力学实验（2）——应用性和验证性实验

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1、力学实验（2）——应用性和验证性实验丢分提示1．不会应用力学实验中的关键型器材。2．不会总结验证性实验的结论。3．不会利用图像分析处理数据。4．不会分析器材使用过程中的误差。丢分题精析一．掌握力学实验中的关键型的使用（打点计时器、游标卡尺等）【例1】某同学在一次实验中，用打点计时器(频率为50Hz，即每0.02s打一个点)记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻计数点间还有4个点未画出。其中x1＝7.05cm、x2＝7.67cm、x3＝8.29cm、x4＝8.91cm、x5＝9.53cm、x6＝10.15cm。

2、图1－4－10(1)关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是________。A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以(2)各相邻计数点间的时间间隔T＝________s。(3)小车运动的平均速度为________m/s，在F点的瞬时速度为________m/s。(保留2位有效数字)【答案】(1)A　(2)0.1　(3)0.86　0.98【解析】(1)应先接通电源，等打点稳定后再释放纸带，A正确。(2)由交流电的频率为50Hz，知两相邻两点的时间间隔为0.02s，每隔4个点取一个计数点，则计

3、数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.1s(3)由平均速度公式＝得：＝＝cm/s＝86cm/s＝0.86m/s。又F点的瞬时速度近似等于EG段的平均速度vF＝EG＝＝cm/s＝98cm/s＝0.98m/s。【点评】力学实验中几个关键性的器材的使用是高考的重要考点，如：打点计时器、游标卡尺、气垫导轨、光电门等。既要弄清使用方法、注意事项，还要会分析处理测量的结果。二．验证性实验结论的总结【例2】8.用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中：(1)运用公式＝mgh对实验条件的要求是________，为此，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近________。(2)若实验中所

4、用重物的质量m＝1kg.打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重物速度vB＝________，重物动能Ek＝________，从开始下落起至B点时重物的重力势能减少量是________，由此可得出的结论是_______________________(g取9.8m/s2)。(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图象应是如下图中的________。8.答案：(1)打第一个点时重物的初速度为零　2mm　　(2)0.59m/s　0.17J　0.17J　机械能守恒　(3)C解析：(1)物体自由下落时，在0.02

5、s内的位移应为h＝gT2＝×9.8×(0.02)2m≈2mm，所以对实验条件的要求是打第一个点时重物的初速度为零。(2)vB＝＝m/s＝0.59m/s，此时重物的动能为Ek＝mv＝×1×(0.59)2J≈0.17J，重物的重力势能减少量为ΔEp＝mgh＝1×9.8×17.6×10－3J≈0.17J，故机械能守恒。(3)由机械能守恒定律可知，mgh＝mv2，即验证机械能守恒定律成立，只需验证v2＝gh即可。如以纵坐标为、横坐标为h，则图象应为过原点，且斜率为g的直线，故C图正确。【答案】三．利用图像得到结论【例3】9.现要通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图所示

6、：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________，动能的增加

7、量可表示为________．若在运动过程中机械能守恒，与s的关系式为＝________。(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/ms8.227.176.445.855.43/104s－21.481.952.412.923.39以s为横坐标，为纵坐标，在图中的坐标纸上描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k＝________×104m－1·s－2(保留3位有效数字)。由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出－s直线的

8、斜率k0，