1、第6課時力學(xué)實驗(一),實驗1用打點計時器測速度(學(xué)考) 實驗2探究小車速度隨時間變化規(guī)律(學(xué)考) 易錯點一平均速度、瞬時速度的計算,2.正確區(qū)別計時點和計數(shù)點 (1)計時點：打點計時器在紙帶上打出的每個點跡叫做計時點。若用50 Hz的交流，則兩個相鄰點跡(計時點)的時間間隔為0.02 s。 (2)計數(shù)點：為了方便研究運動規(guī)律，從紙帶上有規(guī)律的選取部分計時點，并加以標(biāo)號，這些被選取并標(biāo)號的計時點叫做計數(shù)點。,【練1】 (2016浙江嘉興一中期末)在測定速度的實驗中，使用打點計時器測小車的速度，實驗得到的一條紙帶如圖1所示，0、1、2、3、4是選用的計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有3個打出的點沒有在

2、圖上標(biāo)出。圖中還畫出了實驗時將毫米刻度尺靠在紙帶上進(jìn)行測量的情況，讀出圖中所給的測量點的讀數(shù)分別是_、_、_和_。1、3兩點間的平均速度是_m/s，1、4兩點間的平均速度是_m/s，2點的速度更接近于_m/s。,圖1,答案10.00 cm12.60 cm22.60 cm30.00 cm 0.6250.7250.625,易錯點二實驗原理的理解與實驗操作 1.凡是應(yīng)用打點計時器的實驗，都必須先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶。 2.使重物盡可能移動較大的距離，獲得較長的打點紙帶，以方便研究重物的運動。,【練2】 某同學(xué)使用打點計時器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?(1)請完成以下主要實驗步驟：按圖2(a

3、)安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物_(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計時器下端；_，_，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實驗。 (2)圖(b)和(c)是實驗獲得的兩條紙帶，應(yīng)選取_(填“b”或“c”)來計算重力加速度。在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，主要原因是空氣阻力和_。,圖2,解析(1)為了使紙帶打下的點多一些，豎直提起懸吊重物的紙帶時應(yīng)使重物靠近打點計時器下端，且應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，使重物自由下落。 (2)重物下落是勻加速運動，故應(yīng)選“b”來計算重力加速度；重物下落過程中系統(tǒng)受重力，空氣阻力，紙帶與打點計時器間的摩擦

4、力等。 答案(1)靠近先接通打點計時器電源再釋放紙帶 (2)b紙帶與打點計時器之間有摩擦,易混點三實驗數(shù)據(jù)處理及誤差分析 【練3】 (2016浙江嘉興檢測)在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶，如圖3所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出，電火花計時器接220 V、50 Hz交流電源。,圖3,(1)設(shè)電火花計時器的周期為T，計算F點的瞬時速度vF的關(guān)系式為vF_。 (2)他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如表。以A點對應(yīng)的時刻為t0，試在圖4所示坐標(biāo)系中作出

5、物體的vt圖象，并利用該圖象求出物體的加速度a_ m/s2。,(3)計數(shù)點A對應(yīng)的速度大小是_m/s。 (4)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210 V，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。,圖4,(3)由vt圖象可知計數(shù)點A對應(yīng)的速度大小為0.1 m/s； (4)若當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210 V，對打點的時間間隔無影響，則加速度的測量值與實際值相比不變。,實驗3探究求合力的方法(學(xué)考) 易錯點一實驗原理與操作 【練1】 (2016浙江麗水檢測)如圖5所示為某同學(xué)做“探究求合力的方法”的實驗裝置，水平放置的木板上固定有一張白紙，一

6、橡皮筋的一端固定在白紙上的O點，另一端A拴兩個細(xì)繩套。,圖5,(1)下面為實驗的一些操作步驟： 比較F和F的大小、方向是否近似相同； 過P點用統(tǒng)一標(biāo)度作出F、F1、F2的圖示； 用一個彈簧測力計鉤住細(xì)繩套，拉A至某點P，在紙上標(biāo)出P點，記下拉力F的方向和大?。?用平行四邊形定則作出F1、F2的合力F； 用兩個彈簧測力計互成角度分別拉住兩個細(xì)繩套，拉A至同樣的位置P，在紙上記下兩個力F1、F2的方向和大小。 這些實驗步驟的合理順序為_。,(2)對于該實驗，下列說法正確的是_。 A.兩細(xì)繩套必須等長 B.若將細(xì)繩換成橡皮筋，對實驗結(jié)果有影響 C.記錄彈簧測力計拉力的方向時應(yīng)用鉛筆沿細(xì)繩畫直線 D.

7、實驗中，把橡皮筋的另一端拉到P點時，兩彈簧測力計之間的夾角不能太大 解析(1)由“探究求合力的方法”實驗的操作步驟可知，合理順序應(yīng)為。 (2)實驗中，為了防止超過彈簧測力計的量程，在把橡皮筋的另一端拉到P點時，兩彈簧測力計之間的夾角不能太大。 答案(1) (2)D,易錯點二實驗數(shù)據(jù)處理 【練2】 將橡皮條的一端固定在A點，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計。沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計，當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點時，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖6所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。,圖6,(1)由圖甲可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為_N和_

8、N。 (2)在圖7所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。,圖7,解析(1)彈簧測力計的最小刻度為0.1 N，讀數(shù)時應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50 N和4.00 N。 (2)取一個小方格的邊長表示0.50 N，作出兩個力及它們的合力，如圖所示。,答案(1)2.50 4.00 (2)圖見解析,易錯點三實驗誤差分析 【練3】 在“探究求合力的方法”實驗中，下列哪些方法會增大實驗誤差() A.兩個分力的夾角要盡量大一些 B.拉橡皮條的拉力要適當(dāng)大一些 C.拉橡皮條時，橡皮條、細(xì)繩和彈簧測力計應(yīng)貼近并平行于木板 D.作力的圖示時，標(biāo)度的選擇要適當(dāng)，使所作的圖在不超出白紙的前提下盡量大

9、一些,解析在實驗中兩個分力的夾角大小適當(dāng)，在作圖時有利于減小誤差，并非越大越好，選項A符合題意；適當(dāng)增加橡皮條的拉力，可以減小偶然誤差對其影響，選項B不符合題意；拉橡皮條時，橡皮條、細(xì)繩和彈簧測力計貼近并平行于木板，可減小實驗中摩擦對測量結(jié)果的影響，C不合題意；在作圖時，選擇適量標(biāo)度，使作的圖盡量大些，有利于減小實驗中偶然誤差的影響，D不合題意。 答案A,實驗4探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(學(xué)考) 易錯點一實驗原理與基本操作 【練1】 在“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，采用如圖8所示的裝置圖進(jìn)行實驗：,圖8,(1)實驗中，需要在木板的右端墊上一個小木塊，其目的是 _。 (2)實驗中，已經(jīng)測

10、出小車的質(zhì)量為M，砝碼(包括砝碼盤)的總質(zhì)量為m，若要將砝碼(包括砝碼盤)的總重力大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做的前提條件是_。,(3)本實驗的目的是：探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，所以不能把牛頓第二定律當(dāng)成已知的公式來使用，故A錯誤；使用打點計時器時，都應(yīng)該先接通電源，后釋放紙帶，故B正確；平衡摩擦力后tan ，與重物的質(zhì)量無關(guān)，所以不用再次平衡摩擦力，故C錯誤；本實驗采用控制變量法，故D正確。 答案(1)平衡摩擦力(2)mM(3)BD,易錯點二數(shù)據(jù)處理及誤差分析 【練2】 (2016浙江溫州模擬)為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如圖9所示的實驗裝置，小車總質(zhì)

11、量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器，丙圖中M包括小車與小車固連的滑輪)，鉤碼總質(zhì)量用m表示。,甲,乙,丙 圖9,(1)為便于測量合外力的大小，并得到小車總質(zhì)量一定時，小車的加速度與所受合外力成正比的結(jié)論，下列說法正確的是() A.三組實驗中只有甲需要平衡摩擦力 B.三組實驗都需要平衡摩擦力 C.三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件 D.三組實驗都需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件,答案(1)BC(2)1212,實驗5探究作用力與反作用力的關(guān)系(學(xué)考) 易錯點一實驗原理和操作 【練1】 (2016浙江杭州高二期末)如圖10所示，利用彈簧測力計探

12、究作用力與反作用力關(guān)系的實驗中。,圖10,(1)關(guān)于實驗以下說法正確的是(多選)_。 A.若滑塊靜止不動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小相等 B.若滑塊做勻速直線運動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小相等 C.若滑塊做勻加速直線運動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小不相等 D.若滑塊做變加速直線運動，則彈簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小不相等,(2)在彈簧測力計的指針下面放上一點泡沫塑料的作用是_。 A.為了增大指針受到的阻力 B.可以幫助我們記錄下指針示數(shù)的最大值 C.防止指針與彈簧測力計外殼間的摩擦 D.防止測的力超過彈簧測力計的測量范圍 解析(1)彈

13、簧測力計A對B的拉力與B對A的拉力大小關(guān)系與運動狀態(tài)無關(guān)，作用力與反作用力總是大小相等。故選項A、B正確。(2)在彈簧測力計的指針下面放上一點泡沫塑料，可以做成帶“記憶功能”的彈簧測力計，在實驗中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我們記錄指針示數(shù)。故選項B正確。 答案(1)AB(2)B,易錯點二實驗數(shù)據(jù)處理 【練2】 探究作用力與反作用力關(guān)系的實驗裝置如圖11所示，其中A，B是兩個力傳感器，B固定在木塊C上。,圖11,(1)固定木塊C，用A拉B，傳感器顯示兩鉤子受力隨時間變化的圖象如圖12所示。根據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是_。,圖12,A.作用力大時，反作用力小 B.作用力和反作用力的方向總是相反

14、的 C.作用力和反作用力是分別作用在不同物體上的 D.此圖線一定是在兩個物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)下顯示出來的,(2)放開木塊C，用A拉B向右運動，上述結(jié)論是否仍成立？_。 解析(1)根據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，故A錯誤，B正確；根據(jù)圖線不能看出兩力分別作用在不同物體上，故C錯誤；根據(jù)圖線不能看出一定是在兩個物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)下顯示出來的，故D錯誤。 (2)放開木塊C，用A拉B向右運動，作用力和反作用力依然大小相等，方向相反，上述結(jié)論仍成立。 答案(1)B(2)是,真題示例,【例1】 (201610月浙江選考)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實險中 (1)下列說法

15、中不正確或不必要的是_(填字母)。 A.長木板的一端必須墊高，使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運動 B.連接鉤碼和小車的細(xì)線應(yīng)與長木板保持平行 C.小車應(yīng)靠近打點計時器，先接通電源，后釋放小車 D.選擇計數(shù)點時，必須從紙帶上第一個點開始 (2)圖13是實驗中打下的一段紙帶，算出計數(shù)點2的速度大小為_ m/s，并在圖14中標(biāo)出，其余計數(shù)點1、3、4、5對應(yīng)的小車瞬時速度大小在圖14中已標(biāo)出。,(3)作圖并求得小車的加速度大小為_m/s2。,圖13,圖14,解析(1)探究小車的速度隨時間的變化規(guī)律，不能使小車做勻速運動，所以不必將長木板的一端墊高，使小車在不掛鉤碼時做勻速運動，A選項不必要；在處

16、理紙帶時，由于第一點附近的點較密集，因此常常將前面的點去掉，從清晰可辨的點取點后處理實驗數(shù)據(jù)，所以D選項也是不必要的；連接小車的細(xì)繩需要與木板平行，否則就要涉及到繩子拉力分解問題，選項B是必要的；操作時應(yīng)先接通電源后釋放小車，所以C選項是必要的。因此答案為A、D。,答案(1)AD(2)0.60(3)1.50(1.451.55),【例2】 (20159月浙江學(xué)考測試)在“探究作用力與反作用力的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)用兩個力傳感器進(jìn)行實驗。 (1)將兩個傳感器按圖15方式對拉，在計算機(jī)屏上顯示如圖16所示，橫坐標(biāo)代表的物理量是_，縱坐標(biāo)代表的物理量是_。,圖15,圖16,(2)由圖16可得到的實驗結(jié)

17、論是(多選)_。 A.兩傳感器間的作用力與反作用力大小相等 B.兩傳感器間的作用力與反作用力方向相同 C.兩傳感器間的作用力與反作用力同時變化 D.兩傳感器間的作用力與反作用力作用在同一物體上 答案(1)時間(t)力(F)(2)AC,【例3】 (201510月浙江學(xué)考)(1)在“探究求合力的方法”實驗中，下列器材中必須要用的是(多選)_。,(2)下列兩個學(xué)生實驗中，必須要測量質(zhì)量、時間和位移的是_。 A.用打點計時器測速度 B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 答案(1)BD(2)B,沖刺訓(xùn)練,1.(2016江西重點中學(xué)聯(lián)考)(1)我們已經(jīng)知道，物體的加速度a同時跟合外力F和質(zhì)量M兩個因素有關(guān)。要研究這三個物理量之間的定量關(guān)系，需采用的思想方法是_。,圖17,(2)某同學(xué)的實驗方案如圖17所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減少這種做法帶來的實驗誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施： 用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是_。 使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于_。,解析 (1)實驗研究這三個物理量之間關(guān)系的思想方法是控制變量法。 (2)用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力，只有在滿足砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時，拉力才可近似等于砂桶的重力。 (3)計算加速度時，用逐差法