高中物理力学实验专题.pdf

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1、高中力学实验专题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（一）打点计时器系列实验中纸带的处理1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm。2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n个打点时间间隔，即T=0.02n（s）。一般取n＝5，此时

2、T=0.1s。3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得：Ss，Sss，Sss，Sss，Sss，SssI1II21III32IV43V54VI65ss5s43s2s10123s66SSSSSSⅠⅡⅢⅣⅤⅥ4．判定物体运动的性质：⑴若S、S、S、S、S、S基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直IIIIIIIVVVI线运动。⑵设△s=S－S，△s=S－S，△s=S－S，△s=S－S，△s=S－S1III2I

3、IIII3IVIII4VIV5VIV若△s、△s、△s、△s、△s基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运12345动。⑶测定第n点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式就SSss可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：vIVV53。42T2T⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移S、S、S、S、S、S分成两组，利用saT2可得：IIIIIIIVVVISSSSS

4、SaIVI、aVII、aVIIII，再算出的a、a、a平均值，即：13T223T233T2123aaaa123就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一3组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。（二）验证力的平行四边形定则1、实验原理一个力F的作用效果与两个共点力一和疋的共同作用效果都是把橡皮条拉伸到某点，则F为F1和F2的合力．作出F的图示，再根据力的平行四边形定则作出Fl和F2的合力F’的图示，比较F’与F在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同，即可验证力的平行四边形定则．2、实验注意事项(1)结点0：①定位

5、0点时要力求准确．②同一次实验中橡皮条拉长后的0点必须保持不变．(2)拉力：①用弹簧秤测拉力时要使拉力沿弹簧秤轴线方向．②应尽量使橡皮条、弹簧秤和细绳套位于与纸面平行的同一平面内，细绳套适当长些。③两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小．以600至1200为宜。(3)作图：①在同一次实验中，选定的比例要相同．②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力．4、误差剖析(1)弹簧秤本身存在误差．(2)读数误差：为减小误差，读数时眼睛一定要正视刻线，按有效数字的要求正确读数并记录数据．(3)作图误差：作图时，两力的对边一定要平行；铅笔尖要尽量

6、细；图的比例要合适．（三）、验证牛顿运动定律．1、实验原理(1)实验的基本思想——控制变量法物理学中研究三个量或多个量之间的关系时，要用控制变量法．研究时先保持某个(或某些)量不变，研究另外两个量之间的关系；再保持另一个(或一些)量不变，研究其余两个量之间的关系；然后综合起来得出结论．本实验研究三个变量：加速度a、拉力F、质量m(小车)的定量关系，需采用控制变量法．①保持研究对象即小车的质量不变，改变砂桶内砂的质量，即改变拉力，测出对应不同拉力时小车的加速度，验证加速度是否正比于拉力．②保持小桶内砂的质量不变，改变研究对象的质量，即往小车内加砝码，测出

7、对应不同质量时小车的加速度，验证加速度是否反比于质量．(2)实验中拉力的测量方法——近似法①小车质量的测量：小车的质量可以利用天平测出，在小车上加放砝码可改变小车的质量．②拉力的测量：本实验通过装砂的小桶给小车以拉力，此拉力也等于小车受到的合力．在小桶和砂的总质量远小于小车质量的情况下，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力．因此用天平测出砂桶(包括砂)的质量，即可得拉力F改变小桶中砂的多少即可改变拉力的大小．说明：实际测量中可通过平衡摩擦力的方法来消除摩擦力的影响．③加速度的测量：在小车的后面拖上纸带，利用打点计时器打出的纸带测加速度．(3)实验

8、数据的处理方法一图象法，化曲为直的方法①研究a和F的关系：以加速度a为纵坐标，以F为横坐标，根