高中必修一四个实验的合编

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1、1 实验一：探究小车速度随时间变化的规律问题一：打点计时器结构如何？问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？步骤： （）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否？）在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。 （）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。问题三：本实验特别要注意哪些事项？固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2滑轮不能过高。3应考虑复写纸与纸带的位置关系。4钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5小车应由紧靠打点计

2、时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。6先接通电源，后让纸带运动。7打点结束后立即关闭电源。问题四：怎样分析和选取纸带上的点？开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔 （可 5）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s） （但要看具体情况灵活选定） ；原则上能取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。问题五：如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替） ，如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置） x，找出对应的时间t， 用 x t 作为该点的瞬时速度）；对于选取的

3、两个端点的速度暂时不计算（误差较大） ；测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。问题六：如何处理计算出来的数据？（一）求速度（采用求解平均速度代替中间时刻速度的方法）T2XXV1nnn（画 Vt 图像时）思考：为什么要用直线拟合？若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？问题七：如何根据速度时间图象（vt 图象）求小车的加速度和初速度？取任意两组数据求出v 和t，然后代入vt 求解。在 vt 图象上取一段时间 t（尽量取大一些） ，找出两个时刻对应的坐标值求出 v，代入vt 求解。哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧

4、，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）（二）求加速度 1. 图 像 法通 过 求 图 像 直 线 的 斜 率（斜率）k tva2.逐差法例题 1 在探究小车速度随时间变化规律的实验中， 得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E 为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。（）根据纸带上的数据，计算B、C、D 各点的速度 （）在坐标纸上作出小车的v-t图象。 （3）求解小车的加速度 将图线延长与纵轴相交， 交点

5、的速度是 _，此速度的物理意义是 _。实验二 探究弹力和弹簧伸长量的关系A B C D E 7.5 27.6 60.3 105.6 cm 2 图 1一、实验目的 1探究弹力和弹簧伸长量的关系 2 学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律 二、实验原理 1如图所示，弹簧在下端悬挂 钩码时会伸长， 平衡时弹簧产生 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，建立直角 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j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

6、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 四、实验步骤 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 2 所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码， 测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自 己设计的表格中 3改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度， 记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、 l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、 x4、x5. 五、数据处理 1 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

7、F随弹簧伸长量x变化的图 线 2以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的 函数首先尝试一次函数，如果不行则考虑二 次函数 3得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释 函数表达式中常数的物理意义 六、误差分析 1本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不 稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另 一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度 2弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所 以，应尽量精确地测量弹簧的长度 3在Fx图象上描点、作图不准确七、注意事项 1每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹 簧弹力将可能与钩码重力不相等 2弹簧下端增加

8、钩码时，注意不要超过弹簧的限 度 3测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系 4建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代 表的量值要适当，不可过大，也不可过小5描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上， 少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线， 而应是平滑的曲线 6记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关 系及单位 例 2在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定 弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定 的拉力实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长 度，再将5 个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总

9、长度(1) 有一个同学通过以上实验测量后把6 组数据 描点在坐标系图5 中，请作出FL图线(2) 由此图线可得出该弹簧的原长L0_ cm，劲度系数k_ N/m. (3) 试根据该同学以上的实验情况，请你帮助他设 计一个记录实验数据的表格( 不必填写其实验测 得的具体数据) (4) 该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放 置相比较优点在于： _ 缺点在于： _ . 方法提炼图象法直观简明，是物理实验中最常 用的数据处理方法之一 作图的规则： (1) 要在坐标轴上标明轴名、单位，恰当地选取纵 轴、横轴的标度，并根据数据特点正确确定坐标 起点，使所作出的图象几乎占满整个坐标图纸若弹簧原长较长，则横

10、坐标起点可以不从零开始选 择 (2) 作图线时，尽可能使直线通过较多坐标描点， 不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线的两侧 ( 若有个别点偏离太远，则是因偶然误太大所 致，应舍去 ) 例 3 某实验小组在做研究橡皮筋伸长与所受拉力 的关系的实验时，将原长约200 mm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 20 g) ，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3 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关系的图象如图9 所示从图象中可以得出_ (

11、填选项前的字母) A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 超出弹性限度实验三验证力的平行四边形定则实验步骤用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上. 用图钉把橡皮条的一端固定在A 点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套. 用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条， 将结点拉到某一位置O，如图标记， 记录两弹簧秤的读数，用铅笔描下O 点的位置及此时两个细绳套的方向. 用铅笔和刻度尺从结点O 沿两条细绳方向画直线

12、，按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示，并以F1和 F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，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 . 只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O ，记下弹簧秤的读数F和细绳的方向，用刻度尺从O 点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力 F 的图示 . 比较一下， 力 F与用平行四边形定则求出的合力 F 的大小和方向 . 改变两个力F1与 F2的大小和夹角，重复实验两次. 注意事项1. 实验时，弹簧秤必须保持与木板平行，且拉力应沿轴线方向，以减小实验误差. 测量前应首先检查弹簧秤的零点是否准确, 注意使用中不要

13、超过其弹性限度, 弹簧秤的读数应估读到其最小刻度的下一位 . 弹簧秤的指针, 拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦. 2. 在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下, 应使拉力尽量大一些,以减小误差 . 3. 画力的图示时, 应选定恰当的标度, 尽量使图画得大一些 , 但也不要太大而画出纸外, 要严格按力的图示要求和几何作图法作图. 4. 在同一次实验中, 橡皮条拉长的结点O位置一定要相同 . 5. 由作图法得到的F和实验测量得到的F不可能完全符合 , 但在误差允许范围内可认为是F 和 F符合即可 . 例 4 在做“验证力的平行四边形定则”实验时：(1) 除已有

14、的器材( 方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔) 外，还必须有_和_. (2) 要使每次合力与分力产生相同的效果，必须（ ）A每次将橡皮条拉到同样的位置B每次把橡皮条拉直C每次准确读出弹簧秤的示数D每次记准细绳的方向(3) 为了提高实验的准确性，减小误差，实验中应注意什么 ? 例 5 在“验证力的平行四边形定则”实验中，橡皮条一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O 点以下操作中错误的是（）A.同一次实验过程中，O点的位置允许变动B.在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤的刻线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

15、另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条结点拉到O点4 D. 实验中，把橡皮条的结点拉到O 点时，两秤之间的夹角应取90不变，以便于计算合力的大小针对性练习1. 下面列出的措施中，哪些是有利于改进本节实验结果的 ( ) A. 橡皮条弹性要好，拉到O点时拉力适当大些B. 两个分力 F1和 F2间的夹角要尽量大些C. 拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面D. 拉橡皮条的绳要细，而且要稍长一些2. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了减小实验误差，应注意（）A. 描点、作图时的铅笔应尖一些，图的比例适当大一些B. 拉橡皮条的细绳适当长一些C. 在用两个弹簧测力计拉时，两细绳间的夹角尽量大些D. 在用两个弹簧测力计拉时，两个弹簧测力计的示数适当大些3. 在“互成角度的两个力的合成”实验中，橡皮条的一端固定在A点， 另一端被两个弹簧秤拉到O点，如图甲所示 . 两弹簧秤读数分别为F1和 F2，细绳方向分别与OA直线延长线的夹角为1和2，如图乙所示 . 以下说法中正确的是( ) A.O 点位置不变，合力不变B.用平行四边形定则求得的合力F 一定沿 OA直线方向C.若不改变O和1，F1增大， F2必减小D.合力必大于F1或 F2实验四 探究加速度、力、质量的关系一、实验器材打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、 小盘和