物理实验第2讲力学实验LI

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1、高三物理高考复习第16章 物理实验第2讲力学实验1.力学实验部分要求掌握的知识点有:(1)研究匀变速直线运动(2)探究弹力和弹簧伸长的关系(3)验证力的平行四边形定则(4)验证牛顿运动定律(5)探究动能定理(6)验证机械能守恒定律(7)验证动量守恒定律(8)利用单摆测重力加速度2.力学实验的特点(1)在力学实验中打点计时器的应用非常广泛,在七个实验中有五个实验用到了打点计时器.涉及打点计时器及其纸带数据分析的试题几乎年年都考,应引起足够重视.力学实验的创新也是高考的热点内容,实验考查以分组或演示实验为背景,考查对实验方法的领悟情况,灵活运用学过的实验方法

2、完成新的实验.(2)力学实验中数据的处理,作图法应用较多,用作图法处理数据的优点是直观、简便,能有效地减少偶然误差对测量结果的影响.由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系.对此应多加训练,熟练掌握.打点计时器是一种能测量微小时间间隔的纸带式记录仪器。构造实验室常用的打点计时器使用的是4V—6V、50Hz的正弦交流电,打点计时器的打点周期(即打点时间间隔)为0.02s。纸带的两类基本问题:加速度和瞬时速度求法加速度的方法:(1)用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间

3、的时间间隔)求出求加速度的方法:(2)用v-t图法:即先根据求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。由这些已知数据计算:①该匀变速直线运动的加速度a=___________m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度v=__________m/s。(答案均要求保留3位有效数字)OABCDEF5.007.109.1010.8112.

4、7015.10单位:cm1.931.39实验:验证机械能守恒定律实验原理在自由落体运动中,若物体下落高度h时的速度为v,则hvmgh=mv212实验:验证机械能守恒定律实验器材实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、重锤、刻度尺、铁架台(带铁夹)、学生电源等。夹子打点计时器纸带重物?铁架台4、选择合适的纸带,处理数据。3、更换纸带,重复几次。1、将打点计时器固定在铁架台上,把纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔。实验步骤2、用手提(用夹夹)着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落。问题1本实验要不要测

5、量物体的质量?mgh=mv212gh=v212无需测量物体的质量如果实验要求计算势能和动能的具体数据,那就必须要知道物体的质量。问题2gh=v21212x=gt2=×9.8×0.022m≈2×10-3m=2mm12h起始点纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。如何选取合适的纸带???、思考可以回避起始点吗(即处理纸带时可以不用到起始点吗)?我们可以选取A、B两点,比较它们的机械能EA和EB。若以点B为0势能点,则有:EKA+mgΔh=EKBΔhAB问题3如何测量物体的瞬时速度?做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于相邻两点间的平均速度。思考速度能不能用

6、v=2gh或v=gt计算?这种方法是根据机械能守恒定律得到的,而我们的目的就是验证机械能守恒定律,所以不能用。注意事项4、实验用的纸带一般小于1m,从起始点开始大约能打出20个点左右。末位置的点可选择倒数第一个点或倒数第二个点,从这一个点向前数4~6个点当初位置的点,可以减小这两个点的瞬时速度以及两点之间距离(高度h)测量的误差。1、安装打点计时器时,必须使两纸带限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。2、应选用质量和密度较大的重物,增大重力可可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积,可使空气阻力减小。3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的

7、点迹清晰且各点呈一条直线的纸带。误差分析1、偶然误差:测量长度时会带来误差2、系统误差:实验中重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功,故动能的增加量ΔEK必定稍小于势能的减少量ΔEP。数据记录测量点n123456高度hn/m速度vn/m/s势能EP/J动能EK/J可不可以用图象处理数据?0hv212图象法处理数据gh=v212该图象的斜率表示什么?为什么图象通过原点?3+2P215【例3】验证牛顿第二定律实验实验原理本实验共有F、m、a三个参量,探究加速度a与作用力F及物体的质量m的关系时,应用的方法是控制变量法,即先控制一个参量—

8、—小车的质量m不变,讨论a与F的关系,再控制小桶和砂的质量不变,即F不变,改变小

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