實(shí)驗(yàn)一有效數(shù)字與誤差分析 實(shí)驗(yàn)二長度的測量 實(shí)驗(yàn)三打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及勻變速直線運(yùn)動的加速度 實(shí)驗(yàn)四探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)五驗(yàn)證力的平行四邊形定則 實(shí)驗(yàn)六探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)七研究平拋物體的運(yùn)動 實(shí)驗(yàn)八探究彈性勢能的表達(dá)式 實(shí)驗(yàn)九探究功與速度變化的關(guān)系 (71)實(shí)驗(yàn)十驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)十一伏安法測電阻 實(shí)驗(yàn)十二描繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)十三測定金屬的電阻率 實(shí)驗(yàn)十四電流表改裝為電壓表 實(shí)驗(yàn)十五測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)十六練習(xí)使用多用電表及測黑盒子內(nèi)的電學(xué)元件 實(shí)驗(yàn)十七傳感器的簡單使用 實(shí)驗(yàn)十八用單擺測定重力加速度 實(shí)驗(yàn)十九測定玻璃的折射率 (200)實(shí)驗(yàn)二十用雙縫干涉測光的波長 (206)實(shí)驗(yàn)二十一探究碰撞中的不變量 附錄I演示性實(shí)驗(yàn) (221)附錄Ⅱ課本閱讀材料 (223)附錄Ⅲ2014年新課標(biāo)實(shí)驗(yàn)考試說明 (226)閑魚子夜清【有效數(shù)字】所謂有效數(shù)字：具體地說，是指在分析工作中實(shí)際能夠測量到的數(shù)字。所謂能夠測量到的是包括最后一位估計(jì)的，不確定的數(shù)字。我們把通過直讀獲得的準(zhǔn)確數(shù)字叫做可靠數(shù)字；把通過估讀得到的那部分?jǐn)?shù)字叫做存疑數(shù)字。把測量結(jié)果中能夠反映被測量大小的帶有一位存疑數(shù)字的全部數(shù)字叫有效數(shù)字。1.有效數(shù)字中只應(yīng)保留一位欠準(zhǔn)數(shù)字，因此在記錄測量數(shù)據(jù)時(shí)，只有最后一位有效數(shù)字是欠準(zhǔn)數(shù)字。2.在欠準(zhǔn)數(shù)字中，要特別注意0的情況。0在非零數(shù)字之間與末尾時(shí)均為有效數(shù)字。如0.078和0.78與小數(shù)點(diǎn)無關(guān)，均為兩位有效數(shù)字。506與220均為三位有效數(shù)字。有效數(shù)字：是指從該數(shù)字左邊第一個(gè)非0的數(shù)字到該數(shù)字末尾的數(shù)字個(gè)數(shù)。二、有效數(shù)字的具體說明1.實(shí)驗(yàn)中的數(shù)字與數(shù)學(xué)上的數(shù)字是不一樣的。如：數(shù)學(xué)的8.35=8.350=8.3500,而實(shí)驗(yàn)的8.35≠8.350≠8.3500。2.有效數(shù)字的位數(shù)與被測物的大小和測量儀器的精密度有關(guān)。如用毫米刻度尺測得物體的長度為1.45cm,若改用千分尺來測，其有效數(shù)字的位數(shù)有五位。3.第一個(gè)非零數(shù)字前的零不是有效數(shù)字。4.第一個(gè)非零數(shù)字以及之后的所有數(shù)字(包括零)都是有效數(shù)字。5.單位的變換不應(yīng)改變有效數(shù)字的位數(shù)。因此，實(shí)驗(yàn)中要求盡量使用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示數(shù)據(jù)。如100.2m可記為0.1002km。但若用“cm”和“mm”作單位時(shí)，數(shù)學(xué)上可記為10020cm和100200mm,但卻改變了有效數(shù)字的位數(shù)，這是不可取的，采用科學(xué)計(jì)數(shù)法就不會產(chǎn)生這個(gè)問題了。高中物理實(shí)驗(yàn)教程【誤差分析】物理實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都涉及物理量的測量和物理規(guī)律的研究，要求學(xué)生能應(yīng)用所選擇的合適儀器，盡可能獲得令人滿意的結(jié)果。一個(gè)待測物理量，在客觀上具有真值。但由于受到測量儀器、測量方法、測量條件和觀察者生理反應(yīng)能力、操作水平等因素的限制，測得的結(jié)果只可能是一個(gè)近似值。測量值與真值之差稱為絕對誤差，簡稱誤差。即：誤差=I測量值-真值I。誤差與錯(cuò)誤不同，錯(cuò)誤是可以避免的，而誤差是不可能絕對避免的。在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)處理時(shí)，都應(yīng)著眼于減少誤差，盡可能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近真值。誤差產(chǎn)生的原因是多方面的，從誤差的性質(zhì)和來源上可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩大類。一、系統(tǒng)誤差由于儀器結(jié)構(gòu)上不夠完善或儀器未經(jīng)很好校準(zhǔn)等原因會產(chǎn)生誤差。例如，各種刻度尺的熱脹冷縮，溫度計(jì)、表盤的刻度不準(zhǔn)確等都會造成誤差。由于實(shí)驗(yàn)本身所依據(jù)的理論、公式的近似性，或者對實(shí)驗(yàn)條件、測量方法的考慮不周也會造成誤差。例如，熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常沒有考慮散熱的影響，用伏安法測電阻時(shí)沒有考慮電表內(nèi)阻的影響等。由于測量者的生理特點(diǎn)，例如反應(yīng)速度，分辨能力，甚至固有習(xí)慣等也會在測量中造成誤差。以上都是造成系統(tǒng)誤差的原因。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是測量結(jié)果向一個(gè)方向偏離，其數(shù)值按一定規(guī)律變化。我們應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)條件，系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)，找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因，采取適當(dāng)措施降低它的影響。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是：在相同條件下，對同一物理量進(jìn)行多次測量時(shí)，誤差的大小和正負(fù)總保持不變，或按一定的規(guī)律變化，或是有規(guī)律地重復(fù)。二、偶然誤差在相同條件下，對同一物理量進(jìn)行多次測量，由于各種偶然因素，會出現(xiàn)測量值時(shí)而偏大，時(shí)而偏小的誤差現(xiàn)象，這種類型的誤差叫做偶然誤差。產(chǎn)生偶然誤差的原因很多，例如讀數(shù)時(shí)，視線的位置不正確，測量點(diǎn)的位置不準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)儀器由于環(huán)境溫度、濕度、電源電壓不穩(wěn)定、振動等因素的影響而產(chǎn)生微小變化，等等，這些因素的影響一般是微小的，而且難以確定某個(gè)因素產(chǎn)生的具體影響的大小，因此偶然誤差難以找出原因加以排除。但是實(shí)驗(yàn)表明，大量次數(shù)的測量所得到的一系列數(shù)據(jù)的偶然誤差都服從一實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，在確定的測量條件下，對同一物理量進(jìn)行多次測量，并1.絕對誤差。設(shè)某物理量的測量值為x,它的真值為a,則Ix-al=e;由此式所表示的誤差ε和測量值x具有相同的單位，它反映測量值偏離真值的2.相對誤差。誤差還有一種表示方法，叫相對誤差，它是絕對誤差與真實(shí)絕對誤差可以表示一個(gè)測量結(jié)果的可靠程度，而相對誤差則可以比較不同測量結(jié)果的可靠性。例如，測量兩條線段的長度，第一條線段用最小刻度為毫米的刻度尺測量時(shí)讀數(shù)為10.3mm,絕對誤差為0.1mm(值讀得比較準(zhǔn)確時(shí)),相對誤差為0.97%,而用準(zhǔn)確度為0.02mm的游標(biāo)卡尺測得的結(jié)果為10.28mm,絕對誤差為0.02mm,相對誤差為0.19%;第二條線段用上述測量工具分別測出的結(jié)果為19.6mm和19.64mm,前者的絕對誤差仍為0.1mm,相對誤差為0.51%,后者的絕對誤差為0.02mm,相對誤差為0.1%。比較這兩條線的測量結(jié)果，可以看到，用相同的測量工具測量時(shí)，絕對誤差沒有變化，用不同的測量工具測量時(shí)，絕對誤差明顯不同，準(zhǔn)確度高的工具所得到的絕對誤差小。然而相對誤差則不僅與所用測量工具有關(guān)，而且也與被測量的大小有關(guān)，當(dāng)用同【典型例題】C.12.40cmD.4.30閑魚子夜清寒高中物理實(shí)驗(yàn)教程D.在相同的條件下為了提高測量的準(zhǔn)確度，應(yīng)考慮盡量減小絕對誤差3.下列說法正確的是()A.偶然誤差是由儀器結(jié)構(gòu)缺陷、實(shí)驗(yàn)方法不完善造成的B.多次測量求平均值可減小系統(tǒng)誤差C.相對誤差等于絕對誤差與真實(shí)值之比D.0.0123m、17.0mm、3.85×103km都是三位有效數(shù)字4.任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是()A.用螺旋測微器測量金屬直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由于測量儀表引起的系統(tǒng)誤差D.用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬電阻可以減小偶然誤差【典型例題答案】【游標(biāo)卡尺】1.構(gòu)造及原理。如圖2-1所示，游標(biāo)主尺的最小分度是1mm,游標(biāo)尺上10等分刻度的總長為9mm,即游標(biāo)尺每一等分刻度只有0.9mm,游標(biāo)尺上每一等分刻度比主尺上的每一等分刻度少0.1mm,當(dāng)左右兩測量腳合在一起時(shí)，游在兩測量腳間放0.1mm厚的物體時(shí)，游標(biāo)尺向右移0.1mm,這時(shí)游標(biāo)尺上的第一條刻度線與主尺的某刻度線對齊，其余刻度線不對齊……因此用這種游標(biāo)卡尺可以準(zhǔn)確測出0.1mm的長度，即精確度為0.1mm。在實(shí)驗(yàn)室的游標(biāo)卡尺，還有以下兩種規(guī)格：一種是游標(biāo)尺上有20個(gè)等分刻度，如圖2-2,其總長度為19mm,即游標(biāo)尺上每一等分比主尺的每一等分少0.05mm,精確度為0.05mm。另一種是游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度，如圖2-3,其總長度為49mm,即游標(biāo)尺上每一等分比主尺上每一等分少0.02mm,精確度為0.02mm。圖2-1圖2-2圖2-32.讀數(shù)。整毫米數(shù)由主尺讀出，毫米以下的由游標(biāo)尺讀出：讀數(shù)=主尺讀數(shù)+游標(biāo)尺讀數(shù)。其中“游標(biāo)尺的讀數(shù)”就是與主尺某刻度線對齊的游標(biāo)刻度的格數(shù)乘以精例1.如圖2-4所示的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm。主尺讀數(shù)：12mm,游標(biāo)讀數(shù)：10×0.05=0.50mm(格數(shù)×精確度),即讀數(shù)為12.50mm。例2.有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度為1mm,游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度，其長度49mm,這種游標(biāo)卡尺的精確度為。用這種游標(biāo)卡尺測某物體的長度時(shí)，游標(biāo)尺上第36條刻度線與主尺上的“12cm”刻度對齊，該物體的長度是o0.02mm。因此，用它測量物體的長度時(shí)可以準(zhǔn)確到0.02mm,即精確度為0.02mm。游標(biāo)尺上36個(gè)等分刻度的長度L=36×0.98mm=35.28mm即游標(biāo)尺上零刻度線應(yīng)在主尺上“8.472cm”處，故該物體的長度為8.472cm?！韭菪郎y微器(千分尺)】1.相鄰兩個(gè)螺距間距離為0.5mm,可動刻度每旋轉(zhuǎn)一周前進(jìn)或后退0.5mm,可動刻度一周分為50份，所以其精度是0.01mm,可估讀到0.001mm。2.螺旋測微器讀數(shù)方法：讀數(shù)=固定刻度值+(可動刻度示數(shù))×0.01?！镜湫屠}】1.用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖2-5所示的讀數(shù)：閑魚螺旋測微器所測物體的長度為_mm。mm。2.在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，測量頭示意圖如圖2-6所示，調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心剖線對齊某亮條紋的中心，此時(shí)測量頭的讀置，由測量頭再讀出一讀數(shù)。若實(shí)驗(yàn)測得第一條到第五條亮條紋中心間的距離為△x=0.960mm,已知雙縫間距為d=1.5mm,雙縫到屏的距離為L=1.00m,則對應(yīng)的光波波長p=nm。1.如圖2-7是用螺旋測微器測量三根金屬棒直徑的示意圖，從左到右三根圖2-72.(2012·全國新課標(biāo)卷)某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時(shí)的示數(shù)如圖2-8(a)所示，測量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖2-8(b)所示。圖2-8(a)所示讀數(shù)為mm,圖2-8(b)所示讀數(shù)為mm,所測金屬板的厚度為mm。EQ\*jc3\*hps6\o\al(\s\up9(),3)圖2-83.(2013·山東理綜卷)圖2-9(a)為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)測量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的(填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測量；示數(shù)如圖2-9(b)所示，該鋼筆帽的內(nèi)徑為mm。圖2-94.(2013·全國新課標(biāo)卷)某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖2-10所示，其讀數(shù)為cm。圖2-105.(2014·福建卷)某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖2-11圖2-116.(2014·江蘇卷)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖2-12所示的部件(選填“A”“B”“C”或“D”)。從圖2-12中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為mm。圖2-12【典型例題答案】【鞏固練習(xí)答案】3.A11.30(11.25或11.35)閑魚子夜清寒高中物理實(shí)驗(yàn)教程【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)原理】(1)電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓、交流電源(6V以下)的計(jì)時(shí)儀器。它每隔0.02s打一次點(diǎn)(交流電頻率為50Hz),因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時(shí)刻的位置。研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以(2)電火花計(jì)時(shí)器：它是利用火花放電在紙帶上留下墨跡而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。當(dāng)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、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動紙帶上就打下一系列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它也是每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.02s,電火花計(jì)時(shí)器工作(1)若相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，則物體做勻速直線運(yùn)動。(2)若相等時(shí)間內(nèi)的位移不相等，則物體做變速直線運(yùn)動。(3)若連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為恒量，則物體做勻變速直線運(yùn)動，并可由△x=aT2求出加速度(為了減小誤差常用逐差法或v-t(1)逐差法。如圖3-1所示，相鄰兩計(jì)圖3-1(2)v-t圖象法。根據(jù)v=v÷,可求得、…求出1,2,…(一般取5個(gè)點(diǎn))各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，再作出v-t圖象，(3)利用已求出的瞬時(shí)速度值，按加速度的定義式求加速度值，為了充分【實(shí)驗(yàn)器材】帶、復(fù)寫紙片(電火花計(jì)時(shí)器為黑粉紙盤)、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線(電火花計(jì)時(shí)器則不需要)?！緦?shí)驗(yàn)步驟】計(jì)時(shí)器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路如圖3-2所示。圖3-2高中物理實(shí)驗(yàn)教程限位孔，把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼。3.要在鉤碼(或沙桶)落地處放置軟墊或沙箱，防止撞壞鉤碼。4.要在小車到達(dá)滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料擋板，防止車掉在地上5.反復(fù)測量，根據(jù)測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出加速度取平均值?！菊`差分析】本實(shí)驗(yàn)沒有系統(tǒng)誤差，只有長度測量帶來的偶然誤差?！咀⒁馐马?xiàng)】1.接通和切斷電源要及時(shí)，要先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動。2.不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可能地一次測量完畢(可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離),讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米下一位。3.小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大些，但不能過大，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7~8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜?！镜湫屠}】1.(2013·全國新課標(biāo)I卷)圖3-3為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因、數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：SA同8回①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m;用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d;用米尺測量兩光電門之間的距離s。②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平。③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時(shí)間△tA和△tg,求出加速度a。④多次重復(fù)步驟③,求a的平均值a。⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ。閑魚子夜解(1)測量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖3-4(3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、a和重力加速度g表示為μ=0(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于(填“偶然2.(2012·山東卷)某同學(xué)利用圖3-5所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)。從紙點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖3-6所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。圖3-5圖3-6間某時(shí)刻開始減速。(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為m/s(保留三位有效數(shù)字)。(3)物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a=m/s2,若月來計(jì)高中物理實(shí)驗(yàn)教程3.(2010·重慶卷)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量做勻加速直線運(yùn)動的物體的加速度，電源頻率f=50Hz在線帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖3-7所示，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：D圖3-7sA=16.6mmsg=126.5mm若無法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知：(2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為m/s(取2位有效數(shù)字)。(3)物體的加速度大小為(用sA、Sg、sp和f表示)。4.(2010·廣東卷)圖3-8是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)中獲得的一(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為、o _(2)A、B、C、D是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。從圖3-8中讀出A、B兩點(diǎn)間距s=;C點(diǎn)對應(yīng)的速度是 (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。圖3-8【鞏固練習(xí)】1.在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖3-9所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接周期為T=0.02s的交流電源。圖3-9(1)計(jì)算ve的公式為ve(用給定字母表示)。(2)若測得d?=65.00cm,d?=19.00cm,物體的加速度a=m/s2。(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率f>50Hz,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值比實(shí)際值(選填偏大或偏小)。2.某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究做勻加速直線運(yùn)動小車的運(yùn)動情況。圖3-10所示為該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是得出小車的加速度大小a=m/s2,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v= 圖3-103.在做“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，取下面一段紙帶研究其運(yùn)動情況，如圖3-11所示。設(shè)0點(diǎn)為計(jì)數(shù)的起始點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,若物體做理想的勻加速直線運(yùn)動，則計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”與起始點(diǎn)間的距離s?為 cm,打計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)物體的瞬時(shí)速度為圖3-113 m/s,物體的加速度為m/s2(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。4.(2012·安徽卷)圖3-12是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為sAB=4.22cm、Sgc=4.65cm、Scp=5.08cm、SDe=5.49cm、SEF=5.91cm、SFc=6.34cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為高中物理實(shí)驗(yàn)教程50Hz,則小車的加速度a=_m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。圖3-125.伽利略在《兩種新科學(xué)的對話》一書中，提出猜想：物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動，同時(shí)他還實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該猜想。某小組學(xué)生依據(jù)伽利略描述的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)了如圖3-13所示的裝置，探究物體沿斜面下滑是否做勻箱閥門(假設(shè)水流出時(shí)均勻穩(wěn)定)。斜面量筒圖3-13⑤測得的數(shù)據(jù)見表3-1。表3-1次數(shù)123456(1)該實(shí)驗(yàn)利用量筒中收集的水量來表示(填序號)。A.水箱中水的體積B.水從水箱中流出的速度(2)小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)正常，你估計(jì)這組水量V=(3)若保持傾角θ不變，增大滑塊質(zhì)量，則相同的L,水量V將(填“增大”“不變”或“減小”)若保持滑塊質(zhì)量不變，增大傾角θ,則相同6.(2013·廣東卷)研究小車勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3-14(a)所示其中斜面傾角θ可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖3-14(b)所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出。只圖3-14(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：(2)圖3-15(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=s。(3)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v?=為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a= o7.(2014·全國卷)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動。在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖3-15所示。拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x?、x?、x?、x?。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s,數(shù)據(jù)如下表3-2所示，重力加速度大小g取9.80m/s2。圖3-15表3-2hs根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a=m/s2(保留3位有效數(shù)字)。(2)因?yàn)開,可知斜面是粗糙的?！镜湫屠}答案】(4)系統(tǒng)誤差解析：(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=主尺(整毫米數(shù))+游標(biāo)尺對齊格數(shù)×精度，題中游標(biāo)卡尺的主尺部分的讀數(shù)為9mm,對齊格數(shù)為第12條，20分度的游標(biāo)卡(2)物塊在重物作用下沿水平桌面上做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過光電門A、B時(shí)的速度大小分別為,(3)把重物、物塊和遮光片看一整體，進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律有mg-μMg=(M+m)a,(4)從來源看，誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。系統(tǒng)誤差是由于儀器本身不精確，或?qū)嶒?yàn)方法粗略，或?qū)嶒?yàn)原理不完善而產(chǎn)生的。偶然誤差是由各種偶然因素對實(shí)驗(yàn)者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的。細(xì)線沒有調(diào)整到水平引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。實(shí)驗(yàn)三打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及勻變速直線運(yùn)動的加速度解析：(1)由于計(jì)數(shù)點(diǎn)6前和計(jì)數(shù)點(diǎn)7后的相鄰點(diǎn)間隔距離都小于計(jì)數(shù)點(diǎn)6、7的間隔距離，說明計(jì)數(shù)點(diǎn)6之前物塊在加速，計(jì)數(shù)點(diǎn)7之后物塊在減速，則開始減速的時(shí)刻在6和7之間。又可解得計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為1.20m/s。2.00m/s2。在減速階段產(chǎn)生加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受到的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實(shí)值“偏大”。解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶每隔4個(gè)點(diǎn)選擇一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s。(2)根據(jù)一段時(shí)間的平均速度等于中間時(shí)刻的速度得(3)勻加速運(yùn)動的位移特征是相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移以aT2均勻增大，有4.(1)0.02s(解析：(1) 或(3)偏小高中物理實(shí)驗(yàn)教程2.1.202.200.500.15(或0.145)求得a=0.42m/s2。(2)根據(jù),而量筒內(nèi)收集的水量正比于時(shí)間，則Vα√L,則解得V=73.5mL。7.(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同樣給分)(2)物塊加速度小,由于a<a',可知斜面是粗糙的。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)原理】1.如右圖4-1所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時(shí)會伸長。2.用刻度尺測出彈簧在不同鉤碼拉力下的伸長量x,建立坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)表示彈力大小F,以橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長量x,在坐標(biāo)系中描出各點(diǎn)(x,F),然后用平滑的曲線連結(jié)起來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的圖線，就可探知彈力大小與伸圖4-1【實(shí)驗(yàn)器材】【實(shí)驗(yàn)步驟】1.如圖4-2所示，將鐵架臺放于桌面上(固定好),將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在挨近彈簧處將刻度尺(最小分度為“mm”)固定于鐵架臺圖4-2閑魚子夜清高中物理實(shí)驗(yàn)教程2.記下彈簧下端不掛鉤碼時(shí)所對應(yīng)的刻度L。3.在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻4.用上面方法，記下彈簧下端掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……鉤碼時(shí)彈簧下端所對應(yīng)的刻度L?、L?……并將所得數(shù)據(jù)記錄在表4-1中。表4-1刻度形變量x····1236L:5.用xn=L-L?計(jì)算出彈簧掛1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)……鉤碼時(shí)彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸,計(jì)算出所掛鉤碼的總重量。這個(gè)總重量就是彈簧彈力的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格。6.在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，以彈力為縱坐標(biāo)，彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，描出每一組數(shù)據(jù)(x,F)所對應(yīng)的點(diǎn)。7.根據(jù)所描各點(diǎn)的分布與走向，作出一條平滑的曲線。8.以彈簧伸長量為自變量，彈力大小為因變量，寫出曲線所代表的函數(shù)。首先嘗試寫成一次函數(shù)形式，如果不行，寫成二次函數(shù)的形式或其他形式。9.研究并解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。【注意事項(xiàng)】1.安裝時(shí)，要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，要盡量選擇長度較大匝數(shù)較多的彈簧，但軟硬程度(勁度系數(shù))不能太大也不能過小，以每多掛一個(gè)鉤碼(20g),彈簧伸長1~2cm為宜。3.讀取彈簧下端所對應(yīng)刻度時(shí)，要用三角板，并且視線垂直于刻度，力求4.建坐標(biāo)系時(shí)，要選擇合適標(biāo)度，以使所畫曲線占據(jù)整個(gè)坐標(biāo)紙為宜。5.畫圖線時(shí)，不一定要讓所有各點(diǎn)都正好在曲線上，但應(yīng)注意使曲線兩側(cè)的點(diǎn)大致相同。6.所掛鉤碼不能太多，以免超過彈性限度?！镜湫屠}】1.(2012·廣東卷)某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在方向(填“水平”或“豎直”)。(2)彈簧自然懸掛，待彈簧時(shí)，長度記為L,彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長度記為L;在砝碼盤中每次增加10g砝碼，彈簧長度依次記為L至L6,數(shù)據(jù)如下表4-2:表4-2LLL數(shù)值(cm)表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號為。由表可知所用刻度尺的最小刻度為o_(3)圖4-3是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作的圖，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長度與 的差值(填“L?！被颉癓?”)。(4)由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取圖4-32.(2014·浙江卷)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)把兩根彈簧如圖4-4連接起來進(jìn)行探究。(1)某次測量如圖4-5所示，指針示數(shù)為cm。圖4-4圖4-5閑魚子夜精高中物理實(shí)驗(yàn)教程1234(2)在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、B的加速度g取10m/s2)。由表I數(shù)據(jù)(選填“能”或“不能”)計(jì)算出3.(2014·新課標(biāo)Ⅱ卷)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖4-6所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個(gè)指針P?、彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x?;掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí)，重力加速度取9.80m/s2)。已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長度為11.88cm。(1)將表4-3中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①。②圖4-6表4-3n①②(2)以n為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在圖4-7給出的坐標(biāo)紙上畫出圖4-7(3)圖4-7中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)。若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截式為k=④N/m?！眷柟叹毩?xí)】數(shù)據(jù)，對應(yīng)點(diǎn)已在圖4-8上標(biāo)出(g=9.8m/s2)。圖4-8(1)作出m-l的關(guān)系圖線。(2)彈簧的勁度系數(shù)為N/m。高中物理實(shí)驗(yàn)教程2.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F,實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的。用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖4-9所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為。圖線不過原點(diǎn)的64180732圖4-93.以下是一位同學(xué)做“探究形變與彈力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)下列的實(shí)驗(yàn)步驟是這位同學(xué)準(zhǔn)備完成的，請你幫這位同學(xué)按操作的先A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)(x,F)對B.記下彈簧不掛鉤碼時(shí)，其下端在刻度尺上的刻度L?C.將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直D.依次在彈簧下端掛上1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……鉤碼，并分別記下鉤碼(2)表4-4是這位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長量之間的關(guān)系所測的幾組彈力(F/N)彈簧原來長度(L?/cm)彈簧后來長度(L/cm)彈簧伸長量(x/cm)實(shí)驗(yàn)四探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系②在圖4-10的坐標(biāo)上作出F-x圖線。圖4-10③寫出曲線的函數(shù)表達(dá)式(x用cm作單位):④函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義：4.(2010·福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)碼(質(zhì)量均為20g),每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上10圖象如圖4-11所示。從圖象中可以得出(填選項(xiàng)前的字母)。0圖4-11高中物理實(shí)驗(yàn)教程5.(2015·四川卷)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”時(shí)，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺零刻度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼，靜止時(shí)彈簧長度為l?,如圖4-12(a)所示，圖4-12(b)是此時(shí)固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小分度是1毫米)簧下端分別掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)相同鉤圖4-12碼，靜止時(shí)彈簧長度分別是L?、l?、l?、l?。已知每個(gè)鉤碼質(zhì)量是50g,掛2個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧彈力F?=N(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2)。要得到彈簧伸長量x,還需要測量的是。作出F-x曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關(guān)系?！镜湫屠}答案】解析：(1)由圖4-5可知刻度尺能精確到0.1cm,讀數(shù)時(shí)需要往后估讀一位。故指針示數(shù)為16.00±0.05cm。(2)由表中數(shù)據(jù)可知每掛一個(gè)鉤碼，彈簧I的平均伸長量△x?≈4cm,彈簧Ⅱ的總平均伸長量△x?≈5.80cm,根據(jù)胡克定律可求得彈簧I的勁度系數(shù)為12.5N/m,同理也能求出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。(2)如圖4-13所示。0圖4-13解析：(1)①(3)①由作出的圖象可知直線的斜率為5.8×10-?,故直線方程滿②由于60圈彈簧的原長為11.88cm,則n圈彈簧的原長滿足【鞏固練習(xí)答案】1.(1)如圖4-14所示。圖4-14彈力(F/N)彈簧伸長量(x/cm)高中物理實(shí)驗(yàn)教程②如圖4-15所示。0圖4-15④函數(shù)表達(dá)式中的常數(shù)為彈簧的勁度系數(shù)，表示使彈簧每伸長或壓縮0.01m(1cm)所需的拉力，大小為0.43N。解析：本題屬于中等題，解題的關(guān)鍵在于弄清為什么兩條圖象會錯(cuò)開。實(shí)、驗(yàn)中由于增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度，彈簧無法及5.解析：根據(jù)圖2指針指示可知，l?=25.85cm,掛2個(gè)鉤碼時(shí)，以2個(gè)鉤碼整體為對象，受重力mg和彈簧的拉力F?作用而處于平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有：F?=mg=2×50×10?3×9.8N=0.98N,彈簧的伸長(或縮短)量x=長量x,還需要測量的是彈簧的原長l?！緦?shí)驗(yàn)原理】此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果，即橡皮條在某一方向伸長一定的長度，看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則?！緦?shí)驗(yàn)器材】方木板一個(gè)，白紙，橡皮條一段，細(xì)繩套兩個(gè)，圖釘(若干),三角板，刻度尺，鉛筆，兩個(gè)彈簧稱?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1.用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。2.用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上的A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3.用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度的拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置圖5-14.用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個(gè)彈簧秤的拉力F?和F?的圖示。利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F。5.只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置0,記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩套的方向。按同樣的比例用刻度尺從0點(diǎn)起做出這個(gè)彈簧秤的拉力F'圖示。6.比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)【注意事項(xiàng)】1.彈簧秤使用前將彈簧秤水平放置，然后檢查、校正零點(diǎn)?？辞鍙椈沙拥母咧形锢韺?shí)驗(yàn)教程量程、單位和最小刻度，讀數(shù)時(shí)視線要正對刻度線。2.選擇彈簧秤時(shí)，可將兩彈簧秤自由端鉤住一起沿水平方向拉伸，看兩個(gè)讀數(shù)是否一樣，若一樣就可以用。3.用彈簧秤測拉力時(shí)，應(yīng)使彈簧的拉力沿軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。4.不要用老化的橡皮條，檢查的方法是用一個(gè)彈簧秤拉橡皮條，要反復(fù)做幾次使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧秤讀數(shù)有無變化。5.可用兩根橡皮條并聯(lián)使用以增大其勁度系數(shù)。6.同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置0必須保持不變。兩分力間的夾角要適當(dāng)，不能太大也不能太小。7.白紙不要選的過小，畫力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膯挝婚L度，盡可能使圖畫的大一些。8.嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何方法作出力的合力。9.A點(diǎn)應(yīng)選在靠近木板邊上中點(diǎn)為宜，以使0點(diǎn)能確定在紙的上側(cè)?！镜湫屠}】1.(2010·天津卷)在探究合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平、木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條。(1)實(shí)驗(yàn)對兩次拉伸橡皮條的要求中，下列哪些說法是正確的(填字母代號)。D.將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置(2)同學(xué)們在操作過程中有如下議論，其中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說法是 (填字母代號)。A.兩細(xì)繩必須等長B.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C.用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大D.拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些2.(2011·江蘇卷)某同學(xué)用如圖5-2所示的計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測力計(jì)B的一端用細(xì)線系于0點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)0靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄0圖5-2(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為_N。(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是(請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母)。A.應(yīng)測量重物M所受的重力D.改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使0點(diǎn)靜止在同一位置3.(2015·安徽卷)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)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木板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使得橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖5-3所示，①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為0。圖5-3②記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F?和F?,沿每條細(xì)繩的方向用鉛筆分別描③只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置0,記錄⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F?、F?的合力F。⑥比較的一致程度，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出【鞏固練習(xí)】1.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是()高中物理實(shí)驗(yàn)教程A.必須使分力和合力在同一平面內(nèi)B.將橡皮筋拉得越長，實(shí)驗(yàn)誤差就越小C.若保持兩分力方向不變，而將兩分力的大小各增加一倍，合力將變?yōu)樵瓉淼?倍，且方向不變D.使橡皮條在某一方向上伸長某一長度3.在本實(shí)驗(yàn)中，使彈簧秤Ⅱ從圖5-4中位置開始沿順時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動。在此過程中，保持結(jié)點(diǎn)0的位置和F,的方向不發(fā)生改變，那么,在全過程中關(guān)于彈簧秤I、4.“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖5-5(a)所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，0為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖5-5(b)是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。圖5-5(2)在實(shí)驗(yàn)中，如果將細(xì)繩也換成橡皮筋，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會發(fā)生變化?(3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是0A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法(1)用兩只彈簧秤互成角度地將橡皮筋拉長后，記下了兩只秤鉤著的細(xì)繩(2)沿細(xì)繩套的方向畫了兩條帶箭頭的線段表示兩只彈簧秤的拉力F?、F?,以此為鄰邊作平行四邊形，得到表示(3)只用一只彈簧秤將橡皮條拉成與(1)中同樣長后，記下此時(shí)彈簧秤的讀數(shù)F'。(1)中_0(2)中_o6.在完成本實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了供給各個(gè)必要器材外，只給一個(gè)彈簧秤，能否做好本實(shí)驗(yàn)?若能，如何操作?7.(2014·江蘇卷)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖5-6所示，0點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F?和F?的方向分別過P?和P計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F?的方向過P?點(diǎn)。三個(gè)力的大(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被圖5-6多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈高中物理實(shí)驗(yàn)教程實(shí)驗(yàn)裝置如圖5-7所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于0點(diǎn)，下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動N,在兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖5-8所示。過0點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、F?的大小關(guān)系為o _圖5-7圖5-8(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些?(填寫選項(xiàng)前的字母)A.橡皮筋的長度與受到的拉力成正比B.兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長度較長C.兩次被拉伸到相同長度時(shí)，橡皮筋第2次受到的拉力較大(4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究，請對驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩 o8.(2014·重慶卷)為了研究人們用繩索跨越山谷過程中繩索拉力的變化規(guī)律，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖5-9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。他們將不可伸長輕繩的兩端通過測力計(jì)(不計(jì)質(zhì)量及長度)固定在相距為d的兩立柱上，固定點(diǎn)分別為p和q,p低于q,繩長為l(l>pq)。他們首先在繩上距離p點(diǎn)10cm處(標(biāo)記為圖5-9c)系上質(zhì)量為m的重物(不滑動),由測力計(jì)讀出pc、qc的拉力大小Tp、Tq。隨后，改變重物懸掛點(diǎn)c的位置，每次將p到c的距離增加10cm,并讀出測力計(jì)的示數(shù)，最后得到Tp、Tq與繩長pc的關(guān)系曲線如圖5-10所示。由實(shí)驗(yàn)①曲線Ⅱ中拉力最大時(shí)，c與p點(diǎn)的距離為cm,該曲線為 ②在重物從p移到q的整個(gè)過程中，受到最大拉力的是(選填“p”或“q”)點(diǎn)所在的立柱。③曲線I、Ⅱ相交處，可讀出繩的拉力為Tq=N,它與l、d、m和重力加速度g的關(guān)系為Tq=o圖5-109.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以用來驗(yàn)證力的平行四邊形定則，帶有滑輪的方木板豎直放置，為了便于調(diào)節(jié)繩子拉力的方向，滑輪可以安放在木板上的多個(gè)位置(1)請把下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整①三段繩子各自懸掛一定數(shù)目的等質(zhì)量鉤碼，調(diào)整滑輪在木板上的位置，②把一張畫有等間距同心圓的厚紙緊貼木板放置在繩子與木板之間，使得圓心位于繩子結(jié)點(diǎn)0處，用等間距同心圓作為畫圖助手，以方便做出力的圖標(biāo)，你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)有必要測量鉤碼重力嗎?答(填“有”或“沒有”,不閑魚子夜清寒高中物理實(shí)驗(yàn)教程③記錄三段繩子懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)以及三段繩子的方向。④三段繩子上的拉力FA,FB,FC可用鉤碼數(shù)量來表示，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出力FA,FB,FC。⑤以FA,FB為鄰邊，畫出平行四邊形，如果與近似共線等長，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。(2)如圖5-11所示，三段繩子上分別懸掛了3、4、5個(gè)鉤碼而靜止不動，若圖中OA,OB兩端繩子與豎直方向的夾角分別為α、β,那圖5-1110.(2016·浙江卷)某同學(xué)在“探究彈簧和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500N/m。如圖5-12甲所示，用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)。在保持彈簧伸長1.00cm不變的條圖5-12(1)若彈簧秤a、b間夾角為90°,彈簧秤a的讀數(shù)是N(圖乙中所示),則彈簧秤b的讀數(shù)可能為N。(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角，則彈簧秤a的讀數(shù)是、彈簧秤b的讀【典型例題答案】3.③沿此時(shí)細(xì)繩的方向用鉛筆描出較遠(yuǎn)幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成【鞏固練習(xí)答案】5.(1)中未記下結(jié)點(diǎn)0的位置(2)中未按選定的標(biāo)度畫力的圖示(3)中應(yīng)將橡皮條結(jié)點(diǎn)拉至0的位置，并記下細(xì)繩套的方向6.可以。用一個(gè)彈簧秤先后分別測定每個(gè)分力大小，辦法是：設(shè)兩個(gè)分力中一個(gè)處于白紙的左側(cè)，另一個(gè)處于右側(cè)，先把彈簧秤鉤住左側(cè)的細(xì)繩套，用一條細(xì)繩拉右側(cè)細(xì)繩套，在兩個(gè)分力共同作用下，使橡皮條結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)，記下彈簧秤讀數(shù)及左側(cè)細(xì)繩套的方向；保持左側(cè)細(xì)繩套的方向，再用彈簧秤鉤住右側(cè)細(xì)繩套，使橡皮條結(jié)點(diǎn)仍到達(dá)0點(diǎn)，記下此時(shí)彈簧秤的讀數(shù)及細(xì)繩套方向。7.(1)見圖5-13,F=4.6~4.9都算對P?F?=3.30N(4)橡皮筋拉伸不宜過長；選用新橡皮筋P?性好的彈簧)P?9.(1)②沒有⑤FA、FB所夾對角線FC圖5-13高中物理實(shí)驗(yàn)教程提示：(1)由胡克定律可求得拉力大??；再根據(jù)彈簧秤的讀數(shù)方法可明確(2)根據(jù)題意作出對應(yīng)的圖象，根據(jù)圖象即可明確隨夾角的變化兩彈簧秤解析：(1)根據(jù)胡克定律可知，F(xiàn)=kx=500×0.01=5N;根據(jù)彈簧秤的讀數(shù)方法可知，a的讀數(shù)為3.00N;兩彈簧秤夾角為90°,則(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變，減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角；如圖5-14所示；則可知兩彈簧秤的示數(shù)均變圖5-141.學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。2.在實(shí)驗(yàn)中掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的用法。3.對自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納分析。4.根據(jù)所學(xué)知識及日常經(jīng)驗(yàn)初步分析a、F、m三個(gè)物理量間的關(guān)系(定性分析)。5.采用控制變量的方法，通過實(shí)驗(yàn)對a、F、m三個(gè)物理量間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行定量研究?！緦?shí)驗(yàn)原理】1.保持研究對象即小車的質(zhì)量不變，改變砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量，即改變牽引力測出小車的對應(yīng)加速度，用圖象法驗(yàn)證加速度是否正比于作用力。2.保持砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量不變，改變研究對象的質(zhì)量，即往小車內(nèi)加砝碼，用圖象法驗(yàn)證加速度是否反比于質(zhì)量。【實(shí)驗(yàn)器材】附有定滑輪的長木板；薄木板；小車；細(xì)線；小桶及砂；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；低壓交流電源；導(dǎo)線；天平(帶一套砝碼);鉤碼；毫米刻度尺；紙帶及復(fù)寫【實(shí)驗(yàn)步驟】1.用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M和M',并把數(shù)值記錄下來。2.按圖6-1所示，安裝實(shí)驗(yàn)器材，只是不把懸掛小桶用的細(xì)繩系在車上，即不給小車3.平衡摩擦力，在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊薄木板并反復(fù)移動其位置，直到在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，小車在斜面上運(yùn)動時(shí)可以保持勻速直線高中物理實(shí)驗(yàn)教程運(yùn)動狀態(tài)為止。打出點(diǎn)，點(diǎn)跡均勻。4.記錄小車內(nèi)所加砝碼的質(zhì)量，稱好砂子后將砂倒入小桶，把細(xì)繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，此時(shí)要調(diào)整定滑輪的高度使繩與木板平行，接通電源，放開小車，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打好點(diǎn)后取下紙帶并做好標(biāo)記。5.保持小車總質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量(均要用天平稱量),按步驟(四)中方法打好紙帶并做好標(biāo)記。6.在每條紙帶上都選取一段比較理想的部分，算出加速度的值。7.用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，如這些點(diǎn)在一條直線上，便證明了加速度與作用力成正比。8.保持砂和桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼(也需記錄好),重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)步驟，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a,橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)1/(M+m),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比?！咀⒁馐马?xiàng)】1.實(shí)驗(yàn)步驟2、3不需重復(fù)，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變砂和砂桶的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。平衡摩擦力是指小車所受動力(重力沿斜面分力)與小車所受阻力(包括小車所受摩擦力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對小車后所拖紙帶的摩擦力)大小相等。實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給小車一個(gè)初速度，若在紙帶上打出的點(diǎn)間隔基本上均勻，才表明平衡了摩擦力，否則必須重新調(diào)整薄木板的位置。2.平衡摩擦力后，每條紙帶必須滿足在小車與所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量的條件下進(jìn)行，只有如此，砂和砂桶的總重力才可視為小車所受的拉力。3.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(或盡量遠(yuǎn)離帶滑輪的一端),并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且在小車到達(dá)滑輪前應(yīng)按住小車。4.作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè)?！菊`差分析】因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差。本實(shí)驗(yàn)用砂和砂桶的總重力(m'+M')g代替小車的拉力，而實(shí)際小車所受的拉力要小于砂和砂桶的總重力。砂和砂桶的總質(zhì)量越接近小車和砝碼的總質(zhì)量，誤差越大，砂和砂桶的總質(zhì)量越小于小遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M?的目的就是為了減小因?qū)嶒?yàn)原理不完善而引起的【典型2】里綜卷)圖6-2為驗(yàn)頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用△t表示。在小圖6-2(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m。④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s?,S?,…。求出與不同m相對應(yīng)的加速度a。⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出關(guān)系圖高中物理實(shí)驗(yàn)教程線。若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_關(guān)系(2)完成下列填空①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s?、S?、S?。a可用s?、s?和△t表示為a=。圖6-3為用米尺測量某一紙帶上的s?、s?的情況，由圖可讀出s?=_,S?=。由此求得加速度的大小a=m/s2。圖6-3③圖6-4為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_,小車的質(zhì)量為 o圖6-4圖6-52.(2012·安徽卷)圖6-5為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板定滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行。接下來A.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動，從打出的B.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴?，輕推小車，(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是()(3)圖6-6是試驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為sAB=4.22cm、Sgc=4.65cm、Scp=5.08cm、SpE=5.49cm、SEF=5.91cm、Spc=6.34cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。圖6-6【鞏固練習(xí)】1.(2011·新課標(biāo)卷)利用圖6-7所示的上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí)，與兩個(gè)光電門滑塊光電門甲回圖6-7旦的位置進(jìn)行多次測量，每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s,記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如表6-1所示。表6-1完成下列填空和作圖：(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度v,、測量值s和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是0(2)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖6-8給出的坐標(biāo)紙上出圖線。(3)由所畫出的圖線，得出滑塊加速數(shù)字)。2.(2011·尺、天平、導(dǎo)線。為了完成實(shí)驗(yàn)，還須從圖6-9中選取實(shí)驗(yàn)器材，其名稱是① (漏選或錯(cuò)選得零分);并分別寫出所選器材的作用②o3.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的控鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖象。00.10.20.30.40.50.6FN圖6-10(1)圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_(2)本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量 (填“是”或“否”)。(3)由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為kg。4.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖6-11(a)所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ,提供的器材有帶定滑輪的長木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源，木塊，紙帶，米尺，8個(gè)質(zhì)量均為20g的鉤碼，細(xì)線等。實(shí)驗(yàn)操作過程如下：A.長木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上并與電源連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與木塊相連，細(xì)線一端與木塊相連，另一端跨過定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在木塊上。B.使木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，釋放木塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，記下懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)n。C.將木塊上的鉤碼逐個(gè)移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作B。D.測出每條紙帶對應(yīng)木塊運(yùn)動的加速度a,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖6-11(b)(2)根據(jù)圖6-11(b)數(shù)據(jù)，在圖6-11(c)中作出a-n圖象；由圖象得到μ=(g=9.8m/s2),還可求的物理量是(只需填寫物理量名稱)。n45678圖6-115.(2015·新課標(biāo)Ⅱ卷)某學(xué)生用圖6-12(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量物塊與斜面的動摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖6-12(b)所示，圖中標(biāo)出了5個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的圖6-12(1)物塊下滑是的加速度a=m/s2;打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度V= (2)已知重力加速度大小為g,求出動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是 (填正確答案標(biāo)號)。A.物塊的質(zhì)量B.斜面的高度C.斜面的傾角6.(2013·天津卷)某實(shí)驗(yàn)小組利用圖6-13所示的裝置探究加速度與力、(1)下列做法正確的是(填字母代號)。B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼閑魚丁僅清寒圖6-13D.通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度(2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似于”)。(3)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙， Hz(填“大于”“小于”或“等于”)。7.(2014·新課標(biāo)I卷)某同學(xué)利用圖6-14(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖，如圖6-14(b)所示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到?；卮饒D6-14(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。高中物理實(shí)驗(yàn)教程(2)由圖6-14(b)可知，a-m圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是-0(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件8.(2016·全國卷)某物理課外小組利用圖6-15中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中置于試驗(yàn)臺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滑車相連，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)步驟圖6-15(1)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)厚度的小物快，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N-n各鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處(3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時(shí)的s-t圖象如圖16-16(a)所示：由圖16-16(a)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果n12345(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖16-16(b)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a-n圖象。(5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有閑魚于役消基效數(shù)字，重力加速度取g=9.8m·s?2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是(填入正確選項(xiàng)的標(biāo)號)A.a-n圖線不再是直線B.a-n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)C.a-n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大圖6-16【典型例題答案】1.(1)間距相等線性解析：③設(shè)小車的質(zhì)量為m',則有F=(m+m')a,變形所以圖象的斜率所以作用力圖象的截距b,所以力，然后還要滿足m<<M。而平衡摩擦，不需掛砂桶，但要帶紙帶，故(1)選B,(2)選C,(3)用逐差法,求得a=【鞏固練習(xí)答案】(2)圖線如圖6-17所示。圖6-17勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，s=(vo+v,)t/2,v,=圖6-172.①學(xué)生電源，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼(或電火花計(jì)時(shí)器、鉤碼、砝碼)解析：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電火花計(jì)時(shí)器)記錄小車運(yùn)動的位置和時(shí)間；鉤解析：(1)由圖象可知，當(dāng)F≠0時(shí)，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的(3)a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，1,所以質(zhì)量4.(1)細(xì)線與木板表面平行(2)圖象如圖6-18所示0.31木塊的質(zhì)量解析：(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須調(diào)節(jié)滑輪高(2)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對對木塊與鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律m木)a,,由圖象得：n=0圖6-18時(shí)，-μg=a=-3,μ≈0.31(0.29~0.33均正確),由圖象還可以求出木塊解析：(1)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可知：加速度3.25m/s;打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度(2)由牛頓第二定律得：加速度a=gsinθ-μgcosθ,所以求出動摩擦因數(shù)，6.(1)AD(2)遠(yuǎn)小于(3)小于大于7.(1)非線性(2)小車與接觸面間存在摩擦力(3)平衡摩擦力m<<M(即鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量)8.(3)0.40(4)如圖6-19所示(5)0.46(6)BC提示：(3)根據(jù)x-t圖象的性質(zhì)可明確各時(shí)刻對應(yīng)的位移，根據(jù)位移公式(4)將點(diǎn)(2,0.40)作出，并用直線將各點(diǎn)連接即可得出圖象。(5)找出圖象上的點(diǎn)，根據(jù)圖象的性質(zhì)以及牛頓第二定律列式，即可求出小車1.00(6)對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，明確摩擦解析：(3)物體做勻加速直線運(yùn)動，圖6-19圖6-19(5)由圖6-19可知，當(dāng)n=4時(shí)，加速度為0.784×0.01×9.8=(m+5×0.01【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.求出平拋物體的初速度?！緦?shí)驗(yàn)原理】平拋物體的運(yùn)動可以看作兩個(gè)分運(yùn)動的合運(yùn)動：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動。小球作平拋運(yùn)動，利用描點(diǎn)法描出小球的運(yùn)動軌跡(如圖7-1),即小球作平拋運(yùn)動的曲線，建立直角坐標(biāo)系，測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y,根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)=gt2/2求出小球的飛行時(shí)間t,再利用公式x=vt,求出小球【實(shí)驗(yàn)器材】平拋實(shí)驗(yàn)器材：包括底座、接球板、執(zhí)緊螺絲、水準(zhǔn)氣泡、定位器、斜槽【實(shí)驗(yàn)步驟】2.用圖釘把白紙釘在圖板上，確定坐標(biāo)原點(diǎn)0,把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn)0,0點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。3.將定位器固定，每次實(shí)驗(yàn)都讓小球從定位器前由靜止開始運(yùn)動，以保證4.逐次將接球板從上到下在不同高度承接鋼球，鋼球在接球板上的落點(diǎn)用描點(diǎn)器記錄到白紙上。找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的高中物理實(shí)驗(yàn)教程5.計(jì)算初速度：以0點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y,用公式x=vot,y=gt2/2,計(jì)算出小球的初速度vo,最后計(jì)算出v?的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)?！酒渌枥L軌跡的方法】1.小球碰鉛筆尖法：用鉛筆的筆尖輕輕地靠在木板的平面上，不斷調(diào)整筆尖的位置，使從斜槽上滾下的小球正好碰到筆尖，然后就用鉛筆在該處白紙上點(diǎn)上一個(gè)黑點(diǎn)，這就記下了小球球心所對應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙，用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動的軌跡。2.細(xì)水柱法，必修二教材P??——參考案例二。3.連續(xù)拍照片法，必修二教材P??——參考案例三……你還可以想到哪些辦法?【注意事項(xiàng)】1.實(shí)驗(yàn)中必須保證通過斜槽末端點(diǎn)的切線水平，圖板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動靠近圖板但不接觸。2.每次讓小球從定位器上由靜止運(yùn)動，以保證每次平拋的初速度大小都相同。3.坐標(biāo)原點(diǎn)(小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn))不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。4.要在斜軌上適當(dāng)高度釋放小球，使它以適當(dāng)?shù)乃匠跛俣葤伋?，其軌道由圖板左上角到達(dá)右下角，這樣可以減小測量誤差?！菊`差分析】1.本實(shí)驗(yàn)誤差主要來源于兩個(gè)方面。小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。②建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。應(yīng)以小球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。2.計(jì)算小球的速度要在平拋軌跡上選取距0點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計(jì)算球的初3.要在斜槽上稍高的地方釋放小球，使它以較大的水平初速度拋出，其軌【典型例題】1.如圖7-2所示，有人對“利用頻閃照相研究平拋運(yùn)動規(guī)律”裝置進(jìn)行了改變，在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B,但位置與黑色的兩個(gè)相同的小球都由斜槽某位置靜止開始釋放。實(shí)驗(yàn)后對照片做一定處理并建立直角坐標(biāo)系，得到如圖所示的部分小球位置示意圖。根據(jù)部分小球