气体实验定律。
一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？以下是小编为大家精心整理的“气体实验定律”，仅供参考，希望能为您提供参考！
教学目标
知识目标
1、知道什么是等温变化，知道玻意耳定律的实验装置和实验过程，掌握玻意耳定律的内容与公式表达．
2、知道什么是等容变化，了解查理定律的实验装置和实验过程，掌握查理定律的内容与公式表达．
3、掌握三种基本图像，并能通过图像得到相关的物理信息．
能力目标
通过实验培养学生的观察能力和实验能力以及分析实验结果得出结论的能力．
情感目标
通过实验，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时树立理论联系实际的观点．
教学建议
教材分析
本节的内容涉及三个实验定律：玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律．研究压强、体积和温度之间的变化关系，教材深透了一般物理研究方法——“控制变量法”：在研究两个以上变量的关系时，往往是先研究其中两个变量间的关系，保持其它量不变，然后综合起来得到所要研究的几个量之间的关系，在牛顿第二定律、力矩的平衡、单摆周期确定等教学中，我们曾经几次采用这种方法．
教法建议
通过演示实验，及设定变量的方法得到两个实验定律；注意定律成立的条件．提高学生对图像的分析能力．
教学设计方案
教学用具：验证玻意耳定律和查理定律的实验装置各一套．
教学主要过程设计：在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律．
课时安排：2课时
教学步骤
（一）课堂引入：
教师讲解：我们学习了描述气体的三个物理参量——体积、温度、压强，并知道对于一定质量的气体，这三个量中一个量变化时，另外两个量也会相应的发生变化，三个量的变化是互相关联的，那么，对于一定质量的气体，这三个量的变化关系是怎样的呢？这节课，我们便来研究一下！
（二）新课讲解：
教师讲解：在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，我们研究一定质量的气体温度、体积、压强三者的关系，就可以采用这种方法．首先，我们设定温度不变，研究气体体积和压强的关系．
1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律
演示实验：一定质量的气体，在保持温度不变的情况下改变压强，研究压强与体积的关系．让学盛帮助记录数据．
压强Pa
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
体积V/L
8.0
4.0
2.7
2.0
1.6
1.3
1.1
1.0
4.0
4.0
4.05
4.0
4.0
3.9
3.85
4.0
以横坐标表示气体的体积，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与体积的关系如图所示．
可见，一定质量的气体，在体积不变的情况，压强P随体积V的关系图线为一双曲线，称为等温线．①见等温线上的每点表示气体的一个状态．②同一等温线上每一状态的温度均相同．③对同一部分气体，在不同温度下的等温线为一簇双曲线，离坐标轴越近的等温线的温度越高．
通过实验得出，一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V的乘积保持不变，即：常量
或压强p与体积V成反比，即：
这个规律叫做玻意耳定律，也可以写成：或
例如：一空气泡从水库向上浮，由于气泡的压强逐渐减小，因此体积逐渐增大．
例题1：如图所示，已知：，求：和
解：根据图像可得：
∵封闭在管中的气体质量、温度均不变．
即：
解得：
2、气体的压强与温度的关系——查理定律
演示实验：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下改变温度，研究压强与温度的关系．让学生帮助记录数据．
压强Pa
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
温度T/K
300
330
360
390
420
450
480
510
以横坐标表示气体的温度，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与温度T的关系如图所示．
可见，一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度的关系，图线为通过原点的一条直线，称为等容线．
①等容线上的每一点表示气体的一个状态．②同一等容线上每一状态的体积均相同．③对同一部分气体，在不同体积下的等容线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等容线的体积越大（）．
通过实验得出，一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T之比保持不变，即：常量
或压强p与热力学温度T成正比，即：
这个规律叫做查理定律，也可以写成：或
例如：乒乓球挤瘪后，放在热水里泡一会儿，由于球内气体温度升高，压强增大，就把乒乓球挤回球形．
例题2：一定质量的某种气体在20℃时的压强是Pa，保持体积不变，温度升高到50℃，压强是多少？温度降到－17℃时，压强是多少？
解：∵因气体的质量和体积均不变
∴
即
3、气体的体积和温度的关系——盖·吕萨克定律
教师讲解：由前面我们得到：；；
则可以得到：
也就是说：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比，即：，
这个规律叫做盖·吕萨克定律，也可以写成：或
一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度的关系图线为通过原点的直线，称为等压线．
①等压线上每一点表示气体的一个状态．②同一等压线上每一状态的压强相等．③对同一部分气体，在不同压强下的等压线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等压线的压强越大（）．
教师总结：理想气体的状态方程是由实验定律推证出来的，我们也可以把玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律分别看成是在温度、体积、压强不变的情况下理想气体状态方程的特殊情况，或者说，理想气体的状态方程包括了三个实验定律．
（三）板书设计
二、气体实验定律
1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律
内容：图像：
表达式：
2、气体的压强与温度的关系——查理定律
内容：图像：
表达式：
3、气体的温度与体积的关系——盖·吕萨克定律：
内容：图像：
表达式：
相关知识
气体
一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的教案呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“气体”，希望能为您提供更多的参考。
复习内容第八章气体
复习目标1．掌握三个实验定律一个状态方程并会用定律和理想气体状态方程分析定质量状态变化问题。
2．会计算封闭气体压强，会利用图象进行解题。
考点分析I级要求，2011年考试说明中对定量计算不做要求
考查题型概念性选择题为主，会出现一些用定律的简单真空型计算
学习过程用案人自我创新
【自主学习】
一、气体实验定律
玻意耳定律表达式：，图象特征：
查理定律表达式：，图象特征：
盖。吕萨克定律：，图象特征：
二、理想气体状态方程
1．理想气体是指：
2．方程的表达式：
三、气体热现象的微观意义。
【知识点考查】
一、气体压强的计算
例1如图所示，竖直放置的U型管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为10cm，水银柱b两个液面的高度差为5cm，大气压强为75cmHg，求气体A、B的压强。
二、气体状态变化图象及应用
例2一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p—T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标点0，bc垂直于ab而cd平行于ab，由图可以判断()
A．ab过程中气体体积不断减小
B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断增大
D．da过程中气体体积不断增大
三、气缸类问题处理
一般思路：
⑴弄清题意，确定研究对象，一般地说，研究对象分两类：一类是热学研究对象（一定质量的理想气体），另一类是力学研究对象（气缸、活塞或某系统）。
⑵分析题目所描述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依气体实验定律列出方程；对力学研究对象要正确进行受力分析，依力学规律列出方程。
⑶注意挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。
⑷多个方程联立求解。对求解的结果要注意检查它们的合理性。
例3一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形容器内，活塞上堆放着铁砂，如图所示。最初活塞搁置在容器内壁的固定卡环上，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强p0，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT=60K时，活塞及铁砂开始离开卡环而上升，继续加热直到气柱高度为H1=1.5H。此后，在维持温度不变的条件下逐渐取出铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度为H2=1.8H0，求此时气体的温度(不计活塞与容器之间的摩擦)。
达标检测1．一定质量的理想气体的性质和特性有()
A．在温度不变的条件下，体积与压强成反比
B．只有在温度不太低和压强不太大的情况下，普通实际气体才适用理想气体状态方程
c．体积不变时，分子的平均速率越大，气体压强也越大
D．理想分子之间没有相互作用力，除了相互碰撞，或者跟容器壁碰撞外不受力的作用
2．下列过程可能发生的是()
A．气体的温度变化，但压强、体积保持不变
B．气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化
C．气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化
D．气体的温度、压强、体积都发生变化
3．一定质量的理想气体被等温压缩时，压强增大，从微观上来分析是因为()
A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲量增大
B．器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多
C．气体分子数增加
D．气体分子密度增大
4．已知离地面越高时大气压强越小，温度也越低。现有一气球由地面向上缓慢升起，试问大气压强与温度对此气球体积的影响如何()
A．大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积增大
B．大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积减小
c．大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积减小
D．大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积增大
5．如图所示，用弹簧测力计拉着一支薄壁平底玻璃试管，将它的开口端向下插入水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度不计，此时弹簧测力计的读数()
A．等于进入试管内的H高水银柱的重力
B．等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差
c．等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力
D．等于上面A、C所述的两个数值之差
6．如图所示，一导热性能良好的汽缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高到某一数值时，变化了的物理量有()
A．活塞高度hB．缸体高度H
C．气体压强pD．弹簧长度L
7．如图所示，u形管A、B内装有一部分水银，通过橡皮管与玻璃管c相连，c管竖直插入水银槽中，已知A、B、C三管内径相同，若再往B管内注入一些水银，设整个过程温度不变，则()
A．A管内水银面上升的距离等于C管内水银槽中的水银面下降的距离
B．A管内水银面上升的距离大于C管内水银槽中的水银面下降的距离
C．注入B管内的水银与排出c管中的水银一样多
D．注入B管内的水银多于排出C管中的水银
8．将质量相同的同种气体A、曰分别密封在体积不同的两个容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体压强随温度t的变化图线如图所示，下列说法正确的是()
A．A部分气体的体积比B部分小
B．A、B的延长线将相交于t轴上的同一点
C．A、A、B气体温度改变量相同时，压强改变量也相同
D．A、B气体温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大
9．一定质量的气体，下列叙述中正确的是()
A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
B．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增太
C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
10．钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出lL气体，共抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取3L气体，这两种抽法中，抽取气体质量较多的是()
A．第一种抽法
B．第二种抽法
C．两种抽法抽出气体质量一样多
D．无法判断
11．对于一定质量的理想气体，以P、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置来比较第三个参量的大小。
(1)P一T图象(如图甲)中A、B两个状态，状态体积小。
(2)V—T图象(如图乙)中C、D两个状态，状态压强小。
(3)P—V图象(如图丙)中E、F两个状态，状态温度低。
12．如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置，A为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气．，倒扣在水中。测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管用力将气体吹入A中，使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变。
(1)呼出气体的分子热运动的平均动能(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)设圆筒A的横截面积为S，大气压强为P0，水的密度为ρ，桶底浮出水面的高度为h，桶内外水面的高度差为Δh，被测者的“肺活量”，即V0=.
13(选做题)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为1270C。
(1)求汽缸内气体的最终体积。
(2)在下面的P—V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化。(大气压强为1．0×105Pa)
高一1.2化学计量在实验中的应用-气体摩尔体积学案
老师在新授课程时，一般会准备教案课件，大家应该开始写教案课件了。对教案课件的工作进行一个详细的计划，可以更好完成工作任务！你们会写适合教案课件的范文吗？下面是小编为大家整理的“高一1.2化学计量在实验中的应用-气体摩尔体积学案”，仅供您在工作和学习中参考。
化学计量在实验中的应用
二、气体摩尔体积：
1、影响体积微观因素：微粒、微粒、微粒
影响固、液体积微观因素：微粒、微粒
影响气体体积微观因素：分子、分子
2、气体摩尔体积：定义：符号：
单位：V=；n=；
注意：⑴Vm在标准状况（℃、kPa）约为
⑵Vm只适用于态物质
3、阿伏加德罗定律及其推论
⑴阿伏加德罗定律：在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子
⑵阿伏加德罗定律推论
①标准状况气体密度ρ=
②同温、同压，V1/V2==
③同温、同压，ρ1/ρ2==
④同温、同体积，P1/P2==
4、平均摩尔质量：M平＝＝
十字交叉法：M1M2—M平n1
M平＝
M2M平—M1n2
平均摩尔质量与成分物质摩尔质量的大小关系：M1M平M2
5、方程式：系数比＝＝＝
《气体摩尔体积》课上练习
1、判断对错
①1molN2所占有的体积约为22.4L
②气体摩尔体积约为22.4Lmol-1
③22.4LO2约含有6.02×1023个O2分子
④标况下，将0.5molN2和0.5molO2混合所得混合气的体积约为22.4L
⑤标况下，22.4LH2O和1molO2所含分子数相同。
⑥标况下，任何气体的体积都约为22.4L
⑦由1.204×1024个氦原子组成的氦气的体积在标况下约为22.4L
2、标况下：
（1）1molCO2约含有_________个分子，体积约为_________L
⑵0.5molN2和0.5molO2的混合气体约含有_________个分子，体积约为____L
⑶44.8LHCl的物质的量是___mol，约含有___________个分子
3、标况下，22gCO2的体积是多少？
4、标况下，某气体672mL，其质量为1.92g，求该气体的相对分子质量
5、容积相同的甲、乙两容器在相同条件下，甲装入H2，乙装入O2，求两容器内的气体质量比。
6、在一定温度和压强下，氧气的密度为1.34g/L。求空气的密度
高考物理验证牛顿运动定律实验复习教案
作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，有效的提高课堂的教学效率。那么，你知道教案要怎么写呢？以下是小编为大家精心整理的“高考物理验证牛顿运动定律实验复习教案”，但愿对您的学习工作带来帮助。
实验4验证牛顿运动定律
牛顿第二定律实验—改“控制变量法”为“补偿法”
江苏省特级教师戴儒京
著名的也是最重要的“牛顿第二定律实验”，以课程标准为指导而编写的教科书与以前的教科书比较，把教师演示实验变为学生探索性实验。多年以来，都是教师演示实验，由老师做、老师讲，教科书不把实验的设计展示给学生，而课标教科书则详细写出了实验程序和设计过程。在实验修订本中，关于牛顿第二定律的实验的叙述只用了半页400多字，而在课标教科书中，用了单独的一节即第四章第2节：实验：探究加速度与力、质量的关系，洋洋洒洒3页半，约2000多字,是原来的5倍多。
实验修订本中，有下列内容（2项）：
实验装置
实验方法
课标教科书中，有下列内容（7项）：
加速度与力的关系
加速度与质量的关系
制定实验方案时的两个问题
怎样测量或比较物体的加速度
怎样提供和测量物体所受的恒力
参考案例
怎样由实验结果得出结论
通过比较可以知道：实验修订本中的内容只是课标教科书中“怎样测量或比较物体的加速度”和“参考案例”两项内容，也就是说：课标教科书比实验修订本增加了实验设计方法的内容：加速度与力的关系和加速度与质量的关系，即控制变量法。以前是老师补充的，现在写在教科书中，使学生不仅知道怎样做实验，还明白为什么这样做实验，即知其然知其所以然。
除文字不同外，插图也不同。实验修订本中，只有一幅图即图3-5研究牛顿第二定律的实验装置图（第50页），而在课标教科书中除实验装置图（第78页图4.2-4及图4.2-5）外还有图4.2-2加速度与质量的关系图（a-m图）和图4.2-4加速度与质量的倒数的关系图（a-图）（第76页），为学生作图做了示范。
笔者经过仔细、认真的研究，认为“牛顿第二定律实验”还有改进的空间，且有改进的必要。那就是把“控制变量法”改为“补赏法”。
一、“控制变量法”实验
1．实验装置
图1为俯视图，图2为侧视图。
2．实验过程
(1)加速度跟力的关系
使用两个相同的小车，满足m1=m2；在连小车前的绳端分别挂一个钩码和两个钩码（设钩码质量为），使F1=2F2．将二小车拉至同一起点处，记下位置．放手后经一段时间使二小车同时停止，满足时间t相同．改变F重复实验，
读出二小车的位移，填入表1：
表1
根据，在相等的情况下，与成正比。从表1可得：
比较可得，在误差允许的范围内，a∝F．
(2)加速度跟质量的关系
将小车1上加0.2kg砝码，使m1=2m2；二小车前面绳端都挂一个钩码，使F1=F2．将二小车拉至同一起点处放开经一段时间使其同时停止，读出各小车位移记入表2：
表2
3．定律导出
（1）由上述实验结果，，可得出物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，即牛顿第二定律的基本关系，写成数学表达式为
(2)上式可写为等式F=kma，式中k为比例常数．如果公式中的物理量选择合适的单位，就可以使k=1，则公式更为简单．
在国际单位制中，力的单位是牛顿．牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，即1N=1kgm/s2．
可见，如果都用国际单位制中的单位，就可以使k=1，那么公式则简化为F=ma，这就是牛顿第二定律的公式．
(3)当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时F代表的是物体所受外力的合力．牛顿第二定律更一般的表述是：
物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．
公式是：
F合=ma．
二、系统误差分析
1．用数字计算法分析误差
在实验中，小车（质量为）受的拉力实际上不等于钩码的重力（），设为，则有
，解得
从结果可以看出，小车受的拉力实际上小于钩码的重力（），而钩码的重力（）是产生小车和钩码二者的加速度的力，而不是产生小车的加速度的力。
在第（1）步中的第1次实验中，小车受的拉力，但在实验中认为小车受的拉力等于钩码的重力，则相对误差为。
在第（1）步中的第2次实验中，小车受的拉力，但在实验中认为小车受的拉力等于钩码的重力，则相对误差为。
可见，在小车的质量相等的条件下，钩码的质量越小，相对误差越小。
但是，实验中认为第1次实验小车受的拉力（两个钩码）是第2次实验小车受的拉力（一个钩码）的2倍，但实际是不是2倍，是倍，相对误差为。
在第（2）步中的第1次实验中，小车受的拉力，但在实验中认为小车受的拉力等于钩码的重力，则相对误差为。
在第（2）步中的第2次实验中，小车受的拉力，但在实验中认为小车受的拉力等于钩码的重力，则相对误差为。
可见，在钩码的质量相等的条件下，小车的质量越大，相对误差越小。
但是，实验中认为两次实验小车受的拉力相等（都是两个钩码），但实际是不相等的，其中第1次是0.18N，第2次是0.19N，相对误差为。
2．用公式法分析误差
根据公式，得相对误差为，也就是说，小车质量比钩码质量大得越多，相对误差越小，即实验条件是：只有当时，才能认为小车受力等于钩码的重力。
但无论如何，高达的误差，是不能令人信服的。也就是说，上述实验是不可取的，只能把钩码的质量降到及以下，因为一般认为，所谓在误差范围内，是指误差在左右或以下。
这样做实验的主要问题还不在误差上，主要问题在：实验给同学造成一个错觉，一个严重的错觉，那就是学生觉得，小车受的拉力等于钩码的重力，这个错觉的来源还在于：初中他们学静止和匀速运动时，小车受的拉力确实等于钩码的重力。这个错觉很难纠正，以至于在很多题中体现出来。
三、实验的改进——把“控制变量法”改为“补偿法”
所谓“补赏法”，是这样做实验：
第1次，仍然是小车的质量为，钩码的质量为，而第二次改为：把挂着的两个钩码其中的1个移到小车上，则小车的质量为，钩码的质量为。这样，小车受的拉力，原来是，后来变为。这样，（因为），比较接近2：1了。
而小车受力与质量的比值分别为：第1次，，第2次，，两次的比值为：，用数字计算则为：=，=，我们可以理直气壮地说，小车的加速度与受力与质量的比值成正比。这样还可以毕其功于一役，不要分“加速度与力的关系”和“加速度与质量的关系”两步做实验了。最重要的还是，不要让学生认为：小车受的拉力等于钩码的重力。
1．（20xx年高考江苏卷第11题）．（10分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。
（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车▲（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：
请根据实验数据作出小车的v-t图像。
（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。
【答案】（1）之前（2）（见右图）
（3）同意在v-t图象中，速度越大时，加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大。
2．（20xx年高考山东卷第23题）（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。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。
①木板的加速度可以用、表示为＝；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
【解析】（1）①②C。③BC
3．2007江苏物理卷第１３题（１３分）
如题１３（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨Ｂ上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了l、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）
（１）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如题１３(b)图所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a=m/s2,摩擦力对滑块Ａ运动的影响。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（２）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（３）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如题１３（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝
【答案】（1）6不明显，可忽略
（2）斜面高度ｈ滑块Ａ的质量Ｍ及斜面高度ｈ，且使Ｍｈ不变
（３）滑动摩擦力（～都算对
０．３（０．２～０．４都算对）
【解析】（1）下滑时，加速度为；上滑时，加速度为摩擦力对滑块A运动的影响不明显，可忽略。
（2）改变斜面高度h,则改变斜面的倾角，则改变产生加速度的力（），可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；改变滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变，因为，使Mh不变，则F不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。
（３）图线不对称是由于滑动摩擦力造成的，因为在滑块上滑时，加速度的大小为，在滑块下滑时，加速度的大小为，在滑动摩擦力不可忽略的情况下，二者不等，图象不对称。从题13（b）图中得，又，所以=。（都对）。从题13（c）图中上滑阶段读出，，，根据得，代入=，已知，则，解得。
4．2007海南物理卷第14题．
现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。
（１）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
①小车自斜面上方一固定点Ａ1从静止开始下滑至斜面底端Ａ2，记下所用的时间
②用米尺测量Ａ1与Ａ2之间的距离s，则小车的加速度____________。
③用米尺测量Ａ1相对于Ａ2的高h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力Ｆ＝________。
④改变_________________，重复上述测量。
⑤以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作表作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
（２）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时Ａ1点相对于斜面底端Ａ2的高度ho。
②进行（1）中的各项操作。
③计算与作图时用（h－ho）代替h。
对此方案有以下几种评论意见：
Ａ.方案正确可行
Ｂ.方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
Ｃ.方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是________。
【答案】（１）②③④斜面倾角（或填h的数值）
（２）Ｃ
【解析】要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”，，即=，只要以h为横坐标，为纵坐标，根据实验数据作表作图，如能得到一条过原点的直线，便可。
5．实验装置如图1所示；一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数。要求写出主要的运算过程，结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g＝10m/s2）
【答案】由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：
以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有
重物落地后木块只受摩擦力的作用，以表示木块的质量，根据牛顿定律，有
6．江苏省2009高考题“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2.（结果保留两位有效数字）
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（ms-2）0.691.181.662.182.70
请根据实验数据作出a-F的关系图像.
（3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。
【答案】11.(1)0.16(0.15也算对)（2）（见右图）
（3）未计入砝码盘的重力
7．（上海2009高考题）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（）
（A）小车与轨道之间存在摩擦（B）导轨保持了水平状态
（C）所挂钩码的总质量太大（D）所用小车的质量太大
答案：17．（1）小车的总质量，小车所受外力，（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C
8．全国2009高考题
某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，
B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下：
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2；
③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光
时间t1
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-关系曲线。
（1）用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：
①斜面倾角的余弦=；
②滑块通过光电门时的速度v=；
③滑块运动时的加速度a=；
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=；
（2）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，
读得d=。
【答案】（1）①②③④
（2）3.62cm
【解析】(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示①根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有
④根据牛顿第二定律,则有.
(2)在游标卡尺中，主尺上是3.6cm，在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐，再考虑到卡尺是10分度，所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对.
9.（2008年宁夏第22.Ⅱ、题）测量滑块与木板之间的动摩擦因数
物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．
⑴上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a＝（保留三位有效数字）．
⑵回答下列两个问题：
①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有．（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度lB．木板的质量m1C．滑块的质量m2
D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是．
⑶滑块与木板间的动摩擦因数μ＝（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．与真实值相比，测量的动摩擦因数（填“偏大”或“偏小”）．写出支持你的看法的一个论据：
．
解析:[1],其中,,
,代入数据得.
[2]①先推出公式(见[3])知选CD②天平
[3]根据牛顿定律
解得
偏大,因为纸带与打点计时器也有摩擦力.
答案：22.Ⅱ、⑴0.495～0.497m/s2；⑵①CD；②天平；
⑶,
10.（20xx高考山东理综第23题）.（12分）
（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、，并测出间距开始时将木板置于处，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,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，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到处的时间。
①木板的加速度可以用、表示为=；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
10．（23．（1））【解析】①
②C。
③BC
5.9实验：验证机械能守恒定律
5.9实验：验证机械能守恒定律
学习目标:
1.学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2.进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点:1.验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2.验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点:验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容:
一、实验原理
物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2；比较│△Ep│和△EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。
三、实验步骤
(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220V交流电源上，电磁打点计时器要接到4V～6V的交流低压电源上)。
(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。
(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
(4)换几条纸带，重做上面的实验。
(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(6)在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0(或A)，再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。
(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。
(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。
四、实验记录
五、实验结论
在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。
六、实验注意事项
(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置)。
(2)打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。
(3)接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。
(4)对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。
(5)纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O．02s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0．02s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9．8×0．022m=0．002m=2mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动)。
(6)测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在60cm～80cm以内)。
(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。
七、误差分析
(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。
(2)由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些(过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大)，二是多测几次取平均值。
【例一】在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9．80m/s2。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时：
(1)重力势能的减少量为多少?
(2)动能的增加量是多少?
(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?
课后作业：
1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的()
A．质量B．下落时间C．下落高度D．瞬时速度
2．选择纸带时，较为理想的是()
A．点迹小而清晰的B．点迹粗的
C．第一、二点距离接近2mm的D．纸带长度较长的(40---50cm)
3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：
铁架台、打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是__________。缺少的器材是__________。
4．下列实验步骤中，合理的顺序是
A．把重物系在夹子上，纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系重物的夹子，让夹子靠近打点计时器。
B．把打点计时器接入学生电源交流输出端，输出电压调在6V。
C．把打点计时器固定在铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上。
D．拆下导线，整理器材。
E．接通电源，释放纸带。
F．断开电源，更换纸带。再进行两次实验。
G．在三条纸带中选取最合适的一条，再纸带上选几个点，进行数据处理。
5.在“验证机械能守恒定律”的实验中，电源频率为50Hz。当地重力加速度g=9．8m/s2，测得所用重物质量是1．00kg，甲、乙、丙三同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别是0．18cm，0．19cm和0．25cm，可以看出其中一个人在操作上有误，具体原因是______________________，选用第二条纸带，量得三个连续A、B、C到第一点的距离分别是15．55cm、19．20cm和23．23cm，当打点计时器打在B点时，重物重力势能减小量为__________________J，重物的动能是_____________________J。
6.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度g=9．8m/s2，测得所用重物质量是1．00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点计作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别是62.99cm、70.18cm、77．76cm、85．73cm，根据以上数据。可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量为_______________J，动能的增加量等于__________J。（取3位有效数字）。
7．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，对第一个计数点的要求为_______________。用__________方法可以判断满足了这个要求。实验时必须知道重锤的动能增加量应小于重力势能减少量，而在实验计算中却可能出现动能增加量大于重力势能减少量，这是由于______________。
8．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，(1)若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图所示，应选__________纸带好。(2)若通过测量纸上某两点间距离来计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为s1,点0到3间距离为s2，打点周期为T，为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒、实验后，s1、s2和T应满足的关系为T=____________。
