第16章--物理實驗-第2講--力學實驗--li

1、高三物理高考復習,,第16章　物理實驗,第2講 力學實驗,,,1．力學實驗部分要求掌握的知識點有：(1)研究勻變速直線運動(2)探究彈力和彈簧伸長的關系(3)驗證力的平行四邊形定則(4)驗證牛頓運動定律(5)探究動能定理(6)驗證機械能守恒定律(7)驗證動量守恒定律(8)利用單擺測重力加速度,,2．力學實驗的特點 (1)在力學實驗中打點計時器的應用非常廣泛，在七個實驗中有五個實驗用到了打點計時器．涉及打

2、點計時器及其紙帶數據分析的試題幾乎年年都考，應引起足夠重視．力學實驗的創(chuàng)新也是高考的熱點內容，實驗考查以分組或演示實驗為背景，考查對實驗方法的領悟情況，靈活運用學過的實驗方法完成新的實驗．,(2)力學實驗中數據的處理，作圖法應用較多，用作圖法處理數據的優(yōu)點是直觀、簡便，能有效地減少偶然誤差對測量結果的影響．由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點等可以研究物理量之間的變化及其關系．對此應多加訓練，熟練掌握．,打點計時器,是一種能測量

3、微小時間間隔的紙帶式記錄儀器。,構造,實驗室常用的打點計時器使用的是4V—6V、50Hz的正弦交流電，打點計時器的打點周期（即打點時間間隔）為0.02s。,紙帶的兩類基本問題：,加速度和瞬時速度求法,加速度的方法：,（1）用“逐差法”求加速度：即根據s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數點間的時間間隔）求出,求加速度的方法：,（2）用v-t圖法：,即先根據求出打第n點時紙帶的瞬時速度，后作出v-t圖線，,圖線的

4、斜率即為物體運動的加速度。,某同學在做“測定勻變速直線運動的加速度”實驗時，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每兩點間還有4個點沒有畫出來），圖中上部的數字為相鄰兩個計數點間的距離。打點計時器的電源頻率為50Hz。 由這些已知數據計算：①該勻變速直線運動的加速度a=___________m/s2。②與紙帶上D點相對應的瞬時速度v=__________ m/s。（答案均要求保留3位有效數字）,1.93,1

5、.39,實驗：驗證機械能守恒 定律,實驗原理,在自由落體運動中，若物體下落高度h 時的速度為v ,則,實驗：驗證機械能守恒定律,實驗器材,實驗器材：打點計時器、紙帶、復寫紙、重錘、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等。,夾子,打點計時器,紙帶,重物,,,鐵架臺,4、選擇合適的紙帶，處理數據。,3、更換紙帶，重復幾次。,1、將打點計時器固定在鐵架臺上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔。,實驗步驟,2、用手

6、提(用夾夾)著紙帶使重物?？吭诖螯c計時器附近。然后先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。,問題1,本實驗要不要測量物體的質量？,,無需測量物體的質量,如果實驗要求計算勢能和動能的具體數據，那就必須要知道物體的質量。,問題2,起始點,紙帶上的頭兩個點間的距離應接近2mm。,如何選取合適的紙帶？？？、,思考,可以回避起始點嗎（即處理紙帶時可以不用到起始點嗎）?,我們可以選取A、B兩點，比較它們的機械能EA和EB。若以點B為0 勢能點，則有

7、：EKA＋mgΔh＝EKB,問題3,如何測量物體的瞬時速度?,做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度。,思考,這種方法是根據機械能守恒定律得到的，而我們的目的就是驗證機械能守恒定律，所以不能用。,注意事項,4、實驗用的紙帶一般小于1m ，從起始點開始大約能打出20 個點左右。末位置的點可選擇倒數第一個點或倒數第二個點，從這一個點向前數4～6 個點當初位置的點，可以減小這兩個點的瞬時速度以及兩點之間距離（高度h）測

8、量的誤差。,1、安裝打點計時器時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。,2、應選用質量和密度較大的重物，增大重力可可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。,3、選用紙帶時應盡量挑選第一、二點間距接近2mm的點跡清晰且各點呈一條直線的紙帶。,誤差分析,1、偶然誤差：測量長度時會帶來誤差,2、系統(tǒng)誤差：實驗中重物和紙帶下落過程中要克服阻力（主要是打點計時器的阻力）做功，故動能的增加量ΔEK 必定稍

9、小于勢能的減少量ΔEP 。,數據記錄,可不可以用圖象處理數據?,圖象法處理數據,,該圖象的斜率表示什么？,為什么圖象通過原點？,3+2 P215【例3】,驗證牛頓第二定律實驗,實驗原理本實驗共有F、m、a三個參量，探究加速度a與作用力F及物體的質量m的關系時，應用的方法是控制變量法，即先控制一個參量——小車的質量m不變，討論a與F的關系，再控制小桶和砂的質量不變，即F不變，改變小車質量m，討論a與m的關系．,驗證牛頓第二定律實驗,

10、主干整合1．本實驗的一個重要步驟是平衡摩擦力：平衡摩擦力是指小車所受動力(重力沿斜面向下的分力)與小車所受阻力(包括小車所受摩擦力和打點計時器對小車后所拖紙帶的摩擦力)大小相等．實驗中，應在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給小車一個初速度，若在紙帶上打出的點的間隔基本上均勻，就表明平衡了摩擦力，否則必須重新調整小木塊的位置，并且注意在平衡摩擦力時不要把懸掛小桶的細線系在小車上，即不要給小車加任何牽引力．,[例]　(2011·

11、;杭州模擬)如圖甲所示為“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置．,(1)在實驗過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計時器打點的時間間隔為0.02s，從比較清晰的點起，每兩測量點間還有4個點未畫出，量出相鄰測量點之間的距離如圖乙所示，該小車的加速度大小a＝________m/s2(結果保留兩位有效數字)．(2)根據實驗收集的數據作出的a－F圖線如圖丙所示，請寫出一條對提高本實驗結果準確程度有益的建議________．,驗證力的

12、平行四邊形法則,此實驗是要用互成角度的兩個力與一個力產生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內相等，如果在實驗誤差允許范圍內相等，就驗證了力的平行四邊形定則。,木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細繩，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器。,【實驗目的】: 驗證力的合成的平行四邊形定則。,【實驗原理】:,,【實驗器材】:,【實驗步驟】:,1．用圖釘把

13、一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。,2．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩條細繩套結在橡皮條的另一端。,3．用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置O（如圖所示）。,4．用鉛筆描下結點O的位置和兩條細繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數。在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F。,,,5．只用一個彈簧秤，通過細繩套把橡皮條的結

14、點拉到與前面相同的位置O,記下彈簧秤的讀數和細繩的方向.按同樣的比例用刻度尺從O點起做出這個彈簧秤的拉力F'的圖示。,6．比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F，在實驗誤差允許的范圍內是否相等。,7．改變兩個分力F1和F2的大小和夾角。再重復實驗兩次,比較每次的F與F '是否在實驗誤差允許的范圍內相等。,,,【注意事項】:,1．用彈簧秤測拉力時，應使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細繩套應位于與紙面平行的

15、同一平面內。,2．同一次實驗中，橡皮條拉長后的結點位置O必須保持不變。,,,3+2 《2年模擬題組》P57--4,【練習】．在“探究力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖。 （1）圖乙中的F與F'兩力中，方向一定沿AO方向的是 , （2）本實驗采用的科學方法是（

16、 ） A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法,B,F',【練習】在“探究求合力的方法”的實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上兩根細繩，細繩的另一端都有繩套（如圖）．實驗中需用兩個彈簧秤分別勾住繩套，并互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置O．（1）某同學在做該實驗時認為：A．拉橡皮條的繩細一些

17、且長一些，實驗效果較好B．拉橡皮條時，彈簧秤、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行C．橡皮條彈性要好，拉結點到達某一位置O時，拉力要適當大些D．拉力F1和F2的夾角越大越好其中正確的是 (填入相應的字母),A B C,,,（2）若兩個彈簧秤的讀數均為4N，且兩彈簧秤拉力的方向相互垂直，則 （選填“能”或“不能”）用一個量程為5N的彈簧秤測量出它們的合力，理由是

18、 ．,不能,因為這兩個力的合力大小超出了彈簧秤的量程,,,探研彈簧彈力和彈簧伸長的關系,實驗原理利用彈簧懸掛重物靜止時，彈簧的彈力跟重物所受的重力大小相等，只要測出每次懸掛重物的重力大小F和彈簧伸長的長度x，建立F－x坐標，描點作圖，即可探究．主干整合1．實驗中一定要在彈性限度內，不能

19、掛過多的鉤碼，使彈簧超過彈性限度，損壞彈簧．,探究彈簧彈力和彈簧伸長的關系,2．讀取彈簧下端所對應的刻度時，要用三角板，并且視線垂直于刻度，力求讀數準確，如圖所示，并且要等鉤碼靜止時再讀數．3．作圖象時，不要連成“折線”而應盡量讓坐標點落在直線上或均勻分布在兩側．,[例]　(2011·安徽)為了測量某一彈簧的勁度系數，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質量的砝碼．實驗測出了砝碼的質量m與彈簧長度l的相應數據，其對應點已在

20、圖上標出．(g＝9.8m/s2),(1)作出m－l的關系圖線；(2)彈簧的勁度系數為________N/m.[解析]　　(1)畫一條直線盡量通過較多的點，如答案中圖．,(1)作出m－l的關系圖線；(2)彈簧的勁度系數為________N/m.[解析]　　(2)在畫出的圖象上選取較遠的兩點，用于計算勁度系數．,(2)0.248～0.262,研究平拋運動,[一、實驗目的],1．用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡。2．從實驗軌跡求平

21、拋物體的初速度。,[二、實驗器材],斜槽，木板，白紙，小球，圖釘，鉛筆，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。,[三、實驗原理],用描跡法,平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運動：一是水平方向的勻速直線運動，另一個是豎直方向的自由落體運動。令小球做平拋運動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標系。,測出曲線上的某一點的坐標x和y，根據重力加速度g的數值、利用公式 求出小球飛行時間t，再

22、利用公式 ，求出小球的水平分速度 ，即為小球做平拋運動的初速度。,[四、實驗步驟],1、安裝調整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調好。,2、調整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調整到豎直方向、并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的

23、白紙上，固定木板，使在重復實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。,3、確定坐標原點O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在白紙上的水平投影點O，O即為坐標原點。,4．描繪運動軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。,用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點個黑點，這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應的位置。,保證小球每次從斜槽上的同一位置由

24、靜止開始滑下，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。,5、計算初速度：取下白紙，以O點為原點畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運動的軌跡。,,用公式x＝v0t和y＝gt2/2計算出小球的初速度v0，最后計算出v0的平均值，并將有關數據記入表格內。,在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同的點，用刻度尺和三角板測出它們的坐標x和y。,A,B,C,D,E,F,五.注意事項有：,1斜槽

25、末端必須水平。,2 方木板必須處在豎直面內且與小球運動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運動靠近圖板但不接觸。,3坐標原點不是槽口的端點，應是小球在糟口時球的球心在木板上的水平投影點。,4每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。,5要在平拋軌道上選取距O點遠些的點來計算球的初速度，這樣可使結果的誤差較小。,3+2 P213--【例2】,3+2 P216-3,例1.(1998年上海)在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌

26、道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡，為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：＿＿＿＿＿ A．通過調節(jié)使斜槽的末端保持水平 B．每次釋放小球的位置必須不同 C．每次必須由靜止釋放小球 D．記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴格地等距 離下降 E．小球運動時不應與木板上的白紙(或方格紙)相觸 F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連 成折線,A

27、 C E,練習1.在“研究平拋物體的運動”實驗時，已備有下列器材：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、刻度尺、鐵架臺，還需要下列器材器材中的： A、秒表 B、天平 C、重錘線 D、測力計,C,,練習2.在研究平拋物體運動的實驗中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則正確的是 [    ]A．小球平拋的初速度不同B．小

28、球每次做不同的拋物線運動C．小球在空中運動的時間每次均不同D．小球通過相同的水平位移所用時間均不同,ABD,練習3.在研究平拋運動的實驗中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，某甲和某乙得到的記錄紙分別如圖所示，從圖中明顯看出甲的實驗錯誤是　　　　　　　　　　　　　 .乙的實驗錯誤是　　　　　　　　　　　　　 .,槽底不水平,每次釋放小球的高度不同,練習4.下列哪些因素會使本實驗的誤差增大 （ ）A．小球

29、與斜槽之間有摩擦B．建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐標原點C．安裝斜槽時其末端不水平D．根據曲線計算平拋運動的初速度時在曲線上取作計算的點離原點O較遠,BC,練習5、一學生做“研究平拋物體的運動”實驗時，畫運動軌跡只在白紙上畫出了與初速度平行的Ox軸，忘了畫坐標原點和Oy軸，而且也只畫出了中間一部分軌跡，如圖所示．如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需測實際數據只用物理量的符號代表所測量)．,測量方法：(簡答)________

30、___________．,得到的v0=_________________________．,解析:任取水平間距相等的三點1，2，3，如圖示，測量水平間距s，豎直間距y1、y2．,練習6.(95年高考)在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l＝1.25cm，若小球在平拋運動中先后經過的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0＝＿＿＿＿＿＿(用l、g表示)，其值是

31、 (g取9.8m／s2)．,解析：由平拋運動規(guī)律,Δy=gT 2= l,x=v0 T,∴ v0 = x/T=2l /T=,代入數字 l = 1.25cm=1/80 m,得到 v0 =0.70m/s,0.70m/s,練習7.一個同學在《研究平拋物體的運動》實驗中，只畫出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離ΔS相等的三點A、B、C，量得ΔS=0.2m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1m，h

32、2=0.2m，利用這些數據，可求得：（1）物體拋出時的初速度為 m/s；（2）物體經過B時豎直分速度為 m/s；（3）拋出點在A點上方高度為 m處。,解析:(1)先求T,據,求得:T=0.1s,=2m/s,（2）,=1.5m/s,（3）設拋出點在A點上方高度為h,下落到點A的時間為t,則有:,由此兩式可求得h=0.0125m,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,入射小球,,

33、被碰小球,,,白紙,復寫紙,,,,實驗裝置,【基礎知識】,1、實驗目的：____________________________2、實驗原理：_________________________________________________________________________________________________________________3、實驗器材：斜槽、重錘線、大小相同質量_______的小球兩

34、個、_______、白紙、復寫紙、刻度尺、_______；,驗證碰撞中的動量守恒,讓一運動小球碰撞靜止小球，碰撞后都做平拋運動，下落相同的高度，根據兩球平拋的水平距離，驗證,4、注意事項：(1)斜槽末端必須_________；(2)入射球質量必須_______被碰球質量；(3)入射球每次都應從斜槽上______________________滾下；(4)實驗中，實驗裝置、記錄的白紙的位置必須___________；(

35、5)小球平拋的水平距離必須取其_____________進行測量 .,驗證動量守恒定律的實驗裝置,m1,m2,說明：,m1 為入射小球，,m2 為被碰小球。,且m 1>m2,,,,,,,,o,,,,,,,,,,,,,M,N,O,P,m1,,,,,,,,,,,,,,,,入射小球從固定點靜止釋放下落時的情況,,,,,,,,,,,,M,N,O,P,m1,m2,,,,,,,,,,,,碰撞時的動態(tài)過程,在實驗中要注意的事項,１.斜槽末

36、端的切線應保持水平，以保證小球做平拋運動，檢驗的方法是將小球放在水平軌道上任何位置，看其能否都保持靜止狀態(tài),２.入射小球的質量m1應大于被碰小球的質量m2，以保證入射小球碰撞后繼續(xù)前進.,3.每次釋放入射小球，應從斜槽上同一高度無初速釋放.應進行多次碰撞，落點取平均位置來確定，以減小偶然誤差.（斜槽不一定要光滑）,4.白紙鋪好后不能移動。,【實驗原理】,只要小球下落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，則有,m1 OP ＝ m 1OM＋

37、m 2ON,所以,只要測出小球的質量,及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入公式就可驗證動量守恒定律。,V1= OP / t,V2′= ON / t,V1’= OM / t,代入,m 1V1 ＝m1 V’ 1＋m 2V’2,【實驗步驟】,1、用天平測出兩小球的質量m1、m2。,2、按圖安裝斜槽并調節(jié)斜槽使其末端點切線水平，調節(jié)實驗裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度，且碰撞瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行，以確保正碰后的速度

38、方向水平。,3、在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙。,4、在白紙上記下重垂線所指的位置O。,5 、先不放上被碰小球，讓入射小球（m大的）從斜槽上某一高度滾下，重復10次，用盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心P就是小球落點的平均位置。,6、把被碰小球放在斜槽邊沿上，讓入射小球從原來的高度流下，使它們發(fā)生正碰，重復實驗10次，用同樣的方法標出碰撞后入射小球落點的平均位置和被碰小球落點的平均位置。,7、過ON在紙上作一條直線用刻度尺測

39、量線段OM、OP、ON的長度,8 、在驗證動量守恒，只須將兩個小球的質量m1、m2和相應的速度的數值代入下式中看等式是否成立？,江蘇省啟東市07屆第一學期期中測試13,13．如圖為實驗室中驗證動量守恒實驗裝置示意圖（1）若入射小球質量為m1，半徑為r1；被碰小球質量為m2，半徑為r2，則 （ ）A．m1> m2r1> r2B．m1> m2r1 m2r1＝r2D．m1< m

40、2r1＝r2,C,,,（2）為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是________________。（填下列對應的字母）A．直尺B．游標卡尺C．天平D．彈簧秤E．秒表（3）設入射小球的質量為m1,被碰小球的質量為m2,P為碰前入射小球落點的平均位置,則關系式（用m1、m2及圖中字母表示） 成立，即表示碰撞中動量守恒。,A

41、C,,,例１、某同學用圖１所示裝置通過半徑相同的Ａ、Ｂ兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。圖１中ＰＱ是斜槽，ＱＲ為水平槽。實驗時先使Ａ球從斜槽上某一固定位置Ｇ由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓Ａ球仍從位置Ｇ由靜止開始滾下，和Ｂ球碰撞后，Ａ、Ｂ球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復這種操作10次。圖１中Ｏ點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。

42、Ｂ球落點痕跡如圖２所示，其中米尺水平放置，且平行于Ｇ、Ｒ、Ｏ所在的平面，米尺的零點與Ｏ點對齊。,,,典型例題,3+2 P216-5,(1)碰撞后Ｂ球的水平射程應取為________cm.(2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量?答：______________(填選項號).A.水平槽上未放Ｂ球時，測量Ａ球落點位置到Ｏ點的距離B.Ａ球與Ｂ球碰撞后，測量Ａ球落點位置到O點的距離C.測量Ａ球或Ｂ球的直徑D.測量Ａ球與Ｂ球

43、的質量(或兩球質量之比)E.測量Ｇ點相對于水平槽面的高度,64.7,A　B　D,典型例題,例２、現有下列A、B、C、D、四個小球，在做驗證碰撞中的動量守恒的實驗時，入射小球應用_____球，被撞小球應用_______.　　　A.質量為43 g，直徑為2.2 cm　　　B.質量為32 g，直徑為3.2 cm　　　C.質量為20 g，直徑為2.2 cm　　　D.質量為25 g，直徑為3.2 cm,Ａ,Ｃ,例３、在做“碰撞中的動量守

44、恒”實驗中，實驗必須要求的條件是：　　　　　　　　　（　　　 ）　　　　　　　　　　　　A.斜槽軌道必須是光滑的　　B.斜槽軌道末端的切線是水平的　　C.入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下　　D.碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行,ＢＣＤ,典型例題,用單擺測重力加速度,實驗原理,當單擺擺角很?。ㄐ∮?°）時，可看作簡諧運動，其固有周期為,由公式可得,故只要測定擺長l 和單擺的周期T，即可算出

45、重力加速度g。,實驗儀器,長約1米的（不可伸縮的）細線、小鐵球、鐵架臺（連鐵夾）、米尺、游標卡尺、秒表,實驗步驟,（1）將細線的一端穿過鐵球上的小孔并打結固定好，線的另一端固定在鐵架臺上，做成一個單擺。,（2）用毫米刻度的米尺測定單擺的擺長l（擺線靜掛時從懸掛點到球心的距離）。,實驗步驟,（3）讓單擺擺動（擺角小于5°），測定n（30—50）次全振動的時間t，求出單擺的平均周期 T=t/n ；,（4）算出重力加速度,注

46、意事項,1、細線不可伸縮，長度約1m。小球應選用密度較大 的金屬球，直徑應較?。ㄗ詈貌怀^2㎝）。,2、單擺的上端不要卷在夾子上，而要用夾子加緊， 以免單擺擺動時擺線滑動或者擺長改變，且 l=l’+d/2。,3、最大擺角小于5º，可用量角器測量，然后通過 振幅來掌握。,注意事項,4、擺球擺動時要在同一個豎直平面內。,5、計算單擺的振動次數時，應以擺球通過最低點時開始計時，以后擺球從同一方向通過最低點時進

47、行計數，且在數零的同時按下秒表，開始計時計數，并且要測多次全振動的總時間，然后除以振動次數，如此反復三次，求得周期的平均值作為單擺的周期。,1、求平均值法,由 可得,,2、圖像法：,據實驗所得的數據做出 圖像,思考該圖像斜率代表什么涵義？,則我們可以利用圖像的斜率得到,公式：,數值：,數據處理,,1、系統(tǒng)誤差,2、偶然誤差,誤差來源：,小球與細線受到空

48、氣阻力的作用,減小誤差的方法：,誤差來源：,①測量細線長度與小球直徑時的測量誤差。,②用秒表測量單擺周期時按秒表時造成的測量誤差。,減小誤差的方法：,選擇質量比較大體積小的小球和是伸縮性比較小的細線,多次測量求平均值，當小球經過平衡位置時按下秒表。,誤差分析,3+2 P216-4,某同學在做“利用單擺測重力加速度”實驗中，先測得擺線長為101.00cm，擺球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為101.5s。則

49、 （1）他測得的重力加速度g=________m/s2。 （2）他測得的g值偏小，可能的原因是 A．測擺線長時擺線拉得過緊 B．擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現松動， 使擺線長度增加了 C．開始計時時，秒表過遲按下 D．實驗中誤將49次全振動數為50次 （3）為了提高實驗精度，在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應的周期T，從而得出一組對應的l與T的數

50、據，再以l為橫坐標、T2為縱坐標將所得數據連成直線，并求得該直線的斜率k。則重力加速度g=________。(用k表示),9.76,B,訓練,訓練,利用單擺測重力加速度的實驗中，若測得g值偏小，可能是由于（ ）Ａ．計算擺長時，只考慮懸線長，而未加小球半徑；Ｂ．測量周期時，將n次全振動，誤記成n+1次全振動；Ｃ．計算擺長時，用懸線長加小球直徑；Ｄ．單擺振動時，振幅較小．,A,,在用單擺測重力加速度的實驗中，用T2作為縱坐標

51、、擺長L作為橫坐標，描點作圖表示實驗結果。實驗時他多取了幾組T2、L值，通過描點法在T2-L圖像上得到了一條過原點的直線，此直線的斜率________由此可求出重力加速度，其表達式為__________,訓練,訓練,某同學在用單擺測重力加速度的實驗中，由于擺球質量不均勻，重心無法找到，于是他采取了如下方法來測定重力加速度。 第一次量得擺球頂部到懸點的長為L1，測得對應振動周期為T1； 第二次量得擺球底部到懸點的長為L2，

52、測得對應振動周期為T2。則重力加速度的表達式為：_______。,實驗：探究動能定理,目標定位：,1．掌握實驗原理、步驟和注意事項等，通過實驗探究外力對物體做功與物體速度的關系．,2．會用圖象法處理實驗數據，通過對實驗數據分析，總結出做功與物體速度平方的關系．,一、實驗原理,探究功與物體動能變化的關系，可通過改變力對物體做的功，測出力對物體做不同功時物體的速度，為簡化實驗可將物體初速度設置為零，可用如圖所示的裝置進行實驗，通過增加橡皮筋

53、的條數使橡皮筋對小車做的功成倍增加，再通過打點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度．,橡皮筋、打點計時器、小車、紙帶、電源、導線、刻度尺、木板、釘子等．,二、實驗器材,2．把紙帶拴在小車的后面，并穿過打點計時器，先用一條橡皮筋進行實驗，把橡皮筋拉伸一定長度，放開小車．,三、實驗步驟,1．如圖所示組裝好實驗儀器，由于小車在運動中會受到阻力，把木板裝有打點計時器的一端用薄木塊略微墊高，平衡摩擦力．,3．換紙帶，并改用2條、3條……同樣的

54、橡皮筋進行第2次、第3次……實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度要相同．,4．由紙帶算出小車獲得的速度，把各次實驗獲得的速度依次記入對應的表格中.,5.觀察測得數據進行估計，大致判斷兩個量可能的關系，然后以W為縱坐標，以v2(或v、v3)為橫坐標作圖，尋找二者的關系．,四、注意事項,1．平衡摩擦力時連著紙帶且接通電源．2．測小車速度時，紙帶上的點應選分布均勻部分的，也就是小車做勻速運動時所打點進行測量、計算．3．小車應靠近打點計時器，

55、并且要先接通電源再釋放小車．4．小車質量應大一些，使紙帶上打的點多一些．5．橡皮筋應選規(guī)格一樣的．,五、誤差分析,1．橡皮筋的差異和拉伸長度差異使做功不同．2．平衡摩擦力不徹底或平衡過了也會造成誤差．3．利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準會帶來誤差．,典型研析,類型一：利用教材上介紹的裝置探究,【例1】 某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖(甲)，圖(甲)中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這

56、時，橡皮筋對小車做的功記為W.當用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．,(1)除了圖(甲)中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、鐵釘、刻度尺和______電源(填“交流”或“直流”)；,交流,(2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是______．A．放開小車，

57、能夠自由下滑即可B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可,D,(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是______．A．橡皮筋處于原長狀態(tài)B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C．小車在兩個鐵釘的連線處D．小車已過兩個鐵釘的連線,B,(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點，并不都是均勻的

58、，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的______部分進行測量(根據圖(乙)所示的紙帶回答)．,GK,實驗：用雙縫干涉測光的波長,如圖所示的雙縫實驗中，屏離開擋板越遠，條紋間的距離越大，另一方面，實驗所用光波的波長越大，條紋間的距離也越大，這是為什么？,r2-r1=dsinθ,X=ltanθ≈lsinθ,,當兩列波的路程差為波長的整數倍，即dx/l=±kλ（k=0,1,2…)時才會出現亮條紋，亮條紋位置為：X=±

59、klλ/d,r1,r2,d,x,,,θ,一、實驗原理,相鄰兩個明(或暗)條紋之間的距離為,其中，波長用λ 表示，d表示兩個狹縫之間的距離，l為擋板與屏間的距離．,實驗步驟：1、安裝雙縫干涉儀2、單縫到雙縫的距離為5-10cm3、通過目鏡，可看見白光的雙縫干涉條紋4、放紅光慮光片，觀測紅光的雙縫干涉條紋 調節(jié)d比較△x的變化換綠色慮光片5、測量出n條亮條紋間距a6、察看說明書，得出d和L7、代入公式，求出波長,二、

60、觀察雙縫干涉圖樣,雙縫干涉儀,注意事項：1、安裝儀器的順序：光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏2、雙縫與單縫相互平行，且豎直放置3、光源、慮光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上4、若出現在光屏上的光很弱，由于不共軸所致5、若干涉條紋不清晰，與單縫和雙縫是否平行有很大關系,第二條亮紋,,第一條亮紋,,第一條亮紋,,第二條亮紋,,螺旋測微器的讀數,三、測定單色光的波長,游標尺的讀數 ：,,,測量結果求波長：,測出n個亮

61、條紋間的距離a。就可以求出相鄰兩個亮條紋的距離,再由,得,3+2 P227【例3】,用三棱鏡測定玻璃折射率的實驗：先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側觀察，調整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側插兩枚大頭針P3和P4 ，使P3擋住P1和P2的像， P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡的輪廓如圖所示（1）在圖上畫出所需的光路。（2）為了測出棱鏡玻璃的折射率

62、需要測量的量是　　、　　。（3）計算折射率的公式是n= 。,,×,×,×,×,P1,P2,P4,P3,,1、如圖所示，畫出通過P1 、P2 、P3 、P4的光路，注意棱鏡內的哪部分路徑必須畫出。,例題解析,2、需要測量的物理量是　 入射角i，折射角γ； 或線段EF、OE GH、OG,3、折射率為n=sini/sinγ,或,×,×,

63、×,×,,,,E,F,H,G,,,O,γ,i,,,,,返回,思考1：如果沒有圓規(guī)，能否采用“單位圓規(guī)法”求n?,可以,,思考2：若bb’定位偏外，對測n 值有無影響？,,,,,,,,O,O?,O’,a,a?,b,b?,由于玻璃磚的寬度比實際大，會使O?點右移，使折射角比實際大，所以會使折射率比實際小。,思考3：若玻璃磚兩折射面不平行，對n值測量有無影響？,只要從bb?面有光線射出，用插針法確定光在bb?面的出射點，就