高中物理必修一：实验

实 验

一、

测匀变速直线运动的加速度

原理：2

x aT ∆=

注意： 1、什么是x ∆

x ∆是x 2与x 1之差，而题目往往给的位移（x ）0→1、0→2、0→3、0→4、0→5、0→6的位移，千万不能直接做差。先算0→1、2→3、3→4、4→5、5→6的位移，然后再差。 2、逐差法

41

123x x a T -=

52223x x a T -= 6332

3x x a T -= 123654321239a a a x x x x x x a T

++++---==

①是不是一定要用逐差法？

理论上讲，只要是实验数据，就一定要这样做。但有时题目给出的1→2与0→1、2→3与1→2……的位移差相同，随便拿一组数据，根据21

2

x x a T

-=（注意分母）计算就可以。 ②若题目只给了两组数据

例如右图中，只给了x 1和x 5，只要根据

2

()m n x x m n aT -=-

可得2

()m n

x x a m n T -=

-

3、怎么算T

T 是相邻两计数点的时间间隔，由两个因素决定

① 打点计时器所接的电源频率（原因高二学习时会讲到）决定打出点的时间间隔01

t f

=

，一般所用电源频率为50Hz ，即所打出点的时间间隔为0.02s 。另电源应选交流电源。 ② 相邻计数点间有几个打出点的时间间隔。若为n 个打出点的时间间隔，则T=nt 0 4、注意x ∆的单位（在这个问题丢分的同学特别多） 一般题目给出的x ∆的单位为cm ，应化成m 。在计算中，一般相邻的计数点的时间间隔为0.1s ，经过平方后变成0.01，刚好与分子中的cm 化成m 的10-2约去。

还可求瞬时速度（除0、6两点）

原理：时间中点的瞬时速度等于该段的平均速度 如12

12x x v T +=

、2322x x v T

+=…… 注意分母为2T

若要求0、6点速度，可在0→1、5→6段应用运动学公式求解

练习

⑵某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜 面上的运动。实验步骤如下： a ．安装好实验器材。 b ．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，

重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔

取一个计数点，如下图中0、1、2……6点所示。 c ．测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：S 1、S 2、S 3……S 6。

d ．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。

e ．分别计算出S 1、S 2、S 3……S 6与对应时间的比值

3

6121236

S S S S t t t t 、、……。 f ．以S t 为纵坐标、t 为横坐标，标出S t 与对应时间t 的坐标点，划出S

t

—t 图线。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

①实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 和 。（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 F ．重锤

②将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则S 2＝ cm ，S 5＝ cm 。

③该同学在右图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出S

t

—t 图。 ④根据

S

t

—t 图线判断，在打0计数点时，小车的速度v 0＝ m/s ；它在斜面上运动的加速度a ＝ m/s 2。

参考答案

①A ，C ②（2.97~2.99），（13.19~13.21） ③图略 ④（0.16~0.20），（4.50~5.10） 二、

验证弹力与弹簧伸长量的关系

原理：f k x =∆

其中x ∆是型变量，而不是弹簧的长度。

考试可能会涉及图像，即f 与L （弹簧的长度）图像，此时图像大致为下面形式。 图线与横轴的交点表示：弹簧的原长

图线的斜率：劲度系数k

注意画图：描点后不是把各点依次连接

练习

（2）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k 。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L 0，弹簧下端挂一个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 1;弹簧下端挂两个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 2;……;挂七个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 7。

①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 .

L

0 L 0

②实验中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。

③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差

值：

d1=L4-L0=6.90cm, d2=L5-L1=6.90cm，d3=L6-L2=7.00cm。

请你给出第四个差值：d4= ＝cm。

④根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。用d1、d2、d3、d4

表示的式子为：＝，

代入数据解得＝cm。

⑤计算弹簧的劲度系数k＝N/m。（g取9．8m/s2）

参考答案

①l5；l6；②6.85(6.84-6.86) ；14.05(14.04-14.06)；

③l7－l3；7.20(7.18-7.22) ；④