高中选考物理实验归纳.doc
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高中实验知识点归纳（选考）
一、探究速度与时间变化关系（打点计时器使用）
1．实验器材
电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸．21世纪教育网版权所有
2．实验步骤
（1）按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；
（2）把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；
（3）把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；
（4）小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；
（5）换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．
3．注意事项
（1）平行：
纸带、细绳要和长木板平行．
（2）两先两后：
实验中应先接通电源，后放开小车；实验完毕应先断开电源，后取纸带．
（3）防止碰撞：
在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞．
（4）减小误差：
小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．
4．数据处理
（1）目的
通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等．
（2）处理的方法
①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质．21教育网
②利用逐差法求解平均加速度（如图1）21世纪教育网
图1
a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝
③利用平均速度求瞬时速度：
vn＝
④利用速度—时间图象求加速度
a．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；21世纪教育网21世纪教育网
b．剪下相邻计数点的21世纪教育网纸带紧排在一起求解加速度．
2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动21世纪教育网
（1）x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离．
（2）Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差：
Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….
（3）T是相邻两计数点间的时间间隔：
T＝0.02n（打点计时器的频率为50Hz，n为两计数点间计时点的间隔数）．21·cn·jy·com
（4）Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx必然是个恒量．这表明：
只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等．2·1·c·n·j·y
二、探究求合力的方法
1．实验原理
互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相等．21教育网
2．实验器材
木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺．
3．实验步骤
（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上．
（2）用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.如实验原理图所示．【来源：
21·世纪·教育·网】
（3）用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.中/华-21世纪教育网2·1·c·n·j·y
（4）只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向．21世纪教育网21·世纪*教育网
（5）比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．
4．正确使用弹簧测力计21世纪教育网
（1）将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止．www-2-1-cnjy-com
（2）使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围．
（3）被测力的方向应与轴线方向一致．
（4）读数时应正对、平视刻度．
5．注意事项
（1）位置不变：
在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同．
（2）角度合适：
用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°为宜．2-1-c-n-j-y
（3）在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．21*cnjy*com
（4）统一标准：
在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些．【来源：
21cnj*y.co*m】
6．误差分析21世纪教育网
（1）误差来源：
除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等．中/华-21世纪教育网
（2）减小误差的办法：
①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录．www.21-cn-
②作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行．
三、探究加速度与力、质量的关系
1．实验原理
（1）保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．
（2）保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．
（3）作出a F图象和a 图象，确定其关系．
2．实验器材
小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．21世纪教育网21·cn·jy·com
3．实验步骤
（1）测量：
用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.
（2）安装：
把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵引力）．21世纪教育网21世纪教育网
（3）平衡摩擦力：
在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．
（4）操作：
①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码．
②保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m′，重复步骤①.
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a.
④描点作图，作a F的图象．
⑤保持砝码和小盘的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a 图象．
4．注意事项中/华-21世纪教育网
（1）平衡摩擦力：
适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．www.21-cn-
（2）不重复平衡摩擦力．
（3）实验条件：
m≫m′.
（4）一先一后一按：
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，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．2·1·c·n·j·y
5．误差分析21世纪教育网中/华-21世纪教育网
（1）因实验原理不完善引起的误差：
本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．21教育网
（2）摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．【来源：
21·世纪·教育·网】
6．数据处理
（1）利用Δx＝aT2及逐差法求a.中/华-21世纪教育网
（2）以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比．21·世纪*教育网
（3）以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比．
四、平抛运动
1．实验目的
（1）用实验的方法描出平抛运动的轨迹．
（2）用实验轨迹求解平抛物体的初速度．
2．实验原理
使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式：
x＝v0t和y＝gt2，可得v0＝
3．实验器材（以斜槽法为例）
斜槽（带小球）、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．
4．实验步骤（以斜面小槽法为例）
图1
（1）按实验原理图1所示安装实验装置，使斜槽末端水平．
（2）以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．
（3）使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在小球运动路线上描下若干点．21世纪教育网版权所有
（4）将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线．
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5．实验注意事项
（1）固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平．
（2）固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．21·cn·jy·com
（3）小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．21世纪教育网21世纪教育网21·世纪*教育网
（4）要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差．www-2-1-cnjy-com
（5）坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．
（6）计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜．以便于测量和计算．
6．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
（1）原理：
若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值．21世纪教育网21世纪教育网
（2）验证方法21世纪教育网21世纪教育网
方法一：
代入法
用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数．21教育网
方法二：
图象法
建立y x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在y x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值．
7．计算平抛运动的初速度
（1）平抛轨迹完整（即含有抛出点）
在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0.因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x.www.21-cn-
图2
（2）平抛轨迹残缺（即无抛出点）
如图2所示，由轨迹上任取三点A、B、C，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则Δh＝hBC－hAB＝gt2中/华-21世纪教育网
所以t＝，所以初速度v0＝＝x.
五、探究做功与物体速度变化的关系
1．实验目的
（1）通过实验探究合外力对物体做的功与物体速度变化的关系．
（2）巩固打点计时器所打纸带上各点速度的测量方法和用图像法处理实验数据的方法．21世纪教育网
2．实验原理
（1）不是直接测量对小车做的功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做的功W0、2W0、3W0….
（2）由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据．
（3）作出W v和W v2图线，分析图线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的关系．
3．实验器材
小车（前面带小钩）、长木板（两侧适当的对称位置钉两个铁钉）、打点计时器及纸带、学生电源及导线（使用电火花打点计时器不用学生电源）、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺等．
4．实验步骤
（1）按如图1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．
图1
（2）先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W0，将这一组数据记入表格．21世纪教育网21世纪教育网21教育网
（3）用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为2W0，测出小车获
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