1、高考物理实验归纳总结及典题专题一匀变速直线运动的探究一、实验目的 1练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动 2掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法 3能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的加速度 二、实验原理 1理论基础 沿直线运动的物体在连续相等的时间内不同时刻的速度分别为 v1、v2、v3、，若 v2-v1=v3-v2=v4-v3=，则说明该物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明该物体 在 做匀变速直线运动； a =即为所求物体运动的加速度 （2）平均速度法求速度 求各点的瞬时速度 v t = v2?v ?v1 = =K ?t ?t1(2)V-t 图象法 根据/ v t
2、= v ，求出各个记数点的瞬时速度，再作出 v-t 图像，其斜率表示加速度。22打点计时器的工作原理： (1)作用：计时仪器，每隔 0/02 s 打一次点 工作条件电磁打点计时器：46v 交流电电火花打点计时器：200v 交流电 (3)纸带上点的意义： 表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置 （记录了时间和位移） 通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况 设相邻两点之间的位移为 S1、S2、S3 (1)若如 S2-S1=S3-S2=Sn-Sn-1=0则物体做匀速直线运动 (2)若如 S2-S1=S3-S2=Sn-Sn-10，则物体做变速直线运动 3求物体加速度的方法和速度 (1)逐差
3、法 如图实-1-1 所示，相邻两计数点间的距离分别为 S1、S2、S3、S6 两计数点间的时 2 间间隔为 T，根据s=aT三、实验器材 电磁打点计时器或电火花计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、刻度 尺、导线、电源、垫片等s4 ? s1 = ( s4 ? s3 ) + ( s3 ? s2 ) + ( s2 ? s1 ) = 3aT 2四、实验步骤与数据处理 1如图实-1-2 所示，把原来放于水平桌面上的长木板一端垫起，把打点计时器固定 在木板被垫起的那一端，连接好电路让平整的纸带穿过打点计时器的限位孔把纸带 的一端固定在小车后面 2用手按住小车，使小车停在靠近打点计时器处先接通电源。
4、再放开小车小车在 拖着纸带运动的同时，打点计时器就在纸带上打下一系列的点断开电源，取下纸带； 更换新纸带，重复实验三次 3从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后面便于 测量的地方找一个开始点，为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作 为时间的单位，而用每打五次点（每隔四个点）的时间作为时间的单位，就是 T=0/02S 5=0/1S，在选好的开始点下标明 A，依次标为 B、C、D、E叫做计数点 4用毫米刻度尺正确测出每相邻两计数点之间的距离 S1、S2、S3、S4、S、5S6 并填入下 表中。同理如 s5 ? s2 = s6 ? s3 = 3aT21间都有四
5、个点未画出，按时间顺序取 0、1、2、3、4、5 六个点，用米尺量出 l、2、3、 4、5 点到 0 点的距离如图实 1-5 所示(1)小车做什么运动? (2)若小车做匀变速直线运动，那么当打第 3 个计数点时小车的速度为多少?小车的加 速度为多少?5比较各段的加速度是否相等，得出结论，即小车沿斜面的下滑是否可以看成匀变速 直线运动。 6根据实验原理中所讲的方法，计算小车的加速度或根据 v-t 图象求出小车的加速 度 五、注意事项 1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 2应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手按住/ 3先断开电源，再取下纸带 4如打出的点较轻或是短线时，应调整
6、振针距复写纸的高度 5选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计 数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔 T 等于多少秒 6每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰 7不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数 起点 0 之间的距离)读数时应估读到毫米的下一位。 8要多测几组，尽量减小误差 六、误差分析 1根据纸带测量的位移有误差 2根据位移计算的瞬时速度有误差 3计算的加速度有误差 4用作图法作出的 v-t 图线并非是一条直线 5木板的粗糙程度并非完全相同 例题 1/在“测定匀变速直线运动的加速度”
7、的实验中，用打点计时器记录纸带运动的 时间，计时器所用电源的频率为 50Hz，下图为小车带动的纸带上记录的一些点，在每 相邻两点问例 2： “研究匀变速直线运动” 在 的实验中， 打点计时器使用的交流电源的频率为 50 Hz， 记录小车运动的纸带如图实 1-6 所示，在纸带上选择 6 个计数点 A、B、C、D、E、F， 相邻两计数点之间还有四个点未画出， 各点到 A 点的距离依次是 2/0cm、 5/0cm、 9/0cm、 14/0 cm、20/0cm (1)根据学过的知识可以求出小车在 B 点的速度为 VB= m/s，CE 间的平均速度为 m/s； (2)以打 B 点时为计时起点， 建立 v
8、-t 坐标系如图实 1-7 所示， 请在图中作出小车运动 的速度与时间的关系 图线；22/某同学在用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时， 得到了如下图所示的纸带， 从 O 点开始，每隔两个计时点取一个记数点，则每两个相邻记数点间的时间间隔为 2 s/测得 OA3/20cm，DE9/72cm，则物体运动的加速度为 m/s /2(3)根据图线可得小车运动的加速度为m/s 2/0/06 4/53 3/用打点计时器研究匀变速直线运动时的主要步骤有： A/把打点计时器固定在长木板的一端，接好电路； B/把小车停在靠近打点计时器时，接通电源后开启小车； C/换上纸带，重复三次，选择一条较理想的纸带；
9、D/把一条细绳系在小车上，细绳跨过定滑轮挂上砝码，把纸带穿过打点计时器，并把 它的一端固定在小车后面； E/断开电源，取下纸带/ 合理的实验顺序应为 / 3/ADBEC 4 （2007 年广东省高考 8 分）如图 11（a）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可 伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸 带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的 的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上 运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为 50Hz。图实-1-6（b）中、是
10、小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所 示。练习： 1/ 如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示 小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T=0/10 s/其中 s1=5/12 cm、 s2=5/74 cm、 s3=6/41cm、s4=7/05 cm、 s5=7/68 cm、 s6=8/33 cm、 2 则打 F 点时小车的瞬时速度的大小是 m/s，加速度的大小是 m/s （计算结 果保留两位有效数字）/1/0/80/0/64(0/630/65 都算对 )3（1）根据所提供纸带上的数据，计算打段纸带时小车的加速度大小为 _m/s2。 （
11、结果保留两位有效数字） （2）打段纸带时，小车的加速度是 2/5 m/s2。请根据加速度的情况，判断小车运动 的最大速度可能出现在段纸带中的_。 （ 3 ） 如 果取 重 力加 速度 10m/s2 ， 由 纸 带 数 据可 推 算 出重 物 与小 车 的质 量 比 为 _。5研究小车的匀变速运动，记录纸带如图实-1-11 所示，图中两计数点间有四个点未 m/s2，打 画出已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz，则小车运动的加速度 a= P 点时小车运动的速度 VP= m/S6(2007 北京高考理综)某同学用图实-10-15 所示的实验装置研究小车在斜面上的运 动实验步骤如下： a安装好实验
12、器材 b接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次选出一条点迹比 较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个4计数点，如图实-1-16 中 0、1、2、6 点所示c测量 1、2、3、6 计数点到 0 计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3、S6 d/通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动/e/分别计算出 S1、S2、S3、S6 与对应的时间比值s1 s2 s 、 6 t1 t2 t6f以s s s 为纵坐标、t 为横坐标/标出 与对应时间 t 的坐标点，画出 -t 图线 t t t(4)根据结合上述实验步骤，请你完成下列任务： (
13、1)实验中/除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外， 在下面的仪器和器材中，必须使用的有 和 (填选项代号) A电压合适的 50 Hz 交流电源 B电压可调的直流电源 C刻度尺 D秒表 E/天平 F/重锤 (2)将最小刻度为 1mm 的刻度尺的 0 刻线与 0 计数点对齐，0、1、2、5 计数点所在位 置如图实-1-17 所示，则 S2= cm/S5= cms -t 图线判断，在打 0 计数点时，小车的速度 V0= t2m/s；它在斜面上运动的加速度 a= m/s 答案：(1)AC(2)2/972/99 13/1913/21 (3)如下图(3)该同学在图实-1-18
14、中已标出 1、3、4、6 计数点对应的坐标点，请你在该图中标 出与 2、5 两个计数点对应的坐标点，并画出s -t 图线 t7/ （金山中学考前 10 天冲刺）某同学用如图所示装置测量重力加速度 g/所用交流电 频率为 50 Hz。在所选纸带上取某点为 0 号计数点，然后每 3 个点取一个计数点，所5以测量数据及其标记符号如题图所示。 该同学用两种方法处理数据(T 为相邻两计数点 的时间间隔)：S ?S 2 A：由 g1 = S 2 ?2 S1 / g 2 = S 3 ? S 2 / g 5 = 6 2 5 / 取平均值 g=8/667 m/s / 2 T T T 2 S ? S2 S ?S
15、B：由 g1 = S 4 ? S1 / g 2 = 5 / g 3 = 6 2 3 / 取平均值 g=8/673 m/s 。 3T 2 3T 2 3T (1)从实验装置看/该同学所用交流电的电压为_伏特/操作步骤中释放纸 带和接通电源的先后顺序应该是_/ (2)从数据处理方法看，在 S1、S2、S3、S4、S5、S6 中，对实验结果起作用的，方 法 A 中有_/方法 B 中有_。 因此， 选择 方法_（A 或 B）更合理，这样可以减少实验的_(系统或偶然) 误差。 (3)本实验误差的主要来源有_ 试举出 （ 两条） 。二、实验原理 1如图实-2-1 所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长平衡时弹簧产
16、生的弹力与所挂 钩码的重力大小相等 2用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量 x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力 大小 F，以横坐标表示弹簧的伸长量 x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应 的点，用平滑的曲线连接起来根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间 的关系三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线答案：(1)从实验装置看/该同学所用交流电的电压为 _220 伏特/操作步骤中释放纸 带和接通电源的先后顺序应该是 _先接通电源后释放纸带 (2)从数据处理方法看，在 S1、S2、S3、S4、S5、S6 中，对实验结果起作用的，方法 A 中有 _
17、S1、S6/ 方法 B 中有 S1、S2、S3、S4、S5、S6。因此，选择方法 _B （A 或 B） 更合理，这样可以减少实验的 _偶然 (系统或偶然)误差。 (3)本实验误差的主要来源有 （试举出两条） / 重物下落过程中受到阻力； 1、 S S2、S3、S4、S5、S6 长度测量； 交流电频率波动； 数据处理方法等。四、实验步骤与数据处理 实验步骤与数据处理 1将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的 长度 L0，即原长 2/如图实-2-2 所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测量弹簧的总长 L 并计算钩码的重力，填写在记录表格里实验二 探究弹力
18、和弹簧伸长的关系一、实验目的 I培养学生用所学知识探究物理规律的能力 2探究弹力和弹簧伸长的关系 3养成用图象法处理实验数据的习惯 3改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次 4以弹力 F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量 x 为横坐标，用描 点法作图连接各点，得出弹力 F 随弹簧伸长量 x 变化的图线 5以弹簧的伸长量 x 为自变量，写出曲线所代表的函数首先尝试写成一次函数，如6果不行则考虑二次函数 6得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数(斜率 K)的物理意 义 五、注意事项 1所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度要注意观察，适可 而止
19、 2每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀，这样作出的图 线更精确 3测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以减小误差 4描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布 在曲线的两侧描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线 5记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位 六、误差分析 1钩码标值不准确，弹簧长度测量不准确带来误差 2画图时描点及连线不准确也会带来误差 3弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来误差 练习 1(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说***确的是( ) A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限
20、度 B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量 D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等 (2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验 他先把弹簧平放在桌面上使其自 然伸长，用直尺测出弹簧的原长 L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸 长后的长 度 L，把 L-L0 作为弹簧的伸长量 x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出 的图线可能是图实-2-3 中的( )(2)由于考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量 x0，所以选 C 【答案】 (1)AB(2)C 2做“探
21、究弹力与弹簧伸长的关系”的实验步骤如下： A以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平 滑的曲线连结起来； B记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度 L0； C 将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重)， 并将弹簧的一端系 于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺； D依次在弹簧下端挂上 2 个、3 个、4 个钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下 端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码； E以弹簧伸长为自变量，写出弹力与伸长的关系式首先尝试写成一次函数，如果不 行则考虑二次函数； F解释函数表达式中常数的物理意义/ G整理仪器 请将以上步骤按操
22、作的先后顺序排列出来： 解析：根据实验的要求，步骧先后顺序应为 C、B、D、A、E、F、G 答案：CBDAEFG 3在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，将弹簧水平放置测其自然长度，然后 竖直悬挂让其自然下垂，在下端挂上钩码实验过程在弹性限度内进行，用记录的外 力 F 与弹簧的伸长 x 作 F-X 图线如图实-2-8 所示，该图线不过原点的原因是解析：当未悬挂砝码时，由于弹簧自重的影响，造成弹簧的形变。 4 某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时， 将一轻弹簧竖直悬挂让其自 然下垂，测出其自然长度；然后在其下端施加外力 F，测出弹簧的总长度 L，改变外力 F 的大小， 测出几组数据，
23、 作出外力 F 与弹簧总长度 L 的关系图线如图实-2-10 所示 (实 验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)【解析】本题主要考查使用弹簧时应注意的问题，还有用图象法来描述弹簧的弹 力与其伸长量间的关系 (1)本实验中应以需要研究的一根弹簧为实验对象，在弹性限度内通过增减钩码的数 目，以改变对弹簧的拉力，来探索弹力与弹簧伸长的关系，所以选 A、B7(1)由图可知该弹簧的自然长度为 cm； (2)该弹簧的劲度系数为 N/m 答案： （1）10 （2）50 5用一弹簧测力计水平拉一端固定的弹簧，以此来测定此弹簧的劲度系数 K，测出的 拉力 F 与弹簧长度 L 之间的数据如下表所示：(1)根据所测数据
24、，在图实-2-5 所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度 x 与钩 码质量 m 的关系曲线(1)在图实-2-11 中作出此弹簧的 F-L 图线 (2)图线与 L 轴的交点表示 ，其值为 N/mcm，此弹簧的劲度系数为(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断， 在 N 范围内弹力大小与弹簧伸长关系 满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为 Nm 【解析】本题主要考查用图象法处理数据的方法以及根据实验结果(图象)判断分析 实验结论的能力 (1)根据题目中所测量的数据进行描点， 然后用平滑的曲线(或直线)连接各点， 在连接 时应让尽量多的点落在线上，(偏差比较大的点舍去)不在线上的点尽量平均分布在
25、线 的两侧，如图实-2-6 所示6/(2009 年合肥质检)某同学用如图实-2-4 所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系” 的 实验 他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度， 然后在弹簧下端挂上钩码， 并逐个增加钩码， 测出指针所指的标尺刻度， 所得数据列表如下： (重力加速度取 g=9/8 2 m/s )8A/增挂钩码时 ? l 与 F 成正比，而减挂钩码时 ? l 与 F 不成正比 B/当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C/当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D/增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度7(8 分)某同学在
26、探究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系时，测得了弹簧的劲度系 数 k他的做法是：先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米 的刻度尺竖直放在弹簧的一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧 自然下垂时，指针指示的刻度数值记为 L0；当在弹簧的下端挂 1 个 50 g 的砝码时，指 针指示的刻度数值记为 L1；当在弹簧的下端挂 2 个 50 g 的砝码时，指针指示的刻度数 值记为 L2挂 7 个 50 g 的砝码 时，指针指示的刻度数值记为 L7各数值记录如下表所示 (1)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出 3 个差值：d1=L4-L0=6/90
27、cm，d2=L5-Ll=6/90cm，d3=L6-L2=7/00cm请你计算第 4 个差值： d4= = cm (2)根据以上差值，可以求出每增加 50g 砝码弹簧的平均伸长量L，用 d1、d2、d3、 ，代人数据得L= cm d4 表示为/L= (3)另一同学认为， 利用作图法也可以处理上表中的数据并求得 k 值， 该同学以 为 纵坐标、指针指示的刻度值为横坐标，通过描点作图得到一条倾斜的直线，则该直线 的 即 为 K 2 (4)计算弹簧的劲度系数 k= Nm(取 g=9/8m/s ) 7、题答案：实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的 1/掌握弹簧测力计的正确使用方法 2/根据实验的要
28、求，会对给定的实验步骤排序、纠错 3/验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则，培养用作图法处理问题的能力 二、实验原理 等效法：使一个力 F和两个力 F1、F2 都让同一条一端固定的橡皮筋伸长到某点。 即它们的作用效果相同，所以一个力 F就是这两个力 F1 和 F2 的合力，作出力 F的 图示再根据平行四边形定则作出力 F1 和 F2 的合力 F 的图示，比较 F 和 F的大小和 方向是否都相同 三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮筋，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图 钉(几个)、铅笔 四、实验步骤与数据处理 1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上 2用图钉把橡皮筋的一端固
29、定在 A 点，橡皮筋的另一端拴上两个细绳套8、 分）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约 200mm （6 的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为 20g） ，每增挂 一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上 10 只钩码后，再逐一把钩码取下，每取 下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码 。 时的橡皮筋伸长量 ?l 与拉力 F 关系的图像如图所示。从图像中可以得出 D （填选项前的字母）3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到某一位 置 0，如图实-3-1 所示，记录两弹簧测力计的读数
30、，用铅笔描下 O 点的位置及此时两 细绳套的方向 4 用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳方向画直线， 按选定的标度作出这两只弹簧测9力计的读数 F1 和 F2 的图示，并以 F1 和 F2 为邻边用刻度尺作平行四边形，过 O 点画平 行四边形的对角线，此对角线即为合力 F 的图示 5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮筋的结点拉到同样的位置 0，记下弹簧测力 计的读数和细绳的方向，用刻度尺从 0 点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测 力计的拉力 F的图示 6比较力 F与用平行四边形定则作出的合力 F 在大小和方向上是否相同 7改变两个力 F1 与 F2 的大小和夹角，再重复实验两次 五、注
31、意事项 1不要直接以橡皮筋端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应 使结点小些，以便准确地记录结点 0 的位置 2在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点 O 的位置一定要相同 3不要用老化的橡皮筋，检查方法是用一个弹簧拉橡皮筋，要反复做几次，使橡皮筋 拉到相同的长度看弹簧读数有无变化 4细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿细绳套的方向画直线。应在 细绳套末端用铅笔画一个点， 取掉细绳套后， 再将所标点与 0 点连直线确定力的方向 5在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同并且要恰当选取标度，使所作 力的图示稍大一些 六、误差分析 本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的
32、误差外，还有读数误差、作图误差， 因此读数时眼睛一定要正视， 要按有效数字正确读数和记录， 两力与各对边要平行 两 个分力 F1 和 F2 间的夹角越大，用平行四边形作图得出的合力 F 的误差F 也越大，所以实验 0 0 中不要把取得太大，但也不宜太小，以 60 100 之间为宜 1/如图实-3-2 所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到 的实验结果。若用 F 表示两个分力 F1、F2 的合力，用 F表示 F1 和 F2 的等效力，则 可以判断 (填“甲”或“乙”) 同学的实验结果是尊重事实的个量程为 5N、最小刻度为 0/1N 的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测
33、力计。 当橡皮筋的活动端拉到 O 点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读 数可从图中读出。由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N 和_N。 （只 须读到 0/1N）在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。 解：2/5N 和 4/0N 注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位 3/在验证力的平行四边行定则的实验中，提供的器材有：方木板、白纸、弹簧秤 一个、橡皮盘、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉（几个）下面是主要实验步骤： 在桌上平放一方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板 上/ 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的 A 点，在橡皮条的另一
34、端拴上两条细 绳，细绳另一端系着绳套 B、C/ 按照一定的标度作出两个力 F1 和 F2 的图示/ 用平行四边行定则求出合力 F/ 用弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同一结点位置 O，读出弹簧的示 数 F，记下细绳的方向， 比较力 F与用平行四边形定则求得的合力 F 的大小和方向，看它们中否 相等/ 改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验，得出的结论是 / 以上步骤中有的没有写全，请将不全的地方加以补充/答案：用弹簧秤勾住绳套 B，用手拉住绳套 C， 分）互成角度地拉橡胶条，使橡皮条伸长，让 （2 结点到达某一位置 O（1 分） /（共 3） 用铅笔记下 O 点位置和两条细绳的方向，读出弹簧
35、秤的读数 F1 /（3） （记录：o 点、两绳 方向、读数各分） 用弹簧秤钩住绳套 C，用手拉住绳套 B，沿已记录的两细绳的方向拉橡皮条，仍使结点达到 同样位置 O，读出弹簧秤的示数 F2 / （2） （以上没按所分序号位置答题但要点答对同 样给分） 用同一标度作出这个力 F的图示。 （2） （注：没有“同一标度”不给分） 5(N)0 O 11234误差允许范围内 F与 F 大小相等，方向相同（2）（注：没有“在误差允许范围内 。 扣一分）【答案】 甲 2/橡皮筋的一端固定在 A 点，另一端 栓上两根细绳，每根细绳分别连着一2 4 3 3 (N)42/（黄冈市 2008 年高三模拟适应考试）在
36、“验证力的平行四边形定则”的实 （ 年高三模拟适应考试） 验情况如图所示。其中 A 为固定橡皮筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，10OB 和 OC 为细绳。 在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发 生变化？ 答： 。 （选填“变”或“不变” ） 本实验采用的科学方法是 A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法 答案：不变（3 分） B（3 分） 3/在做验证力的平行四边行定则实验中： 除了方木板、白纸、图钉、细线套、橡皮条、铅笔和刻度尺外，还需要的器材 有： 。在此实验中，假如 F1 的大小及方向固定不5 （2009 山东理综 ，23（1）
37、 分） ，4 某同学在家中尝 试验证平行四边形定则，他找到三条相 同的橡 皮筋（遵循胡克 定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了 如下实验：将两条 橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子 A、B 上，另一端与第二 条橡皮筋连接，结点为 O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。 为完成该实验，下述 操作中必需的是 a测量细绳的长度 b测量橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后像皮筋的长度来源/学科来源/学科。d记录悬挂重物后结点 O 的位置钉子位置固 定/ 欲利用现有器材/改变条件再次实验证/可采用的方变， 那么为了使橡皮条仍然伸长到 O 点， F2 来说， 对 下面几种说
38、法中正确的是： ( A、F2 可以有多个方向 C、F2 的方向和大小是惟一确定值 答案：三角板和弹簧秤 C 4(7 分)请回答下列有关“探究求合力的方法”的实验的问题 B、F2 的方向和大小可以有多个值 D、F2 的方向是惟一的，但大小可有多个)法是来源/学。科。 Z。X。X。K(1)在该实验中，合力与分力的关系体现的科学思想方法是 / A假设推理 B控制变量 C等效替代 D理想模型 (2)某同学在做实验时， 将弹簧秤平行于板面放置(如图甲所示)， 然后记录力的大小和 方 向 请 你 指 出 其 操 作 中 所 存 在 的 问 题： / (3)某同学完成实验后得到的图形如图乙所示，图上所画的四
39、个力中， / 由一个弹簧秤拉橡皮筋得到的力是 4、答案： （1）C(2)弹簧秤的轴线与细线不在同一直线上（3）F5、答案： （1） bcd 更 换重物 6/(2009 年北京东城)在做“验证力的平行四边形定则"/实验中，若由于 F1 的误差使 F1 与 F2 的合力 F 方向略向左偏，如图 2-5-2 所示，但 F 大于等于 F，引起这一结果的原 ，F1 的方向使它与 F2 的夹角比真实值 因可能是 F1 的大小比真实值偏 偏 / 6/答案：大、大 7/在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图 1-6 中甲所示，其中 A 为固定橡皮 筋的图钉，O 为橡皮筋与细绳的结点，OB 和 OC
40、 为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果 画出的图。 (1)图乙中的 F 与 F两力中，方向一定沿 AO 方向的 是_ (2)本实验采用的科学方法是-（ ） A/ 理想实验法 B/ 等效替代法 C/ 控制变量法 D/ 建立物理模 型法 图 16 答案：(1)F(2)B 8探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指( ) A使两分力与合力满足平行四边形定则 B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点 O 重合 C使两次橡皮筋伸长的长度相等 D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变 答案：B119图 267 为“探究求合力的方法”的实验装置 (1)下列说法中正确的是( )A在测量同一组数据 F1、
41、F2 和合力 F 的过程中，橡皮条结点 O 的位置不能变化 B弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下 图 266 CF1、F2 和合力 F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程 D为减小测量误差，F1、F2 方向间夹角应为 90 (2)弹簧测力计的指针如图 268 所示，由图可知拉力的大小为_ N/ (3)某同学完成该实验后得到的图形如图 266(b)所示，图上所画的四个力中，由一 个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是_ 答案：(1)等效替代 (2)弹簧测力计的轴线与细线套不在同一直线上，导致测量数据不准确 (3)F 应按照实验要求做好实验，重视实验中的几个注意点本题中的 F是以 F1、F2 为邻边所
42、作的平行四边形的对角线，故 F 是用一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力 11/在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另 一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图 265 所示)实验中需用两个弹 簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几 项： A两根细绳必须等长 B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 其中正确的是( )解析： (1)在测量同一组数据的过程中， 橡皮条结点 O 的位置不能变化， 如果变化， 即受力变化，所以 A 选项正确；由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点 O，定滑轮只
43、 能改变力的方向不能改变力的大小，所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直 方向，B 选项错误；弹簧测力计的使用，不能超过其量程，C 选项正确；两个拉力 的方向合适即可，不宜太大，也不宜太小，但不一定为 90，所以 D 选项错误 (2)考查弹簧测力计的读数 答案：(1)AC (2)4/00 10关于验证平行四边形定则的实验，请回答下列问题： (1)在该实验中，合力与分力的概念是一种_的科学思想方法 (2)某同学在做该实验时，弹簧测力计平行于木板如图 266(a)放置，然后记录力的 大小和方向，请你指出这样操作的问题：_/图 265 解析：该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果，不必要求两分力
44、等大，故 B 错；与两绳长短无关，A 错；但需使两分力与合力在同一平面内，故 C 正确 答案：C 12 在做“互成角度的两个力的合力”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个 弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点。以下操作中错误的是（ ） A/同一次实验过程中，O 点位置允许变动 B/实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C/实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧 秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点12D/实验中，把橡皮条的另一端拉到 O 点时，两个弹簧秤之间夹角应取 90?，以便于 算出合力大小 解析 本题为 199
45、4 年上海高考试题 实验中有严格的要求： （1）结点 O 不允许移动。 (2)弹簧秤不要达到最大量程，因为一个达到最大，另一个将不好调整。 (3)两个弹簧秤的拉力夹角不易过大，也不易过小，取 90?也可以，并不是必须取 90?。 所以，本题操作中错误的是 A、C、D。 说明 本实验的所有规定都是为了更有利于操作，有利于减小测量误差，合力一 定的前提下，一个力大小或方向的改变，都可导致另一个力的大小、方向发生改变。 夹角太大太小、拉力太大太小、拉力与木板不平行均会带来较大误差。 13/ 9在“研究两个共点力合成”的实验中，假如在保持两分力大小不变的条件下完 成共点力合成实验，由实验数据得到如图所
46、示合力 F 与两分力间夹角的关系图线， 则合力的变化范围是 ，两分力的大小分别是 14、 （1）比较 F 合和 F 的大小和方向并得出结论 （2）利用平行四边行法则作 F1、F2 的合力 F 合 实验四 验证牛顿运动定律 一、实验目的 1学会用控制变量法研究物理规律 2探究加速度与力、质量的关系 3掌握利用图象处理数据的方法 二、实验原理 探究加速度 a 与力 F 及质量 m 的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控 制一个参量小车的质量 m 不变，讨论加速度 a 与力 F 的关系，再控制重物的质量 不变，即力 F 不变，改变小车质量 m，讨论加速度 a 与 m 的关系 三、实验器材 打点
47、计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板，重物、砝码、夹 子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺 四、实验步骤及数据分析 1用天平测出小车和砝码的总质量 m，把数值记录下来 2按图实-4-1 所示把实验器材安装好，只是不把悬挂重物的细绳系在车上，即不给 小车加牵引力13/214N 8N，6N 14做： “互成角度的共点力合成”实验，实验步骤如下： 在水平放置的木板上，固定一张白纸。 把橡皮筋的一端固定在 O 点，另一端拴两根带套的细线，细线和橡皮筋的交点叫 做结点。 在纸面离 O 点比橡皮筋略长的距离上标出 A 点。 用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套，把结点拉
48、至 A 点，如 图所示，记下此时两力 F1 和 F2 的方向和大小。 改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至 A 点记 下此时力 F 的方向和大小。 撤下弹簧秤和橡皮筋。 在 A 点按同一标度尺，作 F1、F2、F 力的图示。请你写出下面应 继续进行的实验步骤，完成实验。 3 平衡摩擦力： 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木板 反复移动木板的位置， 直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态这时，小车拖着纸带运 动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡 4把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂重物，先接通电源再放开小车，打点计 时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断
49、电源，取下纸带，在纸带上标上 纸带号码 5保持小车和砝码的质量不变，改变重物的质量，使重物的质量远小于小车 和砝码的总质量，把重物的质量 m记录下来，重复步骤 4 6重复步骤 5 三次，得到四条纸带137在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算 出每条纸带上的加速度的值 8用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示作用力 F，作用力的大小 F 等于重物的重力。 根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便 证明了加速度与作用力成正比由以上数据画出它的 a-F 关系图象如图实-4-2 所示通过 a-F 关系图象，我们可以得出小车的加速度 a
50、与力 F 成正比 9保持重物的质量不变，在小车上加砝码，重复上面的实验，用纵坐标表示加速度 a， 横坐标表示小车和砝码总质量，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点 由以上数据画出它的 a-m 图象及 a-1/m 图象，如图实-4-3 甲、乙所示再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车 5作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可对称分布在所 作直线两侧 6作图时两坐标轴标度比例要选择适当各量须采用国际单位这样作图线时，坐标 点间距不至于过密，误差会小些 7/为提高测量精度，可以采取下列措施： (1)舍掉纸带上开头比较密集的点 ，在后边便于测量的地方找一个起点 (2)可以把每打
51、五次点的时间作为时间单位， 即从开始点起， 每五个点标出一个计数点， 而相邻计数点间的时间间隔为 T=O/1 秒 六、误差分析 1质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木 板平行等都会造成误差 2因实验原理不完善造成误差；本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力(实际上 小车受到的拉力要小于重物的重力)。存在系统误差重物的质量越接近小车的质量， 误差就越大；反之，重物的质量越小于小车的质量，误差就越小。 3平街摩擦力不准造成误差：在平衡摩察力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实 验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸 带上各点
52、 的距离相等1在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度 a 与小车的质量 M 的关系时，由 于没有注意始终满足小车的质量远大于重物的质量(M>/>/m)的条件，结果锝到的图象应 是图实-4-8 中的( )通过 a-m 和 a-1/m 的关系图象，我们可以得出小车的加速度 a 与质量 m 成反比，与质 量的倒数击成正比 五、注意事项 1一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜 面方向的分力正好平衡小车受到的摩擦阻力在平衡摩擦力时不要把重物挂在小车 上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动 2实验步骤 2、3 不需要重复，即整个实验平衡
53、了摩擦力后，不管以后是改变重物的 质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力 3每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大子重物的质量的条件下打 出只有如此，重物重力的大小才可视为小车受到的拉力的大小 4 改变重物和小车质量后， 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器， 并应先接通电源，14图象 与质量 M 的关系，应该做 a 与 (3)如图实-4-15(a)所示为甲同学根据测量数据作出的 a-F 图线， 此图钱说明实验存在 的问题是 。2(2009 年广州高三联考)在“验证牛顿运动定律”的实验中，作出了如图实-4-9 所 示的（a)、(b)图象。图(a)中三线表示实验中 不同；
54、图(b)中图线不过愿点的 原因是(4)乙、 丙两同学用同一装置做实验， 西出了各自得到的 a-F 图线如图实-4-15(b)所示， 两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?。 3 (2008 泰安检测)在“验证牛顿运动定律”的实验中， 采用如图实-4-14 所示的实验 装置，小车及车中砝码的质量用 M 表示，重物的质量用 m 表示，小车的加速度可由小 车后拖动的纸带打上的点计算出(1)当 M 与 m 的大小关系满足 时， 才可以认为绳对小车的拉力大小等于重物的重力 (2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时， 保持重物的质量一定， 改变小车及车中 砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数
55、据为了比较容易地检查出加速 度a4/在“验证牛螟运动定律”的实验中，按实验要求装置好器材后。应按一定步骤进行 实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序以字母代号填写在下面的 横线上： A/保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度。重复几次。 B/保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几次。 C/甩天平测出小车和重物的质量 D/平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动 E/挂上重物，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的 点。 F/根据测量的数据，分别画出 a-F 和 a-1/m 的图线。 【解析】利用控制变量法和逐差法分析纸带求加速度最 后处理
56、数据的思路，合理顺序应为 DCEABF 或 DCEBAF 5/(2009 年济宁模拟)若测得幕一物体质量 m 一定时，a 与 F 的有关数据资料如下表所 示：15力成正比”这一物理规律给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图实-4-6)、 小车、计时器一个、米尺(1)根据表中数据，画出 a-F 图象/ (2)根据图象判定：当 m 一定时，a 与 F 的关系为 / (3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，数据处理得 出如图实-4-4 所示的 a-F 图象试分析甲、乙两同学可能存在的问题： 甲： 乙：(1)填人适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：
57、让小车自斜面上方一固定点 A1， 从静止开始下滑至斜面底端 A2， 记下所用的时间 t 用米尺测量 A1 与 A2 之间的距离 s，则小车的加速度 a= 用米尺测量 A1 相对于 A2 的高度 h 设小车所受重力为 mg， 则小车所受合外力 F= 改变 ，重复上述测量 2 以 h 为横坐标，l/t 为纵坐标，根据实验数据作图如能得到一条过原点的直线， 则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律 (2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是： 调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑测量此时 A1 点相对于斜面底端 A2 的高 度 h0 进行(1)中的各项测量 计算与作图时用(h-h0)代替 h 对此方案有以下几种评论意见： A方案正确可行 B方案的理论依据正确，但利用所给器材无法确定小车在斜面上是做匀速运动 C方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关 其中合理的意见是/【解析】(1)考查“验证牛顿运动定律”实验的数据处理方法及结果分析若口与 F 成正比，
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