高一上册物理实验复习汇编.docx
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高一上册物理实验复习汇编
实验一：
实验课：
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度
（1）实验目的：
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
并得到其v-t图像，说明加速度a不变规律。
（2）实验器材：
器材：
小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线，纸带，刻度尺，复写纸。
①作用：
记录时间和位移的仪器，每隔0.02s打一次点．频率f=50Hz
②工作条件
（3）实验原理：
Ⅰ.利用纸带求匀变速直线运动的加速度：
“逐差法”
物体做匀变速直线运动，在各个________________的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有:
△s=________________
Ⅱ.利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度：
“平均速度法”
物体做匀变速直线运动的纸带，相邻两点的时间间隔为T，某一点的瞬时速度：
如
vA=______________
（4）实验步骤:
1．把一端附有定滑轮的长木板放在桌面上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离定滑轮的一端，连接好电路，如图所示．
2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮，并在下面挂上合适的钩码，接通电源，待打点计时器打点稳定后再放开小车，让小车拉着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源．
3．换上新纸带重复操作三次．
4．在三条纸带中选择一条最清晰的，舍掉开头一些过于密集的点（因为开头纸带运动速度比较慢受阻力不可忽略，所以要舍掉）。
找一个适当的点作为计时起点．
5．选择相隔0.1s的若干计数点进行测量，把数据填入表格．
6．计算出各计数点的瞬时速度，填入表格中．
7．增减所挂钩码数，再做两次实验．
（5）注意事项：
1．要在钩码落地处放置软垫或砂箱，防止撞坏钩码.
2．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．
3．先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．
4．安装打点计时器时，要尽量使纸带、小车、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上．
5．避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前应及时用手按住或放置泡沫塑料档板．
6．当小车停止运动时，立即切断电源．
7．牵引小车的重物（或钩码）的质量要适宜．如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，点过于密集，不便于测量距离．
8．画v－t图象时，注意让所画直线尽量经过较多的点，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧；同时注意坐标轴单位长度的选取，要使图象分布在坐标平面的大部分面积.
知识点二：
匀变速直线运动的实验步骤及注意事项考察
经典例题：
【例1】采取下列哪些措施，有利于减小由于纸带受到的摩擦而产生的误差（ CD ）
A．改用直流6V电源
B．降低电源电压
C．使用平整不卷曲的纸带
D．使物体运动的方向与纸带在同一条直线上
【变式1】在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，下列说法正确的是（ AC ）
A．通过调节，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上
B．坐标轴单位长度越小越好
C．开始前要先开电源后松纸带，打完点要先断开电源后取纸带
D．钩码的质量越大越好
针对性练习：
1.在利用打点计时器探究小车的速度随时间变化规律的实验中，关于计数点间的时间间隔下列说法中正确的是（打点周期为0.02s）（ AC ）
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s
C．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s
D．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s
2．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是（ A ）
A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上
C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车
D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
3．在实验过程中，对减小实验误差来说，下列方法中有益的是（ ACD ）
A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点与点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
4．在探究小车的速度随时间变化的规律的实验中，为了减小测量小车运动加速度时的误差，下列措施中哪些是有益的（ BCD ）
A．使小车运动的加速度尽量小一些
B．适当增加挂在细绳下的钩码的个数
C．在同样条件下打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算
D．舍去纸带上比较密集的点，然后选取计数点，进行计算
5．测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与让纸带随物体开始运动，这两个操作的时间关系应当是（A）
A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源D．先释放纸带或先接通电源都可以
知识点三：
匀变速直线运动的纸带处理（求加速度及某点的瞬时速度）
知识梳理：
例1
在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电周期为0.02s．实验得到的纸带如图所示，图中
A、B、C、D、E为所选取的计数点，相邻两个计数点间还有四个
点未画出。
现测得相邻计数点间距依次为：
AB=16.10cm，BC=17.95c
m，CD=19.81cm，DE=21.65cm．则：
（1）相邻计数点间隔的时间为_______
__s；
（2）所使用的刻度尺的最小刻度为__________cm；
（3）拖着纸带运动的物体加速度为__________m/s2；
（4）计时器在打B点时，物体的瞬时速度大小为__________m/s．
15．
（1）0.1
（2）0.1（3）1.85（4）1.7
例2
如图2－1－2所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.
图2－1－2
（1）计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度（要求小数点后保留三位有效数字）：
vB＝_0.400_m/s，vC＝___0.479____m/s，vD＝__0.560______m/s，vE＝____0.640____m/s，vF＝_____0.721___m/s.
（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图2－1－3所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
（3）分析小车的运动特点．并求出加速度
速度随时间均匀变化，线性关系
（4分）.下图是用打点计时器打出一系列点的纸带，纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面，A、B、C、D、E为选好的记数点，相邻记数点间的时间
间隔为0.04s。
由以上数据可从纸
带上求出小车在运动中的加速度a=________m／s2以及打点计时器打下C点时小车的瞬时速度vc=__
______.m／s
2.50.75
【变式2】下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出。
由图数据可求得：
（结果保留两位有效数字）
（1）该物体的加速度为？
0.74
（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为？
4.36
（3）打第3个点时该物体的速度为？
0.47
针对性练习：
1．在探究小车速度随时间变化的规律实验中，如图2－1－6所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s.
图2－1－6
（1）vB＝__1.38____m/s，vC＝__2.64___m/s，vD＝__3.90___m/s.
（2）在图2－1－7所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据逐差法求出
a＝____12.0____m/s2.
（3）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是__0.2___m/s，此速度的物理意义是____A点速度____________________．
课后作业
1.下列关于使用打点计时器的说法，其中正确的是（ABCD）
A.不要在未放纸带时通电打点，每次打点完毕，应及时切断电源，切忌长时间通电使用
B.每打完一条纸带，要将复写纸调整一下，确保下一次打点清晰
C.若发现振片振幅不稳定，应调节振片螺母，以使振动稳定
D.若打出的点带尾巴或双点，则是由于打点针太长所造成的，应适当调节打点针的长度
2.关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是（ABD）
A．点迹均匀，说明纸带做匀速运动B．点迹变稀，说明纸带做加速运动
C．点迹变密，说明纸带做加速运动D．相邻两点间的时间间隔相等
3.根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（ AB ）
A．时间间隔B．位移C．速率D．平均速度
4.使用打点计时器时应注意（BCD）
A．无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带
C．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
D．使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上
5.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为（D）
A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定
C.电源频率不稳定D.振针压得过紧
6.在《研究匀变速直线运动》的实验中，所用实验器材有：
电火花打点计时器、纸带、小车、带滑轮的长木板、砝码、刻度尺、导线、电源等，其中电源必须是（B）
A．4～6V的蓄电池B.4～6V的低压交流电C.4～6V的干电池D.220V交流电
7.如图6是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
图6
（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为___0.02S_____．
（2）ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x＝___0.700m_____；C点对应的速度是_0.100m/s_______（计算结果保留三位有效数字）．
8.在《研究匀变速直线运动》的实验中如图所示为某次记录小车运动情况的纸带，点火花打点计时器依次在纸带上打出图中A、B、C、D、E相邻计数点，已知相邻的计数点的时间间隔为0.1s。
根据纸带上所给出的数据，可以判断该小车做匀加速直线运动；在打C点时小车的速度大小vC=1m/s，小车的运动加速度大小a＝2m/s2，方向是A指向E（填“从A指向E”或“从E指向A”）
实验二：
探究力的合成规律
知识点二、探究力的合成规律
1．实验原理
使某个力F′的作用效果以及F1与F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，所以F′为F1和F2的合力，作出F′的图示，再根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F、F′，分析在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同．
2．实验目的
（1）验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则；
（2）通过验证力的平行四边形定则，培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力．
3．实验器材
方木板一块，白纸，弹簧秤两个，橡皮条，
细绳和细绳套各两个，三角板，刻度尺，图钉几个，铅笔．
4．实验步骤
（1）在实验桌上平放一块方木板，然后在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上．
（2）用图钉把橡皮条一端固定在板上的A点，橡皮条的另一端系上两条细绳，两条细绳的另一端各系着绳套．
（3）用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.
（4）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧秤的示数．
（5）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F.
（6）只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，读出并记录弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示．
（7）比较力F′与合力F的大小和方向，看它们在实验误差允许的范围内是否大小相等、方向相同．
（8）改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再做两次实验．
5．注意事项：
（1）平行．
（2）结点的位置．
（3）不超过弹性限度的条件下，应该使拉力尽量大一些，以减小实验中的误差．
（4）画力的图示时．
（5）不可能完全符合，误差允许的范围内即可．
6．实验误差分析
本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视刻度，要按有效数字正确读数和记录．
两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的误差ΔF也越大，所以实验中不要把θ取得太大，同时夹角也不能太小．
例1．某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：
（1）有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
（2）遗漏的内容分别是____________和____________．
答案：
有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条绳的方向；E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.
变式1．在“互成角度的两个力的合成”实验中，为了减小实验误差，应注意（ ）
A．描点、作图时的铅笔尖一些，并使图尽量大些
B．拉橡皮条的细绳尽量长些
C．在用两个弹簧测力计拉时，两细绳的夹角尽量大些
D．在用两个弹簧测力计拉时，两弹簧测力计的示数尽量大些
答案 ABD
【基础训练】
1．在做“探究力的平行四边形定则”实验时：
（1）除已有的器材（方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔）外，还必须有________和________．
（2）要使每次合力与分力产生相同的效果，必须（ ）
A．每次将橡皮条拉到同样的位置B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧秤的示数D．每次记准细绳的方向
（3）为了提高实验的准确性，减小误差，实验中应注意些什么？
（4）在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学的实验结果如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置．图中________是力F1与F2的合力的理论值；______是力F1与F2的合力的实验值．通过把________和________进行比较，验证平行四边形定则．
（1）橡皮条和三角板．
（2）A.（3）①选用弹性小的细绳；②橡皮条、细绳和弹簧秤的轴应在同一平面上，且与板面平行贴近等．（4）合力F为理论值，F′为实验值．比较F与F′的大小和方向
2．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连接着一个量程为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．
（1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N
（只需读到0.1N）
（2）在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
答案 2.5N，3.5N．作图略
实验三：
实验探究：
加速度与力、质量的关系
知识点1：
实验探究：
加速度与力、质量的关系
知识梳理：
1.实验方法：
________________；
2.实验仪器及结构图：
实验器材：
一端附有定滑轮的长木板；小车；带小钩的细绳；沙子和小桶；____________________；纸带及复写纸片；__________；低压交流电源、导线；砝码；天平（带有一套砝码）
3.实验原理
采用控制变量法：
①如上图所示，保持小车__________________，改变小桶内_________，从而改变细线对小车的_________，测出小车的对应_________，研究小车加速度与力的关系。
（保持物体质量m不变，探究加速度a与力F的关系）
②保持小桶和砂的_________，在小车上增减_________，改变小车的总质量，测出小车对应的加速度，研究小车加速度与其质量的关系。
（保持物体所受的力相同，探究加速度a与质量m的关系）
4.实验步骤
5.数据处理
1.m一定时，a与F的关系：
a/（m·s-2）
1.98
4.06
5.95
8.12
F/N
1.00
2.00
3.00
4.00
（1）根据表中数据，画出a-F图象.
结论：
从图象中可以判定:
当m一定时，a与F的关系为.
2.F一定时，m与a的关系：
（1）根据表中数据，画出a-m图象和图像。
结论：
从图象中可以判定:
当F一定时，a与m的关系为.
当F一定时，a与1/m的关系为.
6.误差分析
1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．
2．本实验中用小桶和砂子的总重力代替小车受到的拉力（实际上小车受到的拉力要小于小桶和砂子的总重力），存在系统误差．小桶和砂子的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小桶和砂子的总质量越小于小车的质量，误差就越小．
7.注意事项
①平衡摩擦力时_________挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都_________重新平衡摩擦力．
②实验中必须满足小车和砝码的质量_________小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。
③作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．
④小车应靠近打点计时器且先接通_________再放手。
⑤小车运动停止时不能与定滑轮相碰。
经典例题：
【例1】在利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中，以下做法正确的是（ ）
A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，后接通电源
D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响
【变式1】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是（ ）
A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力
B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力
C．只有平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力
D．只有平衡摩擦力后，且小车的质量M远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力可以认为等于吊盘和砝码的重力
【例2】某实验小组的几名同学在探究加速度与物体的质量以及外力关系的实验中，当物体的质量一定时，分别根据实验数据画出了不同的实验图象，如图所示，下列说法中分析正确的是（ ）
A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
【变式2】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，关于平衡摩擦力的说法中正确的是（ ）
A．“平衡摩擦力”的本质就是想法让小车受到的摩擦力为零
B．“平衡摩擦力”的本质就是使小车所受的重力在沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡
C．“平衡摩擦力”的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳对小车施加的拉力
D．“平衡摩擦力”是否成功，可由小车拖动后由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定
【例3】用如图4－2－2所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量；
B．按图装好实验器材；
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶；
D．将电磁打点计时器接在6V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；
E．保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；
G．作a－M关系图象，并由图象确定a－M关系．
（1）该同学漏掉的重要实验步骤是________________，该步骤应排在________步实验之后．
（2）在上述步骤中，有错误的是______，应把_______________改为_______________．
（3）在上述步骤中，处理不恰当的是________，应把________改为______________________．
【变式3】某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图4－2－2所示，图甲为实验装置简图（交流电的频率为50Hz）．
图4－2－2
（1）图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2（保留两位有效数字）．
（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的
，数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车加速度
a/（m·s－2）
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车质量
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67
/kg－1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60
请在如图4－2－3所示的方格坐标纸中画出a－
图线，并依据图线求出小车加速度a与质量倒数
之间的关系式是________．
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线，如图4－2－3所示．该图线不通过原点，请你分析其主要原因是_________________________________________．
图4－2－3
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