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1、十二、力学实验基础回扣1.误差误差种类产生原因大小特点减小方法系统误差实验仪器不精密,实验原理不完善,实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器,完善原理,改进实验方法偶然误差由于各种偶然因素(如测量、读数不准确)造成的可大可小画图像或取平均值2.有效数字(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来的,是偶然误差的来源。(2)从数的左边第一个不为零的数字算起,如0.012 5 m为三位有效数字。3.力学实验要点分类实验名称常考要点探究性实验研究匀变速直线运动数据处理方法:(1)公式法:vt/2=v、x=aT2;(2)图像法:v-t图像探究弹力与弹簧伸长的关系注意弹簧的原长,操作注意事项,图像的处理探究加速
2、度与物体质量、物体受力的关系控制变量法的应用、平衡摩擦力、近似法、逐差法、图像的处理以及实验的注意事项探究动能定理平衡摩擦力、功采用倍数方式、平均速度、图像法验证性实验验证机械能守恒定律用自由落体实验,知道如何从纸带中提取数据知道如何确定Ep和Ek,图像法验证力的平行四边形定则弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力验证动量守恒定律测质量、测速度、判断碰撞前后总动量、替代法、平均位置、平均速度等回归小练1.某同学利用如图甲所示的装置探究动能定理。固定并调整斜槽,使它的末端O点的切线水平,在水平地面上依次铺好木板、白纸、复写纸。将小球从斜槽上不同的标记点由静止释放,记
3、录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x,改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h水平位移x(cm)5.59.111.714.215.917.619.020.621.7(1)斜槽倾角为,小球与斜槽之间的动摩擦因数为,斜槽底端离地的高度为y,不计小球与水平槽之间的摩擦,若小球从斜槽上滑下的过程动能定理成立,则应满足的关系式是 。甲乙丙(2)以H为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上描点作图,如图乙所示。(3)由第(1)(2)问,可以得出结论:。(4)受该实验方案的启发,另一同学改用图丙的装置实验。
4、他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置。仍将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并测量小球击中木板时对应平抛下落的高度d,当他以H为横坐标,以为纵坐标,描点作图,使之仍为一条倾斜的直线,也达到了同样的目的。2.(2017黑龙江哈尔滨六中检测)如图所示为弹簧弹射装置,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,在其两端各放置一个金属小球1和2(两球直径略小于管径且与弹簧不固定连接),压缩弹簧并锁定。现解除锁定,则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下述步骤进行实验:用天平测出两球质量分别为m1、m2;用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;解除弹簧锁定弹出两球
5、,记录两球在水平地面上的落点P、Q。回答下列问题:(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需测量的物理量有。(已知重力加速度g)A.弹簧的压缩量xB.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2C.小球直径D.两球从管口弹出到落地的时间t1、t2(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为Ep=。(3)由上述所测得的物理量来表示,如果满足关系式,那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。答案精解精析回归小练1.答案(1)x2=4(1-tan)yH(2)x2(3)见解析(4)1d解析(1)小球在斜槽上运动过程,由动能定理有mgH-mg cos Hsin=12mv2;小球做平抛运动,
6、有x=vt,y=12gt2,解得x2=4(1-tan)yH。(2)要得到乙图中的线性关系,由x2=4(1-tan)yH可知,以H为横坐标,以x2为纵坐标。(3)由第(1)(2)问,可以得出结论:在实验误差允许范围内,小球运动到斜槽底端的过程中,合力对小球所做的功等于小球动能的增量。(4)另一同学改用图丙的装置实验,由动能定理有mgH-mg cos Hsin=12mv2;小球做平抛运动有x=vt,d=12gt2,联立解得1d=4x2(1-tan)H。当他以H为横坐标,以1d为纵坐标,描点作图,使之仍为一条倾斜的直线,也能达到同样的目的。2.答案(1)B(2)m1gx124h+m2gx224h(3)m1x1=m2x2解析(1)弹簧的弹性势能等于两球得到的动能之和,要求解动能必须还要知道两球弹射的初速度v0,由平抛运动规律,可知v0=x2hg,故还需要测出两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2,B正确。(2)小球的动能Ek=12mv02=12mxg2h2=mgx24h;故弹性势能的表达式为Ep=12m1v12+12m2v22=m1gx124h+m2gx224h。(3)由测得的物理量来表示,如果满足关系式m1v1=m2v2,即m1x1=m2x2,那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。4
