高中物理力学实验专题.doc

高中物理力学实验专题 篇一：高中物理力学实验专题 高中力学实验专题 高中物理《考试说明》中确定的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。 在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。 （一）打点计时器系列实验中纸带的处理 1．纸带的选取：一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm。 2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n个打点时间间隔，即T=0.02n（s）。一般取n＝5，此时T=0.1s。 3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得： SI?s1，SII?s2?s1，SIII?s3?s2，SIV?s4?s3，SV?s5?s4，SVI?s6?s5 4．判定物体运动的性质： 若SI、SII、SIII、SIV、SV、SVI基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。 设△s1=SII－SI，△s2=SIII－SII，△s3=SIV－SIII，△s4=SV－SIV，△s5=SVI－SV 若△s1、△s2、△s3、△s4、△s5基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。 测定第n点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：v4?SIV?SVs5?s3?。 2T2T 测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T内的位移SI、SII、SIII、SIV、SV、SVI分成两组，利用?s?aT2可得：a1?SIV?SISV?SIISVI?SIIIa?a?、、，再算出的a1、a2、232223T3T3T a1?a2?a3就是所测定作匀变速直线运动物体的加速度。若3a3平均值，即：a? 为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。 （二）设计性实验的设计思路与典例分析 基本仪器的使 用知识 物理规律和原理 数据处理 演示和分组实验的实验原理 实验原理 实验步骤 题目要求和给出的条件 需测物理量和所需器材 实验结论及误差分析 【例题1】做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸m/s2（保留两位有效数字）。 【命题意图】本题考查了匀变速直线运动的纸带处理，同时x 带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是 还要明确计数点的选取以及相隔时间的计算问题。要求学生 能把常见的纸带数据处理中的数据与图中纸带的长度建立联系，获得相关数据，然后求得实验结果。 【解析】由题意可得，每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移，由图示数据可得?s?7.5?10?3m，而相隔时间为T＝0.02×5s＝0.1s，根据?s?aT2，可得小车的加速度为：a?0.75m/s2。 【变式题】（2006年上海）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与 物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块 滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线 表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩 形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的B E 长度表示 。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示 。 【解析】OA时间段的平均速度；A时刻的瞬时速度。 【例题2】（2002年广