第36講物理實(shí)驗(yàn)（一）

目錄

實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)............................................................1

實(shí)臉2探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系....................................................1

實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則........................................................6

實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系...................................................11

實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

【實(shí)驗(yàn)原理】

1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用

（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的儀器，它的工作電壓為4?6V。

當(dāng)通過的電流頻率為/=50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。

（2）電火花計(jì)時(shí)器：電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀

器。當(dāng)電火花計(jì)時(shí)器接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極

的放電針、接負(fù)極的紙盤軸（墨粉紙盤），產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上打出一列點(diǎn)跡，當(dāng)電源

頻率為50Hz時(shí)，它的脈沖放電周期也是0.02s,即每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。

2.由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法

（方法一）逐差法：取偶數(shù)段位移

因?yàn)椋╔4—X3）+（X3-X2）+（12-Xl）=X4-XI=3?！?/p>

同理有心一工2='6—X3=…=3。〃

所以，我們可以由測得的各段位移沏,X2……求出內(nèi)=應(yīng)三，。2=巴三盧……

再由⑺，42…算出平均值〃=#0+。2+。3）=其4+*+**+*+力就是所要測得的加

速度。

（方法二）圖象法：如圖所示，以打某點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，由a=電養(yǎng)生求出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,

作丫一/圖象，圖象的斜率即為物體的加速度。

3.求物體在打下某計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)速度的方法

片=”]@（時(shí)間27內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)廠時(shí)刻的瞬時(shí)速度）。

實(shí)驗(yàn)器材

電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，電源，小車，細(xì)繩，一端附有滑輪的長木板，刻度尺,

鉤碼，導(dǎo)線。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.如圖所示，把一端附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并把滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定

在長木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路。

2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車能否在木

板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面。

3.把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處。先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就

在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。

【數(shù)據(jù)處理】

1.從二條紙帶中選擇一條比較理想的,舍掉開頭一此比較密集的點(diǎn),在后邊便于測量的地方找

??個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)。為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位，

即7=0.1So

2.正確使用亳米刻度尺測量每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入表內(nèi)，用逐差法求出加速度，

最后求其平均值（請讀者自己設(shè)計(jì)表格）。

3.也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，作出v—/圖象，求直線的斜率，即物體運(yùn)動(dòng)的加速度。

[練習(xí)1]（2022?江蘇）小明利用手機(jī)測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，?shí)驗(yàn)場景如圖1所示，他將一根木條

平放在樓梯臺(tái)階邊緣，小球放置在木條上，打開手機(jī)的“聲學(xué)秒表”軟件，用鋼尺水平擊打木

條使其轉(zhuǎn)開后，小球下落撞擊地面，手機(jī)接收到鋼尺的擊打聲開始計(jì)時(shí)，接收到小球落地的撞

擊聲停止計(jì)時(shí)，記錄下?lián)舸蚵暸c撞擊聲的時(shí)間間隔t.多次測量不同臺(tái)階距離地面的高度h及對(duì)

應(yīng)的時(shí)間間隔t.

（1）現(xiàn)有以下材質(zhì)的小球，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)選用.

A.鋼球

B.乒乓球

C.橡膠球

（2）用分度值為1mm的刻度尺測量某級(jí)臺(tái)階高度h的示數(shù)如圖2所示，則h=cm.

速為v,考慮擊打聲的傳播時(shí)間，則小球下落時(shí)間可表示為C=（用h、

t和v表示）.

（5）有同學(xué)認(rèn)為，小明在實(shí)驗(yàn)中未考慮木條厚度，用圖像法計(jì)算的重力加速度g必然有偏差.請

判斷該觀點(diǎn)是否正確，簡要說明理由.

[練習(xí)2]（2022?浙江）（1）①“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，長木板

水平放置，細(xì)繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計(jì)數(shù)點(diǎn)O為位移測量起點(diǎn)和計(jì)時(shí)

起點(diǎn)，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車位移大小為cm,由圖3中小車運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，求得加

②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，需調(diào)整的是（多選）。

A.換成質(zhì)量更小的小車

B.調(diào)整長木板的傾斜程度

C.把鉤碼更換成祛碼盤和祛碼

細(xì)繩與長木板的夾角

圖3圖4

（2）“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，在該實(shí)驗(yàn)中,

①下列說法正確的是（單選）;

A.拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B.在己記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要再選擇相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)

C.測量時(shí)彈簧秤外殼與木板之間不能存在摩擦

D.測量時(shí)，橡皮條、細(xì)繩和彈簧秤應(yīng)貼近并平行于木板

②若只有一只彈簧秤，為了完成該實(shí)驗(yàn)至少需要（選填“2”、“3”或“4”）次把橡皮條

結(jié)點(diǎn)拉到0點(diǎn)。

[練習(xí)3]（2023?廣州二模）某同學(xué)采用如圖a所示的裝置測量瞬時(shí)速度：將氣墊導(dǎo)軌一端墊高，在

低端裝上光電門，帶遮光條的滑塊從高端由靜止釋放，寬度為d的遮光條通過光電門光線的遮

光時(shí)間為3當(dāng)d足夠小時(shí)，可用平均速度萬=?表示遮光條經(jīng)過光電門光線時(shí)的瞬時(shí)速度。

請完成卜列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

（1）某次實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖b,則（1=cm；

（2）改變并測量遮光條的寬度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，每次釋放滑塊時(shí)，保證遮光條的前端對(duì)應(yīng)同一位置,

記錄遮光時(shí)間3求出對(duì)應(yīng)的平均速度包根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（v,t）,在圖c的坐標(biāo)系中描點(diǎn);

（3）根據(jù)所描的點(diǎn)，在圖c中作出v隨t變化的圖線；

（4）結(jié)合亍-亡圖線，可求得遮光條寬度d趨于0時(shí)，經(jīng)過光電門光線的瞬時(shí)速度v=

m/so（保留三位小數(shù)）

[練習(xí)4]（2023?定遠(yuǎn)縣校級(jí)二模）2020年12月8日，中尼兩國聯(lián)合宣布珠穆朗瑪峰的最新高程為

8848.86米。在此次珠峰高程測量中，采用的一種方法是通過航空重力儀測量重力加速度，從而

間接測量海拔高度。我?！罢\勤立達(dá)”興趣小組受此啟發(fā)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來測量渝北校區(qū)所在

地的重力加速度大小。已知sin53°=0.8、cos53°=0.6、sin37°=0.6、cos37°=0.8,實(shí)驗(yàn)步

驟如下：

a.如圖1所示，選擇合適高度的墊塊，使長木板的傾角為53°：

b.在長木板上某處自由釋放小物塊，測量小物塊距長木板底端的距離x和小物塊在長木板上的

運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

c.改變移放位置，得到多組x、t數(shù)據(jù)，作出2T圖像，據(jù)此求得小物塊下滑的加速度為4.90m*；

C

d.調(diào)節(jié)墊塊，改變長木板的傾角，重復(fù)上述步驟。

回答下列問題：

（1）當(dāng)長木板的傾角為37°時(shí)，作出的圖像如圖2所示，則此時(shí)小物塊下滑的加速度a=

m/s2；（保留3位小數(shù)）

（2）小物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=；

（3）依據(jù)上述數(shù)據(jù)，可知我校渝北校區(qū)所在地的重力加速度g=m/s2；（保留3位有

效數(shù)字）

（4）某同學(xué)認(rèn)為：.T圖像中圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示小物塊在時(shí)間t內(nèi)的位移大小。該觀

t

點(diǎn)是否正確？。

A.正確

B.錯(cuò)誤

C.無法判斷

[練習(xí)5]（2022?青島二模）某同學(xué)利用智能手機(jī)和無人機(jī)測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?jīng)查閱資料發(fā)

現(xiàn)在地面附近高度變化較小時(shí)，可以近似將大氣作為等密度、等溫氣體，實(shí)驗(yàn)地空氣密度約為

1.2kg/m\實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）將手機(jī)固定在無人機(jī)上，打開其內(nèi)置壓力傳感器和高度傳感器的記錄功能；

（2）操控?zé)o人機(jī)從地面上升，手機(jī)傳感器將記錄壓強(qiáng)、上升高度隨時(shí)間變化的情況，完成實(shí)驗(yàn)

后降落無人機(jī)：

無人機(jī)上升過程中起步階段可以看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，上升高度與其對(duì)應(yīng)時(shí)刻如表所示：

上升高度/10一013.6453.82121.91217.44

2m

時(shí)刻/S00.300.600.901.20

根據(jù)上表信息，無人機(jī)在t=（）.3s時(shí)的速度大小為m/s,在加速過程中的加速度大小

為m/s2；（結(jié)果均保留2位小數(shù)）

（3）導(dǎo)出手機(jī)傳感器記錄的數(shù)據(jù)，得到不同高度的大氣壓值，選取傳感器的部分?jǐn)?shù)據(jù)，作出p

-h圖像如圖所示。根據(jù)圖像可得到當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎禐閙/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)

字）。

實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系

【實(shí)驗(yàn)原理】

I.彈簧受力會(huì)發(fā)生形變，形變的大小與受到的外力有關(guān).沿著彈簧的方向拉彈簧，當(dāng)形變穩(wěn)定

時(shí)，彈簧產(chǎn)生的彈力與使它發(fā)生形變的拉力在數(shù)值上是相等的.

2.用懸掛法測量彈簧的彈力，運(yùn)用的正是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等.

3.彈簧的長度可用刻度尺直接測出，伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)

算.這樣就可以研究彈簧的彈力和彈簧伸長量之間的定量關(guān)系.即尋求的關(guān)系.

【實(shí)驗(yàn)器材】

彈簧、亳米刻度尺、鐵架臺(tái)、鉤碼若干、坐標(biāo)紙.

【實(shí)驗(yàn)步驟】

I.將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上，讓其自然下垂，用刻度尺測出彈簧自然伸長狀態(tài)時(shí)的長度4）,

即原長.

2.如圖所示，將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端，在平衡時(shí)測量彈簧的總長度并測出鉤碼的重

力，填寫在記錄表格里.

,V

S

0

S

0

S

8

〃/〃/〃/〃/〃/〃〃〃〃〃〃/，

1234567

FZ

￡/cm

x/cm

3.改變所掛鉤一碼的質(zhì)量，重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過程多次.

【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理】

1.以彈力2大小等于所掛鉤碼的重力）為縱坐標(biāo)，以彈簧的伸長量x為橫坐標(biāo)，用描點(diǎn)法作圖.連

接各點(diǎn)，得出彈力廠隨彈簧伸長量x變化的圖線.

2.以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù).首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二

次函數(shù).

3.得出彈力和彈簧伸長之間的定量關(guān)系，解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義.

【實(shí)驗(yàn)誤差的來源】

1.彈簧長度的測量誤差.

2.描點(diǎn)畫線的作圖誤差.

|練習(xí)6]（2022?湖南）小圓同學(xué)用橡皮筋、同種一元硬幣、刻度尺、塑料袋、支架等，設(shè)計(jì)了如圖

（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量冰墩墩玩具的質(zhì)量。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

二

一

刻

泳

椽

度

墩

皮

尺

rl墩

」

筋

塑料袋4

圖3)

（1）查找資料，得知每枚硬幣的質(zhì)量為6.05g；

（2）將硬幣以5枚為?組逐次加入塑料袋，測量每次穩(wěn)定后橡皮筋的長度1,記錄數(shù)據(jù)如卜表:

序號(hào)12345

硬幣數(shù)量）510152025

枚

長度1/cm10.5112.0213.5415.0516.56

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖（b）上描點(diǎn)，繪制圖線；

（4）取出全部硬幣，把冰墩墩玩具放入塑料袋中，穩(wěn)定后橡皮筋長度的示數(shù)如圖（c）所示，此

時(shí)橡皮筋的長度為cm；

（5）由上述數(shù)據(jù)計(jì)算得冰墩墩玩具的質(zhì)量為g（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

|練習(xí)7]（2023?包頭一模）某同學(xué)探究彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系，在豎直木板上固定一張坐標(biāo)

紙，建立如圖所示坐標(biāo)系，橫軸代表所掛鉤碼個(gè)數(shù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將彈簧掛一個(gè)鉤碼置于橫軸為1的

位置，待彈簧穩(wěn)定后用筆在坐標(biāo)紙上描出彈簧末端的位置；再將彈簧掛兩個(gè)相同的鉤碼置于橫

軸坐標(biāo)為2的位置，再次用筆在坐標(biāo)紙上描出彈簧末端的位置；繼續(xù)增加鉤碼，依次將彈簧置

于3、4位置，再次描出兩個(gè)點(diǎn)，如圖中黑點(diǎn)所示。已知所掛鉤碼均相同，質(zhì)量m=20g,重力

加速度g取9.8m/s2,彈簧勁度系數(shù)為k0回答以下問題

（1）彈簧勁度系數(shù)為N/m；

（2）彈簧原長為cm：

（3）圖中黑點(diǎn)連線的斜率K=（用k、m、g表示）。

[練習(xí)8]（2023?浙江二模）”探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，讓刻度尺零刻度

與彈簧上端平齊，然后在彈簧下端分別掛i=l、2、3、4、5、6和7個(gè)相同的鉤碼（每個(gè)鉤碼

的質(zhì)量均為50.0g,取前6個(gè)祛碼的數(shù)據(jù)，重力加速度g取10.0m/s2）,記錄彈簧下端相應(yīng)位置

的讀數(shù)七加；然后逐個(gè)減去鉤碼，同樣記錄彈簧下端相應(yīng)位置的讀數(shù)XX，并計(jì)算得到彈簧下端

相應(yīng)位置值xi=（xi加+xiQ/2,其數(shù)據(jù)如表。

彈簧下端掛鉤碼的個(gè)加鉤碼相應(yīng)位置值Xi減鉤碼相應(yīng)位置值Xixi/cm

數(shù)“cm成/cm

14.194.214.20

25.405.435.42

36.416.436.42

47.527.587.55

58.838.878.85

610.0010.0410.02

（1）為計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)，應(yīng)選用數(shù)據(jù)；

A加鉤碼時(shí)相應(yīng)位置值Xi加

B.減鉤碼相應(yīng)位置值xi減

C.xi=（xitu+xi^）/2

（2）用下列坐標(biāo)紙，作圖法求出彈簧勁度系數(shù)k=N/m（保留3位有效數(shù)字）;

（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，在選用鉤碼時(shí)需考慮的因素有

［練習(xí)91（2023?武漢模擬）某同學(xué)從廢舊的彈簧測力計(jì)上拆下彈簧，用它來做“探究彈力和彈簧伸

長量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。

（1）在家中貼有瓷磚的墻面，用鉛垂線測量，發(fā)現(xiàn)瓷磚之間的豎縫是豎直的，將刻度尺平行于

豎縫固定在墻面匕將彈簧掛在墻面的掛鉤上，并使刻度尺的零刻度與彈簧上端平齊，如圖甲所

示;

（2）在彈簧下端依次懸掛n個(gè)槽碼（（n=l,2,3）,當(dāng)槽碼靜止時(shí)，測出彈簧拉力Fn與指針?biāo)?/p>

指的刻度尺示數(shù)Ln，在F?L坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如圖乙所示：

i.初始時(shí)彈簧下端未掛槽碼，豎直彈簧的自然長度為Lo=cm（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）;

ii.實(shí)驗(yàn)中，若在測得圖乙中P點(diǎn)的數(shù)據(jù)（27.0cm,10.78N）后，取下彈簧下端懸掛的所有槽碼，

則彈簧靜止時(shí)1選填"能”或“不能”）恢復(fù)到自然長度Lo；

iii.在彈簧彈力從0增大至17.64N的過程中，彈簧勁度系數(shù)變化情況是：

（3）本次實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

槽碼個(gè)數(shù)n1234

Fn(N)0.981.962.943.92

Ln(cm)2.53.74.96.1

彈簧伸長量XO=2.42.4

Ln+2-Ln(cm)

用逐差法計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k=N/m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

［練習(xí)10|（2023?金風(fēng)區(qū)校級(jí)一模）在“研究彈簧的物理特性”研究性學(xué)習(xí)中，某學(xué)習(xí)小組嘗試用不

同的方法測量彈簧的勁度系數(shù)。該學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，彈簧彈性勢能表達(dá)式為

k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧形變量.他們設(shè)計(jì)了如圖（a）所示裝置進(jìn)行測量，彈簧右端與

滑塊不連接，操作步驟如下:

光電門

圖⑶

0123cm

?…曲以中山八”J

01020

圖⑹

（1）首先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平。接通電源后輕推滑塊，如果滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，表示導(dǎo)軌水平。

（2）用游標(biāo)卡尺測出滑塊，上擋光片的寬度d,示數(shù)如圖（b）,其讀數(shù)為mo

（3）接通電源，用手向左測推動(dòng)滑塊，使彈簧壓縮到某一長度（彈簧處于彈性限度內(nèi)），測出彈

簧壓縮量X。

（4）將滑塊由靜止釋放，讀出滑塊經(jīng)過光電門時(shí)擋光片的擋光時(shí)間t。

（5）重復(fù)步驟（3）（4）測出多組x及對(duì)應(yīng)的t。

（6）畫出!一公圖像如圖（c）所示，由圖像求得其斜率為a。若想測出勁度系數(shù)，還需要測量

的物理量為（寫出物理量的名稱及符號(hào)），可求得彈簧的勁度系數(shù)為

（用斜率a以及其他測得的物理量符號(hào)表達(dá)）。

實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則

【實(shí)驗(yàn)原理】

一個(gè)力〃的作用效果與兩個(gè)共點(diǎn)力￡和￡的共同作用議果都是把橡皮條拉伸到某點(diǎn)，所以P

為￡和￡的合力.作出少的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出￡和￡的合力廠的圖示，比較〃

和產(chǎn)是否大小相等，方向相同.如果在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn),和尸相同，那么力的平行四邊形定則就正確

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.用圖釘把白紙釘在水平桌面的方木板上.

2.用圖釘把橡皮條的一端固定在力點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套.

3.用兩只彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度拉橡皮條，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置。，如圖2—5

-1,記錄兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下。點(diǎn)的位置及化時(shí)兩條細(xì)繩套的方向.

4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)。沿兩條細(xì)繩方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計(jì)的讀

數(shù)￡、鳥的圖示，并以片和門為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，過。點(diǎn)畫平行四邊形的對(duì)角

線，即為合力廠的圖示.

5.只用一只彈簧測力計(jì)鉤住細(xì)繩套，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置。，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)

和細(xì)繩的方向，用刻度尺從。點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測力計(jì)的拉力U的圖示.

6.比較一下.力/與用平行四邊形定則求出的合力刀的大小和方向.

7.改變兩個(gè)力￡、￡的大小和夾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.

【彈簧秤的選用】

1.彈簧測力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對(duì)拉，若兩只彈簧測力計(jì)在對(duì)

拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止.

2.彈簧測力計(jì)不能在超出它的測量范圍的情況下使用.

3.使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位（無法校正的要記錄下零誤差）.

4.被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦.

5.讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度.

【注意事項(xiàng)】

1.不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小

些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)。的位置.

2.在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)。的位置?定要相同.（保證作用效果相同）

3.不要用老化的橡皮條，檢查方法是用?個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉

到相同的長度看彈簧測力計(jì)讀數(shù)有無變化.

4.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向.不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末

端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與。點(diǎn)連直線確定力的方向.

5.在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示

稍大一些.

6.用兩個(gè)彈簧測力計(jì)勾住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不宜太大，以

60°到100。之間為宜.

［練習(xí)"I（2023?青羊區(qū)校級(jí)模擬）某興趣小組的同學(xué)為了驗(yàn)證“兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”，

設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，在圓形桌子桌面上平鋪一張白紙，在桌子邊緣安裝三個(gè)光滑的滑輪（滑

輪上側(cè)所在平面與桌面平行），滑輪臼固定，滑輪P2、P3可沿桌邊移動(dòng)，如圖所示?？晒┻x擇

的實(shí)驗(yàn)器材有：刻度尺、三角板、鉛筆、白紙、一根橡皮筋、三根細(xì)線、質(zhì)量相同的鉤碼若干。

部分實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①將橡皮筋中央處和兩端點(diǎn)分別與三根細(xì)線相連；

②將連在橡皮筋中央的細(xì)線盼過冏定滑輪Pi，連接橡皮笳兩端點(diǎn)的細(xì)線跨過可動(dòng)滑輪P2、PJ;

②在三根細(xì)線的下端分別珪上一定數(shù)量的鉤碼，使連在橡皮筋中央的細(xì)線與橡皮筋的結(jié)點(diǎn)O靜

止。

（1）為完成本實(shí)驗(yàn)，下列物理量必須測量或記錄的是。（填選項(xiàng)前字母）

A.橡皮筋的原長

B.兩端橡皮筋伸長后的長度

C.鉤碼的質(zhì)量

D.三根細(xì)線所掛鉤碼的個(gè)數(shù)

（2）在完成本實(shí)驗(yàn)的過程中，下列操作或描述正確的是。（填選項(xiàng)前字母）

A.連接橡皮筋兩端點(diǎn)的細(xì)線長度必須相同

B.細(xì)線OPi必須在OP2與OP3夾角的角平分線上

C.記錄圖中O點(diǎn)的蒞置和OPi、OP2、OP3的方向

D.不改變OPi所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和OPi的方向，改變OP2與OP3的夾角重復(fù)實(shí)驗(yàn)，O點(diǎn)不用在桌

面上同一位置

（3）實(shí)驗(yàn)中，若桌面不水平（填"會(huì)”或“不會(huì)”）影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

［練習(xí)12|（2023?湖南模擬）（1）甲小組利用彈簧測力計(jì)探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律，裝置如

圖甲所示。

①甲小組先用一個(gè)彈簧測力計(jì)施加一個(gè)力把結(jié)點(diǎn)拉至。點(diǎn)，記下這個(gè)力。再用兩個(gè)彈簧測力計(jì)

分別鉤住細(xì)繩套仍將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，記錄下這兩個(gè)力。這里采用的實(shí)驗(yàn)方法是o

A.微元法

B.理想實(shí)驗(yàn)法

C.等效替代法

D.控制變量法

②甲小組實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是O

A.應(yīng)保證角a與角0始終相等

B.應(yīng)保證細(xì)繩與紙面平行

C.兩彈簧測力計(jì)的拉力越接近相等誤差越小

D.掛彈簧測力計(jì)的細(xì)繩應(yīng)適當(dāng)長一些

（2）乙小組用鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧和多個(gè)質(zhì)量已知且質(zhì)量相等的鉤碼，探究“彈簧彈力與彈

簧形變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示。

乙丙丁

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制m-x圖像，縱軸是鉤碼質(zhì)量m,橫軸是彈簧的形變量X。如圖丙所示，由

圖像可得彈簧的勁度系數(shù)k=N/m（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取lOmH）；

②將上面彈簧分成長度不等的兩段，其彈力F與彈簧長度L的美系如圖丁所示，下列說法正確

的是。

A.長的一段圖像為c,短的一段圖像為a

B.長的一段圖像為c,短的一段圖像為d

C.長的一段圖像為b,短的一段圖像為a

D.長的一段圖像為b,短的一段圖像為d

［練習(xí)13］（2023?湖南模擬）某研究小組做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，所用器材

有：方木板一塊、白紙、量程為5N的彈簧測力計(jì)一個(gè)、橡皮條（帶兩個(gè)較長的細(xì)繩套）、鉛筆、

圖釘（若干個(gè)）以及直尺一把。用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定

在板上一點(diǎn)A,兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

圖1

（1）用彈簧測力計(jì),通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O,并用鉛筆在白紙上描下。點(diǎn)。記

錄測力計(jì)的示數(shù)Fi如圖2所示，則彈簧測力計(jì)讀數(shù)Fi=N。

（2）如圖3所示，虛線OA'是直線AO的延長線，過0點(diǎn)作OA的垂線OB,并把一條細(xì)繩套

另一端固定在B點(diǎn)，然后用彈簧測力計(jì)拉住另一個(gè)細(xì)繩套，緩慢把橡皮條再次拉到O點(diǎn)，在紙上

記錄下AO、BO、OA',此時(shí)彈簧測力計(jì)拉力方向OC如圖4所示，并在圖4中OA'線上適當(dāng)

位置找一點(diǎn)D,過D作OA'的垂線，與OC交于E點(diǎn)，則要較方便地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?yīng)該記錄

彈簧測力計(jì)的示數(shù)F2、OE的長度及o

（3）如果兩次測量中彈簧測力計(jì)的示數(shù)Fi、F2以及（2）中測量值之間滿足關(guān)系式

,則可以說明此次實(shí)驗(yàn)中力的合成遵循平行四邊形定則。［用（1）（2）中所測得物理量字母符號(hào)

表不］

［練習(xí)14|（2023?重慶模擬）某同學(xué)做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，主要實(shí)驗(yàn)步驟

如下;

①輕質(zhì)光滑小圓環(huán)（可視為質(zhì)點(diǎn)）掛在橡皮條的一端，另一端固定，橡皮條剛好伸直無彈力，長

度為GE；

②用手通過兩個(gè)彈簧測力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)，小圓環(huán)受到拉力Fi、F2的共同作用，處于0點(diǎn)，

記錄下0點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)并記錄其方向；

③撤去F］、F2,改用一個(gè)力F單獨(dú)拉住小圓環(huán)，,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)并

記錄其方向；

④做出三力的圖示，猜想它們的關(guān)系，再用作圖工具進(jìn)行檢驗(yàn)，并改變拉力Fi、F2的大小和方

向，重做上述實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想。

（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是

A.理想實(shí)驗(yàn)法

B.控制變量法

C.等效替代法

D.轉(zhuǎn)換法

（3）實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)標(biāo)記的單位為N,某次實(shí)驗(yàn)如圖丙所示，則測力計(jì)示數(shù)Fi=

N,欲使Fi大小和小圓環(huán)位置不變，F(xiàn)2稍增加，下列方法可行的是.

A.Fi繞0點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞0點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)

B.Fi繞0點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞0點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)

C.Fi繞0點(diǎn)順時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞0點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)

D.Fi繞0點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)、F2繞0點(diǎn)逆時(shí)針稍轉(zhuǎn)動(dòng)

|練習(xí)（2023?四川一模）疫情期間，小軍在家上網(wǎng)課時(shí)，利用家庭實(shí)驗(yàn)室的器材；設(shè)計(jì)了如圖所

示的實(shí)驗(yàn)裝置，一個(gè)人獨(dú)立完成了“探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律”。其中用到了微小力傳感器2個(gè)、

彈簧1根、半圓形面板、細(xì)線、刻度尺、白紙、夾子、筆等器材。

（1）請將卜.面的實(shí)驗(yàn)操作步驟補(bǔ)充完整；

A.將彈簧一端固定在水平實(shí)驗(yàn)板的P點(diǎn)，彈簧另一端與兩個(gè)細(xì)繩套系在一起，形成一個(gè)結(jié)點(diǎn)。

B.用?個(gè)拉力傳感器拉細(xì)繩套，將結(jié)點(diǎn)拉至半圓板圓心0處，記錄下拉力F的大小和方向。

C.用兩個(gè)拉力傳感器互成角度地拉細(xì)繩套，將結(jié)點(diǎn)拉至處，記錄下兩個(gè)拉力Fi、F2

的大小和方向。

D.用線段OF、OFi、OF2分別表示Fi、F2和F的圖示，并用虛線連接F與Fi、F2,作出一個(gè)四

邊形，如圖所示。

E.他量出四邊形的兩個(gè)對(duì)邊，在誤差范圍內(nèi)若兩對(duì)邊平行且相等，則得出共點(diǎn)力的合成遵從定

則的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（2）他反思實(shí)驗(yàn)過程，認(rèn)為要使實(shí)驗(yàn)誤差小一些，可以使o（寫出一條

實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

i.實(shí)驗(yàn)原理（見實(shí)驗(yàn)原理圖）

實(shí)驗(yàn)原理圖

(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系.

(2)保持合外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系.

(3)作出。一尸圖象和a一1圖象，確定其關(guān)系.

2.實(shí)驗(yàn)器材

小車、祛碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩

根、紙帶、天平、米尺.

3.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)測量：用天平測量小盤和跌碼的質(zhì)量"和小車的質(zhì)量利

(2)安裝：按照如實(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上

(即不給小車牽引力).

(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一-塊薄木塊，使小車能勻速下滑.

(4)操作：①小盤通過細(xì)繩繞過滑輪系于小車上，先接通電源后放開小車，取卜紙帶編號(hào)碼.

②保持小車的質(zhì)量〃?不變，改變祛碼和小盤的質(zhì)量〃心重復(fù)步驟①.

③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度

④描點(diǎn)作圖，作。一廠的圖象.

⑤保持祛碼和小盤的質(zhì)量“不變，改變小車質(zhì)量〃?，重復(fù)步驟①和③，作a—1圖象.

m

【規(guī)律方法總結(jié)】

1.注意事項(xiàng)

(1)平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受

到的阻力.在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙

帶勻速運(yùn)動(dòng).

(2)不重復(fù)平衡摩擦力.

(3)實(shí)驗(yàn)條件：

(4)一先一后i按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接

通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車.

2.誤差分析

(1)因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和祛碼的總重力m'g代替小車的拉力，而實(shí)際

上小車所受的拉力要小于小盤和祛碼的總重力.

(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平

行都會(huì)引起誤差.

3.數(shù)據(jù)處理

(1)利用?=。升及逐差法求4.

(2)以“為縱坐標(biāo)，尸為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上，說明

a與產(chǎn)成正比.

(3)以。為縱坐標(biāo)，1為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線為過原點(diǎn)的直線，就能判定。與〃，成反

m

比.

|練習(xí)16|(2023?上海)如圖所示，是某小組同學(xué)“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(己

平衡摩擦力)，實(shí)驗(yàn)過程中可近似認(rèn)為鉤碼受到的總重力等于小車所受的拉力，先測出鉤碼所受

的重力為G之后改變繩端的鉤碼個(gè)數(shù)，小車每次從同一位置釋放，測出擋光片通過光電門的時(shí)

間At。

(1)實(shí)驗(yàn)中是否必須測出小車質(zhì)量m+。

A.是

B.否

(2)為完成實(shí)驗(yàn)還需要測量①：②。

(3)實(shí)際小車受到的拉力小于鉤碼的總重力，原因是。

(4)若導(dǎo)軌保持水平，滑輪偏低導(dǎo)致細(xì)線與軌道不平行，則細(xì)線平行時(shí)加速度ai，與不平

行時(shí)加速度a2相比，aia2o(選填“大于”、“小于”或“等于”)

［練習(xí)17|(2022?山東)在天宮課堂中，我國航天員演示了利用牛頓第二定律測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，

受此啟發(fā)，某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)

計(jì)了測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)。如圖甲所示，主要步驟如下:

①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上，加速度傳感器固定在滑塊上；

②接通氣源，放上滑塊，調(diào)平氣墊導(dǎo)軌；

③將彈簧左端連接力傳感器，右端連接滑塊，彈簧處于原長時(shí)滑塊左端位于0點(diǎn)，A點(diǎn)到0點(diǎn)

的距離為5.00cm,拉動(dòng)滑塊使其左端處于A點(diǎn)，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)；

④計(jì)算機(jī)采集獲取數(shù)據(jù)，得到滑塊所受彈力F,加速度a隨時(shí)間t變化的圖像，部分圖像如圖乙

回答以下問題（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）：

（1）彈簧的勁度系數(shù)為N/m；

（2）該同學(xué)從圖乙中提取某些時(shí)刻F與a的數(shù)據(jù)，畫出a-F圖像如圖丙中I所示，由此可得滑

塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為kg；

（3）該同學(xué)在滑塊上增加待測物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，在圖丙中畫出新的a?F圖像II,則待

測物體的質(zhì)量為kgo

[練習(xí)18]（2023?浙江模擬）敏敏利用圖I中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖

中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板

上的小車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

i.將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車（和鉤碼）可以

在木板上勻速下滑。

ii.將n（依次取n=l,2,3,4,5）個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N?n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)。先

用于按住小車再由靜止釋放，同時(shí)用速度傳感器記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，繪制v-t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處

理后可得到相應(yīng)的加速度a。

iii.對(duì)應(yīng)不同的n的a值作出a-n圖像3,并得出結(jié)論。

①該同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中重物始終未落地，得到如圖所示v-t圖象2,根據(jù)圖象可以分析出在實(shí)驗(yàn)操

作中可能存在的問題是

A.實(shí)驗(yàn)中未保持細(xì)線和軌道平行

B.實(shí)驗(yàn)中沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量

C.實(shí)驗(yàn)中先群放小車后打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

②利用a-n圖像求得小車（空載）的質(zhì)量為kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度

g取9.8m/s2）o

③若以“保持木板水平”來代替步驟①，則所得的a-n的圖像（填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)

號(hào)）。

[練習(xí)19]（2023?張掖模擬）為了更好地探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，瀟瀟同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖I

所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計(jì)）

點(diǎn)計(jì)時(shí)器

?圖1

012345cm

T」4JL2.1312.85工3.57工4.29

圖2

（1）操作本實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下操作步驟正確的有:

A.用人平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，改變砂和砂桶質(zhì)量時(shí)，必須要滿足砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

C.將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

D.為保證紙帶上打點(diǎn)的清晰度和點(diǎn)的數(shù)量，小車釋放時(shí)要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放小車，再接

通電源，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)

（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖2所示的一條紙帶（兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），若已

知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是50Hz的交流電，根據(jù)紙帶求出小車的加速度為m/s2o

（3）以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖像是一條直線，圖線

與橫坐標(biāo)的夾角為①求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為°

[練習(xí)20]（2023?青羊區(qū)校級(jí)模擬）某興趣小組分別用兩種不同的方案探究了加速度與力、質(zhì)量的關(guān)

系。方案一：如圖甲所示，小組同學(xué)利用阻力補(bǔ)償法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）有關(guān)本實(shí)驗(yàn)方案的操作和判斷，下列說法正確的有

A.本實(shí)驗(yàn)方案中需要用到刻度尺、天平及秒表

B.長木板右側(cè)適當(dāng)墊高是為了補(bǔ)償小車受到的阻力

C.在祛碼盤及盤中彼碼總質(zhì)量一定時(shí)，探究小車加速度與小車的總質(zhì)量M（含車內(nèi)鉤碼）關(guān)系

時(shí)，不斷改變車內(nèi)鉤碼數(shù)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測定多組相關(guān)數(shù)據(jù)，再通過作出a-M的圖像，得到a

與M的反比關(guān)系

D.平衡阻力時(shí)，需要在帙碼盤內(nèi)放上適量的跌碼，先打開電源，后釋放小車，觀察點(diǎn)跡是否均

勻

方案二：小組同學(xué)用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證牛頓第二定律。在已調(diào)至水平的氣墊導(dǎo)軌左端

固定一光電門B，右端放置一質(zhì)量為M的滑塊（包含遮光條），滑塊上豎直固定一寬度為d的遮

光條A,滑塊用一不可伸長細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛適

鼠鉤碼。打開氣源，將滑塊由靜止釋放，測得力傳感器示數(shù)為F。在不改變鉤碼質(zhì)量的情況下，

僅多次改變遮光條A與光電門B中心的水平距離x,測出相應(yīng)遮光條通過光電門B的遮光時(shí)間為

t,做出圖丙示的x-+圖像，該圖線的斜率為k。

丙

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案二，回答以卜.問題。

（2）下列措施有利于減小本實(shí)驗(yàn)誤差的是。

A.實(shí)驗(yàn)中必須保證鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M

B.遮光條適當(dāng)窄些

C.細(xì)線在導(dǎo)軌上的部分應(yīng)與導(dǎo)軌平行

（3）滑塊在這一實(shí)驗(yàn)條件下的加速度a=（用k和d表示）。

（4）如滿足的關(guān)系式為，則2頓第二定律成立。（用k、d、F、M表

示）

第36講物理實(shí)驗(yàn)（一）

目錄

實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)............................................................1

實(shí)驗(yàn)2探究彈力和彈簧仲K量的關(guān)系....................................................1

實(shí)驗(yàn)3驗(yàn)證力的平行四邊形定則........................................................6

實(shí)驗(yàn)4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系...................................................11

實(shí)驗(yàn)1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

【實(shí)驗(yàn)原理】

I.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用

（I）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的儀器，它的工作電壓

為4?6V。當(dāng)通過的電流頻率為/=50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。

（2）電火花計(jì)時(shí)器：電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡

的計(jì)時(shí)儀器。當(dāng)電火花計(jì)時(shí)器接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈

沖電流經(jīng)接正極的放電針、接負(fù)極的紙盤軸（墨粉紙盤），產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶

上打出一列點(diǎn)跡，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它的脈沖放電周期也是0.02s,即每隔0.02s打一

個(gè)點(diǎn)。

2.由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法

（方法一）逐差法：取偶數(shù)段位移

因?yàn)椋╔4—X3）+（X3—X2）+（X2—X］）=X4—為=？。72

同理有X5—X2=X6-Xi=...=3a72

所以，我們可以由測得的各段位移XI，也……求出田=上三＞，。2=至三*……

3尸3T2

再由…算出平均值。=-0+。2+。3）=~一二十":「”十一+心就是所要測

得的加速度。

（方法二）圖象法：如圖所示，以打某點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，由匕=哮包求出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬

時(shí)速度，作1，一,圖象」圖象的斜率即為物體的加速度。

3.求物體在打下某L數(shù)點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)速度的方法

M="+乃（時(shí)間27內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)廠時(shí)刻的瞬時(shí)速度）。

2T

實(shí)驗(yàn)器材

電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，電源，小車，細(xì)繩，一端附有滑輪的長木板，

刻度尺，鉤碼，導(dǎo)線。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

1.如圖所示，把一端附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并把滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)

時(shí)器固定在長木板上遠(yuǎn)離.滑輪的一端，連接好電路。

2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，放手后，看小車

能否在木板上平稔地加速滑行，然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車

的后面。

3.把小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處。先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)

計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。

【數(shù)據(jù)處理】

1.從三條紙帶中選攔一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量

的地方找一個(gè)開始點(diǎn)來確定計(jì)數(shù)點(diǎn)。為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間

作為時(shí)間單位，即r=o.i5o

2.正確使用亳米刻度尺測量每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，并填入表內(nèi)，用逐差法求出

加速度，最后求其平均值｛請讀者自己設(shè)計(jì)表格）。

3.也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，作出V—/圖象，求宜線的斜率，即物體運(yùn)動(dòng)的

加速度。

［練習(xí)（2022?江蘇）小明利用手機(jī)測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，?shí)驗(yàn)場景如圖1所示，他將

一根木條平放在樓梯臺(tái)階邊緣，小球放置在木條上，打開手機(jī)的“聲學(xué)秒表”軟件，

用鋼尺水平擊打木條使其轉(zhuǎn)開后，小球卜.落撞擊地面，手機(jī)接收到鋼尺的擊打聲開始

計(jì)時(shí)，接收到小球落地的撞擊聲停止計(jì)時(shí)，記錄下?lián)舸蚵暸c撞擊聲的時(shí)間間隔I.多次

測量不同臺(tái)階距離地面的高度h及對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔t.

（1）現(xiàn)有以下材質(zhì)的小球，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)選用A.

A.鋼球B.乒乓球C.橡膠球

（2）用分度值為1mm的刻度尺測量某級(jí)臺(tái)階高度h的示數(shù)如圖2所示，則h=61.20

cm.

（3）作出2h-t2圖線，如圖3所示，則可得到重力加速度匕=9.31m/s2.

0.050.10.150.20.250.30.35e信

（4）在圖1中，將手機(jī)放在木條與地面間的中點(diǎn)附近進(jìn)行測量.若將手機(jī)放在地面A點(diǎn),

設(shè)聲速為v,考慮擊打聲的傳播時(shí)間，則小球下落時(shí)間可表示為宴（用h、t和

v表示）.

（5）有同學(xué)認(rèn)為，小明在實(shí)驗(yàn)中未考慮木條厚度，用圖像法計(jì)算的重力加速度g必然有

偏差.請判斷該觀點(diǎn)是否正確，簡要說明理由.

【解答】解：（1）為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)速擇質(zhì)量大而體積小的球進(jìn)行實(shí)驗(yàn),

故選A。

（2）刻度尺的分度值是1mm,由圖示刻度尺可知，h=61.20cm

（3）小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，位移h=±gt2,整理得：2h=gt2

2771522

則2h-t圖像的斜率k=g=nAA/*9.3Im/s

（4）將手機(jī)放在地面A點(diǎn)時(shí)，打擊木條的聲音傳到手機(jī)處的時(shí)間與小球落地時(shí)的聲音傳

到手機(jī)的時(shí)間相等，此時(shí)所測時(shí)間t等于小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，手機(jī)放在地面上

時(shí)，打擊木條的聲音傳到手機(jī)需要的時(shí)間ti=J掌握小球的下落時(shí)間t'=t+S

（5）設(shè)木條的厚度為d,小球下落過程位移：h+d=4gt2,整理得：2h=gt2-2d,2h-

t?圖象的斜率k=g,應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，木條的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響。

故答案為：⑴A：（2）61.20；（3）9.31；（4）t+-（5）小明的觀點(diǎn)不正確，考慮木條

厚度圖象的斜率不變，重力加速的測量值不受影響。

［練習(xí)2|（2022?浙江）（1）①“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，

長木板水平放置，細(xì)繩與長木板平行。圖2是打出紙帶的一部分，以計(jì)數(shù)點(diǎn)O為位移