高中物理力学实验总复习1Word文档格式.doc
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s1
SⅠ
SⅥ
SⅤ
SⅣ
SⅢ
SⅡ
,,,,,
4.判定物体运动的性质:
⑴若、、、、、基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
⑵设△s1=-,△s2=-,△s3=-,△s4=-,△s5=-
若△s1、△s2、△s3、△s4、△s5基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。
⑶测定第n点的瞬时速度。
物体作匀变速直线运动时,在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离,由平均速度公式就可求得,如上图中第4点的瞬时速度为:
。
⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度,一般用逐差法求加速度。
将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移、、、、、分成两组,利用可得:
、、,再算出的、、平均值,即:
就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。
若为奇数组数据则将中间一组去掉,然后再将数据分组利用逐差法求解。
二、研究匀变速直线运动
A
B
C
O
(1)纸带处理。
从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O,然后每5个点取一个计数点A、B、C、…(或者说每隔4个点取一个记数点),这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s,便于计算。
测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…
t/s
0T2T3T4T5T6T
v/(ms-1)
(2)利用s1、s2、s3…可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3-s2、s4-s3…,如果它们在允许的误差范围内相等,则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
(3)利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v:
如
(4)利用纸带求被测物体的加速度a。
具体来说又有3种方法:
①“逐差法”:
从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移,则
②利用任意两段相邻记数点间的位移求a:
如
③利用v-t图象求a:
求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度,画出如右的v-t图线,图线的斜率就是加速度a。
例1、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间。
计时器所用电源的频率为50Hz,图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:
cm)。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=________m/s,小车的加速度大小a=________m/s2。
(保留三位有效数字)
x
22.5
30.0
37.5
45.0
52.5
y/mm
60.0
例2、做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电源的频率为50Hz,由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,按图所示,使每一条纸带下端与x轴重合,左边与y轴平行,将纸带段粘贴在直角坐标系中,则小车运动的加速度是m/s2(保留两位有效数字)。
例3、2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”卫星.右图是某监测系统每隔2.5s拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片.
(1)已知火箭的长度为40m,用刻度尺测量照片上的长度,结果如图所示.则火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v=____________m/s.
(2)为探究物体做直线运动过程中s随t变化的规律,某实验小组经过实验和计算得到下表的实验数据:
物体运动
的起止点
所测的
物理量
测量次数
AB
时间t(s)
0.89
1.24
1.52
1.76
1.97
时间t2(s2)
0.79
1.54
2.31
3.10
3.88
位移s(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
根据表格数据,请你在下图所示的坐标系中,用纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线.并根据图线分析得出物体从AB的过程中s随t变化的定量关系式:
________________________.
三、对自由落体运动的探究
按照教材第43页的图2.5—1装置做实验,将一系有纸带的重物从一定的高度自由下落,利用打点计时器记录重物的下落过程.在对纸带进行数据处理,图象法求物体运动的加速
位置
时间(s)
v(m/s)
根据匀变速直线运动的一个推论:
在一段时间t内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,有v1=(x1+x2)/2T,v2=(x2+x3)/2T……求出各计数点的瞬时速度后,由加速度的定义:
a=Δv/Δt计算出该物体做匀变速直线运动的加速度;
或选好计时起点作v-t图象,图象的斜率即为该匀变速直线运动的加速度。
在对纸带进行数据处理可知:
自由落体运动是运动。
【自由落体加速度】
阅读教材p43完成下列问题:
(1).自由落体运动的加速度它的方向如何?
(2)、看教材第44页列表,尝试从表中寻找规律.
【反思总结】
1、自由落体运动的特点及其加速度的特点
2、自由落体运动的运动学公式
例4、一个物体从45m高的地方静止释放,做自由落体运动,(g取10m/s2)求:
(1)到达地面时的速度()
(2)下落最后1s内的位移()
例5、一个自由落下的物体在最后1s内落下的距离等于全程的一半,计算它降落的时间和高度?
取g=10m/s2()
例6、(g取10m/)从楼顶上自由下落的小球经过某窗户顶部和底部时的速度分别为4m/s和6m/s,试求该窗户的高度为多少.()
四、探究弹力和弹簧伸长的关系
例7、某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了如图所示的实验装置。
所用的钩码每只的质量都是30g,他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在了下面的表中。
(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)
砝码质量(g)
30
60
90
120
150
弹簧总长(cm)
6.00
7.15
8.34
9.48
10.64
11.79
弹力大小(N)
F/N
x/10-2m
5681012
1.6
1.2
0.8
0.4
(1)试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线,说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
(2)上一问所得图线的物理意义是什么?
该弹簧的劲度k是多大?
例8、(08北京卷)某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k。
做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。
当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度数值记作L0,弹簧下端挂一个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L1;
弹簧下端挂两个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2;
……;
挂七个50g的砝码时,指针指示的刻度数值记作L2。
①下表记录的是该同学已测出的6个值,其中有两个数值在记录时有误,它们的代表符号分别是和.
测量记录表:
代表符号
L0
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
刻度数值/cm
1.70
3.40
5.10
8.60
10.3
12.1
②实验中,L3和L2两个值还没有测定,请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。
③为充分利用测量数据,该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差,分别计算出了三个差值:
请你给出第四个差值:
dA==cm。
④根据以上差值,可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量。
用d1、d2、d3、d4
表示的式子为:
=,
代入数据解得=cm。
⑤计算弹簧的劲度系数k=N/m。
(g取9.8m/s2)
五、验证力的平行四边形定则
a
b
c
(1)原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉橡皮条AB的效果相同,这个效果就是指橡皮条的形变量(大小和方向)相同。
(2)在画力的图示时,必须有箭头、标度、刻度。
(3)实验往往有一定的偶然误差,只要用平行四边形定则求得的合力F和一只弹簧秤的拉力F/的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
例9、橡皮筋的一端固定在A点,另一端栓上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。
当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示。
这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N和_____N。
(只须读到0.1N)⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
34
012345
(N)
1234
例10、李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图(a)所示,
(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.
(2)有关此实验,下列叙述正确的是.
(A)两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
(B)橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力
(C)两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同
(D)若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可
(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?
(力F’是用一只弹簧秤拉时的图示)
答:
.
(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:
(至少写出两种情况)