高中物理力学实验专题汇总

实验一研究匀变速直线运动

考纲解读 1.练习正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度．

基本实验要求

1．实验器材

电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．

2．实验步骤

(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；

(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固

定在小车后面；

(3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；

(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；

(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．

3．注意事项

(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行．

(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：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞．

(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，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．

规律方法总结

1．数据处理

(1)目的

通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等．

(2)处理的方法

①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质．

②利用逐差法求解平均加速度

a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33

③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T ＝d n ＋1－d n －12T

④利用速度—时间图象求加速度

a ．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；

b ．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度．

2． 依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动

(1)x 1、x 2、x 3……x n 是相邻两计数点间的距离．

(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….

(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n (打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数)．

(4)Δx ＝aT 2

，因为T 是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a 也为恒量，所以Δx 必然是个恒量．这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔的位移之差就一定相等.

考点一 对实验操作步骤的考查

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________．

A ．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，然后断开电源

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：________________.

例2(2012·理综·21(1))某同学利用如图1所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图2所示．打点计时器电源的频率为50 Hz.

图1

图2

①通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点______和______之间某时刻开始减速．

②计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保

留三位有效数字)

③物块减速运动过程中加速度的大小为a＝______m/s2.

1．运动性质的判断：看相邻计数点间的距离特点．

2．瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬时速度．

3．加速度的求解：(1)v－t图象法；(2)推论法：Δx＝aT2；(3)逐差法．

例3某校研究性学习小组的同学用如图3甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝

2.91 cm，x34＝

3.65 cm，x45＝

4.41 cm，x56＝

5.15 cm.试问：