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