天津市高中学业水平考试物理考点分析
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天津市高中学业水平考试物理考点
第一部分 运动学部分
★1. 参考系:为了研究物体的运动而假定为静止的物体,叫做参考系。
★2. 质点:若物体的形状、大小在所研究问题中可忽略不计,物体可看作质点。
注意,不能只以物体的形状、大小作为判断质点的依据。
★3. 时间和时刻
时刻,在时间轴上对应于时间点;时间(时间间隔),在时间轴上对应时间段。
★★4. 平均速度和瞬时速度 ①平均速度:t
x v =,描述物体在某段位移或某段时间内的运动的平均快慢。
②瞬时速度:描述物体在某一时刻或通过某一位置时的运动的快慢程度。
★★★★★5.路程和位移:
①路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
②位移是描述物体的位置变化的物理量,用由初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量。
★★★6. 加速度的理解,加速度与速度的关系 ①定义:t
v v t v a 0-=∆∆=,是描述速度变化快慢的物理量,等于单位时间内物体速度变化量的大小。
②物体速度变化越快,加速度越大。
③加速度为零,速度不一定为零;加速度很大,速度不一定很大。
两者间没有确定关系。
★★★★★7.v-t图象:
解决图象问题有“三看”:
①“一看”横纵坐标:在v-t图象中,速度随时间变化,即纵轴代表速度。
速度的“正、负”表示质点运动的方向。
②“二看”斜率:在v-t图象中斜率a t
v k =∆∆=,斜率反映物体的加速度。
图线越“陡”,表明加速度越大。
斜率的“正、负”表示加速度的方向。
③“三看”面积:在t v -图象中,图象与时间轴围成的面积反映物体的位移情况。
★★★8. 匀变速直线运动:
①有匀加速和匀减速直线运动,其特征为加速度a 恒定。
②基本公式:at v v +=0,2021at t v x +
=,ax v v 2202=-,20v v v += ③若初速度00=v :at v =,221at x =,ax v 22=,2
v v = ④公式中,若物体做匀减速直线运动,加速度a 与速度方向相反,代入负值运算。
★★★9. 自由落体运动:
①物体只在重力作用下,由静止开始下落的运动,叫自由落体运动。
任何物体自由落体运动的快慢是相同的,与物体质量无关。
加速度为g ,成为自由落体加速度。
在赤道附近最小,两极最大。
②位移公式:22
1gt h =,速度公式gt v =,不含时间公式gh v 22=。
第二部分 动力学部分
★10. 胡克定律:弹簧弹力kx F =,k 为弹簧劲度系数单位N/m ,x 为弹簧伸长量或压缩量。
★★★★11. 摩擦力:
①摩擦力产生条件:两物体直接接触、物体间存在压力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。
②摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。
③滑动摩擦力:方法:N F f μ=,也可通过平衡条件或牛顿第二定律求解。
④静摩擦力:方法:通过平衡条件或牛顿第二定律求解。
⑤最大静摩擦力:大小等于在水平面上,能推动物体所需要施加的最小的推力,即我们在水平面上推物体,只有当推力大于物体所受最大静摩擦力时,物体才会滑动。
最大静摩擦力的数值稍大于滑动摩擦力。
⑥注意摩擦力可以是阻力也可以是动力。
可以与物体运动方向相同,也可以与物体运动方向相反。
★★★12. 牛顿第一定律的理解
★★★★13. 惯性
1)惯性是物体保持原有运动状态(静止或匀速直线运动状态)的性质。
2)惯性是物体的固有属性,任何物体在任何状态下都具有惯性。
3)质量m 是惯性大小的唯一量度,只要物体质量不变,惯性大小即不变。
★★★★★14. 牛顿第二定律:
①表达式:ma F =合,合力方向与物体的加速度方向相同。
★★★★★15. 牛顿第三定律:
①一对作用力和反作用力发生在两个物体之间,分别作用在两个物体上,不存在合力问题。
若将A对B的力称为作用力,则B对A的力称为反作用力。
一对作用力和反作用力等大、反向、共线;同时产生,同时变化,同时消失;它们一定是同种性质的力;。
②一对平衡力是作用于同一物体上的两个力,等大反向,可互相抵消,未必是同种性质的力。
★★★★★16. 超重和失重
①物体处于超重和失重状态时,其重力并未增加或减少。
②超重时物体的加速度(合力)向上,此时物体对水平面的压力或对悬线的拉力大于物体所受重力,对应的运动状态有加速上升或减速下降。
③失重时物体的加速度(合力)向下,此时物体对水平面的压力或对悬线的拉力小于物体所受重力,对应的运动状态有加速下降或减速上升。
第三部分 功和能
★★★★17. 功的定义式计算
αcos Fx W =,其中α为力与位移的夹角。
当
90=α时,即F与位移垂直,力对物体不做功。
当 900<≤α时,W>0,即力对物体做正功,反映该力对物体起了动力作用。
当 0=α时,Fx W =。
当
18090≤<α时,W<0,即力对物体做负功,反映该力对物体起了阻力作用。
当 180=α时,Fx W -=。
★★★★★18. 机械能:
①机械能是系统所具有动能、重力势能和弹性势能的总和。
②动能:22
1mv E k =,最小为零,无负值。
③重力势能:mgh E p ±=,h是物体距离参考平面(零势能面)的高度,选择不同的参考平面,同一物体具有的重力势能是不同的。
当物体在参考平面以下时,物体具有的重力势能为负值,负号表示重力势能的大小。
★★★★★19. 重力做功与重力势能变化量的关系
①重力做功:h mg W ∆±=,其中h ∆指物体上升或下落的高度,由物体的初、末位置决定,物体上升时重力做负功,物体下落时重力做正功。
②重力做(正)功等于物体重力势能的减少量;若重力做负功,物体的重力势能增加。
★★★★★20. 动能定理和机械能守恒定律
① 动能定理:12k k E E W -=总,即21223212
121mv mv W W W -=
⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++ 含义:合力做功(总功)等于物体动能的增加量。
② 机械能守恒定律:21E E = ,即2211P K P K E E E E +=+
含义:初位置的机械能与末位置的机械能相等。
★★★★★21. 功率 单位:瓦特(W ) ①平均功率:t
W P =
②瞬时功率:αcos Fv P =,其中α为力与速度的夹角。
当受力方向与物体的运动方向相同时( 0=α),瞬时功率Fv P =。
③对于火车、飞机、汽车等有发动机的机车:Fv P =,式中F 为机车的牵引力,与v 同向。
汽车爬坡时,可以通过换挡减小速度的方法来提高牵引力。
★★★★22. 能量守恒定律和能源
①自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律,能量不会被创造或消灭。
②凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的,例如“永动机”是不可能制成的。
③在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上却降低了,从便于利用变成不便于利用的了。
这是能源危机更深层次的含义,也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因。
同时也表明了,能量虽然是守恒的,但能量的转化过程在宏观上具有方向性。
第四部分 曲线运动
★★23. 曲线运动的特点:
方向:做曲线运动的物体,经过曲线上任一点时速度沿该点的切线方向。
力学条件:物体所受合力(加速度)方向与物体速度方向不在同一直线上。
运动轨迹:轨迹夹在合力和速度之间,向力的一侧弯曲
★★★24. 运动的合成与分解(包括位移x 、速度v 、加速度a 等运动学量的合成与分解) ①如平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动,合运动与分运动时间相等。
②直角三角函数:斜边对边=
αsin ,斜边临边=αcos ,临边对边=αtan
★★★25. 平抛运动:
①只受重力作用,加速度为g ,为匀变速曲线运动。
②基本方法:运动的分解分解,水平方向为匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动。
③基本公式:22
1gt h =,t v x 0=,gt v y =,220y v v v += ★★★26. 匀速圆周运动基本公式:
①线速度v 与角速度ω的关系:R v ω=
②圆周运动的周期:v
R T πωπ
22== ③向心加速度:R m R
v m a n 22
ω== ★★★27. 圆周运动:拱桥等
基本方法:受力分析,指向圆心的合力提供向心力n n ma r m r
v m F F ====22
ω合 向心力是指向圆心的合力所产生的作用效果,在受力分析中不应出现。
★★★★28. 万有引力定律
①表达式:221r
m m G F =,其中G 为引力常量,单位22/kg Nm ,r 为两质点间的距离。
②该定律适用于质点间的相互作用。
③任何两个物体间均有引力存在。
★★★★★29. 人造地球卫星
①卫星的环绕速度:r v m r mM G 22=,r
GM v =,当R r =(地球半径)时,v 称为第一宇宙速度;中心天体的质量G
r v M 2=
②卫星运动的角速度:r m r mM G 22ω=,3r
GM =ω;中心天体的质量G r M 32ω= ③卫星运动的向心加速度:n ma r mM G =2,2r GM a n =;G
r a M n 2= ④卫星运动的周期:r T m r mM G 22)2(π=,GM
r T 3
24π=;中心天体的质量2324GT r M π= ⑤规律:轨道半径越大,速度(v 、ω、n a )越大,周期(T )越小。
(越远越慢) ★30. 宇宙速度
第一宇宙速度(环绕速度):卫星环绕地球表面做匀速圆周运动的速度,s km v /9.71=。
第二宇宙速度(脱离速度):卫星脱离地球引力范围所需要的最小发射速度,s km v /2.112=。
第三宇宙速度(逃逸速度):卫星脱离太阳引力范围所需要的最小发射速度,s km v /7.163=。
第五部分 电学部分
★★★★★31. 电场强度:矢量 ①定义式:q
F E =,(F为电荷所受静电力,q为放入电场中的检验电荷)。
②对定义式的理解:在电场中某点,电场中放入的检验电荷电荷量q越大,电荷所受静电力越大,而场强E保持不变。
q 增大时,F 增大,而场强E 不变;即场强E 不随q 、F 变化。
③场强方向的规定:与正检验电荷所受静电力方向相同,与负检验电荷所受静电力方向相反。
④电场线:孤立正点电荷的电场线分布(发散);孤立负点电荷的电场线分布(会聚)。
⑤电场线的疏密程度反映场强大小,电场线上某点的切线方向为该点场强方向; ⑥沿电场线方向,电势逐渐降低。
★★★★32. 库仑定律:221r
q q k F =,21q q 为两点电荷的电荷量,r 为两点电荷间的距离。
★★★★★33. 安培力(磁场对通电导线的作用力)
①安培力的大小:当B I ⊥放置时,F=BIL 。
②安培力方向由左手定则判定:伸开左手,使四指与拇指垂直且共面;让磁感线垂直穿过手心;四指指向电流方向;拇指指向安培力的方向。
★★★★★34. 洛伦兹力方向的判断——左手定则
①伸开左手,使四指与拇指垂直且共面;②让磁感线垂直穿过手心;③四指指向正电荷的运动方向(负电荷运动的反方向);④拇指指向洛伦兹力的方向。
第六部分 物理学史
★★★★★35. 物理学史
1、伽利略和伽利略理想斜面实验。
伽利略的这种把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的理想实验,是科学研究中的一种重要方法。
伽利略开创了运用逻辑推理和实验研究相结合的科学方法。
2、牛顿:奠定了经典力学的基础,提出牛顿三个运动定律,发现万有引力定律。
3、胡克:提出胡克定律。
4、开普勒:提出行星运动三大定律。
5、奥斯特:发现电流的磁效应。
6、卡文迪许:利用扭秤装置测出万有引力常量G 。
7、库仑:发现电荷间相互作用的规律,即库仑定律。
8、爱因斯坦:建立了狭义相对论。
9、开普勒:提出了行星运动三大定律。
10、经典力学与相对论
①经典力学的局限性:适用于低速、宏观、弱引力世界,不适用高速、微观、强引力世界。
②高速:指接近真空中的光速。
★★36. 矢量和标量
①矢量:有大小、有方向,运算时遵循平行四边形定则的物理量称为矢量,如力、加速度、速度、位移、磁感应强度、电场强度等。
它们的正负号表示的是方向。
②标量:只有大小。
如动能、重力势能、路程、时间、电流等。
★★★37. 力学单位制
①力学三个基本物理量:质量、长度、时间。
②对应的国际单位制中的基本单位:kg 、m 、s 。
③对应的测量器材为:天平、刻度尺、秒表。
第七部分 综合计算
★★★★★38. 平衡问题的解法:(包括静止状态和匀速直线运动状态)
二力平衡:二力等大方向合力为零。
三力平衡:合成法。
(合成F 1和F 2,其合力F 必与第三个力F 3等大反向)
四力以上力的平衡:正交分解法。
(建立直角坐标系,将不在轴上的力分解到坐标轴上) ★★★★★39. 动力学计算题:水平面、斜面、竖直方向
方法:受力分析⇔ma F =合⇔a ⇔运动学量(at v v +=0、202
1at t v x +
=、ax v v 2202=-) ★★★★★40. 圆周运动(临界)、平抛运动综合计算题。
①动能定理:12k k E E W -=总,即21223212
121mv mv W W W -=
⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++ ②圆周运动基本方法: 进行受力分析,指向圆心的合力提供向心力r
v m F F n 2
==合 ③竖直面内,恰好通过最高点的临界条件:R
v m mg 2
= 第八部分 物理实验
★41. 实验:“研究匀变速直线运动”
一、实验目的
1.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法
2.会利用纸带测定匀变速直线运动的速度和加速度
二、实验装置与器材
打点计时器:
1.作用:计时仪器,每隔 0.02 s 打一次点,即相邻两点间的时间间隔T=0.02s 。
2.工作条件
(1)电磁打点计时器:6 V 以下 交流 电源.
(2)电火花计时器: 220 V 交流 电源.
3.纸带上点的意义
(1)表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置;
(2)通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况.
三、实验原理
1.判断物体运动情况
(1)如果S 1=S 2=S 3=……,则物体做 匀速直线 运动.
(2)如果S ∆=S 2-S 1=S 3-S 2=S 4-S 3=k =2aT (常数),则物体做 匀变速直线 运动.
2.用“平均速度法”求瞬时速度:
做匀变速直线运动的物体,在某段时间的中间时刻的瞬时速度v 等于物体在这段时间内
T
s s v v 254354+==,如图所示:
.
3.加速度求解:
做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内位移之差为定值,设加速度为a ,连续相等时间为T ,位移之差为△S (⋅⋅⋅=-=-=∆2312S S S S S ),则△S=aT 2.
(1)若△S= S 2-S 1=S 3-S 2=S 4-S 3=….严格相等,则可用2aT S =∆求解加速度: 即2
T s a ∆=(s ∆为相邻的位移差,T 为一段位移对应的时间) (2)若△S= S 2-S 1=S 3-S 2=S 4-S 3=….不严格相等,则可用逐差法求解加速度: 即21413T S S a -=,22523T S S a -=,23633T
S S a -=,然后取平均值,
即3
321a a a a ++=,这样使所给数据全部得到利用,以提高准确性。
或利用2
321654)3()()(T S S S S S S a ++-++=求解。
四、实验过程
把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面;把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路;把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码;先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完后关闭电源;多打几条纸带.
五、纸带处理
从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4…,测量各计数点到0点的距离d ,计算出相邻的计数点之间的距离S 1、S 2、S 3…,求出各计数点的速度v n ,由v n 数据作出v -t 图象.
六、注意事项
1.开始释放小车时,应使小车 靠近 打点计时器.
2.应该先 接通打点计时器 ,再 释放小车 ,当小车到达滑轮前及时用手按住.
3.先断开电源,再取下纸带.
4.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹 清晰 ,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T 等于多少.
5.不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与第0个计数点的距离,再逐个计算S 1、S 2、S 3…,读数时应估读到0.1 mm.。
6.尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是:(1)细绳尽可能与板面保持平行;(2)滑轮和车轮灵活;(3)长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致.
七、误差分析
1.小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定,这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度.
2.纸带运动时打点不稳定引起测量误差.
3.纸带上计数点间距离测量带来偶然误差(如距离较小时的测量误差).
4.计数点间距离测量应从所标出的0、1、2、3…中的0点开始,分别测出0~1、0~2、0~3…之间的距离,然后计算0~1、1~2、2~3…间的距离分别表示为S 1、S 2、S 3…,这样可以减小因测量带来的偶然误差.
5.小车运动中所受摩擦力变化产生误差.
★★★★42. 实验:“验证力的平行四边形定则”
一、实验目的
1.会使用弹簧测力计.
2.验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.
二、实验原理
1.等效法:使一个力F ′的作用效果和两个力F 1、F 2的作用效
果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以一个力F ′就
是这两个力F 1和F 2的合力,作出力F ′的图示,如图所示。
2.平行四边形法:根据平行四边形定则作出力F 1和F 2的合力
F的图示。
.
3.验证:比较F和F′的大小和方向是否相同,若在误差允许的范围内相同,则验证了力的平行四边形定则.
三、实验器材
方木板、白纸,弹簧测力计(两只),橡皮条,细绳套(两个),三角板,刻度尺,图钉四、实验步骤
1.在水平桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方木板上.
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的
另一端拴上两条细绳,细绳的另一端各系上细绳套.
3.用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮
条,将结点拉到某一位置O,如图所示.
4.用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,读出并记录
两个弹簧测力计的示数.
5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线,按一定的标度作出两个力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点的平行四边形的对角线即为合力F.
6.只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,读出并记录弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度用刻度尺从O点作出这个力F′的图示.
7.比较F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向,看它们在实验误差允许的范围内是否相等.
8.改变F1和F2的大小和方向,再做两次实验.
五、注意事项
1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,若两只弹簧测力计在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应调整或另换,直至相同为止.
2.在同一次实验中,两次拉橡皮条,应将橡皮条和绳的结点拉到相同位置O,使合力与分力具有相同的作用效果。
3.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜.
4.实验中要保持细绳、橡皮条、弹簧测力计均与木板平行,并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上,避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦。
5.用两个弹簧秤拉橡皮条时,两弹簧秤的示数不一定相同,两条细绳也不一定等长。
6.读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些.
7.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向,不要直接沿,细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向.
8.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.
六、误差分析
1.弹簧测力计本身的误差.
2.读数误差和作图误差.
3.两分力F1、F2间的夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF 也越大.
★★43. 实验:“探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系”
一、实验目的
探索弹力与弹簧伸长的定量关系,并学习其中的科学方法。
二、实验原理
弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。
这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力);弹簧的伸长可用直尺测出。
多测几组数据,用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。
三、实验器材
轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。
四、实验步骤
1.将铁架台放于桌面上,将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,
在靠近弹簧处将刻度尺固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是
否垂直。
2.记下弹簧的原长(自然长度)L 0.
3.在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止后,记下弹簧的的现长L
及弹力F ,算出伸长量0L L x -=,并改变钩码个数,多次测量。
数据记录表如下:
5.根据测量数据画出F-x 图像。
(以F 为纵轴,以x 为横轴)
6.探索结论:
①按照F-x 图中各点的分布与走向,尝试做出一条平滑的曲线(包括直线)。
所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同。
尝试写出曲线所代表的函数,首先尝试F-x 是否为一次函数,如果不行则考虑二次函数……
在实验误差范围内,应得出弹力的大小与弹簧的伸长量成正比,即F=kx ,其中k 为弹簧的劲度系数。
②也可作出L F -图象:由)(0L L k F -=,弹簧弹力F 与弹簧的长度L 成一次函数关系。
横轴截距代表弹簧原长0L ,斜率表示弹簧的劲度系数k 。
五、注意事项
1.强调实验的探索性,即实验前并不知道弹力和弹簧的伸长有什么关系。
2.实验中悬挂钩码时注意不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度。
3.要使用轻质弹簧,为了减小误差,要尽量多测几组数据。
4.根据F-x 图线,尝试做出一条平滑曲线时要注意:如果有一两个点远偏离绝大多数点所决定的曲线,就要考虑将这些点删除掉。
六、误差分析
1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差。
2.画图时描点及连线不准确也会带来误差。
★★★44. 实验:“探究加速度a 、力F 、质量m 的关系”
一、实验目的
1.通过实验研究加速度与力、加速度与质量的关系。
2.掌握实验数据处理的方法,能根据图像写出加速度与力、质量的关系式。
二、实验原理
1.如图所示装置,保持小车质量M 不变,改变小桶内砂的质量m ,从而改变细线对小车的牵
引力F (当m <<M 时,F=mg 近似成立),测出小
车的对应加速度a ,由多组a 、F 数据作出加速度和力的关系a-F 图线,探究加速度与外力的关系。
2.保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减
砝码,改变小车的质量M ,测出小车的对应加速度a ,由多组a 、M 数据作出加速度和质量倒数的关系M
a 1 图线,探究加速度与质量的关系。
三、实验器材
小车,砝码,小桶,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫块,电火花打点计时器,交流电源,纸带,托盘天平及砝码,刻度尺。
四、实验步骤
1.用调整好的天平测出小车和小桶的质量M 0,把数据记录下来。
2.按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。
3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块,反复移动垫块的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。
4.在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,记录砝码的质量M 1;用天平称量小桶和砂的总质量和m ,并记录下来。
把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号。
5.保持小车的质量不变,改变砂的质量(并用天平称量小桶和砂的总质量),按步骤4再做5次实验。
6.算出每条纸带对应的加速度的值。
7.用纵坐标表示加速度a ,横坐标表示作用力F ,即砂和桶的总重力mg ,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线,探究加速度与外力的关系。
8.保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,并做好记录,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度a ,横坐标表示小车和车内砝码总质量M (M = M 0+M 1)的倒数M
1,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线,探究加速度与质量的关系。
六、实验要注意事项:
1.为使小桶和砂的总重力在数值上尽可能接近小车所受合外力的大小,必须将木板倾斜适当的角度,同时满足小桶和砂的总质量m 远小于小车的质量M 。
2.将木板的一端垫高,使木板有恰当的倾斜度,进行平衡摩擦力,这时不要挂小桶,应连着纸带且通过打点记时器的限位孔,直至小车可以保持匀速直线运动。