人教版高中物理实验题归纳总结知识,习题加答案
高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题:实验 验证动量守恒定律(课后习题)【含答案及解析】
实验:验证动量守恒定律课后篇巩固提升必备知识基础练1.某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。
重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。
再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。
重复上述操作10次,得到了如图所示的三个落地点。
(1)请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置?,并在图中读出OP= cm。
(2)已知m A∶m B=2∶1,碰撞过程中动量守恒,则由图可以判断出R是球的落地点,P是球的落地点。
(3)用题中的字母写出动量守恒定律的表达式:。
用最小的圆把所有落点圈在里面,则此圆的圆心即为落点的平均位置。
OP=13.0(12.8~13.2均正确) cm。
(2)R应是被碰小球B的落地点,P为入射小球A碰撞后的落地点。
(3)小球落地时间t相同,由m A·OQt =m A OPt+m B ORt可知,动量守恒的验证表达式为:m A·OQ=m A·OP+m B·OR。
用最小的圆把所有落点圈在里面,圆心即为落点的平均位置13.0(12.8~13.2均正确)(2)B A(3)m A·OQ=m A·OP+m B·OR2.某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中的动量守恒。
实验仪器如图所示,请根据实验过程和实验数据补全下表。
实验过程:(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),碰后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2。
高中物理必修二知识点总结含试题及答案(人教版)
涉及的公式:,第五章 平抛运动§5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解一、曲线运动1。
定义:物体运动轨迹是曲线的运动。
2。
条件:运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3.特点:①方向:某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。
②运动类型:变速运动(速度方向不断变化)。
③F 合≠0,一定有加速度a 。
④F 合方向一定指向曲线凹侧。
⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。
4.运动描述—-蜡块运动二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系:等时性、独立性、等效性、矢量性.2.互成角度的两个分运动的合运动的判断: ①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。
②速度方向不在同一直线上的两个分运动,一个是匀速直线运动,一个是匀变速直线运动,其合运动是匀变速曲线运动,a 合为分运动的加速度。
③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。
④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动.当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时,合运动是匀变速直线运动,否则即为曲线运动。
三、有关“曲线运动”的两大题型(一)小船过河问题模型一:过河时间t 最短: 模型二:直接位移x 最短:)如图 v . 解析:依题意,船沿着绳子的方向前进,即船的速度总是沿着绳子的,根据绳子两端连接的物体在绳子方向上的投影速度相同,可知人的速度 v 在绳子方向上的分量等于船速,故 v 船=v cos α,C 正确.2.(2011 年江苏卷)如图 5-5 所示,甲、乙两同学从河中O 点出发,分别沿直线游到 A 点和B 点后,立即沿原路线返回到 O 点,OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直,且 OA =OB 。
若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间 t 甲、t 乙的大小关系为(C) A .t 甲〈t 乙 B .t 甲=t 乙C .t 甲>t 乙D .无法确定解析:设游速为v ,水速为v 0,OA =OB =l ,则t 甲=错误!+错误!;乙沿OB 运动,乙的速度矢量图如图4所示,合速度必须沿OB 方向,则t 乙=2·错误!,联立解得t 甲〉t 乙,C 正确. (二)绳杆问题(连带运动问题)当v 水<v 船时,x min =d , ,当v 水>v 船时,,,1、实质:合运动的识别与合运动的分解。
高中物理实验全归纳!知识总结+例题讲解!
一、概述高中物理实验是学习物理知识的重要环节,通过实验可以帮助学生巩固和深化理论知识,培养实际操作能力,提高科学素养。
在高中阶段,物理实验也是考试的重要内容,因此对于学生来说,掌握和理解物理实验是非常重要的。
本文将对高中物理实验进行全面的归纳总结,并结合具体例题进行讲解,帮助学生更好地掌握物理实验的要点和技巧。
二、高中物理实验分类1.力学实验力学实验是物理实验的基础,包括力的平衡、力的合成与分解、平衡条件的研究等内容。
力学实验主要涉及弹簧测力计的使用、测量摩擦力、研究斜面上物体的运动规律等内容。
2.光学实验光学实验涉及光的反射、折射、衍射等现象,主要包括光的直线传播、凸透镜成像、棱镜分光等实验内容。
3.电学实验电学实验是高中物理实验中的重点,主要包括安培定则的验证、欧姆定律的验证、串、并联电路的研究等内容。
4.热学实验热学实验主要研究物质的热性质,包括热膨胀、比热容等内容。
5.波动实验波动实验主要研究波动现象,包括弹簧振子周期的研究、声波的传播等内容。
三、高中物理实验知识总结1. 实验前的准备在进行物理实验之前,必须做好实验前的准备工作。
首先要确保实验仪器设备完好,进行调校和检查,保证实验的准确性和安全性。
要熟悉实验的原理和操作步骤,做到心中有数,避免在实验过程中出现错误。
要注意实验环境的整洁和安全,做好实验台的摆放和实验用具的摆放,以保证实验顺利进行。
2. 实验操作的技巧在进行物理实验的操作过程中,需要掌握一些实验操作的技巧,以确保实验的准确性和可靠性。
在使用仪器时要小心轻放,避免损坏;在观察测量时要保持专注和稳定,尽量减小误差;在进行数据处理时要注意结果的精确性和可靠性,避免虚假数据的产生。
3. 实验数据的处理在进行物理实验后,需要对实验数据进行处理和分析,得出结论和总结。
在处理数据时,要注意对数据的合理处理,去除异常值和误差值,使得数据更加可靠和准确。
在分析数据时,要根据实验原理和实验目的进行合理的推理和归纳,从而得出合理的结论和总结。
人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)1.docx
人教版高中物理必修二《实验题》专项练习题(含答案)1.图乙为利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置.(1)实验前先要调整导轨水平,简述调整方法.(2)用游标卡尺测遮光板的宽度,如图丙所示,则遮光板的宽度入=cm.(3)若本实验中,已知钩码质量史,由光电计时器测得遮光板先后通过两个光电门(如图甲所示)的时间分别为E A t2,为验证机械能守恒定律,除此以外还应测出 .(写出相应的物理量及其符号)(4)实验时,将滑块从光电门1左侧某位置由静止释放(如图乙所示),若滑块、钩码系统的机械能守恒,则应有关系式成立.(用上述已知的和测得的各物理的字母表示,已知当地的重力加速度为g)2.在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要去的纸带如图所示,0为纸带下落的起始点,A. B. C 为纸带上选取的三个连读点.已知打点计时器每隔T=0. 02s打一个点,当地的重力加速度为g =9.8m/52,那么: ------------- 23.23 -----------(1)计算B点瞬时速度时,甲同学用= 2gs OB,乙同学用*=券,其中所选方法正确的是(填“甲”或“乙”)同学,他计算的重物的速度* =m/s;(2)从0点到打下计数点B的过程中,物体重力势能的减小量 J,动能的增加量AE k=J;(以上所有结果均保留三位有效数字)3.在“验证机械能守恒定律”的实验中:(1)供实验选择的重物有以下四个,应选择A.质量为10g的注码B.质量为200g的木球C.质量为50g的塑料球D.质量为200g的铁球(2)下列叙述正确的是A.实验中应用秒表测出重物下落的时间B.可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度C.因为是通过比较竺亡和勿g力是否相等来验证机械能是否守恒,故不需要测量重物的质量2D.释放重物前应手提纸带的上端,使纸带竖直通过限位孔(3)质量勿=lkg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s, 那么从打点计时器打下起点。
高中物理实验试题及答案人教版
高中物理实验试题及答案人教版高中物理实验试题及答案(人教版)一、选择题(每题3分,共15分)1. 在进行物理实验时,以下哪个因素不是误差的来源?A. 测量工具的精度B. 测量者的主观判断C. 测量环境的温度D. 测量者的技术水平2. 根据牛顿第三定律,以下哪项描述是错误的?A. 作用力和反作用力大小相等B. 作用力和反作用力方向相反C. 作用力和反作用力作用在不同物体上D. 作用力和反作用力可以是不同性质的力3. 在测量物体长度时,如果测量值比真实值小,这种误差属于:A. 系统误差B. 随机误差C. 绝对误差D. 相对误差4. 以下哪个实验不需要使用秒表?A. 测量物体自由落体的时间B. 测量物体在斜面上的滑行时间C. 测量物体在水平面上的滚动时间D. 测量物体在竖直方向上的振动周期5. 在测量物体质量时,以下哪个因素对测量结果影响最小?A. 测量者的视觉误差B. 测量工具的精度C. 测量环境的湿度D. 测量环境的温度二、填空题(每题2分,共10分)1. 在进行物理实验时,______误差可以通过多次测量求平均值来减小。
2. 牛顿第二定律的表达式是______。
3. 测量物体速度时,通常使用______来记录时间。
4. 物体在水平面上做匀速直线运动时,所受的摩擦力与______成正比。
5. 根据欧姆定律,导体两端的电压与通过导体的电流之间的关系是______。
三、简答题(每题5分,共20分)1. 请简述误差的分类及其特点。
2. 什么是牛顿第一定律?它在物理学中的意义是什么?3. 描述如何使用打点计时器测量物体的速度。
4. 解释什么是简谐振动,并举例说明。
四、实验操作题(每题10分,共20分)1. 描述如何使用弹簧秤测量物体的重力,并说明注意事项。
2. 描述如何测量金属丝的杨氏模量,并列出实验步骤。
五、计算题(每题15分,共30分)1. 已知物体的质量为2kg,从静止开始自由落体,忽略空气阻力。
求物体在第2秒末的速度。
- 高一上学期物理人教版( )必修第一册期末复习:实验专题(Word版含答案)
高一物理必修一期末复习实验专题练习1、我们在实验室探究加速度与合力的关系实验中,常用实验装置将桶和沙子的总重力视为绳子拉力,产生实验误差.某学习小组改良装置如图(甲)所示进行实验,小车的加速度可由打点计时器和纸带测出.小车在平衡摩擦力后,保持质量不变,逐渐增大沙桶和沙的总质量进行多次实验,得到多组加速度a和弹簧秤示数F的值,做出a-F图像如图(乙)所示.(1)本实验______(填写“需要”或“不需要”)保证沙桶和沙的总质量远小于小车总质量(2)如图所示为实验中打下的某条纸带,A点为选取的起始计数点,每两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器的频率为50Hz,则C点的速度为______m/s,小车的加速度为______m/s2.(均保留两位有效数字)(3)若这个小组在实验中忘记要平衡摩擦力,始终将长木板保持水平,也得出了相应的a-F图像,得出图像的斜率k2与已平衡摩擦力的图像斜率k1相比,则有k2______k1(填“>”或“<”或“=”).2、在探究物体的加速度与合外力的关系实验中:某同学用图1装置:保持小车(含车中重物)的质量M不变,细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F,用打点计时器测出小车运动的加速度a。
(1)图中使用了电磁打点计时器,应接入4-6V 电;频率为Hz。
(2)关于实验操作,下列说法正确的是___________。
A.实验前应调节滑轮高度,使滑轮和小车间的细线与木板平行B.平衡摩擦力时,在细线的下端悬挂钩码,使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C.每次改变小车所受的拉力后需要重新平衡摩擦力D.实验时应先接通打点计时器电源,后释放小车(3)图2是实验中获取的一条纸带的一部分,所用打点计时器频率为50Hz,相邻两计数点间还有4个点未标出,相邻计数点间的距离如图2所示。
根据图中数据计算得加速度a=___________m/s2,打点3的速度v3=___________m/s(均保留两位有效数字)。
人教版高中物理力学实验知识点归纳总结(精华版)
(每日一练)人教版高中物理力学实验知识点归纳总结(精华版)单选题1、探究加速度和力、质量的关系实验中应用哪一种物理模型()A.等效替代法B.理想斜面法C.控制变量法D.假设法答案:C解析:在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法.故选C。
2、如图甲所示是“探究向心力大小”实验时的照片,图乙是传动部分示意图,左侧自上而下三轮的半径分别为1.5r、2.4r、3r,右侧自上而下三轮的半径分别为1.5r,1.2r,r,现皮带安装在两侧第二个轮上,A、B是左侧第二个轮边缘上的两点,C是右侧最上面轮边缘上的点()A.本实验采用了等效替代的科学方法B.图甲中两球质量相同,此时可探究“向心力大小与运动半径的关系”C.图乙中B、C两点的线速度相同D.图乙中A、C两点角速度之比为1:2答案:D解析:A.本实验采用了控制变量法,故A错误;B.甲图中两小球半径相同,质量相同,此时可探究“向心力大小与角速度的关系”,故B错误;CD.图乙中皮带连接的左右两轮边缘的线速度大小相等,右侧三个轮的角速度相等,由v=ωR两轮的角速度之比为ωB:ωC=1.2r:2.4r=1:2所以A、C两点角速度之比也为1:2;则B、C两点的线速度大小之比为v B v C =ωB⋅2.4rωC⋅1.5r=45图乙中B、C两点的线速度不相同,故C错误,D正确。
故D正确。
3、在“探究单摆的周期与摆长的关系”的实验中,下列做法正确的是()A.为测量摆线长,必须使单摆处于水平拉直状态B.单摆偏离平衡位置的角度必须严格控制在5°以内C.当单摆经过最高点时开始计时,单摆完成30次全振动所用的时间t,用t30作为单摆的振动周期D.当单摆经过平衡位置时开始计时,单摆完成30次全振动所用的时间t,用t30作为单摆的振动周期答案:D解析:A.测量摆线长,必须使单摆处于竖直状态,故A错误;B.单摆偏离平衡位置的角度一般控制在5°以内,但也可以稍微超过5°,故B错误;CD.应当单摆经过平衡位置时开始计时,这时摆球速度最大计时误差最小,单摆完成30次全振动所用的时间t,则用t30作为单摆的振动周期,故C错误,D正确。
人教版物理必修1专题复习课四:实验专题有答案
人教版物理必修1专题复习课四:实验专题一、实验探究题。
1. 在做“研究匀变速直线运动”的实验中:(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端装有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是________.(2)已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz.如图所示为实验所打出的一段纸带,在顺次打出的点中,从O点开始每5个打点间隔取1个计数点,分别记为A、B、C、D.相邻计数点间的距离已在图中标出,则打点计时器打下计数点C时,小车的瞬时速度v=________m/s;小车的加速度a=________m/s2.2. 某同学利用如图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”.(1)关于该实验的操作和数据处理,下列说法正确的是()求出小A.可以用天平测出砝码和砝码盘的总质量m1和小车的质量m2,由公式a=m1gm2车的加速度B.应使小车的质量远小于砝码和砝码盘的总质量,以减小实验误差C.处理实验数据时采用描点法画图像,是为了减小误差图像,是为了便于根据图线直观作出判断D.处理实验数据时采用a−1m(2)在实验中,利用打点计时器打出了多条纸带,该同学选取了其中较为理想的一条进行分析,纸带上A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图乙所示,单位是cm,则小车的加速度为________m/s2.(结果保留三位有效数字)3. 某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a−F图像.(1)图线不过坐标原点的原因是________.(2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(选填“是”或“否”).(3)由图像求出小车和传感器的总质量为________kg.4. 某同学用如图甲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—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,图乙中的示数为________N.(2)下列的实验要求中不必要的是()(填写选项前对应的字母,下同)A.细线应尽可能长一些B.应测量重物M所受的重力C.细线AO与BO之间的夹角应尽可能大于90∘D.改变拉力的大小与方向,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(3)图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示,下列说法正确的是()A.图中的F是力F1和F2合力的理论值B.图中的F′是力F1和F2合力的理论值C.F是力F1和F2合力的实际测量值D.本实验将细绳都换成橡皮条,同样能达到实验目的(4)本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法5. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图所示,则由图线可知:(1)弹簧的劲度系数为________N/m.(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,两位同学分别设计了如图所示的甲、乙两种方案.①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案________更合理.②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N.当A被拉动时,弹簧测力计a的示数为6.0N,b的示数为11.0N,c的示数为4.0N,则A和B间的动摩擦因数为________.参考答案与试题解析人教版物理必修1专题复习课四:实验专题一、实验探究题。
2023人教版带答案高中物理必修一第一章运动的描述微公式版知识点总结归纳
2023人教版带答案高中物理必修一第一章运动的描述微公式版知识点总结归纳单选题1、在某次汽车性能测试中,两辆汽车先后经过同一平直公路的ab段,检测仪显示两车经过ab段的时间相等。
则可判定两车在ab段运动的()A.初速度相等B.末速度相等C.中间位移的速度相等D.平均速度相等答案:D可知,两车在ab段运动的平均速度相等,初、末速度和中间位移的速度两车经过ab段的时间相等,根据v=xt不一定相等。
故选D。
2、周末爷爷奶奶要来玩,小聪乘坐出租车从小区门口出发,到汽车站接到爷爷奶奶后立即乘坐同一辆出租车回家,出租车票据部分信息如图所示。
下列说法正确的是()×××××××1021105420.6km48.7A.10:21指的是时间间隔B.10:54指的是时刻C.整个过程的路程为0D.整个过程的位移大小为20.6 km答案:BA.图中10:21是上车的时间点,表示时刻,故A错误;B.图中10:54是下车的时间点,表示时刻,故B正确;C.路程是运动物体的轨迹长度,故整个过程的路程为20.6km,故C错误;D.位移的大小指从初位置指向末位置的有向线段的长度,由题意可知,出租车返回出发地,故位移为零,故D 错误。
故选B。
3、某同学和家人在元旦期间一起开车出去游玩,从家出发,到达目的地用时3小时,经过的路程为240公里,位移为180公里。
下列说法正确的是()A.3小时指的是具体时刻B.研究车从出发至到达目的地的时间,车不可看成质点C.车的平均速度大小为60 km/hD.研究车停入车位的过程时,车可以看成质点答案:CA.3小时指的是一段时间,不是具体的时刻。
故A错误;B.研究车从出发至到达目的地的时间,车可看成质点。
故B错误;C.车的位移为180公里,则平均速度为v̅=xt=60km h⁄故C正确;D.停车过程中要考虑车位周围空间和车的长、宽等,车的形状和大小不能忽略,即不能看成质点。
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。
人教版高中物理力学实验知识点总结(超全)
(每日一练)人教版高中物理力学实验知识点总结(超全)单选题1、在“验证机械能守恒定律”实验中大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是()A.利用公式v=gt计算重物速度B.利用公式v=√2gℎ计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法答案:C解析:AB.利用AB方法计算,已经认为机械能守恒,所以两者应该没有误差,故AB错误;C.由于纸带在下落过程中,重物和空气之间存在阻力,纸带和打点计时器之间存在摩擦力,所以减小的重力势能一部分转化为动能,还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功,故重力势能的减少量大于动能的增加量,故C正确;D.采用多次实验的数据取平均值,是实验中常见的减小误差的方法,但题目中说大多数学生得到的实验结果相同,大多数学生都未采用取平均值的方法的可能性较低,所以结果应该由其他原因导致,故D错误。
故选C。
2、某学生在水平放置的方木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
先把橡皮筋一端用图钉固定于P点,然后用两个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的另一端拉到某一位置O点,如图所示,之后再用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的另一端仍拉到O点,其目的是()A.使橡皮筋的伸长量相同B.减少实验过程中的误差C.确保两次弹簧测力计拉力的效果相同D.确保两个共点力的合成规律满足平行四边形法则答案:C解析:ABC.该实验要探究两个互成角度的力的合成规律,用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋时要与用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋的效果相同,即要确保两次弹簧测力计拉力的效果相同,AB错误,C正确;D.两个共点力的合成规律是否满足平行四边形法则是本次实验要探究的目的,不是前提,D错误。
故选C。
3、“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示,为研究加速度a与力F之间的关系,下列说法正确的是()A.需保持盘和砝码质量不变B.需保持小车质量不变C.盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等图像能直观判断a与F之间的关系D.处理数据时,作出a-1F答案:B解析:AB.研究加速度a与力F之间的关系,应保持小车质量不变,A错误,B正确;C.当盘和砝码的质量远远小于小车质量时,才能认为盘和砝码的重力等于小车受到的拉力,C错误;D.因为当小车质量一定时,小车的加速度a和力F成正比,故处理数据时,作出a-F图像才能直观判断a与F之间的关系,D错误。
高中物理(新人教版)必修第一册课后习题:实验 探究加速度与力、质量的关系(课后习题)【含答案及解析】
实验:探究加速度与力、质量的关系课后篇巩固提升1.图甲为探究加速度与力、质量的关系的实验装置。
(1)在平衡摩擦力的过程中,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,根据纸带点迹可判断应适当 (选填“减小”或“增大”)木板的倾角,直至小车匀速运动;(2)平衡摩擦力后,当满足小车质量M 远大于钩码质量m 的条件时,小车所受的合外力可近似等于钩码的重力。
实验中,当所挂钩码数量一定时,研究小车加速度a 与其质量M 的关系,由于未满足上述质量条件,实验结果得到的图像可能是 ;(3)图丙为实验中打出的一条纸带,纸带上有七个相邻的计数点,每个相邻计数点间有4个点未标出,经测量:x AB =4.21 cm 、x BC =4.63 cm 、x CD =5.04 cm 、x DE =5.50 cm,x E F =5.92 cm,x FG =6.35 cm 。
已知电源的频率为50 Hz,则小车的加速度a= m/s 2。
(结果保留2位有效数字)丙根据纸带点迹可判断小车做加速运动,则应适当减小木板的倾角,直至小车匀速运动。
(2)当满足m ≪M 的条件时,小车所受的合外力可近似等于钩码的受力,随着1M 逐渐增大,即M 逐渐减小,则不再满足m ≪M 的条件,实际测得的加速度a=mgm+M 小于近似后计算得到的加速度a'=mgM ,所以图像将向下弯曲。
故选B 。
(3)根据Δx=aT 2解得a=x DG -x AD 9T 2=(6.35+5.92+5.50-5.04-4.63-4.21)×10-29×0.12m/s 2=0.43 m/s 2。
减小 (2)B (3)0.432.如图所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B 点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A 由静止释放。
(1)若遮光条的宽度d=4.7 mm,实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt ,则小车经过光电门时的速度为v= (用字母表示)。
新教材人教版高中物理必修第三册全册实验汇总(2022新高考一轮复习)
人教版必修第三册实验实验一导体电阻率的测量.......................................................................................... - 1 - 实验二练习使用多用电表........................................................................................ - 12 - 实验三电源电动势和内阻的测量............................................................................ - 20 -实验一导体电阻率的测量1.螺旋测微器的使用(1)构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度。
(2)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm)。
如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,可动刻度上的示数为15.0,最后的读数为2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
2.游标卡尺游标卡尺的读数应注意以下几点(1)第一看→看清精确度刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm易错读成11 mm+4×0.1 mm=11.40 mm正确的读数应为11.4 mm,游标卡尺不需要估读,后面不能随意加0或去0。
新教材人教版高中物理全套书实验汇总(2022新高考一轮复习,含必修选修6本书共15个实验)
人教版新教材高中物理实验必修第一册 ............................................................................................................................. - 1 - 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............................................................ - 14 - 实验四探究加速度与力、质量的关系.................................................................... - 20 - 必修第二册 ........................................................................................................................... - 29 - 实验一探究平抛运动的特点.................................................................................... - 29 - 实验二验证机械能守恒定律.................................................................................... - 35 - 必修第三册 ........................................................................................................................... - 41 - 实验一导体电阻率的测量........................................................................................ - 41 - 实验二练习使用多用电表........................................................................................ - 52 - 实验三电源电动势和内阻的测量............................................................................ - 60 - 选择性必修第一册................................................................................................................ - 67 - 实验一验证动量守恒定律........................................................................................ - 67 - 实验二用单摆测量重力加速度................................................................................ - 75 - 实验三测量玻璃的折射率........................................................................................ - 80 - 实验四用双缝干涉测量光的波长............................................................................ - 85 - 选择性必修第二册................................................................................................................ - 89 - 实验十四探究传感器元件特性及简单应用............................................................ - 89 - 选择性必修第三册................................................................................................................ - 94 - 实验十五用油膜法估测油酸分子的大小................................................................ - 94 -必修第一册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。
第一学期人教版高二物理选修31《实验》专题复习训练含答案
第一学期人教版高二物理选修31《实验》专题复习训练含答案1.(2019·新课标全国卷Ⅰ)利用如图甲所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0Ω),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200 mA,内阻为R A =6.0Ω),开关S。
实验步骤以下:①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;②多次调治电阻箱,记下电流表的示数I 和电阻箱相应的阻值R;③以1I1为纵坐标,R 为横坐标,作R图线(用直线拟合);I④求出直线的斜率k 和在纵轴上的截距b。
回答以下问题:(1)分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻,则1 与R 的关系式为。
I(2)实验获取的部分数据以下表所示,其中电阻R =3.0Ω时电流表的示数如图乙所示,读出数据,完成下表。
答:①,②。
R/ 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 ΩI/ 0.1 0.1 ①0.1 0.0 0.0 0.0A 43 25 00 91 84 77I-1/ ②10.6.9 8.0 11. 11. 13.A-19 0 0 0 9 0(3)在图丙的坐标纸大将所缺数据点补充完满并作图,依照图线求得斜率第1页/共9页k= A-1Ω-1,截距b= A-1。
(4)依照图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。
2.(2019·广东高考)某同学设计的可调电源电路如图甲所示,R0 为保护电阻,P 为滑动变阻器的滑片,闭合电键S。
①用电压表测量A、B 两端的电压:将电压表调零,选择0~3V 挡,示数如图乙,电压值为V。
②在接通外电路从前,为了保证外电路的安全,滑片P 应先置于端。
③要使输出电压U 变大,滑片P 应向端滑动。
④若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在(选填“断路”或“短路”)的风险。
3.(2019·新课标全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 约为200Ω,电压表的内阻约为2kΩ,电流表的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示,结果由公式R x= U计算得出,式中U 与I 分I别为电压表和电流表的示数。
高中物理《力学部份实验题》人教版精心总结
高中物理力学部份实验题综合复习★加速度、质量、合力之间的关系;考点m远小于M;考点平衡摩擦力;例1.在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,所挂钩码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
(1)某同学测出第1个计数点与第2个计数点的距离L1=3.30cm,第4个计数点与第5个计数点间的距离L2=4.50cm,且每相邻两个计数点间还有4个点未画出,则相邻两个计数点间的时间间隔T=s,这辆小车的加速度a=m/s2。
(2)当M与m的大小关系满足时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力。
(3)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持所挂钩码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据。
为了比较容易地检测出加速度a与质量M的关系,应该做a与的图象。
(4)如图乙,该同学根据测量数据做出的a﹣F图线,图象没过坐标原点的原因是。
(5)如图乙,该同学根据测量数据做出的a﹣F图线,图象变弯曲的原因。
例2.用如图甲所示的装置探究加速度、力和质量的关系,带滑轮的长木板水平放置,弹簧测力计固定在墙上。
木块上固定一定滑轮,细绳通过滑轮连接弹簧测力计和砂桶,以弹簧测力计示数的两倍作为木块受到的合力。
回答下列问题:(1)该实验装置考虑木块受到的摩擦力,进行平衡摩擦力的操作。
A.不需要B.需要(2)砂桶及砂的质量m 远小于木块的质量M。
A.不需要满足B.需要满足(3)利用打点频率为50Hz的打点计时器,得到的一条纸带如图乙所示。
①打B点时木块的速度大小为m/s;②木块运动的加速度大小为m/s2。
③在水平桌面上,改用不同的木块进行实验,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力(两根绳的合力)F的关系,分别得到如图丙所示的A、B两条直线,设A、B图线对应木块的质量分别为M A、M B,A、B图线对应的木块与木板间的动摩擦因数μAμB,由图可知,M A M B。
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高中物理实验复习题集实验复习要求: 一、仪器的使用要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等,掌握各种仪器的使用条件、读数(有效数字)1、游标卡尺(10分尺、20分尺、50分尺)(1)读出游标卡尺的读数为__________cm .(2)一游标卡尺的主尺最小分度是1 mm ,游标尺上有20个小的等分刻度,用它测量一工件的长度,如下图所示。
这个工件的长度是______mm 。
2、螺旋测微器用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时,螺旋测微器上的示数如下图所示,左图的读数是 _______cm ,右图的读数是cm 。
651056二、验证力的平行四边形定则1、在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,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。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的F 与F ′两力中,方向一定沿AO 方向的是____________________(2)本实验采用的科学方法是---( ) A. 理想实验法 B. 等效替代法C. 控制变量法D. 建立物理模型法(1) F '; (2) B;三、探究弹簧弹力与伸长量的关系:1、用金属制成的线材(如纲丝、钢筋)受到的拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m ,横截面积为0. 8 cm 2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1 000,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:(1)根据测试结果,推导出线材伸长x 与材料的长度L 、材料的横截面积S 及拉力F 的函数关系为 。
(2)在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法? 。
(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约 。
答案:(1)sFLkx (其中k 为比例系数);(2)控制条件法(或控制变量法、单因子法、归纳法);(3)104 N 2、在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F ,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F 与弹簧的形变量x 作出的F -x 图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为 .图线不过原点的原因是由于 。
答案:200 N/m 弹簧有自重3、以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是: 。
A 、以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x ,F )对应的点,并用平滑的曲线连结起来。
B 、记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L 0C 、将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺D 、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码E、以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.F、解释函数表达式中常数的物理意义.(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:②在图6的坐标上作出F-x图线。
③写出曲线的函数表达式。
(x用cm作单位):④函数表达式中常数的物理意义:图63、(1)实验步骤排列: C B D A E F(2.1)请计算出每一次弹簧伸长长度并将结果填在上表的空格内(2.2)请你在下图坐标上作出F-x图线。
(2.3)曲线的函数式。
(x用cm作单位)。
F = 0.43x(2.4)函数表达式中的常数为弹簧的劲度系数,表示使弹簧每伸长或压缩0.01m(1cm)所需的拉力,大小为0.43N。
四、研究匀变速直线运动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A 、 B 、 C 、 D 、 E 、F 、G 等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02 s 的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打B 、 C 、 D 、 E 、F 各点时物体的瞬时速度如下表:(1)计算F v 的公式为F v = ;(2)根据(1)中得到的数据,以A 点对应的时刻为t=0,作出v -t 图象,并求物体的加速度a= m/s 2 ;(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51 Hz ,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填:偏大、偏小或不变).答案:(1) Td d v F 1046-=(2) 2/005.0425.0s m a ±=,图略 (3)偏小 2、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz ,记录小车做匀变速运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁放着带有最小分度毫米的刻度尺,零点跟 “0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v 2 = m/s;小车的加速度是a= m/s 2(保留两位有效数字). 答案:1.20 5.40 12.00 v 2 =0.21 m/s a =0.60 m/s 23、为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图所示,在木块A 和板B 上贴上待测的纸,B木板水平固定,砂桶通过细线与木块A 相连,调节砂桶中砂的多少,使木块A 匀速向左运动摩擦因数Mm =μ. 动.测出砂桶和砂的总质量m ,以及贴纸木块A 的质量M ,则两纸间的(1)该同学为什么要把纸贴在木块A 和木板B 上,而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力? (2)在实际操作中,发现要保证木块A 做匀速运动较困难,请你对这个实验作一改进来克服这一困难.①你设计的改进方案是 ;②根据你的方案,结果动摩擦因数μ的表达式是 ;③根据你的方案要添加的器材有 。
答案:(1)通过增大压力来增大摩擦力,便于测量; (2)①使木块A 做匀加速运动,测出其加速度a;②a Mgm M M m +-=μ;③打点计时器、低压电源 4、图是运用运动传感器测定小车A 刹车时加速度大小的实验中的简易装置图.(1)若信号发射器向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被信号发射器接受到,从而可以测量物体运动的一些物理量.下列说法正确的是 。
A .超声波是一种电磁波B .超声波是一种机械波(2)这组传感器所测量的物理量是 。
(3)图是通过传感器、数据采集器,再经计算机所绘制的小车运动速度与时间关系v —t图线,根据图线中的数据可求出小车的加速度的大小a= m/ s 2.答案:(1)B (2)位移、时间 (3)1. 35 m/s 2 5、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用计时仪器,其结构如图9所示,a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a 、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用图10所示装置测量滑块和长lm 左右的木块间的动摩擦因数,图中MN 是水平桌面,Q 是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器设有画出。
此外在木板顶端的P 点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门l 、2100.5-⨯s 和2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2100.2-⨯s 。
用游标卡尺测量小滑块的宽度d ,卡尺数如图图11所示。
(1)读出滑块的宽度d = cm 。
(2)滑块通过光电门1的速度v 1 = m/s ,滑块通过光电门2的速度v 2 = m/s 。
(3)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g ,为完成测量,除了研究v 1、v 2和两个光电门之间的距离L 外,还需测量的物理量是 (说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母)。
(4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ= (用字母表示)。
5、(1)5.015 (2)1.0 2.5(3)P 点到桌面高度h ;重锤在桌面上所指的点与Q 点的距离a ;斜面的长度b (4)Lgab v v a h 2)(2122-- 6、一位同学进行“用打点器测量自由落体的加速度”实验。
(1)现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点器及复写纸、纸带若干、220V 交流电源,低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。
其中不必要的器材是: ;缺少的器材是 .(2)这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。
把开始打的第一个点标为A ,随后连续的几个点依次标记为点B 、C 、D 、E 和F ,测量出各点间的距离,如图7所示。
请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式:(3)根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度。
(结果保留两位有效数字) (4)估计你的计算结果的误差有多大?试分析误差的来源及其减少误差的方法。
11 567cm5101520光电门N106、答案1:其中不必要的器材是: 电火花计时器及碳粉纸、220V 交流电源、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 低压交流电源、毫米刻度尺、重锤 .答案2:其中不必要的器材是: 电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 毫米刻度尺、重锤 .答案1:(2)依据的公式:22221tsg ,gt s =∴=(4g =|9.8-9.60| m/s 2=0.20 m/s 2。
误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。
答案2:(2)依据的公式:22020Tsa ,s .T ,aT s ∆=∴==∆(4)实验结果纸带的加速度9.63m/s 2与重力加速度的标准值9.8 m/s 2有偏差,误差大小为Δa=|9.8-9.63| m/s 2=0.17 m/s 2。
误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。
m1五、验证牛顿运动定律1、在验证牛顿第二定律的实验中得到的两条曲线如图15所示.左图的直线不过原点是由于______;右图的直线发生弯曲是由于______造成的.a -1/m 图象。
(2)由a -m 图象,你得出的结论为 ; 由a -1/m 图象,你得出的结论为 。
(3)物体受到的合力大约为 。