高中物理专题七实验(力学实验)教案 4页

专题七、实验（力学实验）【典型例题】一、基本仪器的使用：L用某精密仪器测量一物件的长度，得其长度为L63812cm.如果用最小刻度为mm的米尺来测量,则其长度应读为cm,如果用50分度的卡尺来测量，则其长度应读为cm,如果用千分尺（螺旋测微计）来测量，则其长度应读为cm.2,图1甲为20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为mm：图乙为螺旋测微器的示意图，其乙读数为mm.012cm010甲3•在某一力学实验中，打出的纸带如图1所示，相邻计数点的时间间隔是「测出纸带各计数点之间的距离分别为Xl、X2、X3、X4,为了使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为"=：打下C点时的速度VC=.二、验证性实验：4.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图1甲或乙方案来进行。接力传感器速度传感器图1验证机械能守后定律叼1验证机械能守恒定律因1（1）比较这两种方案，（填“甲"或"乙”）方案好些，理由是：。（2）如图2是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点间的时间间隔7=0.1s。物体运动的加速度a二；该纸带是采用（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。简要写出判断依据0三、探究性实验：5.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图1所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌而上相距50.0cm的4、6两点各安装一个速度传感器记录小车通过小6时的速度大小。小车中可以放置硅码。\n（1）实验主要步骤如下：①测量和拉力传感器的总质量M;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连：正确连接所需电路；②将小车停在。点，，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过小5时的速度。③在小车中增加硅码，或,重复②的操作。（2）右表是他们测得的一组数据，其中W是M与小车中硅码质量力之和，|伉一月|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△£尸是拉力传感器受到的拉力，犷是尸在小B间所作的功。表格中△及二—，监—.（结果保留三位有效数字）（3）根据上表中的数据，请在图2中的方格纸上作出△£-犷图线。———-1次数if/Jcg1户-亡1/Ws):△J57Jm140—1.20-10.5000.7600.1900.400.2001.ULF-20.5001.650.4130.840.420hac-u.ou—30.5002.401.22W,0.60-g1.0002.401.2D2.421.21r1.0002.阴L921.43U.QU-52.8vU.AJ—ttro.ooL0.501.001w.50■四、设计性实验：4.如图6所示，水平桌面有斜而体4小铁块6,斜而体的斜面是曲而，下端切线是水平。现提供的实验工具只有：天平、直尺。其他的实验器材可根据实验需要自选。设计一个实验，测出小铁块6自斜而顶端由静止下滑到底端的过程中，摩擦力对小铁块6做的功。要求：।（1）请在原图中补充画出简要实验装置图。8\（2）简要说明实验要测的物理量。.n.（3）简要说明实验步骤。IIII（4）写出实验结果的表达式（重力加速度g已知）图6五、创新型实验：5.某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如左下图所示.他先在某一叶片边缘粘上一小条弧长为△/的反光材料，当该叶片转到某一位置时，用光传感器接收反光材料反射的激光束:，并在计算机屏幕上显示出矩形波，如右下图所示，屏幕横向每大格表示的时间为5.00X10%.则矩形波的“宽度”所表示的物理意义是:电风扇的转速为转/$;若△/为10cm,则叶片长度为m.\n【巩固练习】1,用螺旋测微器测量一金属丝的直径如下图9甲所示.该金属丝的直径是mm：用20等分刻度的图9游标卡尺测一工件的长度如下图乙所示，则该工件的长度是cm.2.物理兴趣小组的同学用图9的实验装置来探究机械能受恒定律，在悬点0正下方有水平放置的炽热的电热丝尸，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；阳.为水平木板，已知悬线长为乙悬点到木板的距离OD=hCh>L）.（1）电热丝产必须放在悬点正下方的理由是：。（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的。点，DC=s,则小球做平抛运动的初速度为分。（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角&小球落点与。点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以「为纵坐标、cos夕/y横坐标，得到如图10所示图像。该图象说明了什么？3.为了探索弹力和弹簧伸长量的关系，李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图16所示图象.从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图象上端成曲线，图象上端弯曲的原因是.这两根弹簧的劲度系数分别为N/m和N/m,若要制作一个精确程度较高的弹簧秤，应选弹簧秤.4.利用实验探究“当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比”.给定的器材有：倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器、米尺、天平（含硅码）、钩码等.在实验过程中不考虑摩擦，重力加速度为g,请结合下列实验步骤回答相关问题.（1）用天平测出小车的质量为冲：（2）让小车自斜而上方一固定点4从静止开始下滑到斜而底端4,用计时器记下所用的时间为士。：（3）用米尺测出以与4之间的距离为S：则：小车的加速度大小&=.（4）用米尺测出4相对于花的高度为Ao：则：小车所受的合外力大小F（5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量相，同时通过改变斜面的倾角来改变固定点4相对于4的高度方，测出小车从4静止开始下滑到斜面底端人所需的时间问：质量不相等的前后两次应怎样操作才能使小车所受合外力大小一定？.（6）多次改变小车与钩码的总质量进行实验，测出各次对应的〃？、氏£的值.以为纵坐标、为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点.如果这些点在一条过原点的直线上，则可间接说明“当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比〃.\n6.兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：①用天平测出电动小车的质量为0.4kg：//②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；^^^^^^^777777777777^77③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）：国甲④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列问题：（a）该电动小车运动的最大速度为m/s：（b）关闭小车电源后，小车的加速度大小为m/s2：（c）该电动小车的额定功率为W.ToT*6,01**5,99*,*78"7.35.7.0就白7巾.4箱丁,图乙单位：cm7.某实验小组利用如图8甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.图乙所示是用游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为"=cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间2=1.2X102s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为m/s.在本实验中，为了验证系统的机械能是否守恒，需要测量的物理量除了钩码的质量外，还需要测量和.8.下列有关高中物理实验的说法中不正确的是（）A.“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法B.电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电C,在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点，可求出任意两个计数点之间的平均速度D.在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量