第二轮复习学案《力学实验》
二轮复习-导学案23-力学实验专题2-教师版
控制变量法： 物体质量 匀变速直 线运动某 点的瞬时 速度 v
s vt v t 2
计数点间 的距离 s （ T 为已 知量）
同上
验证牛顿 第二定律
不变， 研究加速度与合 外力的关系； 合外力不 变， 研究加速度与物体 质量的关系。 机械能守恒的条件是 只有重力做功， 在做实 验时为保证这个条件
二轮复习-高三物理导学案 23-力学实验专题复习 2-教师版
2014-2015 学年上学期
“东师学辅” 导学练· 高三物理二轮复习（23） 力学实验专题复习 2 1.测量性实验小结：
原理 （或采 用的公式） 需 要测量 的物理量 测量工具 （或装置） 待测量的 求法
用单摆测 重力加速 度g
2. 验证性实验小结
研 究平抛 运 动
探 究动能 定 理
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实验名称 设计物理过程 （实验装置） 保证验证的条件 数据处理方法
待测量
逐差法或 图 像 法 匀变速直 线运动的 加速度 a （v-t 图）
各计数点 间的距离
两个分力与它们的合 验证力的 平行四边 形定则 力应该是等效的， 因此 实验时应把皮筋拉长 到同一点 O 作图法
s1 ,s2 ,s3 … （ T 为已
图像法
平抛运动 的初速度
验证机械 能守恒定 律
应注意， 选择质量比较 大的重锤， 使其重力远 大于纸带所受阻力， 使 阻力做功可以忽略不 计。
计算法 或 图像法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
v0
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二轮复习-高三物理导学案 23-力学实验专题复习 2-教师版
两小球在斜槽轨道末 端水平、对心正碰，以 验证动量 守恒定律 保证两小球平抛， 把速 度的测量转化为位移 的测量。 验 证机械 能 守恒定律 计算法 实验名称
(最新原创)2021年高考二轮复习物理学案- 力学实验附答案和解释
(最新原创)2020高考二轮复习物理教案（14）力学实验一． 专题要点1、测定匀变速运动的加速度实验目的:①练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
师雪清 ②学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
实验原理:①打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点（由于电源频率是师雪清 50Hz ），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
②由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2…为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、…为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=…=恒量，即若连续相等师雪清的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
③由纸带求物体运动加速度的方法：的方法掌握二、三、四、六段2123654212432122)()()()(t s s s s s s t s s s s t s s t s a ''++-++='+-+=-=∆=师雪清 ④由纸带求物体运动速度的方法：t X v v ==某点2、验证力的合成的平行四边形定则实验目的:验证力的合成的平行四边形定则。
实验原理:此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，师雪清如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则注意事项:①用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
师雪清②同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
师雪清3、验证牛顿第二定律实验原理: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数据作出加速度和师雪清力的关系a-F图线，验证加速度是否与外力成正比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a-M-1图线, 验证加速度是否与质量成反比。
2020届高三物理第二轮复习物理实验第一讲《力学实验》学案
第一讲力学实验与创新班别姓名学号考向一力学实验基础【提炼核心】1.系统误差:由于仪器本身不精密、实验方法粗略或实验原理不完善而产生的误差.系统误差总是同样偏大或偏小.系统误差可以通过更新仪器、完善原理和精确实验方法来减小.2.偶然误差:由各种偶然因素如测量、读数不准确、作图不规范造成的误差.偶然误差表现为重复做同一实验时总是时大时小.偶然误差可用多次测量求平均值或作图的方法来减小.3.有效数字:带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字.有效数字从左边第一个不为零的数字算起,如0.012 5为三位有效数字,中学阶段一般取2位或3位有效数字.游标卡尺(不估读)螺旋测微器(需估读)[例1] (2019·江苏南通二模)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量某圆柱体的长度与直径,图(甲)(乙)是游标卡尺和螺旋测微器的读数的示意图,由图可知圆柱体的长度是 cm和圆柱体直径是cm.游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题【精炼题组一】1.(2019·河北衡水模拟)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量不同物体的宽度和厚度,请你读出它们的数据.(1)游标卡尺的读数: cm. (2)螺旋测微器的读数: mm.2.(1)用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径D,如图1所示,则D= mm. (2)用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L,如图2所示,则L= mm.考向二 纸带类问题 【提炼核心】打点纸带的三大应用 (1)判断物体运动性质①若Δx=0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动.②若Δx 不为零且为定值,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀变速直线运动. (2)求解瞬时速度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,求打某一点的瞬时速度,只需在这一点的前后各取相同时间间隔T 的两段位移x n 和x n+1,则打n 点时的速度v n =12n x x x T++. (3)用“逐差法”求加速度 如图所示因为a 1=4123x x T -,a 2=5223x x T -,a 3=6323x xT- 所以a =1233a a a ++=4561232()()9x x x x x x T ++-++.[例2] (2019·全国Ⅱ卷,22)如图(a),某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验.所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz 的交流电源、纸带等.回答下列问题:(1)铁块与木板间动摩擦因数μ= (用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a 表示).(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ=30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下.多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图(b)所示.图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出).重力加速度为9.80 m/s2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为(结果保留2位小数).计时点和计数点的区分【精炼题组二】1.(2019·全国Ⅰ卷,22)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出.在A,B,C,D,E五个点中,打点计时器最先打出的是点.在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字).2.如图(a)所示,YUN-19小组的同学将力传感器固定在小车上,然后把细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,根据所测数据作出了如图(b)所示的a-F图象.已知电源频率为50 Hz,重力加速度g取9.8 m/s2,忽略细绳的质量和滑轮的摩擦以及空气阻力,计算结果均取两位有效数字.(1)图线不过坐标原点的可能原因是.A.实验过程中没有满足“沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量”的条件B.实验过程中先释放小车,再接通电源打点C.实验过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够(2)由图(b)求出小车和传感器的总质量为 kg.(3)其中一次实验过程中得到的纸带如图(c)所示,相邻两个计数点间还有4个打点未标出,则该次实验过程中,沙和桶的总质量等于 kg考向三弹簧类问题【提炼核心】1.探究弹力和弹簧伸长量的关系(1)实验原理:要测出每次悬挂重物的重力大小G和弹簧伸长的长度x,建立G-x坐标系,描点作图探究.(2)操作关键①实验中不能挂过多的钩码,不能使弹簧超过弹性限度;②作图象时,不要连成“折线”,而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线的两侧.2.验证力的平行四边形定则(1)实验原理:使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同.(2)操作关键①每次拉伸结点位置O必须保持不变;②记下每次各力的大小和方向;③画力的图示时应选择适当的标度.[例3] (2019·重庆模拟)某实验小组用铁架台、毫米刻度尺和弹簧组装了如图(甲)所示的装置,用来探究弹簧产生的弹力与伸长量的关系.(1)最初在弹簧的下端挂了5个钩码,观察发现弹簧还在弹性限度内.然后逐渐减少钩码,记录钩码个数和对应的刻度值,图(甲)为某次指针所指刻度的示意图,该刻度值为 cm.已知实验所用的每个钩码的质量均为50 g,当地的重力加速度g为9.8 m/s2.(2)该实验小组用刻度值为横坐标,钩码个数为纵坐标,得到的实验图线如图(乙)所示,由图可得到的实验结论是,实验中所使用的弹簧的劲度系数为 N/m.(结果保留3位有效数字)图象法处理数据的要求【精炼题组三】1.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”,实验的主要步骤如下:A.将贴有白纸的木板竖直放置,弹簧测力计A挂于固定在木板上的P点,下端用细绳挂一重物MB.弹簧测力计B的一端用细绳系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置,细绳均与木板平行C.记录O点的位置、两个弹簧测力计的读数F1和F2D.测量重物M的重力G,记录挂重物的绳的方向E.选择合适的标度,用刻度尺作出测力计所受拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力FF.按同一标度,作出重物M重力G的图示,并比较F与G,得出结论(1)在上述步骤中,有重要遗漏的步骤是(请填写步骤前的序号),遗漏的内容是.(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项,其中正确的是.A.OA,OB两根绳必须等长B.OA,OB两根绳的夹角应该等于120°C.OA,OB两根绳要长一点,标记同一细绳方向的两个点要远一点D.改变拉力的大小与方向,再次进行实验时,仍要使结点O静止在原位置(3)本实验采用的科学方法是.A.微元法B.等效替代法C.理想实验法D.科学推理法2.(2019·北京大兴区一模)在探究弹簧弹力大小与伸长量关系的实验中,第一组同学设计了如图1所示的实验装置.在弹簧两端各系一轻细的绳套,利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上,另一端的绳套用来悬挂钩码.先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度L,再算出弹簧伸长的长度x,并将数据填在下面的表格中.(1)在图2所示的坐标纸上作出F-x图线.(2)根据(1)所得的F-x图线可知,下列说法正确的是.(填选项前的字母)A.弹簧弹力大小与弹簧的总长度成正比B.弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度成正比C.该弹簧的劲度系数为25 N/mD.该弹簧的劲度系数为0.25 N/m(3)第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂完成实验.他们得到的F-x图线用虚线表示(实线为第一组同学实验所得).下列图线最符合实际的是.(4)某同学想粗略测量一个原长约为20 cm的弹簧的劲度系数,但他手头只有一个量程是20 cm的刻度尺,于是他在弹簧的中央固定一个用于读数的指针,如图3所示.弹簧下端未悬挂钩码,静止时指针对应的刻度为l1;弹簧下端挂一质量为m的钩码,静止时指针对应的刻度为l2.已知当地的重力加速度g,则该弹簧的劲度系数为.考向四力学创新实验【提炼核心】力学创新实验的特点(1)实验器材的等效与替换,主要有3个方面的创新:①用力传感器或已知质量的钩码替代弹簧测力计;②气垫导轨替代长木板;③用光电门、闪光照相机替代打点计时器.(2)实验结论的拓展与延伸:主要通过一些实验装置得出常规实验中需测量的物理量,然后运用相关物理规律求出某些物理量,例如由实验仪器得出物体的加速度,再利用牛顿第二定律求出物体所受阻力或小车与木板间的动摩擦因数.(3)情景的设计与创新:近几年在试题情景的设计上进行了较多的创新,不过考查的实验原理和实验处理方法仍然不变,因此只要把最根本的方法从新情景中分离出来,找出与常规实验相同之处就可以.[例4] 如图(甲)所示,气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,细绳的悬挂点与拉力传感器相连,遮光条宽度为d.气源开通后,滑块在细绳拉力的作用下由静止释放,遮光条通过光电门的时间为Δt,拉力传感器的读数为F.不计滑轮质量、不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦.(1)某同学用螺旋测微器测遮光条宽度,螺旋测微器示数如图(乙)所示,d= mm.(2)某学习小组的同学欲探究细绳拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,记录滑块释放时遮光条与光电门的距离L及其通过光电门的时间Δt,得到一系列L和Δt的数据,通过图象法处理数据时,为了获得线性图象应作[选填“L-1t∆”“L-21()t∆”或“L-(Δt)2”]图象,该图象的斜率k= (用题中字母表示).审题突破:创新实验题的解法【精炼题组四】1.(2019·广西桂林二模)如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间的动摩擦因数.在水平面上将弹簧一端固定,另一端与滑块接触(两者不固连).压缩弹簧,静止释放,滑块被弹出,离开弹簧后经过O点光电门,最终停在P点.已知挡光片的宽度d,记录滑块上挡光片通过光电门的时间t,重力加速度大小为g.(1)滑块经过O点的速度为.(2)除了记录滑块上挡光片通过O点光电门的挡光时间之外,还需要测量的一个物理量是(填选项前的字母).A.滑块释放点到P点距离xB.光电门与P点间的水平距离sC.滑块(带挡光片)质量mD.弹簧的长度l(3)动摩擦因数的表达式为(用上述测量量和重力加速度g表示).2.(2019·广东茂名二模)某实验小组应用机械能守恒定律验证弹簧弹性势能的表达式E p=12kx2.实验装置如图所示,一光滑细管套在轻质弹簧外,细管与弹簧原长相等,将细管与弹簧固定在水平面上,细管上端与14光滑圆弧轨道内侧相切,圆弧轨道最高点水平,整个装置在同一竖直面内.实验时,将略小于细管直径的金属球放在弹簧上端,用外力压缩弹簧,在某一位置用销钉固定,测岀弹簧被压缩的长度x,然后拔出销钉,弹簧将小球弹出.弹出后,小球沿圆弧轨道运动,最后从轨道最高点水平抛出,测出小球抛出的水平距离s.实验前先测出轨道的半径为R,弹簧的原长L,小球的质量m,已知重力加速度为g.(1)为了保证小球做平抛运动,小球在轨道最高点的速度最小值v0为.(2)若关系式12kx2= 成立,则E p=12kx2.(用已知量和测量量的符号表示)。
高三物理第二轮复习全套教案力学实验
力学实验教学目标1．通过对实验的复习，做到对力学中的学生实验明确实验目的，掌握实验原理，学会实验操作，正确处理实验数据．2．进一步学习用实验处理问题的方法，体会实验在物理学中的重要地位．3．掌握实验操作方法，培养动手操作的能力．4．通过对力学中学生实验的比较，知道所涉及到实验的类型．5．在掌握课本上所给学生实验的基础上，灵活应用所学知识解决其它问题．教学重点、难点分析1．理解实验的设计思想，不但要知道怎样做实验，更应该知道为什么这样做实验．2．掌握正确的实验操作，是完成实验的最基本要求，对学生来说也是难度较大的内容，一定要让学生亲自动手完成实验．3．处理数据时，要有误差分析的思想，要能够定性地分析在实验中影响实验误差的条件．教学过程设计教师活动说明：在力学中一共有八个实验是高考中要求的实验，在做实验复习时，要明确实验目的，掌握实验原理，理解地记住实验步骤，处理好实验数据．在实验复习中，实验操作是必不可少的．按照考纲中的顺序，我们一起来复习力学中所涉及的实验．[实验一] 互成角度的两个共点力的合成此实验的目的是验证力合成的平行四边形法则．请一个同学把实验器材和主要实验步骤简述一下．回答：实验器材有木板、白纸、图钉、带细线的橡筋、弹簧秤等．安装好器材，如图1-8-1所示，用两个弹簧秤把橡皮筋的一端拉到O点，记下两个力的大小和方向．再用一个弹簧秤把橡皮筋的一端拉到O点．设定力的长度单位，利用力的图示的方法分别作出分力与合力．用平行四边形法则作出两个分力的合力．比较直接测得的合力与用平行四边形法则得到的合力的大小和方向，可以确定在误差范围内，力的合成满足平行四边形法则．</PGN0080.TXT/PGN>例：在做共点的两个力的合成的实验时，如果只给一个弹簧秤能否完成这个实验？回答：可以．可先做出两个分力的方向，把两根细线向着两个分力的方向去拉，一只手直接拉线，另一只手通过弹簧秤拉线记下拉力的大小，然后把弹簧秤放到另一根线上重复实验．只要总把橡皮筋的一端拉到O点，合力的大小和方向就是不变的．两次拉两根线的方向都相同，两个分力的方向是不变的，两个分力的大小也是保持不变的，可用弹簧秤分别测出两个分力的大小．实验操作：用所给器材完成此实验．[实验二] 练习使用打点计时器[实验三] 测定匀变速直线运动的加速度这两个实验都是练习使用打点计时器的实验，我们一起复习．提问：打点计时器的作用和使用方法．给出一条打好点的纸带如图1-8-2所示．回答：打点计时器是测量时间的工具．把纸带跟运动物体连接在一起，利用打点计时器在纸带上记录下物体的运动情况．打点计时器使用交流6V电源，打点的频率为50Hz，周期为0.02s．</PGN0081.TXT/PGN>提问：（1）怎样利用纸带判断物体是在做匀变速运动？回答：把纸带上的点标上A、B、C、D、E，各点间的距离分别为s1、s2、s3、s4．如果满足△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3，则物体做匀变速直线运动．（2）怎样计算做匀变速直线运动的物体在某个位置时的速度？利用这条纸带可计算出物体过某一点的速度，如计算B点时的速度公式为VB=（s1+s2）/2t．（3）怎样计算它的加速度？计算物体的加速度有两种方法，可以利用公式△s=at2计算，也可以用a=（VC-VB）/t计算．例：利用打点计时器测自由落体的加速度，重锤下落时打出一条纸带如图1-8-3所示，计算重力加速度的数值解：可先算出B点和C点的速度VB=（0.2736-0.1900）/（2×0.02）=2.09（m/s）VC=（0.3211-0.2299）/（2×0.02）=2.28（m/s）g=（2.28-2.09）/0.02=9.50（m/s2）[实验四] 验证牛顿第二运动定律提问：验证牛顿第二定律的实验要证明哪两个关系？实验装置如图1-8-4所示．问答：通过实验要验证物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比这样两个关系．提问：安装好实验装置后还需要做什么调整？回答：安装实验装置后首先要平衡摩擦力．把小车上装好纸带，把木板后垫高一些，在木板上轻轻向下推一下小车，小车应该做匀速运动．提问：如何进行实验操作？回答：保持小车的质量不变，改变所挂砝码的质量，打出5条纸带，记下每条纸带对应的砝码质量值；保持所挂砝码的质量不变，在小车上加砝码，改变小车的质量，打出5条纸带，记下每条纸带对应的小车的质量值．提问：怎样处理数据？分别计算出每条纸带的加速度值．做出在质量不变的条件下，加速度与小车所受外力的关系图线；做出在小车受力不变的条件下，加速度与小车质量倒数的关系图线．从图线上可以看出小车的加速度跟所受外力与自身质量的关系．例：在验证牛顿第二定律的实验中，一个同学打出了5条纸带后，测出了纸带中相邻的每五段间的距离和每条纸带对应的小车的受力情况（见表），处理数据后在图1-8-5所示的坐标中画出a-F图线．解：先根据所给的数据利用公式△s-at2算出小车在不同受力情况下的加速度值，分别为0.25m/s2、0.50m/s2、0.75m/s2、1.00m/s2、1.25m/ s2．如图1-8-6所示，在坐标系中标点后，画出图线为一条直线．说明：在实验中要平衡摩擦力，要知道摩擦力平衡不好对实验结果的影响，会对a-F图线中不过原点问题的解释．在实验中要求所挂砝码的质量要远小于车的质量，如果这一条件不满足将会出现的图线的变化．本实验中数据的处理量较大，要能够正确合理地处理数据．[实验五] 验证碰撞中的动量守恒提问：两个物体在所受合外力为零的条件下，相互作用前后的动量满足什么关系？回答：当两个物体组成的系统在所受合外力为零的条件下发生碰撞，系统在碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量．提问：怎样通过实验验证动量守恒定律？回答：实验装置如图1-8-7所示，实验中小球的质量可以用天平称出，小球在碰前和碰后的速度利用从同一高度做平抢运动的小球的飞行时间相等，平抛运动的小球在水平方向做匀速运动的特点，用小球在碰前和碰后的水平飞行距离表示它的速度，这样就可以利用小球的质量和飞行的水平距离来表示出碰撞中的动量守恒关系．入射球的质量要大于被碰球的质量，两球的半径相等．实验时先不放被碰球B，入射球A从一个确定的高度释放落在地面上的P点，小球飞行的水平距离为OP．再把被碰球B放在支架上，A球从同一高度释放，两球相碰后分别落在地面上的M点和N点．两球飞行的水平距离分别为OM和O′N，如果在碰撞中满足动量守恒定律，那么应该有关系m1OP=m1OM+m2O′N．提问：实验时还应注意哪些问题？在实验中要注意仪器的正确安装与调整，斜槽的末端一定要水平，小球的出射点应是O点的正上方，两小球相碰时应在同一个高度上．实验时，每个点应让小球落10次，取落点的中心进行测量．例：在研究碰撞中的动量守恒的实验中，下列操作正确的是A．改变入射小球的释放高度，多次释放，测出每次的水平位移，求出平均值，代入公式计算B．入射小球应始终保持在同一高度上释放C．两球相碰时，两球的球心必须在同一水平高度上D．重复从同一高度释放入射小球，用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中，取其圆心作为小球落点的平均值分析：入射小球每一次释放都应保持在同一高度上，这样在多次实验中才能使小球的初速度保持不变．两球相碰时应在同一高度上，保证两球的飞行时间相等．另外，利用画圆的方法取落点的平均值，可以减小实验误差．此题的正确答案为B、C、D．</PGN0084.TXT/PGN>实验操作：用所给器材完成实验．[实验六] 研究平抛物体的运动提问：说出画出平抛物体运动轨迹的方法．回答：平抛物体的运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．将小球从斜槽的同一高度上释放，从槽末端的水平槽以一定的水平初速度平抛出去．在竖直面的纸上找出小球飞行轨迹中的几个点，用圆滑的曲线连接起各点，就得到了物体做平抛运动的轨迹，为一条抛物线．提问：怎样求出平抛运动物体的初速度？回答：如图1-8-8所示，以抛出点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向．在曲线上读取数个点的坐标值，利例：在研究平抛物体的运动实验中，应选用下列各组器材中的哪一组A．铁架台、方木板、斜槽和小球、秒表、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉B．铁架台、方木板、斜槽和小球、天平和秒表、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉C．铁架台、方木板、斜槽和小球、千分尺和秒表、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉D．铁架台、方木板、斜槽和小球、米尺和三角板、重锤和细线、白纸和图钉分析：在此实验中小球的直径较小，不需要用千分尺测量．实验中也不用测量时间，所以正确的答案应为D．[实验七] 验证机械能守恒定律提问：怎样验证机械能守恒定律？回答：在不计空气阻力的情况下，重物下落时的机械能守恒．如图1-8-9所示，把重锤与纸带相连，利用打点计时器记录下重锤下落过程中的运动情况．通过纸带测出重锤的下落高度从而算出重锤重力势能的变化，再算出重锤相应的动能，比较重力势能的减小量和动能的增加量，从而验证机械能守恒定律．提问：利用此装置还能做什么实验？回答：利用这个实验还可以计算重锤在下落时的加速度，即重力加速度．在已知重锤质量的条件下，通过计算重锤的下落高度和重锤的即时速度，算出重锤在下落过程中损失的机械能．例：将下列验证机械能守恒定律的实验步骤按正确顺序排列起来A．选取第1、2点的距离接近2mm的一条纸带，在这条纸带上选定计数点．B．将铁架台放在实验桌上，用附夹把打点计时器固定在铁架台上．C．换新纸带重复实验．D．量出从首点到各计数点间的距离，并算出各计数点的即时速度．E．比较△EK和△EP在误差允许范围内是否近似相等．F．在重锤上夹持一纸带，并将它从打点计时器的复写纸下面穿过限位孔，手持纸带保持竖直方向，接通电源后，松手让重锤牵引纸带下落，得到打点的纸带．G．计算各计数点的动能增加量△EK和势能减小量△EP．答：此题正确的排序为B、F、C、A、D、G、E．</PGN0086.TXT/PGN>[实验八] 用单摆测定重力加速度提问：怎样用单摆测当地的重力加速度？之后，可以计算出当地的重力加速度．在实验中利用米尺测出单摆的摆长，它是从悬点到球心的距离．让单摆以较小的角度摆动，当摆球过平衡位置时开始计时，记录单摆振动30至50个周期所用的时间，可以算出单摆的振动周期．代入公式g=4π2ln2/t2，计算出重力加速度值．改变摆长测出3个g值，取平均值．例：在做单摆测重力加速度的实验中，有以下器材可以选用，其中正确的一组为 [ ]A．小木球、细棉线、米尺、卡尺、秒表、铁架台等B．小木球、尼龙线、米尺、卡尺、秒表、铁架台等C．小钢球、尼龙线、米尺、卡尺、秒表、铁架台等D．小钢球、尼龙线、米尺、秒表、铁架台等分析：做单摆的实验时，摆球应该用密度较大的球，线应该用不易伸长的线．摆长的测量可以采取两种方法：用卡尺测出小球的直径，用米尺测出线长，也可以直接用米尺测出摆长．所以此题的正确答案为C、D．。
高三学案力学实验33
高三二轮复习物理学案力学实验高考中常涉及的力学实验有验证力的平行四边形定则、探究弹力与弹簧伸长量的关系、探究加速度与力、质量的关系、探究动能定理和验证机械能守恒定律，主要考查实验器材的使用、实验原理的理解和实验方法的迁移运用，多以探究和设计实验的形式出现．考题1 对基本仪器的使用的考查基本仪器主要是测量性仪器，高考中要求理解仪器的结构原理、规格、参数，灵活地使用仪器，进行正确的读数．力学中基本仪器的原理和使用方法：1．长度测量类问题(1)刻度尺长度测量的基本工具是刻度尺，其最小分度一般为 1 mm(此时叫做毫米刻度尺)．毫米刻度尺可以精确读到mm位，估读到110mm位(能读取十分之几毫米)．估读的“0”不能舍弃．弹簧测力计、电流表、电压表等以长度显示读数的仪器，其读数方法与刻度尺相似．(2)游标卡尺的读数测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.(4)关于估读问题：游标卡尺不需要估读；螺旋测微器需要估读，精确度是0.01 mm，读数时要估读到0.001 mm.2．时间测量类仪器．(1)打点计时器其作用和处理方法与打点计时器类似，它是用等时间间隔获取图象信息的，即将物体在不同时刻的位置记录下来，使用时要明确频闪的时间间隔．例1(2013·山东·21(1))图1甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm.突破练习1．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图2中的示数，该金属圆片的直径的测量值为__________ cm，厚度的测量值为________ mm.图2考题2 对验证性实验的考查力学中的验证性实验有验证力的平行四边形定则、验证机械能守恒定律等，这类实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和已证明了的结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解．解决验证性实验相关问题的关键是根据题目给定的实验条件、实验过程、实验情景领会命题意图，找出实验中应测定的物理量，明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系才能达到实验目的．1．验证力的平行四边形定则例2(2012·浙江·22)在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤．(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：在图中作图并求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为________N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图中画出这两个共点力的合力F合；(3)由图得到F合＝________N.突破练习2．某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(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与细绳连接，结点为O，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳．实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A上，另一条橡皮筋任其下垂，如图2甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳也固定在墙上的钉子B上，如图乙所示．(1)为完成实验，下述操作中必需的是________．a．两橡皮筋的另一端连接的细绳a、b长度要相同b．要测量橡皮筋的原长c．要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度d．要记录图甲中结点O的位置及过结点O的竖直方向e．要记录图乙中结点O的位置及过结点O的竖直方向(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的为________．a．橡皮筋的材料和原长相同即可b．橡皮筋的材料和粗细相同即可c．橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同2．验证机械能守恒定律例3某实验小组利用图6甲装置做“验证机械能守恒定律”实验，图乙是他们选择的一条较理想的纸带，O点是打点计时器打出的第一个点，计数点A、B、C、D、E、F是纸带上相邻的点．他们测出了各点与O点的距离h后做出了必要的计算，测量和计算的记录见下表(计数点的速度用v表示)甲乙图6写计数点名称)(2)计数点D、E、F与O点之间的距离分别是h D、h E、h F表示，打点计时器的打点周期用T表示，则打下计数点E时纸带的速度v E＝____(用符号表示)，重物运动的加速度a＝____(用符号表示)．(3)该小组的同学在坐标纸上建立图7所示坐标系，标出了各组测量数据的坐标点，并在坐标系中画出v2－h图线．由图线可以判断计数点____的测量误差较大(填写计数点名称)，据图线得到重力加速度g测＝____m/s2(保留三位有效数字)．(4)下判断中正确的是( )A．在误差允许的范围内，该实验小组达到了实验目的B．该地的重力加速度比g测偏大C．他们实验操作过程中是先释放纸带然后再闭合打点计时器开关D．实验过程中阻力引起的误差属于系统误差突破练习3．如图8甲所示是光电门传感器的示意图，它的一边是发射器，另一边是接收器，当光路被物体挡住的时候，它就开始计时，当光路再次恢复的时候，它就停止计时，这样就可以测出物体挡光的时间．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球下落过程中机械能是否守恒的实验，实验装置如图乙所示，图中A、B为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器．实验时让半径为R的小球从某一高度处由静止释放，让小球依次从A、B两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过，测得挡光时间分别为t1、t2.为了证明小球通过A、B 过程中的机械能守恒，还需要进行一些实验测量和列式证明．(1)下列还需要测量的实验步骤是( )A．测出A、B两传感器之间的竖直距离h1B．测出小球释放时离桌面的高度HC．用秒表测出运动小球通过A、B两传感器的时间ΔtD．测出小球由静止释放位置与传感器A之间的竖直距离h2(2)如果能满足______________关系式，即能证明小球通过A、B过程中的机械能是守恒的．考题3 对探究性实验的考查力学中的探究性实验有：探究弹力与弹簧伸长量的关系、探究加速度与力、质量的关系、探究动能定理等．探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情景中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律．1．探究弹力与弹簧伸长量的关系例4(2012·广东·34(2))某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在_______方向(填“水平”或“竖直”)．②弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如下表：x③图9为该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差”或“L x”)．值(填“L④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________ g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)．突破练习4．某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验时，所用的钩码每只质量都是30 g，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格中．(弹力始终没有超过弹性限度，取g＝9.8 m/s2)(1)试根据这些实验数据在图10给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图象．(2)说明图象跟坐标轴交点的物理意义．(3)该弹簧的劲度系数k是多大(1)图象如图所示2．探究加速度与力、质量的关系例5甲、乙两个同学共同做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，装置如图11所示．图11(1)两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响．他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做________运动．另外，还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m ________小车的质量M.(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系．(2)甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a .图12是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm.实验中使用的是频率f ＝50 Hz 的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a ＝_______m/s 2.(结果保留三位有效数字)(3)乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M ，得到小车的加速度a 与质量M 的数据，画出a －1M 图线后，发现：当1M 较大时，图线发生弯曲．于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，该同学的修正方案可能是( )A ．改画a 与1M ＋m的关系图线 B ．改画a 与(M ＋m )的关系图线 C ．改画a 与m M 的关系图线 D ．改画a 与1M ＋m2的关系图线突破练习5．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图13所示．图13(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出一条纸带．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图14所示．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz.求：图14①从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离x1＝____cm；②该小车的加速度a＝________m/s2.(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：①请根据该组实验数据在图15的坐标纸上作出a－F的关系图象；②根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点的主要原因是________．3．探究动能定理例6(2013·四川·8(2))如图16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，通过实验得到图17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).分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W＝ΔE k，与理论推导结果一致．③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)．突破练习6．某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：a．按图18安装好实验装置，其中小车的质量M＝0.50 kg，钩码的总质量m＝0.10 kg；b．释放小车，然后接通打点计时器的电源(电源的频率f＝50 Hz)，打出一条纸带．(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出最满意的一条，如图19所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各相邻计数点间的距离分别为d1＝0.008 m，d2＝0.024 m，d3＝0.041 m，d4＝0.056 m，d5＝0.072 m，d＝0.088 m……他把钩码重力(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)作为小车所受合力，算出从打6下0点到打下第5点时合力所做的功W＝________(结果保留三位有效数字)，把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得E k＝________.(结果保留三位有效数字)．图19(2)此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是________．A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏小太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小D．根本原因是没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离考题4 对创新设计性实验的考查创新设计性实验要求运用学过的实验方法，自行设计一个新的实验方案．要求设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计处理数据的方法及分析实验误差．主要考查是否理解实验原理和实验仪器的工作原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情况下迁移知识的能力力学实验的设计与创新1．(2013·浙江·21)如图1所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上．一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c……均为打点计时器打出的点．(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________；(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为________，纸带①和②上c、e两点间的平均速度v①________v②(填“大于”、“等于”或“小于”)；(3)图中________(填选项)．A．两条纸带均为用装置甲实验所得B．两条纸带均为用装置乙实验所得C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得D．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得2．(2013·全国新课标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3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m B．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度h D．弹簧的压缩量Δx E．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．3．某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.(1)下列说法正确的是()A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a－m1图象(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v F＝________、小车加速度的计算式a＝________.(3)某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g ＝10 m/s2，则小车的质量为________kg，小盘的质量为________kg.(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________m/s2.4、．某同学利用如图6所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律．在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连．图6(1)实验时要调整气垫导轨水平．不挂钩码和细线，接通气源，释放滑块，如果滑块________，则表示气垫导轨已调整至水平状态．(2)不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1所用的时间小于通过光电门2所用的时间．实施下列措施能够达到实验调整目标的是 ( )A ．调节P 使轨道左端升高一些B ．调节Q 使轨道右端降低一些C ．遮光条的宽度应适当大一些D ．滑块的质量增大一些E ．气源的供气量增大一些(3)实验时，测出光电门1、2间的距离L ，遮光条的宽度d ，滑块和遮光条的总质量M ，钩码质量m .由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t 1、t 2，则系统机械能守恒成立的表达式是____________________．5． 某同学想测出当地的重力加速度g ，并验证机械能守恒定律．为了减小误差，他设计了一个实验如下：将一根长直铝棒用细线悬挂在空中(如图7甲所示)，在靠近铝棒下端的一侧固定电动机M ，使电动机转轴处于竖直方向，在转轴上水平固定一支特制笔N ，借助转动时的现象，将墨汁甩出形成一条细线．调整笔的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨线．启动电动机待转速稳定后，用火烧断悬线，让铝棒自由下落，笔在铝棒上相应位置留下墨线．图7 图乙是实验时在铝棒上所留下的墨线，将某条合适的墨线A 作为起始线，此后每隔4条墨线取一条计数墨线，分别记作B 、C 、D 、E .将最小刻度为毫米的刻度尺的零刻度线对准A ，此时B 、C 、D 、E 对应的刻度依次为14.68 cm,39.15 cm ，73.41 cm ，117.46 cm. 已知电动机的转速为3 000 r/min.求：(1)相邻的两条计数墨线对应的时间间隔为________ s ；(2)由实验测得济南当地的重力加速度为________m/s 2(结果保留三位有效数字)；(3)该同学计算出划各条墨线时的速度v ，以v 22为纵轴，以各条墨线到墨线A 的距离h 为横轴，描点连线，得出了如图丙所示的图象，据此图象________(填“能”或“不能”)验证机械能守恒定律，图线不过原点的原因__________________．。
高考物理二轮复习专题复习篇专题6第1讲力学实验及创新学案
第1讲力学实验及创新[析考情·明策略]考情分析从近五年全国卷命题情况分析：实验命题不避热点,注重陈题翻新；重点实验频频考,其他实验“轮换”考。
实验“小题”常考力学内容,实验“大题”常考电学内容。
在两个实验中,通常一个实验立足教材,立足创新,凸显对科学探究素养的考查,一般较为基础,注重对考生的实验基本功的考查；另一个实验题依据新课程标准要求挖掘改造,对考生的实验能力要求较高,突出选拔作用。
素养呈现1.基本实验仪器的使用与读数。
2.基础实验的实验原理和实验方法的理解与掌握。
3.探究实验的实验方案,实验器材及数据处理的理解与掌握。
素养落实1.认真完成课本上的每一个实验。
知道每一个实验的目的。
2.掌握每一个实验的原理,熟悉实验中的每一个实验步骤。
3.领会每一个实验步骤的作用,学会每一个实验仪器的使用。
4.学会每一个实验的数据处理方法,弄清每一个实验误差的来源等。
5.依据新课程标准,重视基础实验。
6.关注变化,构建实验模型,在比较分析中探寻共性。
力学实验及创新考点1| 力学常规实验基本仪器的读数和使用1．两种常见长度测量仪器的使用及读数方法游标卡尺(不估读) (1)读数：测量值＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)。
(2)常用精确度：10分度游标,精度0.1 mm ；20分度游标,精度0.05 mm ； 50分度游标,精度0.02 mm螺旋测微器(需估读)测量值＝固定刻度＋可动刻度(带估读值)×0.01 mm2.时间类测量仪器的读数(1)打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02 s,一般每五个点取一个计数点,则时间间隔为Δt ＝0.02×5 s＝0.1 s 。
(2)频闪照相机：用等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来,时间间隔Δt ＝1f。
(f 为频闪照相机的频率) (3)光电计时器：记录遮光条通过光电门的遮光时间。
[典例1] (1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一工件的直径和高度,测量结果如图甲和乙所示。
高考物理二轮复习 专题7 物理实验 第2讲 力学实验学案
专题七物理实验第2讲力学实验【实验专题归纳】一、本专题共涉及以下六个实验实验一：研究匀变速直线运动实验二：探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则实验四：验证牛顿运动定律实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律二、本专题实验特点及其在高考中的地位物理实验为高考必考内容，近年的高考物理试题，越来越重视对实验的考查，尤其是除了对教材中原有的学生实验进行考查为，还增加了对演示实验的考查。
利用学生所学过的知识，对实验仪器或实验方法加以重组完成新的实验目的的设计型实验将逐步取代对教材中原有单纯学生实验的考查。
历届高考在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用、基本物理量的测定、物理规律的验证和物理现象的研究、实验数据的处理。
高考中物理实验题类型大体有：⑴强调基本技能，熟识各种器材的特性。
像读数类：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等；选器材类：像选取什么量程的电表和滑动变阻器等⑵重视实验原理，巧妙变换拓展。
像探究匀变速直线运动的变形和测量电阻的再造等。
源于课本不拘泥课本一直是高考命题与课标理念所倡导的，所以熟悉课本实验、抓住实验的灵魂---原理是我们复习的重中之重。
⑶提倡分析讨论，讲究实验的品质，像近年高考中的数据处理、误差分析、改良方案，甚至开放性实验等于课标的一标多本思路是交汇的。
⑷知识创新型实验。
像设计型、开放型、探讨型实验等都是不同程度的创新，比如利用所学可以设计出很多测量重力加速度的方案。
三、高考易错问题剖析及应试策略（一）探究型实验易错问题 1.在纸带处理中不知如何求解速度、加速度因对策略：(1)“平均速度法”求速度，即v n＝，如图所示.(2)“逐差法”求加速度，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确度.(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，直线的斜率即加速度.【高考真题探究】1.（2010·广东理综·T34（1））图13是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
高三二轮力学实验教学设计
高三二轮力学实验教学设计引言：力学实验是物理教育中非常重要的一环，通过实践操作，学生可以巩固学习的理论知识，培养实验探究能力和科学思维能力。
本文将针对高三学生的力学实验进行教学设计，以提升学生的学习效果和实践能力。
一、实验目的本实验旨在帮助学生掌握力学实验的基本方法和技巧，体验科学实验的乐趣，培养学生的实验设计和数据处理能力。
二、实验内容本次实验主要包括以下几个内容：1. 弹簧的伸长量与受力关系的实验2. 斜面上物体滑动的实验3. 串联和并联弹簧系统的实验4. 牛顿第二定律与拉力的实验三、实验器材1. 弹簧测量装置2. 斜面和滑块3. 弹簧组合装置4. 牵引器和质量组合装置5. 电子天平和滑轨四、实验步骤及要点1. 弹簧的伸长量与受力关系的实验a. 使用弹簧测量装置，固定一个弹簧并悬挂一质量，记录下弹簧的伸长量。
b. 重复上述实验步骤，记录不同质量下的伸长量。
c. 绘制实验数据，分析弹簧的伸长量与受力的关系。
2. 斜面上物体滑动的实验a. 将滑块置于倾斜的斜面上，通过调整斜面角度和改变滑块的质量，观察滑块的滑动情况。
b. 记录滑块的滑动距离和所施加的力。
c. 分析实验数据，得出滑块滑动的条件和滑动摩擦力的大小。
3. 串联和并联弹簧系统的实验a. 利用弹簧组合装置，将两个弹簧进行串联和并联。
b. 测量各种组合方式下的弹簧的伸长量和所受力的大小。
c. 分析实验数据，比较串联和并联弹簧系统的特点和弹簧的等效弹性系数。
4. 牛顿第二定律与拉力的实验a. 将牵引器和质量组合装置连接起来，通过使用拉力计测量拉力的大小。
b. 改变质量组合装置的质量，记录对应的拉力数值。
c. 绘制实验数据，分析牛顿第二定律与拉力的关系。
五、实验结果分析通过对实验数据的处理和分析，学生可以得出以下结论：1. 弹簧的伸长量与受力成正比，符合胡克定律。
2. 物体在倾斜斜面上的滑动需要满足一定的条件，滑动摩擦力与垂直方向的力成正比。
3. 串联和并联弹簧系统的弹性系数与弹簧长度和弹簧的材料有关。
高考物理二轮复习考前第天力学实验学案
考前第4天力学实验考点提炼1.实验要点分类实验名称装置图常考要点研究性实验研究匀变速直线运动(1)数据处理方法：①公式法：vt2＝v，Δx＝aT2②图象法：v－t图象(2)摩擦力：无需平衡(木板平放或斜放均可)探究弹力和弹簧伸长量的关系①考装置：器材装配、读数②考作图：根据记录数据作相关图线③考计算：根据F－x或F－l或m－x图象求k探究动能定理①考装置：平衡摩擦力的方法、判断标准②求速度：小车获得的速度就是纸带上点距均匀的部分对应速度③考图象：作W－v或W－v2图象，得出结论验证性实验验证机械能守恒定律①考运算：下落速度的计算；减少的重力势能与增加的动能的计算②考图象：根据v22－h或Δv22－Δh图象的斜率判断机械能是否守恒验证力的平行四边形定则①考读数：弹簧测力计示数②考操作：两次拉橡皮筋时需将结点O拉到同一位置③求合力：根据分力F1、F2的大小与方向用作图法求合力验证牛顿运动定律①考装置：器材装配正误；平衡摩擦力的方法、标准；质量控制要求②控制变量法的应用③图象的处理以及实验的注意事项④判成因：给定异常a－F图象，判断其可能成因验证动量守恒定律①考装置：斜槽末端切线应调整水平；a球质量大于b球②考原理：小球落地点的判定及精准定位；必要的物理量的测量；碰撞前后守恒式的计算③考拓展：验证动量守恒定律其他实验装置、方法及关系式2.物理量的测量方法待测量测量工具方法说明长度刻度尺毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0.1 mm游标卡尺①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精度×游标尺对齐的格数②精度：1游标刻度总数mm，10分度的游标卡尺精度为0.1 mm，20分度的游标卡尺精度为0.05 mm，50分度的游标卡尺精度为0.02mm，游标卡尺不估读螺旋测微器①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(注意刻度值要估读)②精度：螺旋测微器精度为0.01 mm时间打点计时器①t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)②打点周期与所接交流电周期相同光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口临考必做1.小红同学在做“测定金属电阻率”的实验中，通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图1中的示数，游标卡尺所示的金属圆片直径的测量值为________mm，螺旋测微器所示的金属圆片厚度的测量值为________mm。
高考物理二轮复习专题力学实验学案
专题12 力学实验高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：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、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
高频考点：螺旋测微器和游标卡尺的读数；力学基本实验；力学创新实验。
考点一、基本仪器的读数例某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。
该工件的直径为________cm，高度为________mm。
【审题立意】熟练掌握中学阶段物理中常用测量工具的读数方法。
【解题思路】图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05 mm。
主尺读数为12 mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐，故测量结果为12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm。
螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5 mm ＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm。
【参考答案】1.220 6.860【知识建构】1．长度类测量仪器的读数(1)毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位。
全国通用高考物理二轮复习专题15力学实验学案
专题15 力学实验考题一 “纸带类”实验新课标《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、探究加速度与力、质量的关系、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.2.求解瞬时速度利用做匀变速直线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1所示，打n 点时的瞬时速度v n ＝x n ＋x n ＋12T .图13.用“逐差法”求加速度如图2所示，a ＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)(3T )2.图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＝v2 2－v2 12L.例1 图3甲是“研究匀变速直线运动”的实验装置，图乙是该实验中获得的一条纸带.已知所用交流电源的频率为50 Hz，A、B、C、D、E、F是纸带上的计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出.图3(1)实验时由于没有记录CD 间的读数，根据图乙中已有的数据估算出CD 间的距离约为________ cm.(2)某同学在处理数据时将A 点记为t ＝0，B 点记为t ＝0.1 s ，C 点记为t ＝0.2 s……，将AB 间距离记为t ＝0.1 s 时的位移x 1＝1.50 cm ，BC 间距离记为t ＝0.2 s 时的位移x 2＝1.81 cm……，并根据图乙中的数据作出如图丙所示的x －t 图象，该图线与纵坐标的交点表示的是______；若该同学根据图象得出x －t 图象的斜率为k (m/s)，则该纸带运动时的加速度大小是________ m/s 2(请用斜率k 来表示，数值概不给分).(3)若将实验中的打点计时器拿掉，改用在水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砂桶，如图丁所示，可以用来验证“牛顿第二定律”，实验时，先测出小车、传感器和挡光板的总质量m ，再让小车从靠近光电门1处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t .改变小车质量m ，测得多组m 、t 的值，建立坐标系描点作出图线，下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________.解析 (1)由Δx ＝aT 2，即ED －CD ＝CD －BC ＝aT 2，得CD ＝ED ＋BC 2＝2.13 cm.(2)x －t 图象与纵坐标的交点为OA 的距离；由v ＝x t可知，且各段位移的时间均为0.1 s ，故当纵坐标的位移除以0.1 s 时，即为各段的平均速度值，则加速度大小a ＝v t ＝x 0.1t ＝10×x t＝10k . (3)小车从靠近光电门1处由静止开始做匀加速运动，位移x ＝12at 2.改变小车质量m ，测得多组m 、t 的值，则加速度a ＝2xt 2，位移不变，故a 与t 2成反比，m 与t 2成正比，能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是C.故选C.答案(1)2.13 (2)OA之间的距离10k(3)C变式训练1.在用图4所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系.图4(1)除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有________(选填选项前的字母).A.220 V、50 Hz的交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(附砝码)(2)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是________.A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上C.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上(3)某同学得到了图5所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a＝________ m/s2.图5(4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据作出的a－F图象如图6中的1、2、3所示.下列分析正确的是________(选填选项前的字母).图6A.出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力B.出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适C.出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大(5)在本实验中认为细线的拉力F 等于砝码和砝码盘的总重力mg ，由此造成的误差是________ (选填“系统误差”或“偶然误差”).设拉力的真实值为F 真，小车的质量为M ，为了使mg －F 真F 真<5%，应当满足的条件是m M <________.答案 (1)ACE (2)AC (3)15 (4)B (5)系统误差 5%解析 (1)打点计时器接交流电源，处理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离，还要用到天平测砝码和砝码盘的质量，故选A 、C 、E ；(2)在平衡摩擦力时，不能挂盘；要保证细线和纸带与木板平行，先接通电源，再释放小车，若纸带做匀速直线运动，则纸带上的点间距是均匀的，即说明平衡了摩擦力，故选A 、C ；(3)由图知AC ＝6.40 cm ，CE ＝8.80 cm ，CE －AC ＝a (2T )2，得a ＝CE －AC 4T 2＝15 m/s 2； (4)出现图线1的原因是平衡摩擦力过大，A 错误；出现图线2的原因是砝码和砝码盘的质量没有远小于小车的质量，B 正确；出现图线3的原因是平衡摩擦力时长木板的倾斜度过小，使得摩擦力过大，C 错误.故选B.(5)小车在做匀加速直线运动时，砝码和砝码盘也在做匀加速直线运动，细线的拉力F 一定小于砝码和砝码盘的总重力mg ，此误差不可避免，为系统误差；小车与砝码和砝码盘都在做加速度为a 的匀加速直线运动，对砝码和砝码盘有mg —F 真＝ma ，对小车有F 真＝Ma ，代入mg －F 真F 真<5%，得m M<5%.2.如图7甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d 、质量为m 的金属小球由A 处由静止释放，下落过程中能通过A 处正下方、固定于B 处的光电门，测得A 、B 间的距离为H (H ≫d )，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t ，当地的重力加速度为g .则：图7(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d ＝________ mm.(2)多次改变高度H ，重复上述实验，作出1t 2随H 的变化图象如图丙所示，当图中已知量t 0、H 0和重力加速度g 及小球的直径d 满足以下表达式：____________________时，可判断小球下落过程中机械能守恒.(3)实验中发现动能增加量ΔE k 总是稍小于重力势能减少量ΔE p ，增加下落高度后，则ΔE p －ΔE k 将__________ (选填“增加”“减小”或“不变”).答案 (1)7.25 (2)2gH 0t 20＝d 2(3)增大解析 (1)游标卡尺的读数为： d ＝(0.7×10＋5×0.05) mm＝7.25 mm ；(2)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；有：mgH ＝12mv 2，即2gH 0＝(d t 0)2 ， 得：2gH 0t 20＝d 2；(3)由于在该过程中有阻力做功，且高度越高，阻力做功越多，故增加下落高度后，则ΔE p －ΔE k 将增大.3.某实验小组用图8甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系.铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P 处，另一位置放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q, P 处放置一光电门.实验步骤是：图8 ①用游标卡尺测出滑块的挡光片宽度l ，用天平测出滑块的质量m ；②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P 处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动.在铁架台竖直杆上记下此位置Q 1，用刻度尺测出Q 1到水平桌面的高度H ；③保持P 位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q 2上.用刻度尺量出Q 1Q 2的距离h 1，将滑块从木板上的Q 2位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t 1；④保持P 位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次. Ⅰ.滑块沿长木板由Q 2运动到P 的过程中，用测量的物理量回答下列问题(已知重力加速度为g )：(1)滑块动能的变化量ΔE k ＝________，(2)滑块克服摩擦力做的功W f ＝________，(3)合力对滑块做的功W 合＝________.Ⅱ.某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q 1的距离h 为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数1t 2为纵坐标，根据测量数据在坐标系中描点画出如图乙所示直线，若图线过原点，且图线斜率k ＝________，则能证明合外力做的功等于物体动能增量.答案 Ⅰ.(1)ml 22t 21 (2)mgH (3)mgh 1 Ⅱ.2g l 2 解析 (1)由于挡光片宽度很小，滑块通过光电门的速度v ＝l t 1，滑块动能的变化量ΔE k ＝12mv 2－0＝ml 22t21 (2)从Q 1释放匀速下滑时，由动能定理有：mgH －μmgl cos θ＝0，且l cos θ＝x ，得：μmgx ＝mgH ，从Q 2释放时，设长木板的倾角为α，Q 2P 长度为L ′，则克服摩擦力做功为W f ＝μmgL ′cos α，且L ′cos α＝x ，故W f ＝mgH .(3)合力做的功W 合＝mg (H ＋h 1)－W f ＝mgh 1.Ⅱ.由动能定理：W 合＝ΔE k ，有mgh ＝ml 22t 2， 整理得：1t 2＝2g l 2h ，故图线斜率k ＝2g l 2. 考题二 “橡皮条”“弹簧”类实验1.注意橡皮条、弹簧本身的特点，力的特点是不能突变，能的特点是弹簧拉伸和压缩相同的量势能相等，在实验中也会用到.2.弹簧弹性势能表达式不需推导和应用，但还是要知道，在验证性实验中常用到其结论.例2 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9所示，则由图线可知：图9图10(1)弹簧的劲度系数为________ N/m.(2)为了用弹簧测定两木块A 和B 间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图10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10.0 N 和20.0 N.当A 被拉动时，弹簧测力计a 的示数为6.0 N ，b 的示数为11.0 N ，c 的示数为4.0 N ，则A 和B 间的动摩擦因数为______.解析 (1)由图知，当F ＝0时l 0＝20 cm ，即弹簧的原长，当F 0＝60 N 时l ＝40 cm ，则Δl＝l －l 0＝0.2 m ；由胡克定律得k ＝ΔF Δl ＝600.2N/m ＝300 N/m ； (2)①乙方案：因在拉着物体A 运动的过程中，拉A 的弹簧测力计在不断地运动，示数可能会变化，读数不准；甲方案：弹簧测力计a 是不动的，指针稳定便于读数，故甲方案更合理；②由于弹簧测力计a 示数为6.0 N ，故A 、B 间的动摩擦因数μ＝F f F N ＝620＝0.30. 答案 (1)300 (2)①甲 ②0.30 变式训练4.某同学用如图11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.图11(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.建立物理模型法答案(1)3.80(3.79～3.81) (2)CD (3)BCD (4)B解析(1)弹簧测力计每1 N被分成10格，每一小格为0.1 N，则弹簧测力计的读数为3.80 N；(2)细线应尽可能长一些，能更加准确的记录力的方向；实验通过作出弹簧的弹力和重物的重力这三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道；细线AO 与BO之间的夹角适当大一点，不一定必须大于90°；只要验证两弹簧测力计拉力的合力大小等于重物的重力，方向竖直向上即可，每次只需保证O点保持静止即可，没必要每次都使O点静止在同一位置；(3)在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力F′是力F1和F2合力的理论值，而用一个弹簧测力计拉出的力F是F1和F2合力的实际测量值，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等效替代法.5.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图12(a)所示的F－L图象，由图象可知：弹簧原长L0＝________ cm，求得弹簧的劲度系数k＝________ N/m.图12(2)按如图(b)的方式挂上钩码(已知每个钩码重G＝1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图(b)，则指针所指刻度尺示数为________ cm.由此可推测图(b)中所挂钩码的个数为________个.答案(1)3.0 200 (2)1.50 3解析(1)由胡克定律F＝k(L－L0)，结合图中数据得：L0＝3.0 cm，k＝200 N/m.(2)由(b)图知指针所示刻度为1.50 cm，由F＝k(L0－L)，得弹力为：F＝3 N，故所挂钩码的个数为3个.6.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳套，如图13甲所示，实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，把橡皮条的一端拉到O点，用铅笔描下O点位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，然后只用一个弹簧测力计，通过细绳套再次把橡皮条的一端拉到O点，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向，作出三个力的图示，如图乙所示.图13(1)下列说法正确的是________.A.实验中两个细绳套应适当长一些，可以减小实验误差B.在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向C.在作力F1、F2的图示时，必须选取同样的标度，而作F′的图示时，可以选取不同的标度D.连接F1、F2和F′三个力的末端，验证所得图形是不是平行四边形(2)甲同学在做这个实验时，两个弹簧测力计的量程都是10 N，他把弹簧测力计校准零点之后，先测量一个质量为1 kg的物体的重力，发现弹簧测力计的示数为8.2 N，换用另外一个弹簧测力计测量这个物体的重力，发现示数还是8.2 N，测量重力的操作都是正确的，如果用这两个弹簧测力计进行实验，对实验结果有影响吗？________(选填“有”或“没有”)，乙同学实验后才发现忘记对这两个弹簧测力计校准零点，他把两个弹簧测力计平放在实验台上，发现两个弹簧测力计的示数都是0.3 N，乙同学的弹簧测力计对实验结果有影响吗？答案(1)AB (2)没有有解析(1)拉橡皮条的细绳套适当长一些，以方便画出力的方向，可以减小误差，故A正确；在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向，否则会影响拉力大小，故B正确；在作力F1、F2的图示时，必须选取同样的标度，而作F′的图示时，也必须选取相同的标度，故C错误；根据F1、F2作出平行四边形，比较对角线和F′的关系，故D错误；(2)用两个校准零点后的弹簧测力计测量同一个物体发现示数相等，则这两个弹簧测力计的劲度系数相等，用这两个弹簧测力计进行实验，拉力和伸长量成正比，对实验结果没有影响；若两个弹簧测力计测量前都没有校零，且没有拉力时弹簧测力计的示数都是0.3 N ，则用此弹簧测力计测量时，弹力的大小实际值应等于测量值减去0.3 N ，根据测量值作平行四边形时，误差较大，对实验有影响.考题三 力学创新拓展实验探究型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；第二类为给出实验规律，让你选择实验仪器，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工夫，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，选择仪器设计实验步骤，记录实验数据并进行数据处理.例3 某同学用如图14甲所示的装置测滑块与木板间的动摩擦因数.木板倾斜放置，滑块置于木板上端，并连接穿过打点计时器的纸带.滑块从木板上端由静止滑下时打出的纸带如图乙所示.(1)已知打点计时器所接交流电的频率是50 Hz ，纸带上相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，利用测得的数据可得到滑块下滑的加速度大小a ＝________ m/s 2(结果保留三位有效数字).(2)为了测出滑块与木板间的动摩擦因数，该同学还测出了斜面的长度l 及高度h .利用测量的物理量、加速度a 和重力加速度g 表示滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________.图14解析 (1)由Δx ＝aT 2得： a ＝x DG －x AD 9T 2＝0.804 m/s 2(2)根据牛顿第二定律有：mg ·h l －μmg ·l 2－h 2l＝ma ， 得：μ＝gh －al g l 2－h 2. 答案 (1)0.804 (2)gh －al g l 2－h 2 变式训练7.科学探究活动通常包括以下环节：提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下A.有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设C.在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表中.图15(a)是对应的位移－时间图线，然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度—时间图线，如图(b)中图线所示(1、2、3、4、5分别为纸杯个数)D.同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设.(a)(b)图15回答下列提问：(1)与上述过程中C 步骤相应的科学探究环节是________________________；(2)结合表格与图(a)，表中x 处的值应为__________；(3)根据图(b)中图线的特点，可知“小纸杯”在达到平衡状态之前做________运动，空气阻力F f与最终运动速度v的大致关系为________.答案(1)搜集证据(2)1.937 (3)加速度逐渐减小的加速F f∝v2解析(1)步骤C是按照一定的原理测量出需要的数据，以便对假设进行验证，故答案为：搜集证据.(2)图中AB段是直线，表示匀速直线运动；根据匀速直线运动的规律知：在相等的时间内通过的位移相同，则x＝1.447 m＋(1.447－0.957) m＝1.937 m(3)图中五条曲线都逐渐变平，故都表示加速度逐渐减小；因杯子个数慢慢增大，重力关系为1∶2∶3∶4∶5，则匀速运动时阻力之比也为1∶2∶3∶4∶5；由数据得速度之比为1.2∶1.7∶2.1∶2.4∶2.7，则速度平方之比可近似为：1∶2∶3∶4∶5；由此得阻力应和速度的平方成正比，故关系为：F f∝v2.8.一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β.我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，A、B、C、D…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)①如图16甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；③经过一段时间，圆盘停止转动和打点，取下纸带，进行测量.(计算结果保留3位有效数字).图16(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径r 为________ cm ；(2)由图丙可知，打下计数点D 时，圆盘转动的角速度为________ rad/s ；(3)纸带运动的加速度大小为________m/s 2，圆盘转动的角加速度大小为________ rad/s 2. 答案 (1)3.000 (2)13.0 (3)0.593 19.8解析 (1)游标卡尺的读数：d ＝6×10 mm＋0×0.05 mm＝60.00 mm ，即d ＝6.000 cm ，故r ＝3.000 cm ；(2)t ＝0.1 s ，打下计数点D 时，v D ＝CE 2t＝0.389 m/s ， 则ω＝v D r ＝0.3890.03≈13.0 rad/s. (3)纸带运动的加速度a ＝CE －AC 4t 2≈0.593 m/s 2，因β＝ΔωΔt ，ω＝v r ，故角加速度为β＝a r ≈19.8 rad/s 2. 9.某同学利用如图17所示的装置来验证机械能守恒定律，设计了如下实验，A 、B 是质量均为m 的小物块，C 是质量为M 的重物.A 、B 间有轻质弹簧相连，A 、C 间有轻质细绳相连.在物块B 下放置一压力传感器，重物C 下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连.当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C 的速度.整个实验中弹簧均处于弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度为g .实验操作如下：图17(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零.现释放C ，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C 的速度为v .(2)在实验中保持A 、B 质量不变，改变C 的质量M ，多次重复第(1)步；①该实验中，M 和m 大小关系必须满足M __________m (选填“小于”“等于”或“大于”).②该实验中需要验证的机械能守恒表达式为12(M ＋m )v 2＝__________. ③根据所测数据，还可以测得弹簧的劲度系数：根据所测数据，作出“v 2－1M ＋m”图线，求出图线在纵轴上的截距为b ，则弹簧的劲度系数为____________(用题给的已知量表示).答案 (2)①大于 ②2mg 2(M －m )k ③4mg 2b解析 (2)①由题意知，为确保压力传感器的示数为零，故弹簧要从压缩状态到伸长状态，则C 的质量M 要大于A 的质量m ；②刚释放C 时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为F ＝mg ，故弹簧的形变量为Δx ＝Δx 1＋Δx 2＝mg k ＋mg k ＝2mg k，不论C 的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A 物体上升了2mg k ，C 下落的高度为2mg k.从释放到压力传感器示数为零，弹性势能不变，重力势能的减小量等于动能的增加量，则有：12(M ＋m )v 2＝(M －m )gh ＝(M －m )g ·2mg k， 即12(M ＋m )v 2＝2mg 2(M －m )k. ③由12(M ＋m )v 2＝2mg 2(M －m )k得， v 2＝4mg 2(M －m )(M ＋m )k ＝－8m 2g 2(M ＋m )k ＋4mg 2k ， 可知纵轴截距b ＝4mg 2k， 解得k ＝4mg 2b. 专题规范练1.某同学利用如图1甲所示的实验装置测重力加速度.图1(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A 、B 、C 、D 、E 、F 为计数点，测得点A 到B 、C 、D 、E 、F 的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5.若打点的周期为T ，则打E 点时重物速度的表达式为v E ＝________；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出速度的二次方(v 2)与距离(h )的关系图线，如图丙所示，则重力加速度g ＝________ m/s 2.(3)若当地的重力加速度值为9.8 m/s 2，你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是_______. 答案 (1)①打点计时器应接交流电源 ②重物释放时应紧靠打点计时器(2)h 5－h 32T9.4 (3)空气阻力和摩擦阻力的影响 解析 (1)①打点计时器应接交流电源；②重物释放时应紧靠打点计时器.(2)利用匀变速直线运动的推论v E ＝x DF t DF ＝h 5－h 32T ； 由图得斜率k ＝18.8，由v 2＝2gh 知，k ＝2g ，则g ＝9.4 m/s 2.(3)测量值存在偏差的主要原因是存在空气阻力和纸带通过打点计时器时的摩擦阻力.2.为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图2所示的实验装置，小车总质量用M 表示(乙图中M 包括小车与力传感器，丙图中M 包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m 表示.图2(1)图3是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点，加速度大小用a 表示.图3则OD 间的距离为________ cm. 图4是根据实验数据绘出的s －t 2图线(s 为各计数点至同一起点的距离)，则加速度大小a ＝________ m/s 2.(保留三位有效数字)图4(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a, g 为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为___________. 答案 (1)1.20 0.933 (2)1∶2解析 (1)由图示刻度尺得OD 间的距离为：2.20 cm －1.00 cm ＝1.20 cm ；由图线得斜率k ＝1.43，因小车做初速度为0的匀加速直线运动，则s ＝12at 2，对比图象有：k ＝12a ， 则a ＝2k ≈0.933 m/s 2；(2)乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，且通过计算得到小车加速度均为a ，根据牛顿第二定律，则有：F ＝M乙a,2F ＝M 丙a ，因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1∶2.3.小张和小王在做“验证力的平行四边形定则”实验中，实验步骤如下：图5①用图钉把白纸钉在方木板上.②把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在O点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③小张同学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，结点到达某一位置时，小王同学用铅笔描下结点的位置，标上字母A，如图5丙所示.④接着小王在两条细绳套的方向上离A点比较近的地方点下了另两个点B、C，并记录弹簧秤的读数F1、F2.⑤移开两弹簧秤，从位置A画直线AB、AC，按选定的标度作出两只弹簧秤的拉力F1、F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示.⑥只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点再次拉到同样位置A，记下弹簧秤的读数和细绳的方向.用刻度尺从A点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示.⑦比较力F′的图示与合力F的图示，看两者是否等长、同向.⑧小张改变两个力F1和F2的大小和夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容易，小王就在结点移过A点时用手指将其按压在A点，接着记录下两弹簧秤的方向和示数大小.⑨接着重复步骤⑤～⑦，最后得出结论：在误差允许的范围内，力的合成符合平行四边形定则.(1)以上实验步骤中不恰当的是________，有错误的是________.(2)甲、乙是两组同学作出的图示，其中符合实际情况的是__________.答案(1)④⑧(2)甲解析(1)在实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示.实验步骤中不恰当的是④；小张改变两个力F1和F2的大小和夹角，再次重复实验时，要让结点回到A点，但是不能用手指将其按压在A点，故⑧错误.(2)实验测的弹力方向沿绳子方向，即图中的AO方向，由于误差的存在，作图法得到的合力与实验值有一定的差别，即作图得出的合力方向与AO方向有一定的夹角，故甲同学更符合实验事实.4.某班物理小组计划用一台具有摄像功能的数码相机来研究弹簧做功的规律.该小组设计的装置如图6甲所示，光滑水平桌面离地高度为H＝0.8 m，轻质弹簧左端固定于竖直挡板上，。
高考物理二轮复习专题力学实验导学案
专题 8 力学实验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 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。
打点计时器接频率为 f ＝50 Hz 的交流 电源。
4(1) 每 两 个 相 邻 的 计 数 点 的 时 间 间 隔 为 s ， 打 点 计 时 器 使 用 的 是(选填“交流”或“直流”)电源；(2)打下 E 点时纸带的速度 v E ＝(用题中给定字母表示)； (3)若测得 d 6＝65.00 cm ，d 3＝19.00 cm ，物体的加速度 a ＝ m/s 2； (4)如果当时电网中交变电流的频率 f ＞50 Hz ，但当时做实验的同学并不知道，那 么测得的加速度值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。
2.用图所示装置验证机械能守恒定律。
实验前调整光电门位置使小球下落过程中 球心通过光电门。
实验中通过断开电磁铁开关使小球从 A 点下落，经过光电门 B ， 记录挡光时间Δt ，测出小球在 AB 间下落的距离 h 。
竖直平移光电门 B ，重复上 述步骤，测得多组 h 及相应的Δt ，已知当地重力加速度为 g 。
(1)实验中还需测量的物理量是 。
(2)小球通过光电门速度的表达式为 v ＝。
(3)根据测量数据描绘21t－h 图象，能否仅依据图象是过原点的直线就得出机械能守恒的结论？，理由是。
3.(1)如图甲所示，螺旋测微器的读数为 mm。
(2)某学习小组在探究加速度与力、质量的关系时，采用图乙所示的装置，通过改变小托盘和砝码总质量m 来改变小车受到的合外力，通过加减钩码来改变小车总质量M。
①实验中需要平衡摩擦力，应当取下 (选填“小车上的钩码”“小托盘和砝码”或“纸带”)，将木板右端适当垫高，直至小车在长木板上运动时，纸带上打出来的点。
丙②图丙为实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有4 个打点未画出，所用交流电的频率为50 Hz，从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.74 cm，x3＝6.30 cm，x4＝7.85 cm，x5＝9.41 cm，x6＝10.96 cm，小车运动的加速度大小为(结果保留三位有效数字) 4.(1)用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。
第二轮复习学案《力学实验》.
3W…….所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在 每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条
橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W， 用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第 3次…….实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、 3W……. B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当 倾斜. C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出 的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没 有使木板倾斜或倾角太小. D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法, 是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算. 解析 求解速度的方法是选取纸带上点距均匀处得到获 得的速度.因此选项D错误，其他选项都对. 答案 D
拓展探究 能否通过处理纸带得出的加速度代替当地重力加速 度用于计算重力势能的减小量呢？是否一定要选择 初速度为零的点作为第一个计数点来验证机械能守 恒呢？ 解析 不能用计算出来的加速度计算重力势能的减小 量，该加速度不是当地重力加速度的真实值；不一 定，由于打点计时器工作时，打出的1、2两点间间 隔一般小于0.02 s，所以这样选择计数点并不利于减 小实验误差，只要选择其中两点，研究这两点的动 能增加量是否等于重力势能的减小量就可以了.
类型二 力的平行四边形定则
例4 在做“验证力的平行四边形定则”实验时，下
列叙述中错误的是
（B）
A.同一次实验，结点的位置必须都拉到同一位
置O点，不能随意变动
B.用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细绳之间的
夹角总为90 ，以便于算出合力的大小
2021届新高考二轮复习-专题八-第一讲-力学实验-学案
专题八物理实验价值引领备考定向第一讲力学实验体系构建真题感悟网络构建高考真题1.(2019全国Ⅰ卷)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。
物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。
已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是点。
在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字)。
情境剖析本题属于基础性题目,以物体沿倾斜木板加速下滑为素材创设学习探索类问题情境。
素养能力本题考查的学科素养是科学探究素养,关键能力是实践操作能力群中的实验探究能力。
从题图正确读出、记录相邻点间的位移大小,结合匀变速直线运动规律求出要求的速度和加速度。
2.(2019全国Ⅲ卷)甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。
实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。
已知相机每间隔0.1 s 拍1幅照片。
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是。
(填正确答案标号)A.米尺B.秒表C.光电门D.天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答:。
(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,则该地的重力加速度大小为g=m/s2。
(保留2位有效数字)情境剖析本题属于应用性、创新性题目,以教材中课后习题中的数码相机的连拍功能测量重力加速度为素材创设学习探索类问题情境。
素养能力本题考查的学科素养是科学探究素养,关键能力是实践操作能力群中的实验探究能力。
即在创新性的实验情境下挑选实验器材进行实验设计并从拍得的照片中获取信息,分析数据得出结论。
3.(2020北京卷)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究:图1(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图1所示装置进行对比实验。
高考物理二轮复习专题六物理实验力学实验学案
第1讲力学实验1.误差和有效数字(1)有效数字①有效数字的位数：从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止，共有几个数字，就是几位有效数字。
②科学记数法：大的数字，如36 500，如果第3位数5已不可靠时，应记作3.65×104；如果是在第4位数不可靠时，应记作3.650×104。
(2)误差①误差是测量值与真实值之间的差异，不是错误，且不可避免。
②由于仪器不精确、方法粗略、原理不完善等产生的是系统误差，特点是测量值总偏大或偏小。
③由于各偶然因素对实验者、测量仪器、被测量物的影响而产生的误差是偶然误差，特点是有时偏大有时偏小，可用多次测量求平均值减小偶然误差。
2.基本仪器的使用(1)长度测量类仪器：①毫米刻度尺的读数：精确到毫米，估读一位。
②游标卡尺的读数：游标尺/mm精度/mm 测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的某刻度线正对时)/mm刻度格数刻度总长度每小格与1毫米差10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数＋0.1n20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数＋0.05n50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数＋0.02n③螺旋测微器的读数：测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm。
(2)时间测量类仪器：①打点计时器：每打两个点的时间间隔为0.02 s，一般每五个点取一个计数点，则时间间隔为Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。
②频闪照相机：用相等时间间隔获取图象信息的方法将物体在不同时刻的位置记录下来。
③光电计时器：记录遮光时间。
3.力学实验(1)验证性实验：验证力的平行四边形定则，验证牛顿运动定律，验证机械能守恒定律，验证动量守恒定律。
(2)探究性实验：探究弹力与弹簧伸长的关系，探究动能定理。
4.实验数据的处理方法(1)列表法：在记录和处理数据时，为了简单而明显地表示出有关物理量之间的关系，可将数据填写在适当的表格中，即为列表法。
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（2）①OA段为直线，明在质量不变的条件下，
加速度与外力成正比.
②对此系统而言，F=
(M
F g
) a，当M不远大于
F g
即钩码总质量时，a与F不成正比，即仅C正确.
解题归纳 探究加速度与物体质量、受力之间的关系 时，采用的是控制变量法，做实验时首先要垫高长 木板无滑轮的一端，平衡摩擦力，平衡摩擦力不足 （或者过量）都会导致画出的a-F直线不过坐标原点. 此外，我们在研究a与m的关系时，做出的是a-1/m 图象，图象末端是一条曲线，原因是此时不满足m
图6 ①分析此图线的OA段可得出的实验结论是在质 量不变时，加速度与外力成正比 .
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此
误差的主要原因是
（ C）
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
解析 （1）先保持小车的总质量不变，用钩码所受
的重力作为小车所受的合外力，用DIS测加速度.
如图1，读出下列游示卡尺的示数，并填入下面的横 线中.
图1
（1） 5.6 mm
（2）10.95 mm
解题归纳 （1）游标卡尺在读数时注意先确定各尺
的分度，把数据读成以毫米为单位，先读主尺数据，
再读游标尺数据，最后两数相加.
（2）游标卡尺读数时不需要估读.
例1 （2009·南通二调）如图2所示，游标卡尺的读 数为11.40 mm
学案 力学实验
类型一 基本仪器的使用 1.需要估读的仪器：在常用的测量仪器中，刻度尺、
螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧测力计 等读数时都需要估读.因为最终的读数要以有效数 字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计 数字，应和误差所在位置一致，在实际操作中，究 竟估读到哪一位数字 ，应由测量仪器的精度（即 分度值）和实验误差要求两个因素共同决定.
要正对弹簧秤刻度
解题归纳 本实验结果有明显偏差的原因很多，但归 纳起来可分为两类：一类是在实验操作过程中所产 生的，如O点位置变动、弹簧测力计与木板平面不平 行、弹簧测力计的使用和读数不正确（读数时要注 意弹簧测力计零刻度的位置）等；另一类是在处理 实验数据时产生的，如力的方向的标注、力的图示 （平行四边形作图）的不准确等，所以一定要注意 有可能产生这些偏差的原因.另外，用作图法来处理 实验数据并得出结论时，规范的作图至关重要，要 养成平推三角板画平行线的作图习惯.
图2 例2 （2009·淄博模拟）用螺旋测微器测量一根电阻丝
的直径，测量结果如图3所示，其读数为 0.590 mm
图3
解析 螺旋测微器的读数=固定刻度+可动刻度×精 确度，读数时要注意：①半刻度是否漏出；②可动 刻度的读数要估读一位. 解题归纳 螺旋测微器读数时，要注意固定刻度上表 示半毫米的刻度线是否已经露出，由可动刻度的0刻 线位置判定；要准确到0.01 mm,估读到0.001 mm， 即结果若用mm做单位，则小数点后必须保留三位.
根据仪器的分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估 读方法，一般：（1）分度是2的（包括0.2、0.02 等），采用1/2估读，如安培表0~0.6 A挡；（2） 分度是5的（包括0.5、0.05等），采用1/5估读， 如安培表0~15 V挡；（3）分度是1的（包括0.1、 0.01等），采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、 安培表0~3 A挡、电压表0~3 V挡等.当测量精度要 求不高或仪器精度不够高时，也可采用1/2估读. 2.不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱 在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不 估读或按半刻度估读.
少的重力势能一部分转化为内能
.
（3）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也
用重物在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数
了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中 的B是打点计时器打下的第9个点，因此他用vB=gt计 算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增量为 ， 这1.2样3m验证时的系统误差总是使重力势能的减 少量小于动能的增加量，原因是 v是按照自由落体运动 计算的，对应的实际下落高度比测得的高度要大 .
例3 图4所示，下列电表的读数为
图4 （1）接0~3 V量程时数读数为 2.15 V.接0~3 A量 程时读数为 0.80 A. （2）接0~15V量程时读数为10.8 V.接0~0.6A量程 时读数为 0.16 A. 解题归纳 精确值+估读格子数×精确度=读数，然后， 按1/2、1/5、1/10读法保留有效数字.以0~15 V为例， 读数过程如下： 10.5+0.5×0.5=10.75 V.然后按1/5读法，应为10.8 V.
类型三 加速度与物体质量、物体受力的关系 例5 （2009·上海卷·17）如图5为“用DIS（位移传
感器、数据采集器、计算机）研究加速度与力的关 系”的实验装置.
图5 （1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持 小车
总质量
不变，用钩码所受的重力小作车为所受合
外力
.用DIS测小车的加速度.
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次 实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如 图6所示）
M的条件.
类型四 验证机械能守恒定律 例6 在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照
正确的操作选的纸带如图7.其中O是起始点，A、B、 C是打点计时器连续打下的3个点，计时器打点的时 间间隔为0.02 s.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、 C各点的距离，并记录在图中（单位 cm）.
图7
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是
OC ，应记作15.70 cm.
（2）该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守
恒，已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2，他用AC
段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则
该段重物重力势能的减少1.量22为m
,而动能的增加
量为1.20m ，（均保留3位有效数字，重物质量用m
表示）.这样验证的系统误差总是使重力势能的减少 量大于 动能的增加量，原因是因为有摩擦生热，减
类型二 力的平行四边形定则
例4 在做“验证力的平行四边形定则”实验时，下
列叙述中错误的是
（B）
A.同一次实验，结点的位置必须都拉到同一位
置O点，不能随意变动
B.用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细绳之间的
夹角总为90 ，以便于算出合力的大小
C.两个分力F1和F2间的夹角尽量大些，大小要适 当大些
D.实验中,弹簧秤必须与木板平行，读数时视线