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1、 1 专题六 必修1-实验与探究 一、考试要求 1、用打点计时器测速度 识记电磁打点（电火花）计时器的工作电压；识记纸带上相邻两点的时间间隔；应用根据纸带点距计算平均速度；理解计算瞬时速度的思想方法；应用瞬时速度的计算；应用画出v-t图象；理解用传感器测速度 2、探究小车速度随时间变化的规律 理解实验器材的正确使用；理解纸带及测量点（计数点）选择；理解瞬时速度的计算方法；应用计算各测量点的瞬时速度；应用用图象法研究速度随时间变化的规律 3、探究求合力的方法 识记实验器材的正确使用；理解“等效”原理及操作要点；应用确定力的大小和方向，作出力的图示；识记知道分力与合力的关系遵守的规则 4、探究加速
2、度与力、质量的关系 识记影响加速度的因素；理解控制变量的实验方法；理解测量加速度、力和质量的方法；应用用图象处理数据的方法；识记加速度与力、质量之间的关系 5探究作用力与反作用力的关系 理解弹簧测力计的使用方法；理解静止状态下作用力与反作用力之间的关系；理解匀速直线运动状态下作用力与反作用力之间的关系；理解加速运动状态下作用力与反作用力之间的关系；理解用力传感器研究作用力与反作用力之间的关系 二、主要考点 考点1用打点计时器测速度 (1)电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，工作电压6V当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。 (2)电火
3、花计时器工作电压220V，其计时原理与电磁打点计时器相同。这种计时器工作时纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小 (3)用打点计时器测量瞬时速度是利用了平均速度的公式V=X/t，当t或X较小时，用这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度。 考点2探究小车速度随时间变化的规律 一、实验原理：利用打点计时器打出的纸带，记录数据，作出图像，寻找小车速度随时间变化的规律。 二、速度的求解方法：平均速度法 三、加速度的求解方法：“两大段法”求加速度；“逐差法”求加速度,然后取平均值；“图 象法”求加速度,即求出多个点的速度,画出v-t图象,直线的斜率即加速度。 四、实验器材： 电火花计时器(或电磁打
4、点计时器、低压交流电源)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、 钩码、刻度尺、导线。 五、注意事项 1.纸带和细绳要和木板平行,小车运动要平稳。 2.实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后应先断开电源后取纸带。 3.要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 4.小车的加速度适当大些可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚 地打出67个计数点为宜。 六、误差分析 1.根据纸带测量的位移有误差. 2.电源频率不稳定,造成相邻两点的时间间隔不完全相等. 3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差. 4.用作图法,作出的v-t图象并不是一条直线. 5.木板的粗糙程度并非完全相同,这样测
5、量得到的加速度只能是所测量的平均加速度. 2 考点3探究求合力的方法 一、实验原理：等效原理。实验中，一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点。 二、实验器材: 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(多个)、铅笔 三、注意事项: 1.结点的投影点O (1)定位O点时要力求准确 (2)同一次实验中橡皮条拉长后的结点投影O点必须保持不变。 2.拉力 (1)使用弹簧测力计前,零刻度调整。 (2) 使拉力沿弹簧测力计轴线方向。 (3)细绳应适当长一些,便于确定力的方向。不要直接沿细绳方向画直线,应在细绳两端画两个射
6、影点。取掉细绳后,连直线确定力的方向。 (4)使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内。 (5)弹簧测力计数据在允许的条件下,尽量大些,读数时眼睛要正视,要按有效数字,正确读数和记录。 (6)用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜。 4.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。 (3)两分力夹角不能太大或太小,作图时两力与对边一定要平行。 四、误差分析 1.弹簧测力计本身不够准确造成系统误差；2.弹簧测力计读数和作图不准造成偶然误差. 考点4探究加速度与力、质
7、量的关系 一、实验方法：控制变量法探究。 二、实验思路：保持物体的质量m一定，测量物体在不同力F作用下的加速度a，分析a与F的关系。保持物体所受的力F一定，测量不同质量m的物体在力F作用下的加速度a,分析a与m的关系。 三、实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、细绳、 低压交流电源、导线、天平(带砝码)、刻度尺. 四、注意事项 1.在本实验中,必须平衡摩擦力,在平衡摩擦力时,不要把小盘系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动. 2.安装器材时,要调整滑轮的高度,使拴小车的细绳与斜面平行,且连接小车和小盘应在平衡摩擦力之后. 3.改变小
8、车的质量或拉力的大小时,改变量应尽可能大一些,但应满足小盘和盘内砝码的总质量m远小于小车和车上砝码的总质量M. 4.改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车. 5.作图时,两坐标轴标度比例要适当,要使尽可能多的点落在所作直线上,不在直线上的点尽可能对称分布在所作直线两侧.各量须采用国际单位. 五、误差分析 （1）质量测量有误差；（2）纸带测量有误差；（3）拉线或纸带与轨道不平行；（4）未能满足Mm ； （5）平衡摩擦力不足或过度 考点5探究作用力与反作用力的关系 两只传感器互拉，可以看到，在一只传感器受力的同时，另一只传
9、感器也受到力的作用，而且在任何时刻两个力的大小相等，方向相反。 3 三、题型 题型l打点计时器的使用（考点1） L、一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能因为( ) A、打点计时器错接在直流电源上 B、电源电压不稳定 C、打点计时器使用的电压过低 D、振针到复写纸片的距离太小 变式训练1：下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是( ) 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉 A、 B、 C、 D、 题型2探究小车速度随时
10、间变化规律（考点2） 2、在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下 为了计算加速度，合理的方法是（ ） A、根据任意两计数点的速度用公式a=V/t算出加速度 B、根据实验数据画出V-t图像，量出其倾角，由公式a=tan求出加速度 C、根据实验数据画出V-t图像，由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=V/t算出加速度 D、依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 变式训练2：关于用打点计时器探究小车速度随时间变化规律的实验，下列说法中错误的是( ) A、打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端 B、开始实验时小车应靠近打点计时器一端 C
11、、应先接通电源，待打点稳定后再释放小车 D、牵引小车的钩码个数不可太多 题型3探究求合力的方法（考点3） 3、做“探究求合力的方法”实验中，在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图所示，两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，到达某一位置O时需记下_ _ _，_ _，描下_ _，再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点到达位置 _，再记下_ _ 变式训练3：在做“探究求合力的方法”的实验中： (1)采用的主要科学方法是( ) A、理想实验法 B、等效替代法 C、控制变量法 D、建立物理模型法 (2)实验中下列哪个措施
12、不能减小误差( ) A、两个分力F1、F2的大小要尽量大些 B、两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些 C、拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行 D、拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 题型4探究加速度与力、质量的关系（考点4） 4、在利用打点计时器“探究加速度与力、质量关系”的实验中，以下做法正确的是( ) A、平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B、每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C、实验时，先放开小车，后接通电源 D、“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响 变式训练4：如果a1/m图像是通过原
13、点的一条直线，则说明( ) A、物体的加速度a与质量m成正比 B、物体的加速度a与质量m成反比 C、物体的质量m与加速度a成正比 D、物体的质量m与加速度a成反比 4 题型5探竞作用力与反作用力的关系（考点5） 5、“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验中，两个力传感器同时连接到计算机上，把两个挂钩连接在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图所示观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下哪些实验结论( ) A、作用力与反作用力大小始终相等书馆 B、作用力与反作用力方向相同 C、作用力与反作用力作用在同一物体上 D、牛顿第三定律不仅适用于静止的物体也适用于
14、运动的物体 变式训练5：如图所示，将两弹簧测力计a、b连结在一起，当用力缓慢拉a弹簧侧力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明( ) A、这是两只完全相同的弹簧测力计 B、弹力的大小与弹簧的形变量成正比 C、作用力与反作用力大小相等、方向相反 D、力是改变物体运动状态的原因 四、练习 1、打点计时器在纸带上的点迹直接记录了 A物体运动的时间 B物体在不同时间内的位移 C物体在不同时间内的平均速度 D物体在不同时刻的瞬时速度 2、在实际测量瞬时速度时，我们可以用一小段时间间隔内的平均速度粗略地表示瞬时速度，则以下说正 确的是 A所取时间间隔越小越准确 B所取时间间隔过小，将导致距离测量误差增大 C应根据实际情况选取合适的时间间隔 D某段时间间隔内的平均速度能表示时间间隔中点时刻的瞬时速度 3、(1)从下列所给器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”实验所需的器材有_（填序号）；为达到实验目的，还缺少_ _，_ _ 电火花打点计时器
