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1、高一物理5-1-3 实验：研究平抛运动一、目的：用实验方法描出平抛物体的运动轨迹 用实验轨迹求平抛物体的初速度探究思路：1、设法通过实验得到平抛运动的轨迹。 2、在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所达到的位置坐标。 3、利用平抛运动的规律求出平抛运动的初速度。二、 实验器材：斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。 三、实验步骤： 1、准备实验装置 (1)将平抛运动实验器置于桌面，装好平抛轨道，使轨道的末端处于水平位置调节调平螺丝，观察重锤线或气泡水准，使面板处于竖直平面内，卡好定位板 (2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸，紧贴记录面板用压纸板固定在面板上，使横坐
2、标x轴在水平方向上，纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸，可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线)，并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处 2、将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。 3、下落的钢球打在水平的接球挡板上，同时在面板上留下一个印迹点 4、再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点 5、变更定位板的位置，即可改变钢球平抛的初速度，按上述实验操作方法，便可打出另一系列迹点 6、取下记录纸，将各次实验所记录的
3、点分别用平滑曲线连接起来，即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。四、 注意事项： 1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触； 2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差； 3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。 4、如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立
4、直角坐标系。 5、要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。【例1】(1998年上海)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：ACE A通过调节使斜槽的末端保持水平 B每次释放小球的位置必须不同 C每次必须由静止释放小球 D记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 练习：（1）在做“研究平衡运动”实验中应采
5、取下列哪些措施减小误差？（ BD ） A斜槽轨道必须光滑 B斜槽水平轨道必须水平 C每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽同一高度释放 （2）在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是（ABD） A小球平抛的初速度不同 B小球每次做不同的抛物线运动 C小球在空中运动的时间每次均不同 D小球通过相同的水平位移所用时间均不同五、数据处理：1. 求水平初速度：2. 求运动时间：3. 没有记住原点v0如何求？高一物理7-3-2第7章第6节实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系2体会探究的过程和所用的方法（1）实验思想方法
6、：倍增法。虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。当然，恒力做功时，倍增法同样适用。（2）数据处理方法：图像法。作出功速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。（3）本实验中，还用到纸带的分析、速度的测量、力的平衡等相关的知识与技能。3激发学生的学习兴趣，体会学习的快乐；并通过亲身实践，树立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。二、实验原理1分析与猜测(1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变
7、化，也要从力做功开始(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系2探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图1所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系图 1三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等四、实验步骤1按装置图安装好实验器材2平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运
8、动3先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置4改用2条、3条、4条橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功2W、3W、4W情况下小车获得的速度v2、v3、v4.5分析数据，研究W与v的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们可根据实验测得的数据，分别作出Wv曲线、Wv2曲线、Wv3曲线哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系用图象法处理数据，要比计算法更简捷更直观六、实验结论无论是通过计算法还是作图法都可以得出
9、力对物体做的功与物体速度的平方成正比的结论，即Wv2.七、注意事项1平衡摩擦力：实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系，应设法排除摩擦力的影响可采用将木板一端垫高的方法来实现将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就消除了摩擦力的影响2每次实验所用的橡皮筋都相同并且橡皮筋拉伸的长度都保持一致3打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀，应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形(小车速度也可借助光电门来测量)高一物理7-4-2第七章第9节 实验：验证机械能守恒定律 一、实验原
10、理 物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量Ep=mgh和动能的增加量EK=1/2mv2；比较Ep和EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。 测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。二、实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电
11、源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。三、实验步骤 (1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到4 V6 V的交流低压电源上)。 (2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。 (3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。 (4)换几条纸带，重做上面的实验。 (5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。 (6)在挑选出的纸带上，先
12、记下打第一个点的位置0(或A)，再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。 (7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。 (8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。四、实验记录五、实验结论 在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。六、实验注意事项 (1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小
13、纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置)。 (2)打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。 (3)接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。 (4)对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。(5)纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通
14、过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初002 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2980022m=0002 m=2 mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动)。 (6)测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm80 cm以内)。 (7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。七、误差分析 (1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持
