实验题 课件 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

实验题专题 必修一 必修一： 1.探究小车速度随时间变化的规律 2.探究弹力与弹簧伸长量的关系 3.探究共点力合成的规律 4.探究加速度与力、质量的关系 探究小车速度随时间变化的规律： 实验器材：打点计时器——电火花计时器/电磁打点计时器 （注意二者的区别：电火花计时器为220V交流电） 操作注意点：1.打点计时器固定在远离滑轮的一边 2.小车在靠近打点计时器的位置释放 3.先接通电源，再释放小车；结束后，先断开电源再 取下纸带 数据处理：1.注意题干条件，每4或5个点取为计数点（0.08和0.1s 的区别） 2.注意题干中的起始是0还是其它点 (1)电磁打点计时器(如图) (2)电火花计时器(如图) 电磁打点计时器： 交变电源 电火花计时器： 交变电源 8 V 220 V 数据处理 (1)求小车的速度与加速度 ②利用逐差法求解平均加速度 ③利用速度－时间图像求加速度 a.作出速度－时间图像，通过图像的斜率求解小车的加速度； b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。 (2)依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动 ①x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。 ②Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。 ③若Δx等于恒量(aT2)，则说明小车做匀变速直线运动。 ④Δx＝aT2，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。 注意事项 (1)平行：纸带、细绳要与长木板平行。 (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。 探究弹力与弹簧伸长量的关系： 原理：弹簧在弹性限度内，伸长越长，弹力越大 步骤：测量弹簧总长（测多次取平均值）+弹簧所受拉力（实验中 转化为竖直放置弹簧时钩码的重力） 数据处理：图像法（1.以弹簧伸长量为横轴，弹力为纵轴——过原 点的直线 2.以弹簧长度为横轴——不过原点的直线） 数据处理 (1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图。用平滑的曲线(包括直线)连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线。 (2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数表达式。首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 (3)得出弹力和弹簧形变量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义。 注意事项 (1)不要超过弹簧的弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过度拉伸，超过弹簧的弹性限度。 (2)尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据。 (3)观察所描点的走向：本实验是探究型实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点。 (4)统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位。 探究共点力合成的规律： 实验思想：等效替代思想（常考！） 注意点：1.替代前后，要保证结点在同一位置 2.用弹簧测力计测量拉力时，保持弹簧测力计与桌面水平， 排除弹簧测力计重力的干扰 减少实验误差：1.使橡皮条的绳子细长，不能过短 2.两力之间的夹角不能过大、过小 3.保持弹力在弹簧秤的量程范围 注意事项 (1)弹簧相同：使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使它指在零刻度处，再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，两个测力计的示数相同方可使用。 (2)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时 的位置一定要相同。 小圆环 (3)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～120°之间为宜。 (4)尽量减少误差：在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些；细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。 (5)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。 “探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中， ①下列说法正确的是______； A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同 B．在已记录结点位置 情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点 C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦 D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板 ②若只有一只弹簧秤， 了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O。 小试牛刀： 答案：1）D 2）3 探究加速度与力、质量的关系： 原理：控制变量法 (保持质量不变，探究加速度与合外力的关系；保持合外力不变，探究加速度与质量的关系） 步骤： 1.称量——小盘的质量m与小车的质量M 2.平衡摩擦力——使得小车匀速下滑（通过在小车一端垫薄木板） 3.测量——保持小车质量不变，改变砝码和小盘的总质量m；保持小盘和砝码质量不变，改变小车的质量 注意事项 (1)开始实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好补偿 。在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。 (2)实验过程中不用重复补偿阻力。(3)实验必须保证的条件： 。 (4)一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近 ，并应先 ，后 ，且应在小车到达滑轮前按住小车。 数据处理 (1)利用逐差法或v－t图像法求a。 (2)以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比。 (3)以a为纵坐标， 为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比。 误差分析 (1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力。 (2)补偿阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。 ①“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为______m/s2（保留两位有效数字）。 利用图1装置“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。 A．换成质量更小的车 B．调整长木板的倾斜程度 C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角 小试牛刀： 答案：1）6.15-6.25 1.7-2.1 2）BC 感谢观看 ①利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝。 a1＝，a2＝，a3＝， 则a＝＝ $$