必修一期末复习提纲(4).doc

第四部分 物理实验复习提纲一、纸带的处理1.打点计时器的使用-打点计时器是一种特殊的计时仪器，其工作电源为低压交流电源（电磁打点计时器的工作电压为低压46V，电火花打点计时器的工作电压为交流220V），打点周期为0.02s，使用打点计时器时，必须先开电源后释放纸带。2.利用纸带判断物体的运动形式-物体做匀变速直线运动时，相邻相等时间内的位移差为常量，即，我们通过对纸带上相邻计数点间的距离差是否等于常量，判断物体是否做匀变速直线运动。3.利用纸带求解物体的瞬时速度-利用做匀变速直线运动的物体，时间中点时刻的瞬时速度等于平均速度，例如下图中，两相邻计数点之间的时间间隔为T，则打下1、2、3、4、5点瞬间物体的速度分别为、。4.利用纸带求解物体的加速度-求解匀变速直线运动的加速度的方法主要有两种，一是逐差法即隔项做差，把测量的数据尽可能多的都用上，例如上图中求解加速度时可以利用、，所以物体的加速度为。也可以考虑到03的时间为3T、36的时间也为3T，也可以利用求解出物体的加速度；二是利用v-t图像求解，依据时间中点时刻的瞬时速度等于平均速度求解出各计数点的速度，在给定的坐标纸上标示出各点的速度，作出物体的v-t图线，图线斜率即为物体的加速度（作图时必须标示出坐标轴的意义和单位，画v-t图线时要求图线过尽可能多的点或者让点关于直线对称，个别远离直线的点误差太大，略去不计）例题1：在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。（1）根据 计算各点的瞬时速度，且vD= m/s，vC= m/s，vB= m/s。（2）在如图所示的坐标中作出小车的v-t图像，并根据图像求出小车的加速度a= 。（3）将图像延长与纵轴相交，交点的速度是 ，此速度的物理意义是 。二、验证平行四边形定则1.实验目的-验证力合成的平行四边形定则2.实验步骤-（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。（2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。（3）用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。（4）用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。（5）只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F的图示。（6）比较F与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。（7）改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F是否在实验误差允许的范围内相等。 归纳起来就是：先用两个弹簧秤拉绳套（需要记录两弹簧秤示数、拉力方向、结点位置），然后用一个弹簧秤拉绳套（需要把结点拉到第一次的位置，记录弹簧秤的示数、拉力方向），最后选择相同的标度，作出二弹簧秤拉时F1、F2的图示和一个弹簧秤拉时 的图示，比较以F1、F2的图示为邻边作出的平行四边形的对角线F与的大小和方向，得出实验结论。3.实验中的注意事项-（1）实验中绳套的长度应该略长一些（2）弹簧秤的示数应该稍大一些，两个弹簧秤拉时，拉力的夹角要适当的大一些（3）在同一次实验中，使橡皮条伸长时结点O的位置一定要相同。例题2：同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套C用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力FE只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示 F比较力和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是 和 ；遗漏的内容分别是 和 例题3：某学生在互成角度二力合成的实验中，将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小分度为0.1N的弹簧秤沿着两个不同的方向拉弹簧秤，当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直（如图），这时弹簧秤的读数可从图中读出(1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小为F1=_N，F2=_N。（只须读到0.1N）(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。三、探究弹簧中弹力和形变量的关系1.实验目的-探索弹力与弹簧形变的关系，并学习所用的科学方法。FL乙Fx甲2.实验数据的处理及误差分析-探究弹簧中弹力和形变量的关系实验中，数据的处理一般采用图像法，即记录弹簧中弹力的大小（或所挂钩码的重力或个数）以及弹簧的形变量（或测量出弹簧的长度），在坐标纸上描出相应的点，作出F-x图像（或F-L图像），依据图像分析弹簧的劲度系数。常见的图像如下图甲图中横轴为弹簧的形变量，斜率为弹簧的劲度系数；乙图中横轴为弹簧的长度，横轴截距为弹簧的原长，斜率为弹簧的劲度系数。不管是应用哪一种图像处理数据，在坐标纸上描下点后，要用直线连接，要求所画直线过尽可能多的点或者是点关于直线对称，个别远离直线的点略去不计。在具体实验的过程中，如果弹簧是竖直悬挂的，既是我们利用甲图像处理问题，也会出现横轴截距，其原因是由于弹簧自身重力的作用，悬挂后使弹簧出现了伸长。例题4：一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”实验，所测的的几组数据如下表，请根据表中数据做好分析。弹力（F/N）0.51.01.52.0弹簧原来长度（L0/cm）15151515弹簧后来长度（L/cm）16.017.117.919.0弹簧伸长量（x/cm）（1）算出弹簧每次的伸长量，并将结果填在上表的空格中。（2）在给出的坐标纸上做出F-x图像。（3）写出图像的函数表达式（x用cm为单位）： 。（4）函数表达式中常数的物理意义是： 四、探究加速度与质量、合外力的关系1.实验原理-本实验采用控制变量法，在研究加速度与合外力的关系时，控制小车的质量不发生变化；在研究加速度与质量之间的关系时，控制系统所受合外力不变。2.实验条件-为了能近似认为沙和小桶的重力等于小车所受合外力，需（1）要平衡摩擦力（2）（即沙和小桶的质量远远小于小车的质量）3.平衡摩擦力-平衡摩擦力的方法是在长木板没有定滑轮的一端下面垫上薄木块，反复移动木块的位置，直到小车在斜面上运动时保持匀速运动状态。在平衡摩擦力的时候不能连接沙和小桶，但是要连接纸带并接通电源打开打点计时器。改变小车质量后不需要重新平衡摩擦力，即在一次实验中只需要平衡一次摩擦力。4.数据处理-本实验处理数据时，利用图像法，即把通过纸带处理得出的加速度a和与之对应的合外力（沙和小桶的重力）或质量的倒数（小车和车上所放砝码的总质量的倒数）在a-F、图像中描点，并利用直线连接这些点，根据图像分析实验结论，如如图所示，甲图中斜率表示小车质量的倒数，乙图中斜率表示系统所受的合外力。aF甲aF乙aF甲a乙5.误差分析-在本实验中，出现误差的原因主要是木板倾角过大、未平衡摩擦力或平衡摩擦力不完全、不满足等.甲图出现的原因是因为未平衡摩擦力或平衡摩擦力不完全，乙图出现的原因是木板倾角过大。例题5：在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示，该装置中的错误或不妥之处，请你指出其中的两处： ； 沙桶小车纸带打点计时器干电池（2）改正好实验装置后，该同学顺利地完成了实验，在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如下表所示实验次数加速度a/（m/s2）小车与砝码总质量m/kg小车与砝码总质量的倒数m-1/kg-110.310.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.160.402.5请你在右则方格纸中建立合适坐标并画出能直观反映出加速度与质量关系的曲线