物理必修一期末复习总结实验提纲

物理必修一期末复习总结实验提纲1/5物理必修一期末复习物理实验一、纸带的处理1.打点计时器的使用---------打点计时器是一种特殊的计时仪器，其工作电源为低压交流电源（电磁打点计时器的工作电压为低压4~6V，电火花打点计时器的工作电压为交流220V），打点周期为0.02s，使用打点计时器时，必须先开电源后释放纸带。2.利用纸带判断物体的运动形式----------物体做匀变速直线运动时，相邻相等时间内的位移差为常量，即2saT，我们通过对纸带上相邻计数点间的距离差是否等于常量，判断物体是否做匀变速直线运动。3.利用纸带求解物体的瞬时速度--------利用做匀变速直线运动的物体，时间中点时刻的瞬时速度等于平均速度，例如下图中，两相邻计数点之间的时间间隔为T，则打下1、2、3、4、5点瞬间物体的速度分别为1212ssvT、2322ssvT、3432ssvT、4542ssvT、5652ssvT。4.利用纸带求解物体的加速度---------求解匀变速直线运动的加速度的方法主要是逐差法即隔项做差，把测量的数据尽可能多的都用上，例如上图中求解加速度时可以利用24113ssaT、25223ssaT、26133ssaT，所以物体的加速度为1234561232()()39aaassssssaT。也可以考虑到0~3的时间为3T、3~6的时间也为3T，也可以利用2654321()()(3)ssssssaT求解出物体的加速度。例题1：某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图所示。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这一点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为m/s，小车运动的加速度大小为m/s2，AB的距离应为cm。（结果保留三位有效数字）例题2：在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，如图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。（1）根据12365041s2s3s4s5s6sABCDE50.760.2730.6060.105cm单位：1/smvst/o1.02.03.04.012345物理必修一期末复习总结实验提纲2/5计算各点的瞬时速度，且vD=m/s，vC=m/s，vB=m/s。（2）在如图所示的坐标中作出小车的v-t图像，并根据图像求出小车的加速度a=。（3）将图像延长与纵轴相交，交点的速度是，此速度的物理意义是。二、探究弹簧中弹力和形变量的关系1.实验目的-----探索弹力与弹簧形变的关系，并学习所用的科学方法。2.实验数据的处理及误差分析---------探究弹簧中弹力和形变量的关系实验中，数据的处理一般采用图像法，即记录弹簧中弹力的大小（或所挂钩码的重力或个数）以及弹簧的形变量（或测量出弹簧的长度），在坐标纸上描出相应的点，作出F-x图像（或F-L图像），依据图像分析弹簧的劲度系数。常见的图像如下图甲图中横轴为弹簧的形变量，斜率为弹簧的劲度系数；乙图中横轴为弹簧的长度，横轴截距为弹簧的原长，斜率为弹簧的劲度系数。不管是应用哪一种图像处理数据，在坐标纸上描下点后，要用直线连接，要求所画直线过尽可能多的点或者是点关于直线对称，个别远离直线的点略去不计。在具体实验的过程中，如果弹簧是竖直悬挂的，既是我们利用甲图像处理问题，也会出现横轴截距，其原因是由于弹簧自身重力的作用，悬挂后使弹簧出现了伸长。例题3：一位同学做“探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系”实验，所测的的几组数据如下表，请根据表中数据做好分析。弹力（F/N）0.51.01.52.0弹簧原来长度（L0/cm）15151515弹簧后来长度（L/cm）16.017.117.919.0弹簧伸长量（x/cm）（1）算出弹簧每次的伸长量，并将结果填在上表的空格中。（2）在给出的坐标纸上做出F-x图像。NF/cmx/O123455.00.15.10.25.2Fx甲FL乙物理必修一期末复习总结实验提纲3/5（3）写出图像的函数表达式（x用cm为单位）：。（4）函数表达式中常数的物理意义是：三、验证平行四边形定则1.实验目的-----验证力合成的平行四边形定则2.实验步骤------------（1）用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。（2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。（3）用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。（4）用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。（5）只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。（6）比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。（7）改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。归纳起来就是：先用两个弹簧秤拉绳套（需要记录两弹簧秤示数、拉力方向、结点位置），然后用一个弹簧秤拉绳套（需要把结点拉到第一次的位置，记录弹簧秤的示数、拉力方向），最后选择相同的标度，作出二弹簧秤拉时F1、F2的图示和一个弹簧秤拉时的图示，比较以F1、F2的图示为邻边作出的平行四边形的对角线F与的大小和方向，得出实验结论。3.实验中的注意事项-----（1）实验中绳套的长度应该略长一些（2）弹簧秤的示数应该稍大一些，两个弹簧秤拉时，拉力的夹角要适当的大一些（3）在同一次实验中，使橡皮条伸长时结点O的位置一定要相同。例题4：某学生在互成角度二力合成的实验中，将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小分度为0.1N的弹簧秤．沿着两个不同的方向拉弹簧秤，当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直（如图），这时弹簧秤的读数可从图中读出．(1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小为F1=________N，F2=_______N。（只须读到0.1N）物理必修一期末复习总结实验提纲4/5(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。四、探究加速度与质量、合外力的关系1.实验原理--------本实验采用控制变量法，在研究加速度与合外力的关系时，控制小车的质量不发生变化；在研究加速度与质量之间的关系时，控制系统所受合外力不变。2.实验条件-------为了能近似认为沙和小桶的重力等于小车所受合外力，需（1）要平衡摩擦力（2）（即沙和小桶的质量远远小于小车的质量）3.平衡摩擦力-------平衡摩擦力的方法是在长木板没有定滑轮的一端下面垫上薄木块，反复移动木块的位置，直到小车在斜面上运动时保持匀速运动状态。在平衡摩擦力的时候不能连接沙和小桶，但是要连接纸带并接通电源打开打点计时器。改变小车质量后不需要重新平衡摩擦力，即在一次实验中只需要平衡一次摩擦力。4.数据处理--------本实验处理数据时，利用图像法，即把通过纸带处理得出的加速度a和与之对应的合外力（沙和小桶的重力）或质量的倒数（小车和车上所放砝码的总质量的倒数）在a-F、a-1/m图像中描点，并利用直线连接这些点，根据图像分析实验结论，如如图所示，甲图中斜率表示小车质量的倒数，乙图中斜率表示系统所受的合外力。5.误差分析-------在本实验中，出现误差的原因主要是木板倾角过大、未平衡摩擦力或平衡摩擦力不完全、不满足等，其图像分析如下图所示。甲图出现的原因是因为未平衡摩擦力或平衡摩擦力不完全，乙图出现的原因是木板倾角过大，丙、丁两图出现的原因都是不满足实验条件足。例题5：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，利用控制变量法，保持物体的质量不变时，探究a与F的关系，根据各自的实验数据在同一个坐标系中画出了不同的a-F图像，如图所示，下列说法中正确的是：A.甲同学实验中所用小车的质量大于乙同学所用小车的质量B.乙同学实验中平衡摩擦力时木板倾角过大C.丙同学实验中，造成图像弯曲的原因是因为不满足mMD.丁同学在实验中，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不完全例题6：在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：aF甲a乙aF甲aF乙aF丙a丁aFO甲丁乙丙物理必修一期末复习总结实验提纲5/5某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示，该装置中的错误或不妥之处，请你指出其中的两处：①；②．例题7：（1）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。①木板的加速度可以用d、t表示为a＝；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是（一种即可）。②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是。③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是。a．可以改变滑动摩擦力的大小b．可以更方便地获取多组实验数据c．可以比较精确地测出摩擦力的大小d．可以获得更大的加速度以提高实验精度沙桶小车纸带打点计时器干电池