高中物理必修1复习精品学案《高一物理实验》.docx

1、高中物理必修1复习精品学案高一物理实验高中物理必修1复习精品学案高一物理实验基础知识：重点1 实验：打点计时器测速度重点2 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系重点3 实验：探究加速度与力、质量的关系重点1：打点计时器测速度基本原理【要点解读】1打点计时器的原理及使用电火花计时器电磁打点计时器工作电压220V交流电6V以下交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动打点周期0.02s0.02s记录信息位移、时间2测平均速度、瞬时速度的原理：跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移x，打两个点的时间可用t（n1）0.02 s求得，则平均速度vx/

2、t，当t很短时，可以认为x/t为t时刻的瞬时速度。如图所示，纸带上E点的瞬时速度可用D、G或D、F间的平均速度代表，但用D、F间的平均速度表示时更精确。3数据处理过程（1）选取一条点迹清晰便于分析的纸带。（2）把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D作为“计数点”，如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C之间的距离x1、x2、x3。（3）打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D各点的瞬时速度分别为：、。4实验时应注意的事项（1）实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。（2）使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时

3、器打点稳定后，再拉动纸带。（3）手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。（4）使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。（5）使用电磁打点计时器的，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。（6）打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。（7）对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕（可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离）。读数时应估读到毫米的下一位。【考向1】打点计时器的原理及使用【例题】在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列关于作v

4、-t图象的说法中，正确的是（ ）A只要确定了v-t图象中的两点，就可以得出小车运动的v-t图象，因此实验只需要测出两组数据Z-X-X-KB作v-t图象时，所取的点越多，图线就越准确C作出的v-t图线应该通过所有的点，图线曲折也可以D对于偏离直线较远的点，说明误差太大，应舍去【答案】BD【名师点睛】本题比较简单，考查了处理数据的一种方法图像法。描点作图时的注意事项要清楚。对于基础知识，平时训练不可忽略，要在练习中不断加强。【考向2】实验步骤与纸带处理【例题】在“研究匀变速直线运动”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先接通电源，再释放纸带 B先释放纸带

5、，再接通电源C释放纸带的同时接通电源 D不同的实验要求不同 下图为某同学打出的一条纸带的一部分，描出O、A、B、C、D五个计数点（相邻两个计数点间有四个点未画出）用毫米刻度尺测量各点与O点间距离如图所示，已知所用电源的频率为50HZ，则打B点时小车运动的速度vB=_ m/s，小车运动的加速度a=_ m/s2（结果要求保留两位有效数字）【答案】（1）A（2）0.62；1.8【解析】实验时，要先接通电源，再释放纸带，故选A；打B点时小车运动的速度；设0到A之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：x3-x1=2a1T2；x4-

6、x2=2a2T2为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：a=（a1+a2）即小车运动的加速度计算表达式为： 考点：研究匀变速直线运动。重点2：实验：探究弹力和弹簧伸长的关系【要点解读】1实验原理（1）弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关。沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。用悬挂法测量弹簧的弹力，利用的是弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。（2）弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算。（3）建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实

7、验所测得的各组（x、F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探究弹力大小与伸长量间的关系。2实验器材轻弹簧、钩码（一盒）、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸。3实验步骤（1）按图安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。（2）在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力。（3）增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，xll0表示弹簧的伸长量。1234567F/N0l/cmx/cm04数据处理（1）以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。连接各点，得出弹力F

8、随弹簧伸长量x变化的图线。（2）以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据Fx图线的斜率求解，k。5注意事项（1）所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度。（2）每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线更精确。（3）测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。（4）描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧。（5）记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。【考向1】用图像法探

9、究弹力和弹簧伸长的关系【例题】图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景。用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F（从电脑中直接读出）。所得数据记录在下列表格中：拉力大小F/N0.450.690.931.141.441.69标尺刻度x/cm57.0258.0159.0060.0061.0362.00（1）从图乙读出刻度尺上的刻度值为 cm；（2）根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图象；（3）由图象求出该弹簧的劲度系数为 N/m、弹簧的原长为 cm。（均保留三位有效数字） 【答案】（1）（2）如图（3）， 【解析】（1）

10、由图可知，弹簧秤的最小分度为，故读数为；（2）根据表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示；（3）由胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知。【名师点睛】本题考查探究弹力和弹簧伸长之间的关系实验，要注意明确实验原理及实验中的注意事项，并正确根据图象分析实验数据；在读弹簧秤的示数时要注意估读。【考向2】探究弹力与弹簧伸长的关系【例题】在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中。关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是（ ）A先测量原长，后竖直悬挂 B先竖直悬挂，后测量原长 C先后顺序对实验结果无影响 D先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重 为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量的关系，李强同学选了

11、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所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为 这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为 _N/m，乙弹簧为_N/m。【答案】BD 弹簧已经超过了弹簧的弹性限度造成的；66.7N/m；200N/m由胡克定律可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与行变量成正比，F-x图象是直线，由图示图象可知，当拉力较大时，图象向上发生弯曲，这是由于弹簧已经超过了弹簧的弹性限度造成的；由图示图象可知，弹簧的劲度系数：， 【名师点睛】本题考查了弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系的基础知识;对于基本实验仪器不光要了解其工作原理，

12、还要从实践上去了解它，自己动手去实际操作，达到熟练使用的程度重点3：实验：探究加速度与力、质量的关系【要点解读】一、实验原理：1探究方法控制变量法（1）控制小车的质量M不变，研究加速度与合外力的关系aF合。（2）控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，研究加速度与质量的关系a1/M。2要测量的物理量（1）小车与其上砝码的总质量M用天平测出。（2）小车受的拉力F用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由Fmg算出。（3）小车的加速度a通过打点计时器打出的纸带测算出。应用加速度与位移成正比求出由于a，如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2，则位移之比就是

13、加速度之比，即。二、实验器材砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺。三、实验步骤1用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。2按图所示将实验器材安装好（小车上不系绳）。3平衡摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等）。4将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。5保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实

14、验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力，m1g、m2g、，以及计算出相应纸带的加速度填入表格。6保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码。7继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码。8计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格。四、数据处理1分析加速度和力的关系依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出aF关系图象，如图所示，由此得出结论：质量不变时，加速度与力成正比。2分析加速度和质量的关系依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M的倒数1/M为横坐标作出a1/M关系图象，如图所示，据图象可以得出结论：受力一定时，加速度与质量成反比。3实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。六、注意事项1平衡摩擦力时不要挂重物，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，都不需要重新平衡摩擦力。2实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量。只有如此，砝码和小