资源简介

(共98张PPT)
把握力学实验要求
提升实验复习成效
一、明确要求
二、复习策略
依托教材实验，巩基础。依托原理规律，会创新。
对高中物理实验能力的要求
理解实验的原理和方法
具有独立进行实验的能力
整理数据和获得结论
了解误差的概念
处理简单的设计性实验
明：目的
定：知识 物理量 方法
选：器材
测：数据
结：析数据，得结论
对高中物理实验能力的要求
考查内容
测量做直线运动物体的瞬时速度
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
探究加速度与物体受力、物体质量的关系
验证机械能守恒定律
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
验证动量守恒定律
用单摆测量重力加速度的大小
复习策略：依托教材实验，巩基础 依托原理规律，会创新
测量做直线运动物体的瞬时速度
探究加速度与物体受力、物体质量的关系
验证机械能守恒定律
验证动量守恒定律
“纸带类”实验
依教材 明原理 析创新
依教材 明原理 析创新
依教材 明原理 析创新
重点考查点一：从实验原理分析两个操作要领
1、平衡摩擦力：
目的：当以小车为研究对象时，只有平衡了摩擦力，合外力才是车受的绳拉力。
操作：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在不挂小盘和砝码的情况下能沿木板做匀速直线运动为止。
注意:在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着纸带匀速运动。平衡了摩擦力后，不论实验中是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。
2、质量条件m<目的:当小车所受绳拉力无法准确测得时，用小盘和砝码所受的总重力mg代替对小车的拉力，就是为了减小因实验原理不完善而引起的系统误差。
分析：a=g, F=mg ，只有当m<实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码所受的总重力。小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小。
重点考查点二：给定异常a－F图像，判断其可能成因
(1)为便于测量合外力的大小,并得到“小车总质量一定时,小车的加速度与所受合外力成正比”的结论,下列说法正确的是　　　　(填选项前的字母).
A.三组实验中只有甲同学的实验需要平衡摩擦力
B.三组实验都需要平衡摩擦力
C.三组实验中只有甲同学的实验需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
D.三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
（2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为a,a=g,g为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用的小车总质量之比为　　　　,乙、丙两人实验时所用的钩码总质量之比为　　　　.
巩固自测3、某同学利用如图所示的装置探究物体加速度与力、质量的关系.小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子,沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从小车的盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,测量并记录沙桶的总重力mg(g为重力加速度),将该力视为合外力F,对应的加速度a从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图线,图线从理论上讲应该是是　 ;图线斜率表示的物理意义为　　　　(选填“”);本次实验中　　　　　(选填“需要”或“不需要”)满足M m;理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　.
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比: 保持 　　　　，在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,用图像法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以　　　　(选填“”)为横轴.
[解析] (1)实验中小车的总质量与沙桶的总质量均是变量,但二者组成的系统总质量不变，所以将系统作为研究对象进行分析才能研究质量不变时加速度与合外力的关系.a-F图像从理论上讲应该是一条过原点的倾斜直线,图线的斜率表示研究对象质量的倒数,即;mg作为系统的合外力不需要满足M m.
(2) 研究对象仍然是小车和沙桶组成的系统.用作图法进行数据处理时应作出a-图像,图线为一条过原点的倾斜直线.
[答案] (1)一条过原点的倾斜直线　　不需要　mg是系统的合外力　(2)桶和桶内沙子的总质量不变　
依托原理，谈改进
实验器材的改进 (1)用光电门代替打点计时器，结合遮光条的宽度可测滑块的速度
(2)利用气垫导轨代替长木板，无需平衡摩擦力
(3)由力传感器（或弹簧测力计）测滑块的拉力，无需满足m M
实验过程的改进 以系统为研究对象，研究质量不变时加速度与合外力的关系时，（如：巩固自测3）无需满足m M
依教材 明原理 析创新
实验方案 实验装置
利用气垫导轨完成一维碰撞实验
滑块速度的测量v＝
用两摆球碰撞验证动量守恒定律
摆球速度的测量v=
实验方案 实验装置
在光滑桌面上两车碰撞验证动量守恒定律
小车速度的测量v＝
利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律
速度与平抛运动的水平位移成正比
“弹簧、橡皮条”类实验
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
1．探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键
(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度．
(2)画图像时，不要连成折线，而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧
2．探究两个互成角度的力的合成规律的操作关键：
(1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”(记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置)
(2)用一个弹簧测力计拉橡皮条时的“二记录”(记录弹簧测力计示数和细绳方向)
(3)“一注意”(结点O的位置必须相同)
现要测量图(a)中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为________ cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为________ N/m(保留3位有效数字)．
实验 装置图 操作要领 考查热点
用单摆测量重力加速度的大小 ①做单摆：注意悬点的固定 ②测摆长：摆线长+小球半径 ③测周期：摆角小于5°；测量多次全振动总时间，再除以次数 ①考装置：器材安装、摆线及小球的选取、悬点固定方式
②考测量：摆线长及小球直径的测量，周期的测量
③考结论：用公式法或图像法测得重力加速度
实验九　用单摆测量重力加速度的大小
总结：力学实验必备知识
方法 仪器器材 相关实验
基本法 测力计、力传感器 探究两个互成角度的力的合成规律等
平衡法 测力计、天平 探究弹力和弹簧形变量的关系等
替代法 天平 探究加速度与物体受力、物体质量的关系等
方法 操作 相关实验
牵引法 重物拉线跨过定滑轮牵引小车或滑块在轨道上运动 测量做直线运动物体的瞬时速度，探究加速度与物体受力、物体质量的关系
弹射法 小车或滑块在伸长的橡皮筋作用下由静止射出
物体在压缩的弹簧作用下由静止射出 探究弹性势能等
落体法 重物自由落体 验证机械能守恒定律，测量重力加速度等
自滑法 物体由静止沿斜面下滑 验证动量守恒定律等
方法 主要仪器器材 操作 相关实验
纸带法 交流电源、打点计时器、刻度尺 测出计数点间距，由打出某点前后两点时间内的平均速度替代打出该点时的速度 测量做直线运动物体的瞬时速度，探究加速度与物体受力、物体质量的关系
验证机械能守恒定律，验证动量守恒定律等　
光电 门法 光电门、螺旋测微器或游标卡尺 测出遮光条的宽度及遮光时间，由遮光时间内的平均速度代替物体经过光电门时的速度
方法 主要仪器器材 操作 相关实验
平 抛 法 竖直平面内末端水平的倾斜或弧形轨道、刻度尺 测出物体离开轨道末端后平抛运动的高度与射程，由平抛运动规律计算初速度 验证动量守恒定律等
圆 周 法 单摆、竖直平面内的圆弧轨道、力传感器、刻度尺 1、测摆球上升最大高度反过来由机械能守恒定律或动能定理计算最低点的速度 2、力传感器测出物体经过轨道最低点时对轨道的压力，由牛顿运动定律计算物体经过最低点时的速度 验证动量守恒定律等
方法 原理与操作 相关实验
公式法 利用纸带或频闪照片，以最常见的6段位移为例，逐差法计算加速度的公式为 a＝ 测量做直线运动物体的瞬时速度，探究加速度与物体受力、物体质量的关系
测重力加速度等
由物体运动轨道上的两光电门分别测出两个时刻的速度及对应位移，根据 v2－v02＝2ax计算加速度
图像法 算出选定计数点的速度，建立v -t图像，由图像斜率计算加速度
特别提醒：把握要求，巩固基础，熟练掌握教材实验，准确记忆每一个实验装置图
依托原理，谈力学实验创新
思考：你能想到哪几种测量重力加速度的方法？请说出所需测量物理量。
思考与练习：测定动摩擦因数的方法
“测定动摩擦因数”实验的条件是使物体在接触面上相对滑动，利用牛顿运动定律或动能定理求解。接触面可以是平面、斜面；物体的相对滑动可以是教材中常规的小车(滑块)＋钩码(验证牛顿第二定律实验装置)，也可以是使滑块先加速再减速运动，还可以与抛体等其他运动组合。涉及的器材可以是打点计时器、光电门、频闪照片，甚至是传感器等。利用F＝ma(牛顿第二定律)和相对滑动是解决测量问题的核心理念。

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