高一物理必修一实验专题
新教材人教版高中物理必修第一册全册实验汇总(2022新高考一轮复习)
人教版必修第一册实验实验一探究小车速度随时间变化的规律.................................................................. - 1 - 实验二探究弹簧弹力与形变量的关系...................................................................... - 8 - 实验三探究两个互成角度的力的合成规律............................................................ - 13 - 实验四探究加速度与力、质量的关系.................................................................... - 20 -实验一探究小车速度随时间变化的规律1．平行：纸带和细线要和木板平行。
2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。
3．防止碰撞：在小车到达长木板末端前，应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4．减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。
5．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点。
6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位长度(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
1．根据纸带测量的位移有误差。
2．电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不完全相等。
3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差。
4．用作图法作出的v-t图线并不是一条直线。
5．木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题(含答案)
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1．“探究加速度与力质量的关系”的实验主要采用的方法是_____（填“理想实验法”或“控制变量法”），作出如图所示的1am图像，由图可知，a与m成_____（填“正比”或“反比”）。
2．如图甲所示，点光源位于S，右侧为竖直放置屏幕的横截面，P点位于S与屏幕之间中点，且SP连线垂直于屏幕。
让一个小球从P点静止释放，光照射小球在屏幕上形成影子，影子在屏幕上的移动情况被数码相机连拍功能拍摄下来。
图乙为拍摄到影子下落过程中的部分图像，已知该数码相机每秒拍摄10次，空气阻力忽略不计。
（1）影子运动至位置C时的速度为___________m/s；此时小球的速度为_________m/s。
(保留两位有效数字)（2）若影子的v—t图像如图丙所示，可求得当地重力加速度g=___________。
(用字母表示)3．利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)关于本实验的操作，下列说法正确的是______（填序号）。
A．本实验应用比值定义法B．砝码和砝码盘的总质量越大，实验误差越小C．平衡摩擦力时，应将砝码盘用细线跟小车连在一起D．本实验应先接通打点计时器再释放小车(2)在探究加速度与力的关系的实验中，得出的a－F图线如图所示，发现图线既不过原点，又不是直线，原因可能是__________（填序号）。
A．没有完全平衡摩擦力，且小车质量较大B．平衡摩擦力过度，且小车质量较大C．没有完全平衡摩擦力，且砝码和砝码盘的总质量较大D．平衡摩擦力过度，且砝码和砝码盘的总质量较大(3)如图为某次实验所得的纸带，已知打点计时器的时间间隔为0．02s，相邻计数点间还有四个点未画出，从图中可计算出小车的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）。
4．小明在用打点计时器“研究小车的匀变速直线运动”的实验时，得到一条纸带如图甲所示．在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出．纸带旁并排放着带有最小分度值为1毫米的刻度尺，刻度尺的零刻度线跟“0”计数点对齐．（1）小明使用的是6V的学生交流电源，则所需选取的打点计时器如图_______（填“乙”或“丙”）；打点计时器的打点周期为_______，图中相邻两计数点的时间间隔T= ；（2）根据纸带可判定物体做直线运动（选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”）．（3）由图甲可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离，并填入下面表格中：距离测量值／cms1 1.20s2s312.00（4）小车通过计数点“2”的瞬时速度表达式为v2= （用字母T、s1、s2、s3表示，不一定全用上），代入数据得 m/s；小车做匀加速运动的加速度a= m/s2．（计算结果保留两位有效数字）（5）小明根据实验数据绘出如图丁所示的s-t2图线（s为各计数点至起点0的距离），则图像的斜率表示．5．如图甲所示为“验证力的平行四边形定则”的实验装置图，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．(1)关于此实验，下列说法中正确的是________．A．同一次实验中，O点位置不允许变动B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置C．拉橡皮筋的细绳适当长些D．橡皮筋弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些(2)某同学已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的示意图及两个拉力的合力F，如图乙所示，这个合力F是力F1和F2合力的________(填“理论值”或“实际值”)，如果用“”作为标度，则该同学量出的F的值为________(结果保留3位有效数字)．6．如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题(含答案)
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为△t1=4.0×10﹣3s，通过第二个光电门的时间为△t2=1.0×10﹣3s，已知遮光条的宽度为4.20mm．（1）滑块通过光电门1的速度v1=_____m/s，通过光电门2时的速度v2=_____m/s．（保留三位有效数字）（2）由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，下列两个措施中正确的是_____（填字母）A．换用宽度更窄的遮光条 B．换用宽度更宽的遮光条．2．（1）在DIS实验中，通过测量遮光板的宽度以及用光电计时器测量遮光板通过光电门时遮光的时间，可以求得速度，该速度本质上是____(填“平均速度”或“瞬时速度”)。
若运动物体从同一位置开始运动，而遮光板的宽度不同，在下表中的四个速度中，哪个更接近于物体通过光电门瞬间的速度？____(填“①”“②”“③”或“④”)。
（2）“用DIS 测定加速度”的实验中，通过位移传感器获得小车运动的v －t 图象如图（a ）所示。
小车在AB 区域内的运动可视为___运动，此区域内小车的加速度a =__m/s 2。
（3）如图（b ）所示，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b 的遮光板A 、B 固定在小车上，测得二者间距为d 。
当小车匀加速经过光电门时，测得两遮光板A 、B 先后经过的时间Δt 1和Δt 2，则小车加速度a =_____。
3．电火花打点时器，是一种使用_____电源的计时仪器，工作电压为_____V ，当电源频率为50Hz 时，它每隔_____s 打一次点．如图是某同学研究匀变速直线运动的一条实验纸带，A 、B 、C 、D 、E 为计数点，相邻两计数点之间还有四个点未标出，由于C 点不够清晰，只量得三个数据如图，则此小车运动的加速度为_____m/s 2，C 点的速度v C 的大小等于_____m/s ．4．重物带动纸带自由下落，测本地重力加速度。
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题(含答案)
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1．某探究小组在物理实验室做“探究求合力的方法”的实验。
实验室现有的器材有：方木板一块，白纸一张，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套）一条，图钉（若干个）。
(1)除了现有的，实验还需要的测量工具是______；(2)实验时，主要的步骤是：①如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套；②如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及______；③如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点。
记下此时细绳的方向及弹簧测力计的示数F为______N；④如图丁所示，已按一定比例作出了F1、F2和F力的图示。
探究小组的紫珠和黑柱同学都猜想三个力的大小和方向符合“平行四边形”的规律。
如何检验猜想呢？紫珠同学提出用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，看看所围成的形状是不是像一个平行四边形；黑柱同学则认为应该以F1、F2为邻边做平行四边形，看看所得平行四边形的对角线是不是几乎与F重合。
关于这两种检验方案，你认为合理的是：______。
A．只有紫珠同学的方案合理 B．只有黑柱同学的方案合理 C．两个方案都合理2．为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，经过实验得到下表速度和时间的关系，请作出表示小车速度和时间关系的图象。
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5速度v/(m. 1s ) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.623．某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验．图1为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶（总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板．①若保持砂和砂桶质量m不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M及对应的1M数据如表所示．根据表数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在图2所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线________．从图线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是_____．次数 1 2 3 4 5小车加速度a/（m•s﹣2） 1.98 1.48 1.00 0.67 0.50小车质量M/kg 0.25 0.33 0.50 0.75 1.00质量倒数1M/kg﹣1 4.00 3.00 2.00 1.33 1.00②某同学在探究a与F的关系时，把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F，作出a﹣F图线如图3所示，试分析图线不过原点的原因是_____．③在这个实验中，为了探究两个物理量之间的关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方法叫做_____法．4．(1)打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，振针每隔______秒打一个点，如图所示为一次记录小车匀变速直线运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有四个点未画出。
高中物理必修一实验专题
高考物理必修一实验专题：班级：【题型一、研究匀变速直线运动】1、在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________。
(填选项代号)A.电压合适的50 Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(2)实验过程中，下列做确的是________。
A.先接通电源，再使纸带运动B.先使纸带运动，再接通电源C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处(3)如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，测出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位：cm)。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小V4＝________ m/s，小车的加速度大小为_m/s2。
(保留2位有效数字)2、某同学在做“小车速度随时间变化规律”的实验，细线一端与小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂钩码，通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况。
(1)实验中除了电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有________(填选项代号)A. 220 V、50 Hz 交流电源B.电压可调的直流电源C.4-6 V、50 Hz 交流电源D. 刻度尺E. 秒表F. 天平(2)实验过程中，下列操作正确的是___________(填选项代号)A. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮一端B. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器一端C. 先释放小车，再接通电源D. 先接通电源，再释放小车(3)下图给出了从0点为计时起点，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点，测得：x1=1.40 cm，x2=1.90 cm，x3=2.38 cm，x4=2.88 cm，x5=3.39 cm，x6=3.87 cm。
关于必修一物理所有实验
必修一实验专题试验一：用打点计时器测速度 一、实验目的1．了解打点计时器的结构、原理及使用方法． 2．会用纸带求速度及根据v －t 图象处理数据． 二、实验原理1．打点计时器的原理及使用三．实验器材打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、刻度尺、交流电源、导线等．四、实验步骤1．把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带 上 面．电火花计时器 电磁打点计时器结 构 图示2．把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V的低压交流电源上．3．接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点．4．取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02 s.5．用刻度尺测量出从开始计数的点到第n个点间的距离Δx.6．利用公式v＝ΔxΔt计算出纸带在这段时间内的平均速度．7．把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D…作为“计数点”，如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3….实验注意事项：1．实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象．2．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集4．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．5．使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．6．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源． 7．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O 之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位． 二、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移△x 来求平均速度．2．分段测量计数点间的位移x 带来误差．减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O 的距离，再分别计算出各计数点间的距离．3．作v －t 图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙等都会带来误差． 三、数据处理1．打点计时器打点的周期为T ，则A 、B 、C 、D …各点的瞬时速度分别为：v A ＝x 1＋x 22T 、v B ＝x 2＋x 32T 、v C ＝x 3＋x 42T 、v D ＝x 4＋x 52T….2.v －t 图象用横轴表示时间t ，纵轴表示速度v ，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v －t 图象．利用打点计时器测量加速度数据处理方法：在研究匀变速直线运动中，如图是打点计时器打下的纸带。
高一物理必修一实验专题
高一物理必修一实验专题一、研究匀变速直线运动（练习使用打点计时器)1、电磁式打点计时器：6V 以下的交流电。
电火花式打点计时器：220V 的交流电。
2、交流电的频率为50HZ ，打点间隔为0.02s3、根据纸带算平均速度和瞬时速度4、算各点的瞬时速度，描点法做出V —t 图实验：1、先开电源，然后释放小车。
2、开头过于密集的点舍掉，一般每5个点或每隔4个点取一个计数点，使相邻计数点之间时间间隔为T ＝0.1s数据处理：计算法：根据纸带求某点瞬时速度和加速度(1)求某点瞬时速度，如：T 指相邻两点的时间间隔（1）瞬时速度（2）求加速度： a 、理想纸带（即ΔX 相等）：b 、不理想纸带（即ΔX 不相等）：用逐差法 注意化单位数据处理：图象法：1根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系，让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积。
2、此实验小车做匀加速直线运动，所以要用直线拟合数据点，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧，个别偏离较大点舍去。
二、验证平行四边形定则1. 实验目的：验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则2. 实验原理：（1）两个力F 1、F 2的作用效果与一个力F '的作用效果相同：使像皮绳在某一方向伸长一定的（相同）长度。
（2）以F 1、F 2为邻边作平行四边形求出F 1、F 2的合力F ，在误差允许的范围内比较F '与F 。
如果在误差允许的范围内F '与F 相同，就验证了两个力合成时遵循平行四边形定则。
3. 实验器材：方木板一块；白纸；图钉（若干）；橡皮条；细绳套（两个）；弹簧秤（两只）；三角板；刻度尺；铅笔。
4. 实验条件：为使橡皮绳有较明显的伸长，同时弹簧测力计有较大的示数，两测力计所拉线绳之间的夹角不宜过大和过小，一般在60°～120°之间较合适。
5. 主要测量：用两个测力计拉线绳，使橡皮条伸长，绳的结点到达O 点，记录此时两个测力计的数值F 1和F 2及两个力的方向；用一只测力计重新将结点拉到O 点，记录此时F 的大小和方向。
高一物理必修一实验题与解析
高一物理必修一实验题与解析高一物理必修一的实验题目有很多，通常包括力学，电学，热学和光学等。
其中，力学实验涉及力与运动，力学又分为坐标运动和动量守恒；电学实验可以分为直流电和交流电，其中可以测量电压，电阻，电容，磁场，变压器等；热学实验涉及传热的几何分布，拉普拉斯定律，活塞定律，定温热电偶等；光学实验可以分为定向光学和色散，实验题目有几何光学，非球面反射，折射，色散，干涉，衍射等。
力学实验题目：1、探究质点运动的惯性：设置同心圆半径为R的惯性轮，放置质点，并对质点施加一个固定矩。
观察质点运动轨迹，分析质点运动的惯性；2、探究物体运动的位移关系：设置一个质点在竖直的轨道上行进（不考虑重力的影响），观察物体运动的位移和时间的变化关系；3、探究惯性运动的惯性定律：模拟一个气体在密闭容器中的运动，可以对比气体的运动量变化，以验证动量守恒定律。
电学实验题目：1、测量电压：设置一个桥式电路，测量桥式电路所输出电压值；2、测量电阻：设置一个电路，测量总电阻值；3、测量电容：设置一个电路，测量所容纳的电容量；4、测量磁场：设置一个电磁场源，测量磁场强度；5、测量变压器：将变压器的两端接入两个电源，测量两端输出电压的变化；热学实验题目：1、测量传热的几何分布：设置一个实验装置，明确传热的几何分布；2、测量拉普拉斯定律：设置一个装置，以观察拉普拉斯定律对热传导的影响；3、测量活塞定律：用活塞定律制作一个工具，可以测量不同物质的温差；4、测量定温热电偶：制作一个定温热电偶，测量物体的温度，记录其变化曲线；光学实验题目：1、探究几何光学：设置一个光源，并将其安装在扁平的透镜上，观察其辐射出的光的变化；2、探究非球面反射：设置一个非球面反射镜，并反射出多条光线，观察它们在空间上的变化；3、探究折射：将水放入一个容器，然后将光束投射在水表面，记录折射角的变化情况；4、探究色散：制作一个碟片，观察色散的变化，以及空间上的反射光的色调；5、探究干涉：设置一个双光源干涉仪，用它来观察干涉图形的变化；6、探究衍射：用玻璃棱镜实验，观察当光线穿过棱镜时，衍射光线的变化情况。
高中必修一物理实验专题
高一物理实验专题一、研究匀变速直线运动 （练习使用打点计时器)1、电磁式打点计时器：4-6V 的交流电。
复写纸要在纸带上面。
电磁式打点计时器打点不清晰： ○1振针过高 ○2电压低，振幅小 ○3复写纸用久了 电磁式打点计时器打出短线而非点： ○1振针过低 ○2电压太高，振幅过大电磁式打点计时器打出双点：振针松动了电火花式打点计时器：220V 的交流电。
2、交流电的频率为50Hz ，打点间隔为0.02s 。
T=1/f实验步骤： ○1 把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将打点计时器固定在木板上，并接好电源。
○2 把一条细绳系在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适量钩码。
○3 将纸带固定在小车有卡子的一端，并穿过打点计时器的限位孔。
○4 实验开始时，将小车靠近打点计时器。
先接通电源，再释放纸带。
○5 纸带打完后，断开电源，取下纸带。
○6 换上新的纸带，再重复做三次。
选点迹清晰的纸带进行研究。
注意事项： ○1 实验之前，将小车靠近打点计时器。
○2 实验开始时，要先接通电源，后释放纸带。
○3 开头过于密集的点舍掉，一般每5个点或每隔4个点取一个计数点，使相邻计数点之间时间间隔为T ＝0.1s数据处理：计算法：根据纸带求某点瞬时速度和加速度 1求某点瞬时速度，如：T 指相邻两点的时间间隔 （1）瞬时速度（2）求加速度： a 、理想纸带（即ΔX 相等）： b 、不理想纸带（即ΔX 不相等）：用逐差法 数据处理：图象法：1根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系，让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积。
2此实验小车做匀加速直线运动，所以要用直线拟合数据点，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧，个别偏离较大点舍去。
例、一打点计时器固定在倾角为θ的斜面上，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，打出的纸带的一段如图所示．纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻计数点之间的时间间隔为0.1 s.(1)根据纸带上记录的数据判断小车是做________运动．(2)若小车做匀加速运动，则加速度大小a ＝________.(3)小车在计数点3所对应的速度大小为v ＝________.T XX V V EG F 265+==2T Xa ∆=23216549)()(T X X X X X X a ++-++=例、在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点，测得：x 1＝1.40 cm ，x 2＝1.90 cm ，x 3＝2.38 cm ，x 4＝2.88 cm ，x 5＝3.39 cm ，x 6＝3.87 cm.那么：(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v 1＝________cm/s ，v 2＝________cm/s ，v 3＝________cm/s ，v 4＝________cm/s ，v 5＝________cm/s. (2)在平面直角坐标系中作出速度—时间图象． (3)加速度a=________。
人教版高中物理必修一实验复习精讲
实验一 研究匀变速直线运动一、知识梳理（一）、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动．2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx ＝aT 2)．3．测定匀变速直线运动的加速度．（二）、实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点．(2)工作条件⎩⎪⎨⎪⎧ 电磁打点计时器：4 V ～6 V 交流电源电火花计时器：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距离，可以判断物体的运动情况．③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．2．利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝Δv Δt ＝Δv 1Δt ＝Δv 2Δt＝…. (2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4…，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2.3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如图1所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，且满足x 6－x 5＝x 5－x 4＝x 4－x 3＝x 3－x 2＝x 2－x 1，即 a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样可使所给数据全部得到利用，以提高准确性．图1(2)“平均速度法”求速度：得到如图2所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，n 点的瞬时速度为v n .即v n ＝(x n ＋x n ＋1)2T .图2(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v－t图象，直线的斜率即加速度．（三）、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．（四）、实验步骤1．仪器安装(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置见图3所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．图32．测量与记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次．(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝0.1 s．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度．(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次．3．数据处理及实验结论(1)由实验数据得出v－t图象①根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图4所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．图4图5②作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v －t 图象，它是一条倾斜的直线．(2)由实验得出的v －t 图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律，有两条途径进行分析①分析图象的特点得出：小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增加相同的值Δt 时，速度也会增加相同的值Δv ，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．②通过函数关系进一步得出：既然小车的v －t 图象是一条倾斜的直线，那么v 随t 变化的函数关系式为v ＝kt ＋b ，显然v 与t 成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化．（五）、注意事项1．交流电源的电压及频率要符合要求．2．实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸．3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．4．先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．5．要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔为T ＝0.02×5 s ＝0.1 s.6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免因速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集．7．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚相邻计数点间所选的时间间隔T .8．测x 时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a 时要注意用逐差法，以减小误差．二、专题精讲 考点一 完善实验步骤例1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有________．图7A ．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B ．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码D ．取下纸带E ．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动F ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔________________________________________________________________________ 将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号G 、H ……)；实验步骤的合理顺序为：________________.【答案】AD G ．换上新纸带重复实验三次 BEFCADG考点二 纸带数据的处理例2 如图6是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图6(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A 、B 两点间距x ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．【答案】(1)0.02 s (2)0.70 cm 0.100 m/s例3 某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图7.长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A 、B 两点，B 点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d ，用天平测量滑块的质量m ；②用直尺测量A 、B 之间的距离s ，A 点到水平桌面的垂直距离h 1，B 点到水平桌面的垂直距离h 2；③将滑块从A 点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t ；④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t ；⑤利用所测数据求出摩擦力F f 和斜面倾角的余弦值cos α；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F f －cos α关系曲线．(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g )；①斜面倾角的余弦cos α＝图1________________；②滑块通过光电门时的速度v ＝________；③滑块运动时的加速度a ＝______________；④滑块运动时所受到的摩擦阻力F f ＝________.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图8所示，读得d ＝________________.【答案】 (1)①1s s 2－(h 1－h 2)2 ②d t ③d 22s t 2 ④mg h 1－h 2s －m d 22s t 2(2)3.62 c 实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系一、知识梳理(一)、实验目的1．探究弹力和弹簧伸长量的关系．2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律．（二）、实验原理1．如图1所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x ，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F ，以横坐标表示弹簧的伸长量x ，在坐标系中描出实验所测得的各组(x 、F )对应的点，用平滑的曲线连接起j 来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．（三）、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线．（四）、实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l 0，即原长．2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m 1的钩码，测出此时弹簧的长度l 1，记录m 1和l 1，填入自己设计的表格中．图23．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．2．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．（六）、误差分析1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度．2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度．3．在F－x图象上描点、作图不准确．（七）、注意事项1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度．3．测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．4．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．二、典例精讲考点一基础实验例1 为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验测出了砝码质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图3上标出．(g ＝9.8 m/s2)图3(1)作出m－l的关系图线；(2)弹簧的劲度系数为__________ N/m.【答案】(1)如解析图所示(2)0.259(0.248～0.262)例2 在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中，甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧．为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m＝0.1 kg，取g＝10 m/s2)，并记录绳下端的坐标X加i(下标i表示挂在绳下端的钩码个数)，然后逐个拿下钩码，同样记录绳下端的坐标X减i，绳下端坐标的平均值X i＝(X加i＋X减i)/2的数据如下表：加i减i(2)________同学的数据更符合实验要求(填“甲”或“乙”)．(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m)．(4)为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？【答案】(1)小于(2)乙(3)57～70 N/m考点二图象法处理实验数据例3 在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图4.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图5中，请作出F－L图线．图5(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．优点在于：______________________________________________；缺点在于：___________________________________________.【答案】(1)见解析(2)5 20 (3)、(4)见解析解析(1)F－L图线如图所示：(4)优点是：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．方法提炼图象法直观简明，是物理实验中最常用的数据处理方法之一．作图的规则：(1)要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确定坐标起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸．若弹簧原长较长，则横坐标起点可以不从零开始选择．(2)作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧(若有个别点偏离太远，则是因偶然误太大所致，应舍去)．(3)要注意坐标轴代表的物理量的意义，注意分析图象的斜率、截距的意义．实验三验证力的平行四边形定则一、知识梳理（一）、实验目的验证力的平行四边形定则．（二）、实验原理一个力F′的作用效果和两个力F1、F2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，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力．作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则．（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(几个)，细芯铅笔．（四）、实验步骤1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．3. 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，如图1所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．图14．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．（五)、数据处理1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示．3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．(六)、误差分析1．读数误差减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．2．作图误差减小作图误差的方法：作图时要画准结点O的位置和两个测力计的方向．两个分力F1、F 2间的夹角越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当．(七)、注意事项1．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．2．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°～90°之间为宜．3．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，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和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．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．4．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个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．5．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．记忆口诀结点位置O确定，两绳夹角要适中.力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长，铅笔两点定方向.画力标度要适当，不然误差要粗放二、专题精讲考点一基础实验例1 某同学用如图2所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.(2)下列不必要的实验要求是________．(请填写选项前对应的字母)A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零图3 图4C ．拉线方向应与木板平面平行D ．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法．【答案】(1)3.6 (2)D (3)①减小弹簧测力计B 的拉力；②减小重物M 的质量(或将A 更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B 拉力的方向等)例2 如图3所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A 、B 上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O ，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．(1)为完成该实验，下述操作中必需的是________．a ．测量细绳的长度b ．测量橡皮筋的原长c ．测量悬挂重物后橡皮筋的长度d ．记录悬挂重物后结点O 的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是________________________________． 【答案】(1)bcd (2)更换不同的小重物考点二 等效法和作图法例3 在验证力的平行四边形定则的实验中，根据实验数据画出力的图示，如图4所示．图上标出了F 1、F 2、F 、F ′四个力，其中________(填上述字母)不是由弹簧秤直接测得的；若F 与F ′的__________基本相等，________基本相同，说明力的平行四边形定则得到了验证．【答案】F ′ 大小 方向例4 某同学在坐标纸上画出了如图5所示的两个已知力F 1和F 2，图中小正方形的边长表 示2 N ，两力的合力用F 表示，F 1、F 2与F 的夹角分别为θ1和θ2，下列关于F 1、F 2、F 、θ1、θ2之间的关系正确的是()图5A．F1＝4 N B．F＝12 NC．θ1＝45° D．θ1<θ2【答案】BC [F1＝42＋42 N＝4 2 N，F2＝42＋82 N＝4 5 N．据题图可知F1、F2的竖直分量抵消，故合力必定沿水平方向，F＝4 N＋8 N＝12 N，θ1＝45°，θ1>θ2，B、C 对．]方法提炼验证力的平行四边形定则实验中的等效法和作图法等效法是指两个弹簧秤同时拉橡皮筋使橡皮筋产生的形变与一个弹簧秤单独拉橡皮筋产生的形变相同．应使两个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置是同一个位置．作图法是用来验证两个弹簧秤拉力的合力与单个弹簧秤拉力的大小、方向是否相同的，反映在图上就是两力是否重合．在实验中的体现是：先选定标度作出两个力的图示，依据平行四边形作出对角线，然后再根据同样标度作出一个弹簧秤拉时力的图示(两个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置与一个弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置相同)，看两个力的图示是否重合．实验四验证牛顿运动定律一、知识梳理(一)、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．验证牛顿第二定律．3．掌握利用图象处理数据的方法．(二)、实验原理探究加速度a与力F及质量m的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制一个参量——小车的质量m不变，讨论加速度a与力F的关系，再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量m，讨论加速度a与m的关系．(三)、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码．(四)、实验步骤1．用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m 和m ′. 2．安装实验器材(如图1所示)．图13．平衡摩擦力．4．小盘绕过滑轮系于小车上，先通电源后放开小车，取下纸带编号码． 5．保持小车的质量m 不变，改变砝码和小盘的质量m ′，重复步骤4. 6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a .7．作a －F 的图象，描点作图，若这些点在一条直线上，证明了加速度与力成正比． 8．保持砝码和小盘的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤4和6，作a －1m图象，若图象为一直线，则证明加速度与质量成反比． (五)、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直的方法 1．探究加速度与力的关系以加速度a 为纵坐标，以F 为横坐标，根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象是否是通过原点的直线，就能判断a 与F 是否成正比． 2．探究加速度与质量的关系以a 为纵坐标、m 为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图2甲所示的一条曲线．由图线只能看出m 增大时a 减小，但a 与m 具体是什么关系，不能得出．若以a 为纵坐标，1m为横坐标，将会得到如图乙所示的一条过原点的倾斜直线，据此可判断a 与m 成反比．图23．方法总结利用图象处理数据是物理实验中常用的重要方法．在实验中如果发现一个量x 与另一个量y 成反比，那么，x 就应与1y成正比．因为在处理数据时，判断正比例函数图象比判断一条曲线是否为反比例函数图象要简单和直观得多，所以可以将反比例函数的曲线转化为正比例函数的直线进行处理．(六)、注意事项1．平衡摩擦力：一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．2．不重复平衡摩擦力：实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力．3．实验条件：每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．4．一先一后：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车．记忆口诀平衡摩擦纸带挂，小车板上匀速滑；若要盘码当拉力，其重与车不可比；先通电源后放车，纸带应选易于测；曲线化直好思想，作图比例要适当.二、典例精讲考点一基础实验例 1 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图3所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：图3A．按图中所示安装好实验装置；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答下列问题：(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填。
高中物理必修1实验专题复习
高中物理必修1实验专题复习本学期我们研究了四个实验，分别是研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则以及探究加速度与力和质量的关系。
我们需要掌握这四个实验的实验器材的使用、实验原理的理解和实验方法的运用。
实验一是探究匀变速直线运动。
在实验中需要使用打点计时器，该计时器可以在电源频率为50Hz的情况下每隔0.02秒打一次点。
打点计时器的工作条件有两种，分别是电磁打点计时器和电火花计时器，前者需要6V以下的交流电源，后者需要220V的交流电源。
在实验中，需要对纸袋进行处理，判断物体的运动情况。
如果物体做匀速直线运动，则x1=x2=x3=…，如果物体做匀变速直线运动，则差值为常数k。
求加速度可以使用“逐差法”或“图象法”，前者需要先求出a1，再取平均值，后者则需要使用“平均速度法”求出多个点的速度，画出v-t图，直线的斜率即为加速度。
在实验前需要将小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地或小车与滑轮碰撞。
实验后应先断开电源，后取下纸带。
在坐标纸上，需要选取合适的单位，在描点连线时应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。
例如，在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验室提供了打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计等器材，其中在本实验中不需要的器材是？下表为打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，需要填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。
位置 BCDEF速度/(m·s) 0.737 0.801 0.994以A点为计时起点，在图坐标图中画出小车的速度—时间关系图线。
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可以得出：v_D = 0.864 m/sv_E = 0.928 m/s小车的速度—时间关系图线如图所示。
鲁科版高一物理必修一重点实验专项复习
高一物理必修一重点实验专项复习1、一位同学在实验室使用打点计时器：（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器所使用的是 电源（填 交流 直流），电磁打点计时器的工作电压是 Ｖ，电火花打点计时器的工作电压是 Ｖ。
当电源频率是50 Ｈz 时，它每隔 ｓ打一次点。
2、如图所示是在做《探究：研究匀变速直线运动的规律》的实验中，某同学得到一条纸带．实验使用的是电火花式打点记时器。
取计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G ．每相邻两个计数点间还有4个实验点(图中未画出)，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB =1.50cm ，BC =3.90 cm ，CD =6.20 cm ，DE =8.60 cm ，EF =11.00 cm ，FG =13.50cm ，则（1） 每相邻两个计数点间的时间T 为 s ；（2） 打纸带上D 点时小车的瞬时速度大小V D = m/s ；（3）小车运动的加速度大小a = m/s 2 (计算结果小数点后保留二位有效数字)3、如测定匀变速直线运动的加速度实验中得到一段纸带，是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔为T=0.1s ，该小车运动的加速度a= m/s 2，计数点D 的瞬时速度v D = m/s 。
(计算结果保留二位有效数字)4、如研究物体作自由落体运动的实验，有下列器材可供选择：铁架台、重锤、电火花打点计时器及碳粉、纸带若干、220V 交流电源、天平、秒表 其中不必要的两种器材是： ，缺少的一种器材是： 。
5、（1）某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置．所用的钩码每只的质量都是30g ，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中．(弹力始终未超过弹性限度，取g ＝9.8m/s 2)①试根据这些实验数据在图中给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F 跟弹簧总长L 之间的函数关系图线．②该函数关系图线跟横坐标轴交点的物理意义是 ．③该弹簧的劲度k ＝ N/m.6、某一同学在做验证平行四边形定则实验中，在桌面上平放方木板，并在方木板上铺放白纸（用图钉固定），再将橡皮条一端固定在方木板上，另一端上拴好细绳套后，先用两只弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点伸长到纸面内某点O 这时应记下 、 、 。
人教版高中物理必修一实验专题(高一)
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）实验专题（高一物理）1.用如图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系。
实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速为零的匀加速运动。
（1）此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是： .（2）通过改变 ，就可以改变小车所受到的合力。
（3）在探究加速度与质量关系时，分别以 为纵坐标、 为横坐标作图象，这样就能直观地看出其关系。
2.像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。
当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ 是水平桌面、PQ 是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l 的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。
小车上固定着用于挡光的窄片K ，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K 的挡光时间分别为t 1和t 2。
（1）用游标卡尺测量窄片K 的宽度（如图）d = m （已知l >>d ），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t 1=2.50×10-2s 、t 2=1.25×10-2s ；（2）用米尺测量两光电门的间距为l ，则小车的加速度表达式a = （各1 2PK Q N夹子小车小车Fa0 量均用（1）（2）里的已知量的字母表示）；（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是________ ______； （4）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F ，作出a -F 图线。
如图中的实线所示。
试分析：图 线不通过坐标原点O 的原因是 ； 曲线上部弯曲的原因是 .1．⑴探究的是加速度与其它量之间的比例关系（其它答法只要正确就给分。
如：初速度为零的匀加速运动，在相同的时间内，位移与加速度成正比） （2分）⑵砝码的数量 （1分）；⑶ a （或m 1）（1分）、m 1（或a ）（1分） 2．（1）5.15×10-3m （2分）；（2）2221222212)(t lt d t t a -=（2分） （3）不挂砂和砂桶，调节长木板的倾角，轻推小车让其下滑，直至两个光电计时器的读数相等为止。
高一物理必修一专题复习 力学实验
高一物理必修一专题复习力学实验一、基础训练1、（1）打点计时器分为电磁打点计时器和电火花打点计时器.电磁打点计时器使用交流电源,如电源的频率是50Hz 时,振针每隔0.02s 打点一次.当物体拖动纸带运动时,打点计时器便在纸带上打出一系列点,这些点记录了运动物体的 位置 和发生相应位移所用的时间 ,据此可定量研究物体的运动.（2）实验过程中,下列做法正确的是( )A. 先接通电源,再使纸带运动B. 先使纸带运动,再接通电源C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处2、（1）如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s.则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )A. 0.10 m/sB. 100 m/sC. 4.0 m/sD. 0.40 m/s（2）如图所示,为测量做匀加速直线运动小车的加速度,将宽度为b 的挡光片A 和B 固定在小车上,测得二者间距为d.当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间为Δt 1和Δt 2,则小车加速a=（3）为减小实验误差,可采取的方法是( )A. 增大宽度bB. 减小宽度bC. 增大间距dD. 减小间距d3、（1）在“互成角度的两个力的合成”实验中,用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置O 点.为了确定两个分力的大小和方向,这一步操作中必须记录的是( )A. 橡皮条固定端的位置B. 描下O 点位置和两条细绳套的方向C. 橡皮条伸长后的总长度D. 两个弹簧测力计的读数（2）做实验时,根据测量结果在白纸上作出如图所示的图,其中O 为橡皮条与细绳的结点,图中的 F 是F 1和F 2的合力的理论值; F ’ 是F 1和F 2的合力的实际测量值.4.如图1所示的装置,图中小车的质量用M 表示,钩码的质量用m 表示.(1) 要顺利完成该实验,还需要的测量工具有 刻度尺 、 天平 .(2) 为使小车所受合外力等于细线的拉力,应采取的措施是 平衡摩擦力 ;要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应满足的条件是M>>m.(3) 在保持小车所受合外力一定的情况下,对实验得到的一系列纸带进行处理,测得小车加速度a 与其质量M 的数据如下表:为了寻求a 与M 间的定量关系,请利用表中数据在图乙的直角坐标系中选取合适的横坐标及标度作出图象.二、方法指导例1、（1）教材用如图所示的装置验证牛顿第二定律时选择的研究对象是： 小车M （“小车M ”或“小车与小桶的系统M+m ”）（2）若取小车M 为研究对象，我们怎样测量小车的合外力F ？当满足条件①平衡摩擦力②M>>m 两个条件后可以认为T=mg（3）怎样平衡摩擦力？平衡摩擦力后如果增加小车的质量是否需有重新平衡摩擦力？ 撤去牵引重物，垫高木板一端，轻推小车，使纸带上打出的点分布均匀，表示已经平衡摩擦力了。
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题(含答案)
人教版高一物理必修一《实验题》专项练习题（含答案）1．某同学设计了一个探究加速度a与所受合外力F及质量m的关系的实验，图甲为实验装置简图。
（交流电的频率为50Hz）(1)图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2（保留三位有效数字）；(2)保持小盘及盘中砝码的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车的加速度a、小车质量m及对应的1m的数据如下表：小车的加速度a/（m·s-2） 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车的质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67质量的倒数1mkg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60请在如下图所示的坐标纸中画出a—m的图象____，并由图象求出小车的加速度a与质量的倒数1m之间的关系式是_____________。
2．某实验小组为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d的遮光条．如图甲所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间△t1为0.05s,通过第二个光电门的时间△t2为0.01s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t为0.20s．用游标卡尺测量遮光条的宽度d，卡尺示数如图乙所示．（1）读出遮光条的宽度d=___________cm．（2）估算滑块的加速度a=___________m/s2(保留两位有效数字)（3）为了减小实验误差,下列措施最合理的是___________．A．尽量减小钩码质量B．遮光条宽度越窄越好C．其他条件不变多次测量取平均值3．下表是某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中所测的几组数据．请在如图所示的坐标纸上作出F-x的图线．4．打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题．(1)甲图是________打点计时器，采用的是________交流电源．(填“低压”、“220V”)(2)乙图是________打点计时器，采用的是________交流电源．(填“低压”、“220V”)(3)在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50 Hz，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有4个点未画出．按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图所示(单位：cm)①在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v1＝________ m/s，物体的加速度a＝_______ m/s2.(保留两位有效数字)②该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点5到0点的距离为______cm.5．在验证力的平行四边形定则实验中（1）则下列操作中正确的是（__________）A．在同一次实验中，结点O的位置可以随意变动B．使用弹簧测力计应使弹簧测力计与木板平行C．实验中，不仅需要记下弹簧测力计的读数，还需要记下细绳套的方向D．在用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳间的夹角应尽量大些（2）若他将遗漏内容补上后，如图(a)所示，是他利用坐标纸记下的橡皮筋结点位置O点及两弹簧测力计拉力的大小，试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F 表示此力____。
物理必修一专题第一章实验专题
实验专题——用法打点计时器测速度一、理论基础（一）打点计时器1、打点计时器的结构2、两种计时器的比较（1）都使用交流电源，但工作电压不同，电磁打点计时器工作电压为6V以下，电火花打点计时器工作电压为220V，若交流电的频率为50Hz，则打点周期为0.02s．（2）工作原理不同，但作用相同，纸带上的点可记录与之相连的运动物体的时间间隔和位移．（3）电磁打点计时器使用振针和复写纸打点；电火花打点计时器使用电火花和墨粉打点．（4）使用电火花计时器时，应把两条纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面．5）电火花打点计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也就较小．（二）用打点计时器测量瞬时速度1．练习使用打点计时器(1) 把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔并压在复写纸(或墨粉盘)下面，也可以让两条纸带夹住墨粉盘．(2) 先接通电源，后拉动纸带；纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．(3) 取下纸带，从能看得清的某个点数起，数出共有多少个点，如果有n个点，那么打点的间隔数为（n-1）个，则纸带的运动时间t＝(n-1)0.02s.(4) 用刻度尺测量从开始计数的一点到最后一点间的距离．2．用打点计时器测量瞬时速度．方法：如下图所示，根据D 、F 两点的位移Δx 和时间Δt ，算出平均速度tx ∆∆，用这个平均速度来代表经过E 点的瞬时速度．★注意事项(1)电磁打点计时器振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点，甚至打出的是短横线等情况，而且可能对纸带产生过大的摩擦阻力．(2)复写纸片或墨粉纸盘不要装反，每打完一条纸带，应将它们的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰．(3)实验时要先接通电源，计时器稳定后，再让纸带运动，每打完一条纸带要及时切断电源．(4)释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置．(5)要注意计时点和计数点的不同．★思考与讨论：振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因？怎样调整？（1）如果是压纸框的位置太高阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置。
物理必修一实验大全
高一物理实验目录实验一：用打点计时器测速度实验二：研究小车速度随时间的变化规律实验三：用打点计时器测自由落体加速度实验四：研究弹簧弹力和伸长量的关系实验五：验证力的平行四边形定则实验六：探究加速度与质量和力的关系实验七：探究作用力和反作用力的关系用打点计时器测速度一、实验目的1.练习使用电磁打点计时器2.利用打上点的纸带研究物体的运动情况3.学会测量平均速度和瞬时速度二、实验器材电时打点计时器，纸带，刻度尺，导线，电源三、实验步骤（1）把打点计时器固定在桌子上，将纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并压在纸带上。
（2）将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连。
(电磁打点计时器接交流电源4～6 V。
)（3）打开电源开关，按实验需要使纸带运动，在纸带上打出一系列的点。
（4）取下纸带，根据具体情况选出计数点，按实验要求进行测量计算。
(5)整理实验器材四、?打点计时器使用要点及注意事项（1）打点计时器使用的是低压交流电源，它的工作电压为4V—6V，频率为50Hz，如果电压过高会烧毁计时器线圈，如果电压过低，会出现不打点或打点不清的情况。
至于交流电的频率，我国工农生产和生活用的交流电，频率都是50Hz，周期是，比较稳定，一般都满足要求。
（2）为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器的振动片的固有频率也是50Hz，使之发生共振现象，振动片的长度可在一定范围调节，通过改变振动片的长度来调节它的固有频率。
（3）实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，振针过高时打不上点，过低时会打出短线，还会对纸带产生过大的阻力；振动片和振针要固定好，不能让它松动，否则会出现漏点或双点。
（4）所用纸带要平整，如果纸带不平整，可能出现点迹不清，漏点或点间距离不准（在纸带有褶皱时两点间间隔和展平后两点间间隔不等）等现象，一般来说使用的是专用纸带，比较平整，个别有褶皱的纸带不要用或熨平后再用。
复写纸应安装在纸带的上面，专用复写纸只有一面有复印油墨的一面应朝下和纸带接触。
2020年10月29日高一物理必修一实验专题
速度 vii
误到
-
F
县 平均速度公式 位移 时间之比
i
矢量 矢量
速度是矢量有大小
有方向
当提及两个速度相等 必然等大同向
2
Flizi
仅在匀变速直线中适用 中间时刻速度等于平均速度
无论 hk 正负
证明
9 量
些 了
心
矢量
0 加速度定义式 速度速度变化量都是 不
仅在匀变速直线中适用
止开始做
体 动，不 气 力， 地时 度为 30m/s，g 取 10m/s2
（1）它下
度是多少？
（2）它在前 2s 内 平均 度是多少？
（3）它在最后 1s 内下
度是多少？
2．（2019 •大关县校 期末）物体做匀加
动，它在 3s 内和 6s 内 位 分别是 2.2m 和 3.7m，则
（1） 点 动 加 度为多少？
科学
测量
邈 有效数字
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瞬时 求
4
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速度变化规律 经历 七 秒
增加 at 速度 V_v at
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比 项是匀速直线运动 5 随 大 变化规往
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将保持 匀速直线
Ìat 是没有初
4．（2019 •泰安期末） 点从 A 点 止开始向 B 点做匀加
动，已
点在最初 2s
位 为 2m，最后
3s
位 为 10.5m，求
（1） 点 加 度 a；
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高一物理必修一实验专题一、研究匀变速直线运动(练习使用打点计时器)1、电磁式打点计时器:6V 以下得交流电。
电火花式打点计时器:220V 得交流电。
2、交流电得频率为50HZ,打点间隔为0、02s3、根据纸带算平均速度与瞬时速度4、算各点得瞬时速度,描点法做出V —t 图实验:1、先开电源,然后释放小车。
2、开头过于密集得点舍掉,一般每5个点或每隔4个点取一个计数点,使相邻计数点之间时间间隔为T ＝0、1s数据处理:计算法:根据纸带求某点瞬时速度与加速度(1)求某点瞬时速度,如:T 指相邻两点得时间间隔(1)瞬时速度(2)求加速度:a 、理想纸带(即ΔX 相等):b 、不理想纸带(即ΔX 不相等):用逐差法 注意化单位 数据处理:图象法: 1根据所得数据,选择合适得标度建立坐标系,让图象尽量分布在坐标系平面得大部分面积。
2、此实验小车做匀加速直线运动,所以要用直线拟合数据点,让尽可能多得点处在直线上,不在直线上得点应均匀地分布在直线两侧,个别偏离较大点舍去。
二、验证平行四边形定则 1、 实验目得:验证互成角度得两个力合成时得平行四边形定则2、 实验原理:(1)两个力F 1、F 2得作用效果与一个力F '得作用效果相同:使像皮绳在某一方向伸长一定得(相同)长度。
(2)以F 1、F 2为邻边作平行四边形求出F 1、F 2得合力F,在误差允许得范围内比较F '与F 。
如果在误差允许得范围内F '与F 相同,就验证了两个力合成时遵循平行四边形定则。
3、 实验器材:方木板一块;白纸;图钉(若干);橡皮条;细绳套(两个);弹簧秤(两只);三角板;刻度尺;铅笔。
4、 实验条件:为使橡皮绳有较明显得伸长,同时弹簧测力计有较大得示数,两测力计所拉线绳之间得夹角不宜过大与过小,一般在60°～120°之间较合适。
5、 主要测量:用两个测力计拉线绳,使橡皮条伸长,绳得结点到达O 点,记录此时两个测力计得数值F 1与F 2及两个力得方向;用一只测力计重新将结点拉到O 点,记录此时F 得大小与方向。
6、 实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上得方板上。
(2)用图钉把橡皮条得一端固定在A 点,橡皮条得另一端固定拴上两个细绳套。
(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点达到O 点。
(如图所示)用铅笔记下O 点得位置及两条细绳套得方向,并分别记录两弹簧秤得读数F 1与F 2。
TX X V V EG F 265+==2T X a ∆=23216549)()(TX X X X X X a ++-++=(4)用铅笔与刻度尺从力得作用点(位置O)沿两条细绳套得方向画直线,按选定得标度作出F 1、F 2得图示,然后,以F 1、F 2为邻边用刻度尺与三角板作平行四边形,过O 点画平行四边形得对角线,即为合力F 得图示。
(5)只用一只弹簧秤,通过细绳套把橡皮条得结点拉到同样得位置O,记下细绳套得方向与弹簧秤得读数F ',用刻度尺从O 点按选定得(相同)标度沿记录得方向作出F '得图示。
(6)比较力F '与用平行四边形定则求出得合力F 得大小与方向,瞧在实验误差允许得范围内就是否相同。
(7)改变两力F 1、F 2得大小与方向,再重复实验两次,从实验结果中得出结论。
7、 数据记录与处理(1)记录:(2)处理:用作图法比较F 与F '得大小与方向。
8、 注意事项(1)使用弹簧秤前,应将弹簧秤水平放置,然后检查、矫正零点,并应了解弹簧秤得量程、单位与精度(最小刻度),读数时视线要正对刻度。
(2)本实验中,为减少实验误差,应选用规格相同得弹簧秤,且要对其性能进行检验,具体方法就是:将两弹簧秤得自由端钩在一起,沿水平方向拉伸,若两弹簧秤得读数一样,即可选用,否则,不可选。
(3)使用弹簧秤测拉力时,拉力必须沿弹簧秤得轴线方向。
在实验中弹簧秤、橡皮条、细绳套应位于与纸面平行得同一平面内,要防止弹簧秤卡壳、弹簧秤或橡皮条与纸面产生摩擦。
(4)使用弹簧秤测力时,拉力应适当地大些,以减小误差,但拉伸不要超过量程。
(5)选用得橡皮条应富有弹性,能发生弹性形变,不能选用老化了得橡皮条,实验时,一方面,缓慢地将橡皮条拉伸到预定得长度,瞧它能否滞缩缩回到原长;另一方面,用一个弹簧秤多次拉伸相同得长度,瞧弹簧秤得读数就是否相同。
(6)同一次实验中,橡皮条拉伸后结点得位置O 必须保持不变。
(7)作力得图示时,标度不宜过小,应尽可能使图画得大些,但不能超出纸外。
9、 误差分析实验中误差得来源有弹簧秤得精度误差与两只弹簧秤规格不严格相同造成得误差、读数不准造成得误差与作图不准确带来得误差等等。
另外,实验中弹簧秤与板面不严格平行与弹簧秤卡壳以及弹簧秤或橡皮条与纸面产生摩擦等等。
两个分力F 1、F 2间得夹角θ越大,用平行四边形定则作图得出得合力F 得误差越大,所以实验中两个分力得夹角不要太大,误差只能减小不能消除,实验中要严格遵循实验操作规程,以减小实验误差,实验中若用一只弹簧秤可以减小由于两只弹簧秤规格不同而造成得误差。
三、研究匀变速直线运动2、 实验原理测定物体做匀变速直线运动最基本得就是测出位移与时间得关系,如图实4—1所示,1S 、2S ……n S 就是相邻两计数点间得距离,S ∆就是两个连续相等得时间里得位移之差,即121S S S -=∆,232S S S -=∆……,T 就是两个相邻计数点间得时间间隔且T= 0、02n 秒(n 为两计数点间得间隔数)由运动学公式得:212aT S S S =-=∆;T 就是恒量。
当a 为恒量时,S ∆也为恒量,即做匀变速直线运动得物体得S ∆必为恒量,它就是判断物体就是否做匀变速直线运动得必要条件。
3、 实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮得长木板、刻度尺、钩码、两根导线。
4、 实验步骤(1)把附有滑轮得长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮得一端,连接好电路;再把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适得钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它得一端固定在小车得后面。
(2)把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列得点,换上新纸带,重复三次。
(3)选取一条点迹清晰得纸带,舍掉开头得比较密集得点。
确定好记数起点。
每隔s s T 1.0502.0=⨯=取一个记数点,并依次标明0,1,2,3…如图实4—3所示,用刻度尺测量两相邻记数点间距离1S ,2S ,63S S 并把测量结果填入记录表格中。
(4)根据测量结果,用逐差法求出加速度1a 、2a 、3a 得值,然后计算出其平均值,它就就是小车做匀变速直线运动得加速度。
......0S 11.....S 2......S 323(4)根据测量结果,用逐差法求出加速度1a 、2a 、3a 得值,然后计算出其平均值,它就就是小车做匀变速直线运动得加速度。
5、 数据记录及处理(1)记录:小车做匀变速直线运动得加速度=++=3321a a a a )/(2s m 。
(2)处理:利用逐差法处理纸带数据求物体运动得加速度。
① 若所选记数点为0,1,2,…6。
,故物体运动得加速度21234563219)()(3TS S S S S S a a a a ++-++=++=② 若所选记数点为0,1,2,3,4,则21234214)()(2TS S S S a a a +-+=+= ③ 若所选记数点0,1,2…5,则舍去3S ,加速度21245216)()(2T S S S S a a a +-+=+= 6、 注意事项(1)应调整使细绳与木板平行,小车运动要平稳。
(2)选用合适得钩码,使小车得加速度适当大一些,可以减小长度得测量误差。
加速度大小以能在约50cm 得纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜。
(3)要在钩码(或沙桶)落地处放置软垫或砂箱,防止撞坏钩码。
(4)要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料档块,防止小车掉在地上或撞坏滑轮。
(5)操作时,应先接通电源,待打点计时器稳定打点后再释放小车。
(6)纸带运动时不要让纸带与打点计时器得限位孔摩擦。
(7)纸带上所选取得记数点不宜太长,不要分段测量各段位移,应一次性测量出各计数点到记数起点O 之间得距离,读数时估读到毫米得下一位。
(8)处理纸带数据时,应注意1S ,2S …n S 就是连续相邻相等得时间内得位移,而不就是各计数点到起点O 得距离。
四验证牛顿第二定律一【实验器材】附有定滑轮得长木板、薄木垫、小车、细线、小桶及砂、打点计时器、低压交流电源、导线、天平(带一套砝码)、毫米刻度尺、纸带及复写纸等。
二【实验步骤】1、用天平测出小车与小桶得质量M 0与m 0,并记录数值;2、按照要求安装实验器材,此时不把悬挂小桶用得细绳系在车上,即不给小车加牵引力;3、平衡摩擦力,在长木板不带定滑轮得一端下面垫薄木板,并反复移动其位置,直到打点计时器正常工作后,小车在斜面上得运动可以保持匀速直线运动状态为止。
4、记录小车及车内所加砝码得质量;称好砂子后将砂倒入小桶,把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;此时要调整定滑轮得高度使绳与木板平行;接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后,取下纸带,做好标记。
5、保持小车得总质量不变,改变砂得质量(均要用天平称量),按步骤4中方法打好纸带,做好标记。
6、在每条纸带上选取一段比较理想得部分,分别计算出加速度值。
7、用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力(即砂与砂桶得总重力mg),根据实验结果画出相应得点,如果这些点在一条直线上,便证明了质量一定得情况下,加速度与合外力成正比。
8、保持砂与桶得质量不变,在小车上加砝码(需记录好数据),重复上面得实验步骤,求出相应得加速度,用纵坐标表示加速度,横坐标表示小车及砝码得总质量得倒数1M ,根据实验结果画出相应得点,如果这些点在一条直线上,就证明了合外力一定得情况下,加速度与质量成反比。
三【注意事项】1、实验中始终要求砂与砂桶得总质量(m)远小于小车与砝码得总质量(M),一般情况下要满足10m ＜M 。
只有这样,砂与砂桶得总重力才能视为小车所受得拉力。
2、平衡摩擦力时不要挂小桶,但小车要挂纸带并接通打点计时器;有两个作用:一就是从纸带上打出得点子来判断小车就是否匀速运动,二就是在平衡摩擦力时也要平衡振针与纸带之间得摩擦(如果使用电火花计时器,该摩擦可以忽略)。
平衡摩擦力就是使小车重力沿斜面得分力与小车运动时所受到得所有摩擦力相平衡。
3、在每次打过点得纸带上,都要注明小车得质量与拉力数值,以免在分析数据时造成错误。