1、第1讲 力学实验1.实验原理(1)由纸带判断物体做匀变速运动的方法如图611所示，0、1、2为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、x3为相邻两计数点间的距离，若xx2x1x3x2x4x3C(常量)，即若两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动2注意事项(1)在实验的过程中，要重复三次，打三条纸带，然后再从三条中选一条比较理想的纸带，舍掉开始比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点(2)小车的加速度应适当大些，使相等时间内的位移较大，可以减小长度的测量误差(3)要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般地每隔4个点取1个计数点(2012湖南四市联考)某
2、同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图612所示的一条纸带，已知打点计时器使用电源频率为50 Hz，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为_s如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6来表示从0点开始各相邻两个计数点间的距离，用T表示两相邻记数点的时间间隔，则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a_(用符号写出表达式，不要求计算)打F点时物体的速度大小为vF_m/s.(答案均要求保留三位有效数字)1.实验原理如图613所示，弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等，这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法
3、给弹簧施加拉力)；弹簧的伸长可用直尺测出多测几组数据，用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系2注意事项(1)拉力不能过大，以免弹簧超出其弹性限度(2)实验中用弹簧的伸长而不用弹簧的总长，若用弹簧总长得到的不是正比例函数，关系较为复杂(3)本实验可用列表法、图象法、函数法来处理实验数据，最好用图象法，图象法形象、直观(4)拟合曲线时，不要连成“折线”而应尽量让坐标点大致分布在直线上或两侧(2012广东高考)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹
4、簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表.表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为_(3)图614是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与_的差值(填“L0”或“Lx”)(4)由图可知弹簧的劲度系数为_N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为_g(结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)【解析】(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向(2)弹簧静止时，记录原长L0；表中的数据L3与其他数据有效位数不同，所以数据L3不规范，标准数据
5、应读至cm位的后两位，最后一位应为估计值，精确至mm位，所以刻度尺的最小分度为1 mm.(3)由题图知所挂砝码质量为0时，x为0，所以xLLx.【答案】(1)竖直(2)静止 L31 mm(3)Lx(4)4.9101.实验原理(1)如图615所示，结点受三个共点力作用处于平衡状态，则F1与F2的合力必与橡皮条拉力平衡，改用一个拉力F使结点仍到O点，则F必与F1和F2的合力等效(2)以F1和F2为邻边作平行四边形求出合力F，比较F与F的大小和方向，以验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则2注意事项(1)本实验要注意两只弹簧测力计的选用，将两只弹簧测力计钩好后对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中读
6、数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧测力计应与板面平行(2)只有分力与合力具有等效性时，它们才遵守平行四边形定则，所以本实验的关键是要控制好作用效果相同即实验成败的关键是前后两次都要把结点拉到同一位置，并记好弹簧测力计读数及细绳套的方向(3)作图时，应选择恰当的标度，作的图大一些便于观察如图616所示在“力的平行四边形定则”的实验探究中，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根带有绳套的细绳，每根绳套分别挂着一个弹簧测力计沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮条的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力
7、F1、F2的大小并标出方向；再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小和方向(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，这样做的目的是_(2)为尽可能减小实验误差，下列操作中正确的是_ A弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行B两细绳必须等长C标记同一细绳方向的两点要远些D用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大【解析】(1)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点，目的是让F与F1、F2的合力效果相同(2)为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，标记同一细绳方向的两点要适当远些故A、C正确【答案】(1)见解析(2)AC1.实验原理本实验共有F、m、a三个参
8、量，探究加速度a与作用力F及物体的质量m的关系时，应用的方法是控制变量法，即先控制一个参量小车的质量m不变，讨论a与F的关系，再控制小桶和砂的质量不变，即F不变，改变小车质量m，讨论a与m的关系(2012山东高考)某同学利用图617甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图617乙所示打点计时器电源的频率为50 Hz.【答案】(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00 偏大1.实验原理如图618所示，小车在橡皮筋的作用下
9、弹出，沿木板滑行当我们用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么，第2次、第3次实验中橡皮筋对小车做的功就是第1次的2倍、3倍如果把第1次实验时橡皮筋所做的功记为W，以后各次做的功就是2W、3W(2012皖南八校联考)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：A第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动如图619甲所示B第二步保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠
10、近滑轮处，取下细绳和钩码，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图619乙所示试回答下列问题：(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点的时间间隔为t，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打A点时滑块速度vA_，打点计时器打B点时滑块速度vB_.(2)已知重锤质量m，当地的重加速度g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块_(写出物理名称及符号)，合外力对滑块做功的表达式W合_.(3)测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功，并计算出A、B、C、D、E各点的速度，以v2为纵轴，以W为横轴建立
11、坐标系，描点作出v2W图象，可知它是一条过坐标原点的倾斜直线，若直线斜率为k，则滑块质量M_.2注意事项(1)安装打点计时器时，必须使限位孔与纸带在同一竖直平面内，以减小重物下落时纸带受到的阻力(2)要特别注意实验操作的顺序，开始实验时，需保持提纸带的手不动，同时先接通电源，让打点计时器正常工作再放开纸带让重物下落，以保证第一个点是一个清晰的小点(3)根据自由落体运动过程中机械能守恒原理，可以测量任意两个计数点之间距离h，求出这两点间的动能之差Ek，利用mghEk来验证机械能守恒定律(4)本实验有两种误差：因重物和纸带下落的过程中要克服阻力做功，故动能的增量Ek一定略小于重力势能的减少量，这是不可避免的，属于系统误差，改进的办法只能调整器材的安装，尽可能减小阻力长度测量过程中属于偶然误差可以通过多次测量取平均值来减小误差
