专题9第1讲力学实验

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1、专题九　物理实验第1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

2、的实验方法完成新的实验．(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．1．通过实验探究弹力和弹簧伸长的关系当在竖直悬挂的弹簧下挂上钩码时，弹簧被拉长，产生向上的弹力．由二力平衡条件可知，钩码静止时，钩码的重力等于弹簧的弹力．当钩码重力增大时，弹力也增大，弹簧弹伸长量增大．所以研究弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系，可以转换为

3、探究弹簧伸长量与钩码重力的关系．由此可知，实验中需测量的量有：悬挂不同数量钩码时弹簧的伸长量、钩码的重力．【例1】通过“探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同．已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A，现把它截成长为L0和L0的B、C两段，设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想．图911甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以，k

4、1=k2=k3乙同学：弹簧越短劲度系数越大，所以，k1k2>k3(1)为了验证猜想，可以通过实验来完成．实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有________．(2)简要写出实验步骤．(3)图911是实验得到的图线．根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？④改变钩码的个数，重复实验步骤②、③，并求出弹簧A的劲度系数k1的平均值．⑤按要求将弹簧A剪断成B、C两段，重复实验步骤①、②、③、④.分别求出弹簧B、C的劲度系数k2、k3的平

5、均值．比较k1、k2、k3得到结论．(说明：不一定严格按以上顺序答题，只要条理清楚、能完成实验的，都算对)(3)同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大(或越长的段，劲度系数越小)．【评析】在物理学中经常用到图象处理物理问题．用作图法处理实验数据并得出相关的结论是科学研究中的一种重要方法，也是高考中的重点内容，近年来在高考中出现的几率特别高．在作图时，应该根据所给出的坐标纸合理选取两坐标轴的标度，使得图线大致占满整个区域，以便减小偶然误差．根据描出的点，作出平滑曲线或直线，注意所画出的线不

6、一定过所有点，而是应尽量使各点较均匀地分布在图线的两侧，画直线或曲线的过程就是取平均的过程．如图912所示，将橡皮筋的一端固定于A点，另一端点用互成某个角度的两个拉力F1与F2将其拉到某个位置O，换用一个拉力F′替代前两个拉力F1与F2，也把橡皮筋拉到同一位置O，此时则可以说拉力F1和F2合力的作用效果与一个力F′的作用效果相同．若按比例作力F1、F2、F′的图示，以F1和F2为邻边作平行四边形所得的合力F与F′在误差允许范围内大小相等、方向相同，即可验证两互成角度的共点力的合成遵从平行四边形定

7、则．2．验证力的平行四边形定则由此可知，实验中应记录与测量的是：橡皮筋被拉到的位置O，各次弹簧测力计拉力的大小与方向．图912【例2】(2011·江苏卷)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.(2)下

8、列不必要的实验要求是______．(请填写选项前对应的字母)A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍超出量程，请您提出两个解决办法．【解析】(1)由测力计可读出数据为3.6N；(2)因为只要O点受力平衡，三个力的合力为零即可，没有必要每次都要使O点静止在同一位置，D项符合题意；(3)减小重物M的质量，可使测力计的读数减小，更换量程更大的测力计也可．答案