2012高考物理备战系列 力学实验——专题解读3.doc

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1、力学实验物理学是一门以实验为基础的自然科学，所以在高中物理课程中每一册都有一些典型的科学探究或物理实验。这些实验的设置也正是为了实现课程总目标：让学生“学习终身发展必备的物理基础知识和技能；学习科学探究方法，发展自主学习能力；发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣；了解科学与技术、经济和社会的互动作用，认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。”一、考纲解读知识内容说明实验一：验证平抛运动1.要求会正确使用实验仪器；2.要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶

2、然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。3.要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求实验二：探究动能定理实验三：验证机械能守恒定律新课程标准考试大纲，要求考生能明确上述实验的实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去

3、处理问题，包括简单的设计性实验。二、基本的探究方案一、验证平抛运动18用心爱心专心研究平抛运动规律的实验方法很多，可以用小球研究，也可以用水流研究，还可以用DIS研究。由于实验设计方案不同，导致操作步骤不同，但是实验原理都是运动的合成与分解。下面列举几例.实验方案一：验证竖直方向上的运动规律图1图2实验装置如图1所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开让其自由下落，观察到的现象是两球同时落地；改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，仍能观察到上述现象，这说明竖

4、直方向上的分运动总是相同的，且与球速无关，即“平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动”。图3实验方案三：描绘平抛运动的轨迹并计算初速度（1）描绘出平抛运动的轨迹实验装置如图3所示,将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端的切线是否水平;用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上，固定时要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直;选定斜槽末端上方小球球心处为坐标原点O，从坐标原点O画出水平向右的x轴和竖直向下的y轴;使小球从斜槽的某一固定位置由静止滚下，并由O点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地确定做平

5、抛运动的小球在某一x值处的y值，然后使小球从固定位置由静止滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地确定小球通过对位置，并在坐标纸上记下这一点;依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置；取下坐标纸，根据记下的一系列位置，用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹。（2）计算出平抛运动的初速度在轨迹上选取几个不同的点，测出它们的横坐标x和纵坐标y，根据重力加速度g的数值，利用公式v0=x求出小球做平抛运动的初速度，最后求出v0的平均值。注意18用心爱心专心：小球初速度是否水平、运动轨迹是否与木板平行

6、和空气阻力是产生系统误差的原因。为了减小系统误差，实验中注意以下几点：（1）固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线呈水平。检查斜槽末端的切线呈水平的方法是：是否能使小球稳定的停留在槽口附近；（2）木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触；（3）要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的初速度平抛，其轨迹从木板的左上角到达右下角，可以减小测量误差。实验方案五：频闪照相法数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄约15帖照片。用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张

7、连续照片，分析这些照片在水平方向和竖起方向的运动特点，从而归纳总结出平抛运动的规律。方法一比较法探究平抛运动的规律如图5所示，为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中、、为三个同时由同一点出发的小球。为球在光滑水平面上以速度运动的轨迹；为球以速度被水平抛出后的运动轨迹；为18用心爱心专心球自由下落的运动轨迹。通过分析比较上述三条轨迹可以看出：1.水平方向小球、在相同时间内的位移相同，而球做匀速直线运动，所以球在水平方向与球以相同的速度做匀速直线运动；2.竖直方向，小球做自由落体运

8、动，由图可以看出，小球与在相同时间内下降的位移也相同，即说明小球在竖直方向也做自由落体运动。二、验证动能定理实验方案一：探究恒力做功与物体动能变化的关系图7实验装置如图7所示，所用器材有长木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。我们通过橡皮筋带动小车运动来探究对物体做的功与物体速度变化的关系。小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．当我们用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋拉的长度都保持一样，那么，第2次、第3次…实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍…如