专题20 力学实验-【口袋书】2023年高考物理必背知识手册

学利购 学科网原创，让学司更皋易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 专题20力学实验 思维导图 探究小车速度随时间变化的规律 探究弹簧弹力与形变量的关系 探究两个互成角度的力的合成规律 学 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 实 探究平抛运动的特点 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 探究做功与物体速度变化的关系（新教材已刑除） 验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律 用单摆测量重力加速度的大小 知识梳理 一、探究小车速度随时间变化的规律 1、实验器材：电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、 刻度尺、导线、交变电源。 指码 图21-1小车在正物牵引 打点计时题 下静平板运动的实验装置 2、实验过程 ①按照实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； ②把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的槽码，纸带穿过打点计时器，固定在小车 后面： ③把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车： ④小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科阿 学科网原创，让学司更皋品！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 ⑤增减所挂的槽码（或在小车上放置重物），更换纸带重复实验三次，选择一条比较理想的纸带进 行测量、分析，为了便于测量，舍掉纸带开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点 3、数据处理 ①依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 ↑/ms 1、对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上。 因此，可以很有把握地认为，如果是理想情况（没有实验误差），代表小车 速度与时间关系的点真的能够全部落在一条直线上，在科学术语中，速度 和时间的这种关系称为“线性关系”。 0十才打打打的 Ⅱ、x1、2、x是相邻两计数点间的距离.△x是两个连续相等的时间内的位移差：△ =一x,△x=x一，….若△x等于恒量(aT2),则说明小车做匀变速直线运动. x1中为234-x4开-5一x6 △x=αT2,只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差 就一定相等。 ②求物体的速度与加速度 1、利用平均速度求瞬时速度：y,=七十xL1=d1一d 2T 2T 0 x2 x3 3 x4 4 x55 cm d1 d2 d3 d4 d5 Ⅱ、利用逐差法求解平均加速度 1x1中2平x3平x4平一x6 a=,4,=,4= 3T2 3r2 3T2 9a=4+a+凸-x++x)-(x+x+x) 3 9T2 、利用速度一时间图像求加速度 ,作出速度一时间图像，通过图像的斜率求解物体的加速度： b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度. 4、注意事项 ①平行：纸带、细绳要与长木板平行. 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学利阿 学科网原到，让学司更皋品！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 ②两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动：实验完毕应先断开电源，后取下纸带. ③防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止槽码落地及小车与滑轮相撞 ④减小误差：小车的加速度应适当大些，可以减小长度测量的相对误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜. ⑤小车从靠近打点计时器位置释放. 5、误差分析 ①纸带运动时摩擦力不均匀，打点不稳定引起误差， ②计数点间距测量有偶然误差. ③作图有误差. 二、探究弹簧弹力与形变量的关系 1、实验原理 ①如图所示，弹簧下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。 ②用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立直角坐标系，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，就可探知弹力大小与形变量间的关系， 2、实验器材：铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线。 3、实验步骤 ①将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度1，即 原长 ②如图所示，在弹簧下端挂质量为m的钩码，测出此时弹簧的长度11，记录m和11，得出弹簧的 仲长量x1,将这些数据填入自己设计的表格中， 3 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 学科阿 学科网原创，让学司更皋易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 度尺 钩 码 ③改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录、西、m、所和相应的弹簧长度12、13、4 15,并得出每次弹簧的伸长量2、、x4、: 钩码个数 长度 伸长量x 钩码质量m 弹力F 0 lo x=11-10 F 2 X2=12-10 肠 P 3