、 專題十四 力學實驗,繼續(xù)學習,實驗7　驗證動量守恒定律,,,,三、實驗步驟1.方案一:利用氣墊導軌驗證一維碰撞中的動量守恒(1)測質量:用天平測出滑塊的質量.(2)安裝:正確安裝好氣墊導軌.(3)實驗:接通電源,利用配套的光電計時裝置測出兩滑塊各種情況下碰撞前后的速度(①改變滑塊的質量;②改變滑塊的初速度大小).(4)驗證:一維碰撞中的動量守恒.2