专题六物理实验专题力学1

一、力学实验备考要点
分类名称备考要点
测量性实验研究匀变速直
线运动
数据处理方法：(1)公式法：
v t
2＝v、Δx＝aT
2
(2)图象法：v－t图象
验证性实验验证机械能守
恒定律
用自由落体运动进行实验，知道如何从纸带
的数据中确定ΔE p和ΔE k
验证力的平行
四边形定则
弹簧秤的使用注意事项及读数、力的图示、
根据平行四边形定则求出合力
分类名称备考要点
验证性实验验证牛顿运
动定律
注意控制变量法的应用、图象的处理以及实
验的注意事项
研究性实验探究弹力和
弹簧伸长的
关系
应在弹簧弹性限度内增加钩码个数；记录弹
簧伸长以及所受拉力的数据，在坐标纸上描
点，作出拟合曲线；写出与曲线对应的函数，
解释函数中各量的物理意义
探究动能定
理
注意平衡摩擦力，功的大小的确定以及物体
速度的求解
待测量测量方法说明
长度利用螺旋测
微器
①读数方法：测量值＝固定刻度上指示的毫
米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转
动圆筒上与固定刻度中心刻线所对刻度值
(注意刻度值要估读)
②精度：螺旋测微器精度为0.01 mm
时间利用秒表①秒表精度：秒表精度通常为0.1 s，秒表不估读
②秒表读数：内盘读数(注意是否超过半分钟)＋外盘读数
二、力学实验中的测量方法
待测量测量方法说明
长度利用刻度
尺
毫米刻度尺精度为 1 mm，读数时应估读到0.1
mm
利用游标
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：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分度游标卡
尺精度为0.02 mm.游标卡尺不估读
三、实验数据的记录与处理
1. 系统误差和偶然误差
(1)系统误差的特点是测量值总是有规律地朝着某一方向偏离真实值(误差总是偏大或总是偏小)。

系统误差的主要来源是仪器本身不够精确、实验原理与方法不够完善。

(2)偶然误差是由于偶然因素的影响，造成测量值无规则起伏，有时偏大、有时偏小．可用多次测量求平均值的方法减小偶然误差，平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。

2．有效数字：带有一位不准确数字的近似数字。

(1)凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(不可靠数字)，不受有效数字位数的限制；
(2)间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2～3位有效数字表示。

待测量 测量方法 说明
时间 利用打点计时器 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 利用光电计时器 光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口 质量 利用天平 物体质量＝砝码总质量＋游码示数×游码最小分度 力 弹簧测力计 力的大小＝精度×指针指示的格数(注意估读)
待测量 测量方法 说明 速度 利用打点纸带 若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度 利用频闪照相 (利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上 利用光电门 ①v 0＝ d Δt (d 表示滑块上挡光片的宽度，Δt 表示挡光片挡光时间) ②由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度
待测量 测量方法 说明 加速度 利用打点纸带(频闪照相) 若纸带做匀变速直线运动，则a ＝Δx T 2或a ＝x m －x n (m －n )T 2 利用光电门 若纸带做匀变速直线运动，则a ＝ v 2－v 1Δt (v 1、v 2分别表示通过光电门测得的滑块在t 1、t 2两个时刻的速度，Δt 表示对应的时间)
3．仪器读数
(1)使用刻度尺、弹簧测力计、温度表、电流表、电压表等仪器时，凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再把最小刻度10等分估读一位(估读的这位是不可靠数字，却是有效数字的不可缺少的组成部分)．最小刻度是5(或2)分度的，则把最小刻度5(或2)等分估读一位。

例如图5－13－1甲用毫米刻度尺测量物体长度为6.50 cm ，图乙电压表用15 V 量程时最小刻度为0.5 V ，读作5.5 V ＋0.2 V(5等分估读)＝5.7 V 。

(2)游标卡尺、秒表、电阻箱由于本身构造的原因不需要估读，欧姆表因为本身测量值就不准确，因此不需要估读。

4．实验数据的处理
实验数据的处理方法有公式法、列表法、逐差法和图象法．测量性实验中用图象法处理数据可有效地减小实验误差，图象法比其他方法更适用于探究性实验，选取适当的自变量，通过画出图象可以找到或反映物理量之间的变化关系，且便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。

画图象时应注意：(1)根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量，坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位；
(2)坐标轴标度的选择要合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映，在物理图象中，坐标原点可以是零也可以不是零。

四、例题
1、测量性实验
2010年广东理综-34.(18分)（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。

①已知打点计时器电源频率为50Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。

②ABCD 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13中读出A 、B 两点间距s= __________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。

2011年广东理综-34（18）（1）图14是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，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。

O B C D E
A ∙∙∙∙∙
∙132
cm 14图
① OD 间的距离为________cm 。

② 图15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），斜率表示________，其大小
为________m/s 2（保留三位有效数字）。

2012年广州一模-34. (18 分）
（1）如图
A 是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的
一条纸带. ①打点计时器电源频率为50Hz.A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连
续的点，F 点由于不淸晰而未画出.试根据纸带上的数据，推测F
点的位置并在纸带上标出，算出对应的速度V F =_______m/s (计
算结果保留两位有效数字） ②图b 是该同学根据纸带上的数据，作出的v-t 图象.根据图象，t=0
时的速度化v 0=______m/s,加速度A = _______m/s 2 (计算
结果保留两位有效数字）
2011年深圳二模34．（18分）
（1）（4分）如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。

光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M 和m ，下面说法正确的是_______（选填字
母代号）。

A ．用该装置可以测出滑块的加速度
B ．用该装置验证牛顿第二定律，要保证拉力近似等于沙桶的
重力，必须满足m ＜＜M
C ．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m ＜＜M cm
s /2
2/
s t
01.002.003
.004.005.006.00.10.20
.3+
+
++
+
15图
D．用该装置可以验证动能定理。