力学实验与创新(力学创新实验)
力学创新实践学习体会
力学创新实践学习体会力学创新实践是一门需要动手实践的学科，通过实际操作和实验，来帮助学生深刻理解和掌握力学的基本原理和应用技巧。
在这门课程中，我不仅学到了很多关于力学方面的知识，而且锻炼了我的动手能力和解决问题的能力。
通过这次实践学习，我收获颇丰，下面我将从几个方面来分享我的学习体会。
首先，力学创新实践让我更好地理解了力学的基本概念和原理。
在课堂上，老师讲解了关于力和运动的基本概念，例如质点的受力分析、牛顿三定律等等。
然后我们通过实验来验证这些原理，例如用弹簧测量物体的质量、用摆锤测量自由落体过程中的加速度等等。
这些实验让我亲身体验到了力学的规律，并且让我更加深入地理解了这些原理的含义和应用。
其次，力学创新实践培养了我的动手能力和解决问题的能力。
在实验过程中，我需要亲自动手进行实验操作，例如安装实验仪器、调整实验参数等等。
这需要我具备一定的动手能力和操作技巧。
同时，在实验过程中，经常会出现一些实际问题，例如实验仪器的故障、实验数据的异常等等。
这时候，我需要运用所学的力学知识，分析问题的原因，并且采取相应的解决措施。
通过这样的实践，我不仅提高了我的动手能力，而且学会了独立思考、解决问题的能力。
第三，力学创新实践培养了我的团队合作和沟通能力。
在实践过程中，我通常需要和同组的同学一起完成实验任务。
我们需要协商分工，合理安排时间，并且相互协作完成实验步骤。
在合作过程中，我学会了倾听他人的意见，尊重他人的观点，并且能够公正地评估每个人的贡献。
同时，在实验过程中，我们也需要与老师和助教进行积极的沟通，及时向他们汇报实验进展和遇到的问题。
通过这样的合作和沟通，我不仅提高了我的团队合作能力，而且锻炼了我的沟通表达能力。
最后，力学创新实践培养了我的创新思维和实践能力。
在实验过程中，我们常常会遇到一些需要创造性解决的问题，例如如何减小实验误差、如何提高实验精度等等。
这时候，我们需要运用自己所学的力学知识，思考并尝试不同的解决方案。
材料力学创新实验教学的思考与探索
技术 ， 增强力学分析意识 ， 提高力学分析能力具有重要意义 。
１ 材 料 力学 实验 教 学 的现 状 与 问题
除部分条件较好的高校在综合实验上做 了一定尝试外 ， 还未
见 到真正意义上 的组合设计实验装置 。
２ 材 料 力 学 实验 教 学 改 革 的 出路
加强实践教学 ， 高创新 能力 ， 提 是高 校人才 培养模式 改
革的重点和难点。材料 力学 实验教 学是 涉及面较 大的理 工 科专业的重要基础实践教学环节 ， 强和改进这一教学环 节 加 对巩固力学概念 ， 加深理 论认识 ， 了解力学 检测方 法与检 测
诿， 实验教学处于被动应 付状态 ， 教学质量 得不 到保 障。 １４ 综合设 计性实 验项 目展。减少验 证性 、 示性 实 ． 演 验， 增加综合性 、 计性 实验 是实 验教 学 改革 的重 要方 向。 设 但 由于力学实验加载测试方面的特殊 性 ， 在综合 设计实验开
长期 以来 ， 材料力学实验是作为材料 力学 课程教学的组 成部分配置资源 ， 组织教学的。开设 的实验项 目主要有材料 拉伸 和压缩 ， 弹性模量测定 ， 材料扭转 与剪切模量测定 ， 曲 弯 正应力 ， 弯扭组合 ， 以及 冲击 、 劳、 弹演示 实验 等。学时 疲 光
一
首先要确立一种观念 ， 即加强实践 教学 ， 培养创新 能力 ， 既想和理 念。应该从那 种单 纯书院式 的课堂 教
要原因。
在独立设课的“ 学时 ” 问题 上争论 也没有多 大意义 。由于各
１２ 独立设课困难。实验教学示范 中心 建设的评估指 ． 标体系要求“ 实验 ” 独立设课 ， 许多高校也进行 了这 方面 的尝
基础力学创新实验教学改革的探索与实践
２ 创 新 实验 ． ５
冲击实验等 ， 通过演示实 验锻炼学生观 察实验现象 的能 力 ， 加深 对力学概念 的理解 。这一模块 中的实验大部 分在 理论力学课程
中， 在理论力学这门课中理论推导 比较多 ， 相对枯燥 ， 为调动学生 学习的积极性 ， 我们设计 了～些理论力学创新实验 。图 １ 运动 是 学部 分的机构传动演示设备 ， 本装置采用公用演示 板 ， 便于拆装 ，
现在每两年 由中国力学学 会与教育部联 合举行一次全 国周 培源大学生力学竞赛 ， 竞赛包含力学理论知识竞赛和力学实验竞 赛两部分 ， 中力学实验竞赛 的试题属于有 工程背景的创新性和 其 研究性实验 。因此 ， 我们可 以选择 １ 个 竞赛 的试题 ， ～２ 在学生中 开展实验竞赛 ， 让学生 自行考虑选题 ， 设计方 案 ， 书写研究报告。 研究 报告的内容包 括 ： 研究 的内容 、 需解决 的问题 和采用 的方法 ， 有关的理论计算 ， 试验方案 ， 实验 结果及讨 论分析 ， 结论等。通 过
模式 ， 独立设置基础力学实验 课程 ， 学时为一周 ， 也符合 实验教 这 学示范 中心建设评估 指标体系 中“ 实验 ” 独立设课 的要求 。其 次 针对 不 同 的专 业 对 力 学 知 识 的不 同要 求 ， 们 构 筑 具 有 特 色 的 实 我 验教学改革方案 ， 实验 内容划分 为基本实验 、 将 演示实验 、 虚拟实 验 、 合实验 、 综 创新实验五个模块 ， 每一个模块均有若干实验项 目
左右移动 的千斤顶下 面各装一个传感器 ， 斤顶和传感器 的最高 千 承载力均为 １ ， 接控 制器 ， 吨 外 显示各个传感器的压力值。
材料力学教学创新实践(3篇)
第1篇一、引言材料力学作为一门重要的基础课程，在工程教育和科学研究领域具有广泛的应用。
然而，传统的材料力学教学模式往往以教师讲授为主，学生被动接受知识，导致学生缺乏主动性和创造性。
为了提高教学效果，培养具有创新精神和实践能力的人才，本文提出了一种材料力学教学创新实践方法。
二、教学创新实践方法1. 项目驱动教学项目驱动教学是一种以项目为中心的教学模式，通过学生完成实际项目来学习知识、解决问题。
在材料力学教学中，可以设计一系列与实际工程相关的项目，如桥梁设计、建筑结构分析等。
学生通过参与项目，将理论知识与实际应用相结合，提高实践能力和创新思维。
具体步骤如下：（1）项目设计：根据材料力学的教学大纲和实际工程需求，设计具有挑战性和实践性的项目。
（2）项目分解：将项目分解为若干个阶段，每个阶段对应一个知识点。
（3）学生分组：将学生分成若干个小组，每个小组负责完成一个阶段的项目。
（4）指导与交流：教师对学生在项目过程中遇到的问题进行指导和交流，帮助学生解决难题。
（5）成果展示与评价：项目完成后，各小组进行成果展示，教师和同学对项目进行评价。
2. 翻转课堂教学翻转课堂教学是一种将传统课堂讲授与课后自主学习相结合的教学模式。
在材料力学教学中，可以将课堂讲授的内容通过视频、PPT等形式提前上传到网络平台，学生在家自主学习和预习。
课堂上，教师引导学生进行讨论、实践和总结，提高课堂互动性和学习效果。
具体步骤如下：（1）课前预习：学生通过网络平台观看教师上传的教学视频，了解课程内容。
（2）课堂互动：教师组织学生进行讨论、实践和总结，加深对知识的理解。
（3）课后巩固：学生通过课后作业、实验等环节巩固所学知识。
3. 虚拟仿真实验虚拟仿真实验是一种利用计算机技术模拟实际实验过程的教学方法。
在材料力学教学中，可以设计一系列虚拟仿真实验，如材料拉伸、压缩、弯曲等。
学生通过虚拟实验，直观地了解实验现象，掌握实验原理，提高实验技能。
力学课程教学实践与创新探讨
力学课程教学实践与创新探讨
近年来，力学课程教学实践与创新不断提升，为力学教学提供了新的思路与技术。
以下是近年来力学课程教学实践与创新探讨的内容：
一、力学课程教学模式改革
1.新教学模式的探索：多媒体教学模式、开放式教学模式、网络教学模式、小组模式等。
2.利用多媒体教学资源提高教学效果：学生参与力学实验，熟练掌握力学实验技能；数字化地图、物理可视化技术及动画等简化力学理论；采用微视频、网络视频进行力学课程教学等。
3.提高师生参与教学：建立多种教学讨论方式，利用情景教学法，实验互动教学等增强师生的参与程度；利用有效的教学理论，例如：用可视化的形式强化力学课程。
二、力学教学实践创新
1.教师发展：力学教学实践创新的核心乃是教师的发展。
教师需要不断学习相关专业知识，不断提高自身的专业教学课程能力，以便让学生充分理解和掌握力学实验。
2.利用现代科技手段：采用虚拟实验室、视频会议技术、虚拟仿真技术等手段，让学生更好地理解力学原理；积极发展网络教学模式，构建网络学习平台，让力学教学的范围更加开阔。
3.注重与实际应用的结合：教师要关注力学与社会现实的结合，让学生
融入社会现实，使力学可以更好的服务人们的日常生活，加强学生的概念理解程度。
综上所述，力学课程教学实践与创新发展迅速，教师要不断增强自身的综合素养，理解力学理论，加强力学课程教学研究；同时，利用多种形式增加学生的主体参与程度；最后，注重力学与社会实际结合，提高力学课程的应用价值。
探究《流体压强与流速关系》创新实验
探究《流体压强与流速关系》创新实验摘要：流体力学和我们的生活联系非常紧密，人教版八年级物理下册第九章第4节《流体压强与流速关系》就是流体力学的基础。
本文通过分析学生的思维认知特点，对本节课实验部分进行改进，可操作性强，效果显著，有效地解决了学生的问题，学生更加认可本实验的结论。
关键词：流体力学流体压强与流速关系创新实验一、基本概述人教版八年级物理下册第九章第4节《流体压强与流速关系》，其实是学生第一次接触到流体力学，同时它也是液体压强和大气压强的延伸与拓展。
主要是由“流体压强与流速关系”以及衍生出“飞机的升力是如何产生的”两大知识点组成。
本节课是前面知识点的升华，同时它和我们的生活联系非常的紧密，对学生学习物理后去解决实际生活问题，提高学习物理的兴趣很有帮助。
如何抓住初中生的强烈好奇心和求知欲望的特点，用实验探究、实验演示激发学生积极思考，探究物理规律，从而让学生能进一步从生活走向物理，从物理回归生活。
二、学生的学困点1.学生的思维和认知不足。
流体力学现象在生活中很常见，但是学生对流体力学现象的理性思维和认知不足，因此，学生虽然对本节课的情境创设与实验探究具有很浓厚的兴趣，但是学生的实验设计能力有所欠缺，老师要及时地进行兴趣激发和技巧引导，不要让学生去死记硬背记住结论，而是真正地通多实验探究以及实验现象理解实验结论，并且进行内化，学会举一反三，进行知识点的迁移，真正做到物理回归于生活。
2.初中生记忆特点。
根据资料显示，中学阶段学生们开始步入记忆力的全盛时期，是学习的黄金时期。
中学生的无意识记忆虽然较明显，随着心理活动有意识记忆日益占主导地位，记忆的程度随年龄的增长、知识经验的丰富不断扩大。
促进记忆的方法有很多：（1）定位法；（2）形象记忆法；（3）联想记忆；（4）谐音记忆。
而我们物理学中的实验演示就有助于学生形象记忆。
但是，在对比定性探究和定量探究毋庸置疑肯定是后者更符合学生的认知水平和特点。
三、创新实验设计1.设计思路。
力学实验与创新(纸带类实验)
即“变曲为直”。
(5)注意区别横、纵坐标轴的物理意义、标度及单
位。
(6)明确图像的斜率、截距的物理意义。
考向一 研究匀变速直考点线二运栏动目索 引
1.某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线
运动。
(1)实验中,必需的措施是 AB 。高考导
A.细线与长木板平行
航
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
测量小球下落的距离,故需要米尺。
(2)由于不知照相机的放大倍数,故不能通过测量小球在照片上
下落的距离来获得小球的实际下落距离,所以只能将米尺与小
球的运动拍摄在同一张照片中。因小球做自由落体运动,故
米尺只能竖直放置。
(3)由Δx=gT2得当地的重力加速度的大小为g=
Δx T2
= (0.587-0.245)-0.245 m/s2=9.7 m/s2。
专题整合
栏目索 引
高考导 航
专题七 实验技能与创新
微专题 ⑰ 力学实验与创新
栏目索 引
高考导 航
考情速览
栏目索 引
考点、年份
1.“纸带” 类实验
2.“橡皮条 、弹簧、碰 撞”类实验
2017 全国卷Ⅰ
T22 全国卷Ⅱ
T22
全国卷Ⅲ T22
2018
2019
全国卷
高考导
航
——
ⅠT22 全国卷Ⅱ
T22
全国卷Ⅰ T22
= 。 s6 s5 s4-s3-s2-s1
引
(2)该同9T学2 先探究合外力不变的情况下,加速度与质
量A.平的衡关摩系擦,以力下时说,要法把正装确有的砝是码D的砝码高航考盘。导 用细绳通
过定滑轮系在小车上,把木板不带滑轮的一端缓慢
高考物理复习练习：热点12 力学创新实验
热点12 力学创新实验(建议用时:20分钟)1.某同学用如图甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数．实验过程如下:一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN 上,弹簧左端固定,弹簧处于原长时,弹簧右端恰好在桌面边缘处,现用一个小滑块压缩弹簧并用锁扣锁住．已知当地的重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k.(1)实验中涉及下列操作步骤:①用天平测量出小滑块的质量m,查出劲度系数为k 的弹簧的形变量为x 时的弹性势能的大小为E p ＝12kx 2.②测量桌面到地面的高度h 和小滑块抛出点到落地点的水平距离s. ③测量弹簧压缩量x 后解开锁扣． ④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是____________(填入代表步骤的序号)． Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为____________．(2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作,得出一系列滑块质量m 与它抛出点到落地点的水平距离s.根据这些数值,作出s 2－1m 图象,如图乙所示．由图象可知,滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是____________．(用b,a,x,h,g 表示)2．图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB 与水平面相切于B 点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上某一点释放后沿水平面滑行最终停在C 点,P 为光电计时器的光电门,已知当地重力加速度为g.(1)利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d ＝________cm ；(2)实验中除了测定遮光条的宽度外,还需要测量的物理量有________； A ．小物块质量mB ．遮光条通过光电门的时间tC ．光电门到C 点的距离xD ．小物块释放点的高度h(3)为了减小实验误差,同学们采用图象法来处理实验数据,他们根据(2)测量的物理量,建立如图所示的坐标系来寻找关系,其中合理的是________．3．(2019·如皋市模拟)某小组测量木块与木板间动摩擦因数,实验装置如图甲所示．(1)测量木块在水平木板上运动的加速度a.实验中打出的一条纸带如图乙所示．从某个清晰的点O 开始,每5个打点取一个计数点,依次标出1、2、3…,量出1、2、3…点到O 点的距离分别为s 1、s 2、s 3…,从O 点开始计时,1、2、3…点对应时刻分别为t 1、t 2、t 3…,求得v 1＝s 1t 1,v 2＝s 2t 2,v 3＝s 3t 3…,作出v －t 图象如图丙所示,图线的斜率为k,截距为b.则木块的加速度a ＝________；b 的物理意义是________．(2)实验测得木块的加速度为a,还测得钩码和木块的质量分别为m 和M,已知当地重力加速度为g,则动摩擦因数μ＝____________．(3)关于上述实验,下列说法中错误的是____________． A ．木板必须保持水平B ．调整滑轮高度,使细线与木板平行C ．钩码的质量应远小于木块的质量D ．纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素 4.某兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,轻绳一端固定在光滑固定转轴O 处,另一端系一小球．(1)小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门,用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d ＝________ mm.使小球在竖直面内做圆周运动,测出小球经过最高点的挡光时间为Δt 1,经过最低点的挡光时间为Δt 2.(2)小军同学在光滑水平转轴O 处安装了一个拉力传感器,已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动,通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F 1,在最低点时绳上的拉力大小是F 2.(3)如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒,小明同学还需要测量的物理量有________(填字母代号)．小军同学还需要测量的物理量有________(填字母代号)．A ．小球的质量mB ．轻绳的长度lC ．小球运行一周所需要的时间T(4)根据小明同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:__________________________________________________________.(5)根据小军同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:________________________________________________________.热点12 力学创新实验1．解析:(1)Ⅱ.由平抛运动规律,s ＝vt,h ＝12gt 2,解得v ＝sg2h.设弹簧被压缩时的弹性势能为E p ,由功能关系可知E p －μmgx＝12mv 2,而E p ＝12kx 2,解得μ＝kx 2mg －s24hx.(2)E p －μmgx＝12mv 2,而v ＝sg 2h ,有E p ＝μmgx＋mgs 24h ,对照题给s 2－1m 图象,变形得s 2＝4hE p g ·1m－4μhx.由s 2－1m 图象可知,图线斜率b a ＝4hE p g ,图线在纵轴上的截距b ＝4μhx ,解得滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝b 4hx ；弹性势能大小为E p ＝bg4ha.答案:(1)Ⅰ.①③②④ Ⅱ.kx 2mg －s24hx(2)b 4hx bg 4ha2．解析:(1)主尺的读数是1.0 cm,游标尺上的第12条刻度线与主尺的刻度线对齐,读数是0.05×12 mm ＝0.60 mm,则游标卡尺的读数是10 mm ＋0.60 mm ＝10.60 mm ＝1.060 cm.(2)实验的原理:根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间可求得滑块通过光电门时的速度v ＝d t ；滑块从B 到C 的过程中,摩擦力做功,根据动能定理得－μmgx＝0－12mv 2,联立以上两式得动摩擦因数μ＝d22gxt 2.则还需要测量的物理量是光电门P 到C 点的距离x 与遮光条通过光电门的时间t,故B 、C 正确,A 、D 错误．(3)由动摩擦因数的表达式可知,μ与t 2和x 的乘积成反比,所以x －1t 2图线是过原点的直线,应该建立1t 2－x 坐标系,故B 项正确,A 、C 、D 项错误．答案:(1)1.060 (2)BC (3)B3．解析:(1)图线纵轴截距是0时刻对应的速度,即表示O 点的瞬时速度．各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度,以平均速度 v 为纵坐标,相应的运动时间t 的一半为横坐标,即 v －t2的图象的斜率表示加速度a,则 v －t 图象的斜率的2倍表示加速度,即a ＝2k.(2)对木块、钩码组成的系统,由牛顿第二定律得: mg －μMg＝(M ＋m)a 解得:μ＝mg －（m ＋M ）aMg.(3)木板必须保持水平,使压力大小等于重力大小,故A 正确；调整滑轮高度,使细线与木板平行,拉力与滑动摩擦力共线,故B 正确；因选取整体作为研究对象,钩码的质量不需要远小于木块的质量,故C 错误；纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素,故D 正确；本题选错误的,故选C.答案:(1)2k O 点的瞬时速度 (2)mg －（m ＋M ）a Mg(3)C4．解析:(1)螺旋测微器固定刻度读数为5.5 mm,可动刻度读数为20.0×0.01 mm,故最终读数为两者相加,即5.700 mm.(3)根据小明同学的实验方案,小球在最高点的速度大小为v 1＝dΔt 1,小球在最低点的速度大小为v 2＝d Δt 2,设轻绳长度为l,则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＋mg·2l＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22,化简得⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl,所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度l ；根据小军同学的实验方案,设小球做圆周运动的半径为r,则小球在最低点有F 2－mg ＝m v 22r ,在最高点有F 1＋mg ＝m v 21r ,从最低点到最高点依据机械能守恒定律有12mv 22＝12mv 21＋2mgr,联立方程化简得F 2－F 1＝6mg,所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.(4)由(3)可知,根据小明同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl.(5)由(3)可知,根据小军同学的思路,验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F 2－F 1＝6mg.答案:(1)5.700 (3)B A(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12＝4gl (5)F 2－F 1＝6mg。
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班是一所致力于培养学生创新思维和实践能力的特色班级。
该实验班的创办者是钱令希教授，他是一位在力学领域有着深厚造诣的学者。
通过创办这个实验班，钱教授希望能够为学生提供一个独特的学习环境，激发他们的学术兴趣和创新潜能。
钱令希力学创新实验班的招生对象是对力学和相关学科有浓厚兴趣的高中生。
学生通过选拔考试和面试等方式被选拔进入该实验班，以确保班级的学术素质和学生的学习动力。
该实验班的课程设置注重培养学生的创新思维和实践能力。
除了基础的力学知识外，学生还将学习理论和实验研究方法，以及力学在实际应用中的技术和工程问题。
班级还会组织学术研讨会、科研项目等活动，让学生能够亲身参与到科学研究中，提高他们的综合素质和解决问题的能力。
钱令希力学创新实验班还与一些高校和科研机构建立了良好的合作关系，学生有机会参与相关研究项目，并与专业领域的学者和科研人员进行交流和合作。
这为学生提供了一个广阔的学术平台，帮助他们深入了解力学领域的最新研究进展，并开拓创新思路。
该实验班的毕业生有着良好的学术素质和研究能力，受到高校和研究
机构的青睐。
许多毕业生进入了国内外一流大学攻读学士、硕士和博士学位，也有不少人成为了力学领域的杰出学者和工程师。
他们在学术研究、工程实践和科技创新等领域都取得了显著的成就。
总之，钱令希力学创新实验班通过提供优质的学习环境和培养方案，致力于培养具有创新精神和实践能力的力学人才。
这为学生的未来发展奠定了坚实的基础，也为力学领域的发展贡献了人才力量。
力学实验与创新
力学实验①研究匀变速直线运动；②②探究弹力和弹簧伸长量的关系；③③验证力的平行四边形定则；④④验证牛顿第二定律；⑤⑤探究做功和物体速度变化的关系；⑥⑥验证机械能守恒定律；应考策略 1.熟知各种器材的特性.2.熟悉课本实验，抓住实验的灵魂——实验原理，掌握数据处理的方法，熟知两类误差分析．一、游标卡尺和螺旋测微器的读数例1用游标卡尺测得某样品的长度如图甲所示，其读数L＝________mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a＝________mm.20.15 1.730(1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图甲所示，则小球的直径d＝________ mm.(2)知识的迁移能力是非常重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面的问题：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度．为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度．如图乙中画出了游标和圆盘的一部分．读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为________度．(1)10.975(2)20.6二、验证力的平行四边形定则例2有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则．在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB 和F T OC，回答下列问题：(1)改变钩码个数，实验能完成的是________．A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________．A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B ．量出OA 、OB 、OC 三段绳子的长度 C ．用量角器量出三段绳子之间的夹角D ．用天平测出钩码的质量(3)在作图时(如图4)，你认为图示中________是正确的．(填“甲”或“乙”)(1)BCD (2)A (3)甲“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，P 为橡皮条与细绳的结点，用两把互成角度的弹簧秤把结点P 拉到位置O .①从图甲可读得弹簧秤B 的示数为________ N.②为了更准确得到合力与分力的关系，要采用作力的______(填“图示”或“示意图”)来表示分力与合力． ③图乙中与F 1、F 2效果相同的力是________(填“F ”或“F ′”)． ④图乙中方向一定沿 AO 方向的力是________(填“F ”或“F ′”)．①3.8 ②图示 ③F ′ ④F ′三、探究弹力和弹簧伸长量的关系例3 通过《探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系》实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F 的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x 成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同．已知一根原长为L 0、劲度系数为k 1的长弹簧A ，现把它截成长为23L 0和13L 0的B 、C 两段，设B 段的劲度系数为k 2、C 段的劲度系数为k 3，关于k 1、k 2、k 3的大小关系，同学们做出 了如下猜想．甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k 1＝k 2＝k 3 乙同学：弹簧越短劲度系数越大，所以，k 1<k 2<k 3 丙同学：弹簧越长劲度系数越大，所以，k 1>k 2>k 3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成．实验所需的器材除铁架台外，还需要________． (2)简要实验步骤如下，请完成相应填空．a ．将弹簧A 悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A 的长度L 0；b ．在弹簧A 的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n 个)并用刻度尺测量弹簧的长度L 1；c ．由F ＝mg 计算弹簧的弹力；由x ＝L 1－L 0计算出弹簧的伸长量．由k ＝Fx 计算弹簧的劲度系数；d ．改变________________，重复实验步骤b 、c ，并求出弹簧A 的劲度系数k 1的平均值；e ．按要求将弹簧A 剪断，分成B 、C 两段，重复实验步骤a 、b 、c 、d.分别求出弹簧B 、C 的劲度系数k 2、k 3的平均值．比较k 1、k 2、k 3并得出结论．(3)下图是实验得到的图线．根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(2)钩码的个数(3)同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大(或越长的段，劲度系数越小) 四、以打点计时器或光电门为工具的力学实验例4(2013·四川·8(2))如图所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动．②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到如图所示的纸带．纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔE k.补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).k③实验前已测得托盘质量为7.7×10－3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)．①匀速直线②0.111 50.110 5③0.015新课标《考试大纲》规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律．这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常见有以下三大应用．1．由纸带确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s.2．求解瞬时速度利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图所示，打n 点时的速度v n ＝x n ＋x n ＋12T3．用“逐差法”求加速度如图所示，a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)(3T )2有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d )通过光电门的时间Δt 内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即v ＝dΔt.(2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L ，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝v 22－v 212L.某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L ，窄遮光板的宽度为d ，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t 1、t 2.(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v 1＝________，v 2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________________．(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)． (2)则滑块的加速度可以表示为a ＝________(用题中所给物理量表示)．(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是________和________，机械能守恒的表达式为________________(用题中所给物理量和测量的物理量表示)．(1)d t 1 d t 2 极限法 (2)d 22L (1t 22－1t 21) (3)沙桶的质量m 滑块的质量MmgL ＝12(M ＋m )d 2(1t 22－1t 21)力学创新实验的分析技巧审题示例(2013·新课标Ⅰ·22)(7分)图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：①用天平测量物块和遮光片的总质量M ，重物的质量m ，用游标卡尺测量遮光片的宽度d ，用米尺测量两光电门之间的距离s ；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ；④多次重复步骤③，求a 的平均值 a ； ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题：(1) 测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图所示．其读数为________ cm.(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________.(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”)． (1)0.960 (2)12s [(d Δt B )2－(d Δt A )2] (3)mg －(M ＋m )a Mg(4)系统误差为了探究合外力做功与物体动能改变的关系，某同学设计了如下实验方案：第一步：如图甲所示，把木板一端垫起，滑块通过细绳与一重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速运动．第二步：如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器．第三步：接通电源，释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示．其中打下计数点O 时，滑块的速度为零，相邻计数点的时间间隔为T .(1)根据纸带求打点计时器打E 点时滑块的速度v E ＝________.(2)已知重锤质量为m ，当地的重力加速度为g ，合外力在OE 段对滑块做功的表达式W OE ＝________.(3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功W 及A 、B 、C 、E 各点的速度v .以v 2为纵轴，以W 为横轴建立坐标系，作出v 2－W 图象，发现它是一条过坐标原点的倾斜直线，测得直线斜率为k ，则滑块质量M ＝________. 答案 (1)x 6－x 42T (2)mgx 5 (3)2k解析 (1)根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得v E ＝x 6－x 42T .(2)本实验中将重锤的重力当作合外力，合外力在OE 段对滑块做的功为mgx 5. (3)根据动能定理有W ＝12M v 2，得v 2＝2M W ，所以2M ＝k ，M ＝2k .1．(2013·广东·34(1))研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50 Hz ，纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．①部分实验步骤如下：A ．测量完毕，关闭电源，取出纸带B ．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C ．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D ．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：__________(用字母填写)． ②图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T ＝______ s. ③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v 5＝________.④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a ＝________.2． 橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x 与弹力F 成正比，即F ＝kx ，k 的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L 、横截面积S 有关，理论与实际都表明k ＝YSL ，其中Y 是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．(1)在国际单位中，杨氏模量Y 的单位应该是________． A ．N B ．m C ．N/m D ．Pa(2)用如图甲所示的实验装置可以测量出一段横截面积是圆形的橡皮筋的杨氏模量Y 的值，首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L ＝20.00 cm ，利用测量工具a 测得橡皮筋未受到拉力时的直径D ＝4.000 mm ，那么测量工具a 应该是________________．(3)用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y 值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F 与伸长量x 的实验记录．处理数据时，可在图乙中作出F －x 的图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝______N/m.(保留两位有效数字)(4)这种橡皮筋的杨氏模量3． 某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则，设计了如下实验：(1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上M 点，在橡皮筋的中点O 再用细线系重物，自然下垂，如图甲所示． (3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的N 点，如图乙所示． 为完成实验，下述操作中需要的是________． A ．橡皮筋两端连接的细线长度必须相同B ．要测量图甲中橡皮筋Oa 的长度和图乙中橡皮筋Oa 、Ob 的长度C ．M 、N 两点必须在同一高度处D ．要记录图甲中O 点的位置及过O 点的竖直方向E ．要记录图乙中结点O 的位置、过结点O 的竖直方向及橡皮筋Oa 、Ob 的方向 4． 用如图所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验．(1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板________(填“远离”或“靠近”)滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做________运动． (2)为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用________法．(3)保持小车受力不变，测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度．某次实验中打出如图5所示的纸带(打点计时器电源的频率为50 Hz)，则这个加速度值a ＝______m/s 2.(4)某同学把实验得到的几组数据画成图6的a －m 图象，为了更直观描述小车的加速度跟其质量的关系，请你根据他的图象在图7中画出a －1m图象．图6 图75．(2013·福建·19(1))在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图)：①下列说法哪一项是正确的________．(填选项前字母)A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放②下图是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字)．6．“动能定理”和“机械能守恒定律”是物理学中很重要的两个力学方面的物理规律．有一名同学设计了如图甲所示的实验装置．一个电磁铁吸住一个小钢球，当将电磁铁断电后，小钢球将由静止开始向下加速运动．小钢球经过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间t，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h.(1)这名同学为了验证“动能定理”，用游标卡尺测量了小钢球的直径，结果如图乙所示，他记录的小钢球的直径d＝________cm.(2)这名同学在验证“动能定理”的过程中，忽略了空气阻力的影响，除了上述的数据之外是否需要测量小钢球的质量？________(填“需要”或“不需要”)(3)该同学如果打算用这套装置验证机械能守恒定律，下面的做法能提高实验精度的是A．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的直径B．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的直径C．在保证其他条件不变的情况下，增大小球的质量D．在保证其他条件不变的情况下，减小小球的质量7．(2013·新课标Ⅱ·22)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p与小球抛出时的动能E k相等．已知重力加速度大小为g.为求得E k，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A．小球的质量mB．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度hD．弹簧的压缩量ΔxE．弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示E k，得E k＝________.(3)图中的直线是实验测量得到的s－Δx图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，s－Δx图线的斜率会______(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图中给出的直线关系和E k的表达式可知，E p与Δx的________次方成正比．1、①DCBA ②0.1 ③s 4＋s 52T ④(s 4＋s 5＋s 6)－(s 1＋s 2＋s 3)9T 2解析 ②时间t ＝nT 0＝5×0.02 s ＝0.1 s(n 为相邻两个计数点的间隔数)．③在匀变速直线运动中：中间时刻的速度等于平均速度．④取s 1′＝s 1＋s 2＋s 3，s 2′＝s 4＋s 5＋s 6，则：T ′＝3T ，就可用Δs ′＝s 2′－s 1′＝aT ′2求a .2、(1)D (2)螺旋测微器(或千分尺) (3)图象见解析图 3.1×102 (4)5×106 Pa解析 (1)根据表达式k ＝YS L 得：Y ＝kL S已知k 的单位是N/m ，L 的单位是m ，S 的单位是m 2，所以Y 的单位是N/m 2，也就是Pa ，故选D.(2)测量橡皮筋未受到拉力时的直径用螺旋测微器(或千分尺)．(3)根据F ＝kx 可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为k ＝3.1×102 N/m.(4)根据Y ＝kL S求得，Y ≈5×106 Pa. 3、BE解析 橡皮筋两端连接的细线长度不需要必须相同，M 、N 两点可以不在同一高度处，不需要记录题图甲中O 点的位置及过O 点的竖直方向．由于已经测出橡皮筋的原长，只需要测量题图甲中橡皮筋Oa 的长度和题图乙中橡皮筋Oa 、Ob 的长度，需要记录题图乙中结点O 的位置、过结点O 的竖直方向及橡皮筋Oa 、Ob 的方向．操作中需要的是B 、E.4、(1)远离 匀速直线 (2)控制变量 (3)0.8(或0.80) (4)如图所示解析 (1)为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须平衡摩擦力，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做匀速直线运动．(2)由于小车的加速度与合外力和质量有关，为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用控制变量法．(3)根据纸带，由0.035 3 m －0.019 3 m ＝2a (5/f )2解得a ＝0.8 m/s 2.(4)某同学把实验得到的几组数据画成了题图的a －m 图象，为了更直观描述小车的加速度跟其质量的关系，可根据他的图象上的一些数据点，在题图中画出a －1m图象． 5、①C ②0.653解析 ①平衡摩擦力时，是让小车的重力沿木板的分力与小车受到的摩擦力相等，故不应挂钩码，A 选项错误；为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车的质量，B 选项错误；为了有效利用纸带，且小车运动的距离应适当大一些，应使小车靠近打点计时器由静止释放，C 选项正确．②打B 点时小车的瞬时速度v B ＝s AC 150×10 s ＝(18.59－5.53)×10－2 m 0.2 s ＝0.653 m/s6、(1)1.00 (2)不需要 (3)AC解析 (1)游标卡尺读数时，先读主尺为10 mm ，再读游标尺，共10个格，每个格代表0.1 mm ，第0个格与主尺刻度线对齐，故游标卡尺读数为10.0 mm ，因此小钢球的直径为1.00 cm ；(2)在验证动能定理时，我们使用的方法是验证mgh ＝12m v 2，v ＝d t，因为两边都有质量，故不需要测质量；(3)由于空气阻力的影响，实际的方程应该是mgh －F f h ＝12m v 2，v ＝d t ，可以推得gh －F f h m ＝12v 2，v ＝d t ，所以质量越大，F f h m越小，可以提高精确性，C 正确；另外从推导过程来看d 越小，速度的测量越精确，所以A 正确．7、(1)ABC (2)mgs 24h(3)减小 增大 二 解析 (1)小球离开桌面后做平抛运动，设桌面到地面的高度为h ，小球抛出点到落地点的水平距离为s ，则有 h ＝12gt 2，s ＝v 0t ，解得v 0＝s t＝s g 2h 所以E k ＝12m v 20＝mgs 24h. 由此可知需要测量的量有m 、s 、h ，故选A 、B 、C.(2)由(1)的解析知E k ＝mgs 24h. (3)在Δ x 相同的情形下，弹簧的弹性势能相同，由E p ＝12m v 20可知：①在m 增加时，速度v 0减小，因而h 不变时s 减小，故图线的斜率减小．②m 不变时，v 0不变，h 增加时，时间变长，s 变大，故图线的斜率增大．由s －Δx 图象可知，s 正比于Δx ，即s ＝k Δx .则E p ＝12m v 20＝mgs 24h ＝mgk 24hΔx 2＝k ′Δx 2 所以E p 与Δx 的二次方成正比．（22）、天平、刻度尺、平衡摩擦力、C 、A（22）、1.2 车运动时所受摩擦阻力较大 使轨道倾斜以平衡摩擦力 0.25。
高考物理一轮复习专题强化卷：力学基础实验与创新实验
2020年高考物理一轮复习专题强化卷----力学基础实验与创新实验1、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f ＝50 Hz 的交流电源．(1)打下E 点时纸带的速度v E ＝________(用给定字母表示)；(2)若测得d 6＝65.00 cm ，d 3＝19.00 cm ，物体的加速度a ＝________ m/s 2；(3)如果当时交变电流的频率f >50 Hz ，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值和真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)． 答案：(1)(d 5－d 3)f10(2)3.00 (3)偏小【解析】：(1)由于图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为5T ，利用匀变速直线运动的推论得v E ＝d 5－d 310T ＝(d 5－d 3)f 10.(2)根据匀变速直线运动的推论Δx ＝aT 2可得a ＝x DG －x AD (3×5T )2＝(d 6－d 3)－d 3(3×0.1 s )2＝3.00 m/s 2. (3)如果在某次实验中，交流电的频率f >50 Hz ，则实际打点周期变小，根据运动学公式Δx ＝aT 2得，测量的加速度值和真实的加速度值相比偏小．2、甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。
实验步骤如下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺。
(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。
若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示)。
专题12 力学创新型实验题(原卷版)-2023年高考物理实验题专项突破
专题12力学创新型实验题1.力学发展型实验以教材原实验为背景，稍微改变原有的实验目的，或测量与原实验密切关联的新物理量(如摩擦力F f 、空气阻力、动摩擦因数μ等)，或探究与原实验密切相关的新关系（如滑动摩擦力与斜面倾角的关系等）。
2.创新型实验的解答有三个要点①充分参考教材原实验的原理、器材、步骤及数据处理方法，遵循正确、安全、准确的基本实验原则。
②立足实验要求、选用相关力学规律分析原理，如力的合成与分解、直线运动、平抛运动或圆周运动规律、牛顿运动定律、功能关系等。
③加强探究性思考，运用物理方法科学设计。
典例1：（2022·河北·高考真题）某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。
弹簧的劲度系数为k ，原长为L 0，钩码的质量为m 。
已知弹簧的弹性势能表达式为212E kx ，其中k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g 。
（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L 。
接通打点计时器电源。
从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。
钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T （在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A 点）。
从打出A 点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。
（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。
由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。
典例2：（2021·福建·高考真题）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
关于力学创新实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着科技的飞速发展，力学作为自然科学的重要分支，在工程、航空航天、生物医学等领域发挥着至关重要的作用。
为了提高力学实验的教学效果，激发学生的创新思维和实践能力，本实验旨在设计并完成一项具有创新性的力学实验项目。
二、实验内容与设计本次实验项目为“新型材料力学性能测试系统的研究与开发”。
该系统旨在通过创新性的设计，实现以下目标：1. 提高测试精度：采用新型传感器和信号处理技术，提高材料力学性能测试的精度和可靠性。
2. 拓展测试功能：开发多功能测试模块，实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试。
3. 降低测试成本：优化实验设计，降低实验设备和运行成本。
三、实验原理与设备1. 实验原理：本实验基于材料力学基本理论，采用新型传感器和信号处理技术，对材料进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
通过采集实验数据，分析材料的力学性能，为材料选择和工程设计提供依据。
2. 实验设备：本实验所需设备包括：- 新型传感器：用于采集材料的力学信号。
- 信号采集与处理系统：用于实时采集、处理和存储实验数据。
- 实验台架：用于固定和支撑材料试样。
- 标准材料试样：用于测试材料的力学性能。
四、实验步骤与过程1. 试样准备：根据实验要求，制备标准材料试样，并确保试样尺寸和形状符合要求。
2. 传感器安装：将新型传感器安装在实验台架上，确保传感器与试样接触良好。
3. 信号采集与处理：启动信号采集与处理系统，采集材料的力学信号，并进行实时处理和存储。
4. 实验操作：按照实验要求进行拉伸、压缩、弯曲、扭转等力学性能测试。
5. 数据分析与处理：对采集到的实验数据进行处理和分析，得出材料的力学性能参数。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过本次实验，成功开发出一套新型材料力学性能测试系统。
该系统能够实现对不同类型材料的力学性能进行全面测试，测试精度和可靠性得到显著提高。
2. 结果分析：（1）新型传感器在实验中表现出良好的灵敏度和稳定性，能够准确采集材料的力学信号。
新高考适用2023版高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题6物理实验第1讲力学实验及创新课件
【 解 析 】 (1)该工件的直径为： 10 mm ＋0.05 mm×14 ＝1.070 cm，高度为：6.5 mm＋0.01 ×36.5＝6.865 mm.
(2)每 5 个点取一个计数点，则 T＝0.1 s，根据 Δx＝aT2 可得 a＝ΔTx2 ＝ 9.60－4.100－.124.10－1.00×10－2 m/s2＝2.40 m/s2.
第一部分
专题突破方略
专题六 物理实验 第1讲 力学实验及创新
真题速练·明考情 核心知识·固双基 命题热点·巧突破
真题速练·明考情
1. (2022·湖南，11,6分)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度 尺、塑料袋、支架等，设计了如图甲所示的实验装置，测量冰墩墩玩具 的质量．主要实验步骤如下：
由于挡光片的宽度很小， 瞬时速度 v＝Δdt
方法
关键器材和步骤
方法说明、应用举例
抛体运 动法
(1)平抛仪(或倾斜、弧形轨道等)，其 (1)平抛初速度 v＝x
g 2h
末端水平
(2)应用于验证机械能守
(2)刻度尺获得竖直高度 h 与射程 x 恒定律、验证动量守恒定
(3)弹簧、天平
律、探究弹性势能等
二、测定重力加速度的几种常见方案 利用落体运动测重力加速度(忽略阻力)
①螺旋测微器 ②10分度游标卡尺③20分度游标卡尺
【解析】 螺旋测微器固定刻度部分读数为1.5 mm，可动刻度部分 分度值为0.01 mm，可动刻度部分读数为0.200 mm，工件的厚度为1.700 mm.若用某种仪器测出的工件的宽度为1.275 cm＝12.75 mm，由于以毫 米为单位，小数点后有两位数字，测量仪器不可能是①螺旋测微器和② 10分度的游标卡尺，又由于最后一位是5，只有20分度的游标卡尺最后 一位才可能是5，所以应是③.
力学实验教学创新与改革
教 学创 新与 改革 的 目的 ， 就是 要 把 提 高 学 生 的综 合 素
术人 才 。实验 室从 １９ ９ ０年 开始 ， 对材 料力 学 实验教 学 进行 了一 系列 的改革 ， 内容 是 ： 其 创新 实 验 内容 ， 进 改 教学 方法 ， 以 实验 兴趣 小 组 的形 式 积 极 开 展 实验 教 并 学 的第 二课 堂活 动 ， 随着 力学 实验 教学 的进 一 步改革 ， 从 １９ ９ ２年开 始 ， 力实 验课 独立 设课 ， 划学 时 ３ 材 计 ２课 时 ， 为一 门考查 课 单 独 评 定 成 绩 。在 院系 有 关 领 导 作 的关 心 和大力 支 持 下 ， 年来 我 们 不 断 坚 持 材 力 实 验 多 教学 的系列 改革 ， 并且 取得 了一定 的成 绩 ， 先后 取得 学
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第２ ７卷 第 ３期
２０ ０ ８年 ３月
实 验
室 研
究 与 探
索
Ｖ０ ． ７ ＮＯ ３ １２ ． Ｍ ． ２ ０ ０ ８
ＲＥＳＥ ＲＣＨ Ａ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩ Ｉ Ｌ ＯＮ Ｎ ＡＢＯＲＡＴＯＲＹ
力 学 实验 教 学 创 新 与 改 革
ＣＬＣ ｎ ｍｂ ｒ：Ｇ６ ２ ０ ｕ ｅ ４ ．
Ｄｏ ｕ ｎ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｔｃ ｄ ：Ａ
Ａｒｉｌ Ｄ：１ ０ ｔ ｅＩ ｃ ０ ６—７ ６ （ ０ ８ ０ １ ７ ２ ０ ） ３—０ ８ ０ １—０ ３
１ 引 言
为 了全 面提 高素 质 教 育 的质 量 ， 断 深 化教 育 教 不 学 改革 ， 勇于 探索 面 向 ２ 世 纪具 有 我 院特色 的人 才 培 １ 养模 式 ， 把提 高 大学生 的综 合 素质 放在 首位 ； 把创 新 精 神 与工 程实践 能 力 的培 养 贯 穿 于 整 个 教 学 过程 ， 学 使 生在 创 新精 神与 工程 意 识 、 造 性 工 程 实 践 能 力 上 不 创 断得 到提高 ， 养 出具有 较高 综 合 素 质 的高 级 工 程 技 培
高中物理力学实验学习的思考
力学实验学习的知识点和技能点
01
02
03
力学基础知识
了解力学的基本概念、原 理和公式，如牛顿运动定 律、重力、摩擦力等。
实验器材使用
掌握实验中常用的仪器和 设备，如计时器、测力计 、滑轮等，了解其原理、 使用方法和保养。
数据处理和分析
掌握实验数据的记录、处 理和分析方法，如平均值 、误差分析、图表绘制等 。
产品质量控制
力学实验可以用来检测产品的强度、刚度等性能指标，以确保产 品的质量和安全性。
自然现象研究
力学实验也可以用来研究自然现象，如地震、流体动力学等，为 人类更好地了解自然提供支持。
力学验学习对未来职业发展的影响和作用
工程师的职业素养
学习力学实验可以培养工程师的职业素养，包括严谨的科学态度 、实验技能、数据分析能力等。
培养科学素养
实验学习有助于培养学生的科学 素养，包括科学思维、科学态度 、科学精神等。
实验学习对解决实际问题的能力培养
培养实践能力
通过实验学习，学生可以将理论知识应用于实践中，培养解决实际问题的能力 。
增强创新意识和创新能力
实验学习可以激发学生的创新思维，培养创新能力，从而更好地解决实际问题 。
02
数据分析
通过对比不同物体下落的时间和距离 ，计算平均速度和时间，分析落体运 动的规律和影响因素。
案例二
实验设计
通过改变物体的质量和拉力，观察物体加速度的变化，验证 牛顿第二定律。
误差分析
通过对比实验数据和理论值，分析误差产生的原因，如摩擦 力、空气阻力等。
案例三
实验设计
通过使用自由落体运动和弹性碰撞等实验装置，观察机械能的变化和转化，验证 机械能守恒定律。
物理创新实验
其中C是金属材料的常数.
ΔV/V=ΔL/L+ 2Δd/d= (1 - 2μ) ΔL/L. (4)
4.通过(1) - (4)的联立求解,可得出:
ΔR/R= [ (1 + 2μ) +C (1 - 2μ) ] ΔL/L.
联立求解得:
RX
R1 R2
RN
R3
rR4 R4
( R1 r R2
R3 ) R4
（1）
从式（1）可以看出，如果 R1 R3 R2 R4
或者 R1 R2 R3 R4 ，则有
rR4 ( R1 R3 ) 0 R3 R4 r R2 R4
此时式(1)变为
RX
R1 R2
RN
求得电阻，进而得到电阻率。
实验原理：
1.创新实验：由于导体的电阻与材料的电阻 率以及它的几何尺寸(长度和截面)有关,导体 在承受机械变形过程中，三者都要发生变 化,因而引起导体电阻发生变化。通过计算 电阻率与长度变化计算出杨氏模量。
2.传统实验：在金属丝的应力改变时,利用 光杠杆测量微小的应变。
3.电阻率的测量：
1.双臂电桥：双臂电桥（又称开尔文电桥） 是根据惠斯登电桥原理改进而成，它能够 较好地消除或减小连接导线的电阻和接触 电阻带来的影响，适合于测量阻值小的低 电阻。
实验目的：
1.用双臂电桥测量金属丝的微小应变,从而 计算出杨氏模量,并与传统的测量进行比较, 使一个单纯的力学实验转化成一个综合性 较强的 测量法。
3.学会用多种方法测量杨氏模量。
实验仪器：
螺旋测微器、砝码若干、绝缘线、检流计、 米尺、电源、金属丝、导线若干。
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班介绍
钱令希力学创新实验班是由清华大学力学与工程科学系创办的一个以培养创新型人才为目标的实验班。
该实验班以培养学生独具慧眼、敢为人先、自主创新、勤奋韧毅、综合素质强的高水平科技创新人才为主要目的。
在学术及教育方面，实验班力求创新、实践，通过一系列改革举措，构筑起符合时代要求的新教育模式，积极地探索高层次科技创新人才的培养路径。
同时，实验班大力推进国际化教育，多次与国际著名高校及科研机构开展合作交流，引进先进的教学技术与理念，为学生提供更多的全球视野和机会。
钱令希力学创新实验班已成为清华大学力学与工程科学系全面深化教育改革的新理念、新体制和新成果的集中展示。
钱令希力学创新实验班成立于2003年，以清华大学特聘教授钱令希先生的名字命名，是清华大学力学与工程科学系佼佼者的培养基地。
该实验班对于学生的招生具有极高的要求，要求学生具备严密的思维、刻苦钻研的精神、创新的动力和较好的英语语言表达能力。
实验班分为理科和工科两大类，学生需要在入学时进行选择，实行小班教学，每个班级只招收30名学生。
除了学术和教育方面的重视外，钱令希力学创新实验班还非常注重学生的实践与交流。
实验班定期举办各种学术讲座、学生科技创新竞赛及各类国际交流活动等，鼓励学生广泛参与学术创新研究和社会实践活动，培养学生创新精神和实践能力。
实验班学生毕业后可以从事科研、教学、工程技术、投资管理和国际化企业的各个领域。
在过去的十几年，钱令希力学创新实验班已经为中国乃至全球的力学与工程科学领域输送了一大批高素质人才，成为了中国高等教育的一张靓丽名片，并在国际学术界和工业界享有良好的声誉。
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栏目索 引
高考导 航
专题七 实验技能与创新
微专题 ⑰ 力学实验与创新
力学创新实验
栏目索
1.(2018课标Ⅲ,22,6分)甲、乙两同学通过下引面的实
验测量人的反应时间。实验步骤如下:
(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木
尺刻自 度然处,下但垂未。碰乙到把尺手),准放备在用尺手的指下夹端住(高航位下考置导落恰的好尺处。于L
读出两光电门中心之间的距离s= 50.0 cm;
(2)测量挡光条的宽度d,记录挡光条通高考过导 光电门1
航
和2所用的时间Δt1和Δt2,并从拉力传感器中读出滑 块受到的拉力F,为了完成实验,还需要直接测量的 一个物理量是 滑块、挡光条和拉力;传感器的总质量M (3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码总质量远小
栏目索 引
高考导 航
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动 摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式 为f= μ(M+m)g,f-m图线(直线)的斜率的表达式 为k= μg ; (4)取g=9.80 m/s2,由绘出的f-m图线求得 μ= 0.40 。(保留2位有效数字)
栏目索
1.创新设计实验分析
,弹簧秤的示数即木块受到 的滑动摩擦力的大小。某次
实验所得数据在下表中给出
,其中f4的值可从图(b)中弹簧 秤的示数读出。
砝码的质量m/kg
滑动摩擦力f/N
0.05 2.15
0.10 2.36
0.15 2.55
0.20栏目索0.25
引
f4 2.93
高考导 航
回答下列问题:
(1)f4= 2.75 N; (2)在图(c)的坐标纸上 补齐未画出的数据点 并绘出f-m图线;
轮连接两个质量均为m=100 g的钩码,在实验过程中
通过调节始终让轻绳与水平桌面平行。接通电源,
由静止释放滑块,让滑块在钩码的牵引下做加速运
动,得到一条纸带。在纸带上选取点迹清晰的A点
为第一个计数点,然后每间隔四个点选择一个计数
点,经测量各相邻计数点间的距离如图2所示。如果
该打点计时器的打点周期为T=0.02 s,重力加速度为 g=10 m/s2。回答下列问题:(均保留两位有效数字)
(2)用选出的物理量写出验证动量守恒的表达式
m1 n1 m2 n2
。
(3)写出可能影响验证的某一个因素 双方旱冰鞋与地面间的动摩。擦因数不同;
地面平整程度不同;对推过程时间较长,摩擦力的
冲量较大;推开后同学身体有转动(答一个即可)
栏目索 引
高考导 航
(1)由纸带求出打点计时器打B点时的速度为vB
= 0.74
m/s;
(2)滑块的加速度大小为a= 0.64 m/s2;
(3)由以上可知,钩码数量为2个时,该滑块与水平桌
面之间的动摩擦因数为μ= 0.56 。
考向四 实验方法的创新
栏目索
4.(2019河北保定一模)几个同学在闲聊时说引起了滑
于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量? 否 (
填“是”或“否”)。
考向三 实验结论的拓展与延伸
栏目索
3.在测定滑块与桌面间作:首先用天平测出
滑块的质量M=300 g,将纸带与滑块拴接在一起穿 过打点计时器,拴接在滑块另一端的高航轻考绳导 跨过定滑
实验步骤,记录实验数据并
进行数据处理。
栏目索 引
2.创新实验题的解法
高考导
实验原理是创新实验问题的关键航 ,是进行这 类实验设计的根本依据和起点。 实验原理决定了应当测量哪些物理量、如何 安排实验步骤等项目。实验原理应根据题干 的要求、条件等信息确定。
栏目索 引
考向一 试题情景的设计与创新
1.(2019安徽蚌埠模拟)某同学用如图所示装置测物 块与长木板间的动摩擦因数。图中长高考木导 板固定在 水平桌面上,光滑的四分之一圆弧轨航道与长木板的 上表面在O点相切,一竖直标尺紧贴圆弧轨道左侧 放置,圆弧曲面与标尺竖直面相切。
果保留2位有效数字)
(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议: 多次测量取平均值；初始。时乙的手指尽可能靠近尺子
2.(2018课标Ⅱ,23,9分)某同学用图(a)所示的栏装目索置测 量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑引 定滑 轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木 块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码。缓慢 向左拉动水平放置的木板,当木块和高航砝考码导 相对桌面 静止且木板仍在继续滑动时
(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看
到尺子下落后快速用手指夹住尺子。若夹住尺子的
位置刻度为L1,重力加速度大小为g,则乙的反应时间
为 2(L L1 ) g
(用L、L1和g表示)。
(3)已知当地的重力加速度大小为g=9.80
m/s2,L=30.
0 cm,L1=10.4 cm。乙的反应时间为 0.20 s。(结
引
创新设计实验通常可分为两类:
第一类为通过实验和实验数据的分析得出物理规
律;
高考导 航
第二类为给出实验规律,选择实验仪器,设计实验步
骤,并进行数据处理。
第一类必须在实验数据上下功夫,根据数据特点,掌
握物理量间的关系,得出实验规律;第二类必须从
已知规律入手,正确选择测量的物理量,根据问题联
想相关的实验模型,确定实验原理,选择仪器,设计
方一个同学,旁边同学拍下运动场景;
d.选取同学的运动轨迹基本沿着射线的视频,分析
视频得到一些相关数据。
请回答:
栏目索
(1)要完成实验目的,选出下列你认为需要用引到的数
据 BC 。
A.当地重力加速度g
B.对推双方的质量m1、m2
高考导 航
C.对推双方滑行的标度数目n1、n2
D.互推过程的时间
E.旱冰鞋与地面之间的动摩擦因数μ
(1)在A点由静止释放物块,物块经圆弧轨道栏 引滑目上索 长 木板,最后停在a点,改变物块释放的位置于B点,物
块最后停在长木板上的b点,量出A、B间的高度h,a
、b间的距离L,重力加速度为g,则物高航块考与导 长木板间
的动摩擦因数μ=
h L
。
(2)为了减小实验误差,多次改变物块释放的位置,
测出每次物块释放的位置离A点的高度为h,最后停
在长木板上的位置离O点的距离为x,作出x-h图像,
则作出的图像应该是一条不过原点(填“过原点”
或“不过原点”)的倾斜直线,求出图像的斜率为k,
则物块与长木板间的动摩擦因数μ=
1 k
。
考向二 实验器材的等效与替换
栏目索
2.某学习小组利用如图所示的装置验证动能引定理。
高考导 航
(1)将气垫导轨调至水平,安装好实验器材,从栏 引目图索中
旱冰的物理学知识,于是大家想要粗略验证动量守
恒定律,设计好方案后按下列步骤进行:
a.在宽阔水平的场地上选取两个基准高航考点导为原点,分 别向相反方向画射线,选取一定长度为a标度画上
刻度;
b.两个同学穿好旱冰鞋分别站立在一个原点上,对
推,旁边同学用智能手机跟拍;
c.改变对推人数,比如一方两个同学相互抱住,另一