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实验过程注意事项3.防止碰撞：

在前应让小车停止运动4.减小误差：

小车的加速度要适当大些，可以，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出个计数点为宜。

热点一实验原理与实验操作【例1】

（2015广东理综，34）

（1）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。

请完成以下主要实验步骤：

按图1（a）安装实验器材并连接电源；

竖直提起系有重物的纸带，使重物_（填“靠近”或“远离”）计时器下端；

_，_，使重物自由下落；

关闭电源，取出纸带；

换新纸带重复实验。

图（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取_（填“b”或“c”）来计算重力加速度。

在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和_。

图1热点二实验数据处理【例2】某实验小组采用如图3甲所示的实验装置探究小车做匀变速直线运动的规律，打点计时器工作频率为50Hz。

图乙是实验中得到的一条较理想的纸带，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s。

甲乙通过计算已经得出了打下B、C、D四个点时小车的瞬时速度，以A点为计时起点，通过描点连线得到了如图丙所示的图象。

试分析下列问题：

丙图3

（1）打点计时器打E点时小车的瞬时速度vE_m/s。

（保留三位有效数字）

（2）小车运动的加速度为a_m/s2。

（保留三位有效数字）（3）根据图象求出打点计时器打下A点时的速度为vA_m/s。

热点三实验的改进与创新【例3】

（2015新课标全国，22）某同学用图6（a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。

已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了五个连续点之间的距离。

图6

（1）物块下滑时的加速度am/s2，打C点时物块的速度vm/s；

（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是（填正确答案标号）。

A物块的质量B斜面的高度C斜面的倾角实验二探究弹力和弹簧伸长的关系注意事项2.不要超过弹性限度：

实验中弹簧下端挂的钩码不要，以免超过弹簧的弹性限度。

3.尽量几组数据：

要使用弹簧，且要尽量多测几组数据。

4.观察所描点的走向：

不要画线。

5.统一单位：

记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。

误差分析1.。

2.。

热点一实验原理与实验操作【例1】如图1甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。

图1

（1）为完成实验，还需要的实验器材有：

_。

（2）实验中需要测量的物理量有：

（3）图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为_N/m。

图线不过原点的原因是由于_。

（4）为完成该实验，设计的实验步骤如下：

A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来；

B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；

C.将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；

D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；

E.以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式。

首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；

F.解释函数表达式中常数的物理意义；

G.整理仪器。

请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：

热点二数据处理及误差分析【例2】

（2014新课标全国卷，23）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系。

实验装置如图2所示：

一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；

通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度。

设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0;

挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x。

测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）。

已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm。

图2P1P2P3P4P5P6x0（cm）2.044.066.068.0510.0312.01x（cm）2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k（N/m）16356.043.633.828.8（m/N）0.00610.01790.02290.02960.0347

（1）将表中数据补充完整：

_，_。

（2）以n为横坐标，为纵坐标，在图3给出的坐标纸上画出n图象。

图3（3）图3中画出的直线可近似认为通过原点。

若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_N/m；

该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的关系的表达式为k_N/m。

热点三实验的改进与创新【例3】用如图5甲所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系。

轻弹簧上端固定一个力传感器，然后固定在铁架台上，当用手向下拉伸弹簧时，弹簧的弹力可从传感器读出。

用刻度尺可以测量弹簧原长和伸长后的长度，从而确定伸长量。

测量数据如表格所示：

甲伸长量x/102m2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.50

（1）以x为横坐标，F为纵坐标，在图乙的坐标纸上描绘出能够正确反应弹力与伸长量关系的图线。

乙图5

（2）由图线求得该弹簧的劲度系数为_（保留两位有效数字）。

解析横轴表示伸长量x，纵轴表示弹力F，按照表格数据，描点画图，得到一条直线，图象斜率代表弹簧劲度系数。

实验三验证力的平行四边形定则误差分析1.误差来源。

2.减小误差的方法

（1）结点O。

（2）拉力用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿方向。

应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的内。

两个分力F1、F2间的夹角。

热点一实验原理及实验操作【例1】

（2015安徽理综，21，）在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。

用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图1所示。

请将以下的实验操作和处理补充完整：

图1用铅笔描下结点位置，记为O；

记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳（套）的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线；

只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数F3，__；

按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；

根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；

比较_的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。

（2015山东理综，21）某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。

实验步骤：

将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。

如图4所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离（即橡皮筋的长度l）。

每次将弹簧秤示数改变0.50N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：

图4F（N）00.501.001.502.002.50l（cm）l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O，橡皮筋的拉力记为FOO。

在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图5所示。

用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。

图5完成下列作图和填空：

（1）利用表中数据在给出的坐标纸（图6）上画出Fl图线，根据图线求得l0_cm。

图6

（2）测得OA6.00cm，OB7.60cm，则FOA的大小为_N。

（3）根据给出的标度，在图7中作出FOA和FOB的合力F的图示。

图7（4）通过比较F与_的大小和方向，即可得出实验结论。

热点三实验的改进与创新【例3】某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定则，设计了如下实验：

图9

（1）将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；

（2）将橡皮筋一端用细线固定在竖直板上的M点，在橡皮筋的中点O再用细线系一重物，重物自然下垂，如图9甲所示；

（3）将橡皮筋另一端用细线固定在竖直板上的N点，如图乙所示。

为完成实验，下述操作中必需的是_（填正确答案标号）。

A.橡皮筋两端连接的细线长度必须相同B.要测量图甲中橡皮筋Oa和图乙中橡皮筋Oa、Ob的长度C.M、N两点必须在同一高度处D.要记录图甲中O点的位置及过O点的竖直方向E.要记录图乙中结点O的位置、过结点O的竖直方向及橡皮筋Oa、Ob的方向实验四验证牛顿运动定律注意事项1.实验方法：

。

2.平衡摩擦力：

3.实验条件：

只有满足，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。

热点一实验原理与基本操作【例1】在“探究加速度和力、质量的关系”实验中，采用如图1所示的装置图进行实验：

图1

（1）实验中，需要在木板的右端垫上一个小木块，其目的是_。

（2）实验中，已经测出小车的质量为M，砝码（包括砝码盘）的总质量为m，若要将砝码（包括砝码盘）的总重力大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是_。

（3）在实验操作中，下列说法正确的是_（填序号）。

A.求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量M和m，以及小车质量M，直接用公式ag求出B.实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车C.每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚度D.先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；

再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系热点二数据处理及误差分析【例2】一小组的同学用如图3所示装置做“探究物体质量一定时，加速度与力的关系”的实验。

图3

（1）下列说法正确的有_。

A.平衡摩擦力时，用细线一端挂空砝码盘，另一端与小车相连，将木板适当倾斜，使小车在木板上近似做匀速直线运动B.每次改变砝码及砝码盘总质量之后，应重新平衡摩擦力C.应让砝码及砝码盘总质量远大于小车及里面钩码的总质量D.砝码及砝码盘总质量远小于小车及里面钩码总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力

（2）图4甲为实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分。

从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两计数点之间都有4个计时点没有标出，用刻度尺分别测量出A点到B、C、D、E的距离如图4所示，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中小车运动加速度的测量值a_m/s2。

（结果保留两位有效数字）图4（3）某同学平衡摩擦力后，改变砝码盘中砝码的质量，分别测量出小车的加速度a。

以砝码盘及砝码的重力F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，得到如图乙所示的aF图线，则图线不通过坐标原点的主要原因是_。

（2014新课标全国卷）某同学利用图6甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示。

实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。

回答下列问题：

图6

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”）关系。

（2）由图乙可知，am图线不经过原点，可能的原因是。

（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是，钩码的质量应满足的条件是。

实验五探究动能定理误差分析1.误差的主要来源是。

2.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时也会造成误差。

注意事项1.平衡摩擦力：

2.选点测速：

3.橡皮筋的选择：

热点一实验原理与实验操作【例1】“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图1所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；

当用2条、3条、4条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。

图1

（1）关于该实验，下列说法正确的是_。

A.打点计时器可以用干电池供电B.实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力C.每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wv、Wv，W2vm、W3vm的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系。

（2）如图2所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB1.48cm，BC1.60cm，CD1.62cm，DE1.62cm；

已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm_m/s。

（结果保留两位有效数字）图2热点二数据处理与误差分析【例2】如图5所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形。

这时，橡皮筋对小车做功记为W。

当用2条、3条、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第n次实验时，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放。

小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出，图6甲为某次实验中打出的纸带。

图5

（1）除了图中已给出的实验器材和电源外，还需要的器材有_。

（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是__。

（3）每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的，为了测量小车最终获得的末速度，应选用纸带的_部分进行测量。

（4）下面是本实验的数据记录及数据处理表。

从理论上讲，橡皮筋做的功Wn与物体获得的速度vn之间的关系是Wn_，请你运用表中的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图象，以验证理论的正确性。

图6热点三实验的改进与创新【例3】某学习小组利用如图9所示的装置验证动能定理。

图9

（1）将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离xcm；

（2）测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间t1和t2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是；

（3）该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？

（填“是”或“否”）。

实验六验证机械能守恒定律误差分析1.减小测量误差：

一是测下落距离时都从量起，一次将各打点对应下落高度测量完，二是。

2.误差来源：

由于重物和纸带下落过程中要做功，故动能的增加量Ekmv必定稍重力势能的减少量Epmghn，改进办法是。

注意事项2.重物。

热点一实验原理及数据处理【例1】

（2016浙江温州十校联合体联考）某同学安装如图1甲所示的实验装置，验证机械能守恒定律。

如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02s打一个点。

图1请回答下列问题：

（1）电火花计时器的工作电压是V。

（2）根据纸带可以判断，实验时纸带的（填“左”或“右”）端和重物相连接。

（3）若x24.80cm，则在纸带上打下计数点B时的速度vBm/s（计算结果保留三位有效数字）。

（4）若x1数据也已测出，则要验证机械能守恒定律，实验还需测出的物理量为。

（5）经过测量计算后，某同学画出了如图2所示的Eh图线，h为重物距地面的高度，则图2中表示动能随高度变化的曲线为（填“图线A”或“图线B”）。

图2热点二实验的改进与创新【例2】利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图5所示：

图5

（1）实验步骤。

将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。

用游标卡尺测量挡光条的宽度l9.30mm。

由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离xcm。

将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。

从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2。

用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。

（2）用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1和v2。

当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1和Ek2。

在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少Ep（重力加速度为g）。

（3）如果Ep，则可认为验证了机械能守恒定律。

实验七：

验证动量守恒定律1、实验目的：

2、实验原理：

质量为m1和m2的两个小球发生正碰，若碰前m1运动，m2静止，根据动量守恒定律应有m1v1=m1+m2。

因小球从斜槽上滚下后做平抛运动，由平抛运动知识可知，只要小球下落的高度相同，在落地前运动的时间就相同，则小球的水平速度若用飞行时间作时间单位，在数值上就等于小球飞出的水平距离所以只要测出小球的质量及两球碰撞前后飞出的水平距离，代入公式就可验证动量守恒定律。

3、实验器材斜槽、大小相等而质量不同的小球两个、重锤线一条、白纸、复写纸、天平一台、刻度尺、圆规。

4、实验步骤

（1）先用天平测出小球质量m1、m2。

（2）如图1所示，安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端点切线水平，把被碰小球放在斜槽水平方向的末端调节实验装置使两个相碰时处于同一水平高度，且碰撞瞬间，入射球与被碰球的球心联机与轨道末端的切线平行，以确保碰撞后的速度方向水平。

（3）在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。

（4）在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球被碰前的位置，如图所示。

（5）先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处自由滚下，重复10次，用圆规画尽可能小的圆，把所有的小球落点围在里面，圆心就是入射球不碰撞时的落地点P。

（6）把被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从同一高度处自由滑下，使它们发生正碰，重复10次，仿步骤求出入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。

（7）用刻度尺量出线段、的长度。

把两小球的质量和相应的速度数值代入m1=m1+m2，看是否成立（8）整理实验器材，放回原处。

5、数据处理入射球、被碰球都是从同高度开始做平抛运动，故它们平抛运动的时间都相同，设为t，入射球从斜槽轨道上某点由静止释放后，落在P点，它平抛运动的起点为斜槽轨道的末端，共平抛运动的水平位移为，水平速度v=，入射球从斜槽轨道上的同一点由静止释放，与被碰球碰撞后分别落在M、N点，它们的水平速度分别为v1=，v2=，如果动量守恒，则应有m1v1=m1+m2，亦即m1=m1+m2，只要证明这个关系正确，就验证了机械能守恒。

6、注意事项

（1）斜槽末端的切线必须水平。

（2）入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放。

（3）入射球质量应大于被碰球的质量。

（4）实验过程中实验桌、斜槽、记录所用自纸的位置要始终保持不变。

斜槽末端必须水平，检验方法是把小球放在斜槽末端平轨道上任何位置，看其能否保持静止状态7、误差分析实验所研究的过程是两个不同质量的金属球发生水平正碰，因此“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件。

实验中两球球心高度不在同一水平面上，给实验带来误差每次静止释放入射球的释放点越高，两球相碰时内力越大，动量守恒的误差越小，应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差。

本实验代入计算的量并不多，只有小球的质量和碰撞前后两个小球平抛的水平位移，因此质量的测量和水平位移的测量是产生误差的主要原因，应尽量准确。

【试题解析】例3某同学用如图2所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次，图中O点是水平槽末端及在记录纸上的垂直投影点B球落点痕迹如图3所示，其中米尺水平放置且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐

（1）碰撞后B球的水平射程应取为。

（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离BA球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C测量A球或B球的直径D测量A球和B球的质量（或两球质量之比）E测量G点相对于水平槽面的高度例4如图4所示，在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是m0的滑块A、B做验证“动量守恒定律”的实验，实验步骤如下：

（1）把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态

（2）按下电钮，使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，在A与C或B与D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C运动时间t1，B至D运动时间t2（3）重复几次，取t1、t2的平均值在调整气垫导轨时应注意；

应测量的数据