高中物理实验重难点解析：力学实验、电学实验。

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师提高自己的教学质量。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是小编为大家整理的“高中物理实验重难点解析：力学实验、电学实验”，希望能对您有所帮助，请收藏。

高中物理实验重难点解析：力学实验、电学实验

打点计时器测量小车加速度：计算方法唯一，用逐差法，X=aT^2
打点计时器测量小车瞬时速度：方法唯一，利用中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度求解
验证力的平行四边形定则：拉动弹簧测力计是应平行于纸面;两弹簧测力计夹角适当(70---110度);两次拉动要拉到同一点
验证胡克定律：误差分析，竖直方向测量弹簧原长时，由于弹簧自重，会使弹簧原长的测量值偏大;消除此误差方法，做出F--X(形变量)图像，求斜率，就是K。
验证牛二定律：实验前应将木板倾斜，平衡摩擦力;砝码质量要远小于小车质量;实验图像中，必须认真分析试题中给出的图像两轴的物理意义，斜率的意义，判断方法一定是根据牛二定律和受力分析。若此部分实验结合或改动成测量动摩擦因数，那就把这个实验当成计算题，受力分析，求解动摩擦因数，最终表达式里面的物理量就是你要测量的
验证平抛运动：注意运动的独立性，该实验通常是有水平方向上表示出时间，再带入竖直方向上。竖直方向上常用的式子就是X=aT^2，因为试题中给出的第一个点不一定是抛出点
验证机械能守恒定律：需要验证的表达式一般情况为mgh=1/2mv^2，要计算分析，物体质量m是否需要测量，若计算中质量已经被约掉且试题中也没有给出质量，则无需测量质量;式子中速度v是利用打点计时器测量的某一时刻的瞬时速度
验证动能定理：一根橡皮筋所做的功无需测量，最终验证的是物体的动能之比是否等于橡皮筋条数之比;小车要在同一位置释放
总结：力学实验大多数误差都来源于阻力或是摩擦

电学实验

闭合电路欧姆定律测电源电动势和内阻，伏安法测电阻阻值，这些实验的误差来源主要是电表内阻的影响
半偏法测表头内阻实验误差来源主要是串并联电路对总电阻的影响
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延伸阅读

高中物理实验重难点解析：验证性实验

高中物理实验重难点解析：验证性实验

一、验证力的平等四边形定则
1.目的：验证平行四边形法则。
2.器材：方木板一个、白纸一张、弹簧秤两个、橡皮条一根、细绳套两个、三角板、刻度尺,图钉几个。
3.主要测量：
a.用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。
结点O的位置。
记录两测力计的示数F1、F2。
两测力计所示拉力的方向。
b.用一个测力计重新将结点拉到O点。
记录：弹簧秤的拉力大小F及方向。
4.作图：刻度尺、三角板
5.减小误差的方法:
a.测力计使用前要校准零点。
b.方木板应水平放置。
c.弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行.
d.两个分力和合力都应尽可能大些.
e.拉橡皮条的细线要长些,标记两条细线方向的两点要尽可能远些.
f.两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600---1200为宜
二、验证动量守恒定律
原理：两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。
m1v1=m1v1/+m2v2/本实验在误差允许的范围内验证上式成立。两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度：
OP-----m1以v1平抛时的水平射程
OM----m1以v1’平抛时的水平射程
O‘N-----m2以V2’平抛时的水平射程
验证的表达式：m1OP=m1OM+m2O/N
1.实验仪器：
斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
2.实验条件：
a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1m2)
b.入射球半径等于被碰球半径
c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d.斜槽未端的切线方向水平
e.两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上
3.主要测量量：
a.用天平测两球质量m1、m2
b.用游标卡尺测两球的直径，并计算半径。
C.确定小球的落点位置时，应以每次实验的落点为参考，作一尽可能小的圆，将各次落点位置圈在里面，就把此圆的圆心定为实验测量数据时所对应的小球落点位置。
三、验证机械能守恒
1.原理：物体做自由落体运动，根据机械能守恒定律有：mgh=
在实验误差范围内验证上式成立。
2.实验器材：打点计时器，纸带，重锤，米尺，铁架台，烧瓶夹、低压交流电源、导线。
3.实验条件：
a.打点计时器应该竖直固定在铁架台
b.在手释放纸带的瞬间，打点计时器刚好打下一个点子，纸带上最初两点间的距离约为2毫米。
4.测量的量：
a.从起始点到某一研究点之间的距离，就是重锤下落的高度h，则重力势能的减少量为mgh1;测多个点到起始点的高h1、h2、h3、h4(各点到起始点的距离要远一些好)
b.不必测重锤的质量
5.误差分析：由于重锤克服阻力作切，所以动能增加量略小于重力势能减少量
6.易错点
a.选择纸带的条件：打点清淅;第1、2两点距离约为2毫米。
b.打点计时器应竖直固定，纸带应竖直。

高中物理实验重难点解析：研究性试验

高中物理实验重难点解析：研究性试验

一、研究匀变速运动
练习使用打点计时器:
1.构造：见教材。
2.操作要点：接50HZ，4---6伏的交流电
正确标取记：在纸带中间部分选5个点
3.重点：纸带的分析
a.判断物体运动情况：
在误差范围内：如果S1=S2=S3=……，则物体作匀速直线运动。
如果DS1=DS2=DS3=…….=常数,则物体作匀变速直线运动。
b.测定加速度：
公式法：先求DS，再由DS=aT2求加速度。
图象法：作v—t图,求a=直线的斜率
c.测定即时速度：V1=(S1+S2)/2TV2=(S2+S3)/2T
测定匀变速直线运动的加速度：
1.原理:：DS=aT2
2.实验条件：
a.合力恒定，细线与木板是平行的。
b.接50HZ，4—6伏交流电。
3.实验器材：电磁打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线、两根导线。
4.主要测量:
选择纸带,标出记数点,测出每个时间间隔内的位移S1、S2、S3。。。。图中O是任一点。
5.数据处理:
根据测出的用逐差法处理数据求出加速度：
S4—S1=3a1T2，S5—S2=3a2T2，S6—S3=3a3T2，a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6—S1—S2—S3)/9T2
测匀变速运动的即时速度：(同上)
二、研究平抛运动
1.实验原理：
用一定的方法描出平抛小球在空中的轨迹曲线，再根据轨迹上某些点的位置坐标，由h=求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。
2.实验器材：
木板，白纸，图钉，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，附有小孔的卡片，重锤线。
3.实验条件：
a.固定白纸的木板要竖直。
b.斜槽未端的切线水平，在白纸上准确记下槽口位置。
c.小球每次从槽上同一位置由静止滑下。
(3)研究弹力与形变关系
1.方法归纳：(1)用悬挂砝码的方法给弹簧施加压力(2)用列表法来记录和分析数据(如何设计实验记录表格)(3)用图象法来分析实验数据关系步骤：1：以力为纵坐标、弹簧伸长为横坐标建立坐标系2：根据所测数据在坐标纸上描点3：按照图中各点的分布和走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)4：以弹簧的伸重工业自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如不行则考虑二次函数，如看似象反比例函数，则变相关的量为倒数再研究一下是否为正比关系(图象是否可变为直线)----化曲为直的方法等。5：解释函数表达式中常数的意义。
2.注意事项：所加砝码不要过多(大)以免弹簧超出其弹性限度

高中物理实验讲义（全套含解析）12份

实验一研究匀变速直线运动
板块一主干梳理夯实基础
实验原理与操作
◆实验目的
1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。
2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(x＝aT2)。
3．测定匀变速直线运动的加速度。
◆实验原理
1．打点计时器
(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50Hz时，每隔0.02s打一次点。
(2)工作条件：电磁打点计时器，6V以下交流电源；电火花计时器，220V交流电源。
(3)处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意每5个点取一个计数点与每隔4个点取一个计数点取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s。
2．利用纸带判断物体运动性质的方法
(1)沿直线运动的物体，若相等时间内的位移相等，即x1＝x2＝x3＝，则物体做匀速直线运动。
(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4，，若x＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝，则说明物体在做匀变速直线运动，且x＝aT2。
3．速度、加速度的求解方法
(1)瞬时速度的求法
①中间点的瞬时速度：所谓中间点，是指该点两侧的数据是有效的，可以用来计算这一段的平均速度，如图甲中的第n点。根据匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这段位移上的平均速度求物体在某点的瞬时速度，即vn＝2T(xn＋xn＋1)。
②边缘点的瞬时速度：所谓边缘点，是指该点的一侧没有可用的数据，或虽有数据，但是数据无效，如图乙中的A、F两点。边缘点的瞬时速度有以下几种求法：a.先求出加速度，然后根据vB＝vA＋aT求出A点瞬时速度；根据vF＝vE＋aT求出F点瞬时速度；b.根据匀变速直线运动在相等的时间内速度的变化量相等的特点，利用vB－vA＝vC－vB求出A点瞬时速度，同样，利用vF－vE＝vE－vD求出F点的瞬时速度；c.根据xAB＝2(vA＋vB)T。其中后一种方法最为简单。
(2)加速度的求法
①若题目给的是纸带上两段相邻的数据，则
xm－xm－1＝aT2。
②若题目给的是纸带上两段不相邻的数据，则
xm－xn＝(m－n)aT2。
③若题目给的是偶数段数据(一般是6段)
逐差法求物体的加速度，即a1＝3T2(x4－x1)，a2＝3T2(x5－x2)，a3＝3T2(x6－x3)，然后求平均值，即a＝3(a1＋a2＋a3)＝()()9T2(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3)，这样所测数据全部得到利用，准确度较高。
④若题目给的是奇数段数据(一般是5段或7段)，一般舍去第一段，方法同上。
◆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、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片。
◆实验步骤
1．仪器安装
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并将它的一端固定在小车的后面。实验装置如下图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。
2．测量与记录
(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，随后立即关闭电源，换上新纸带，重复三次。
(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝50.02s＝0.1s，如图所示，正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点之间的距离。
(3)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度。
(4)增减所挂钩码数，或在小车上放置重物，再做两次实验。
数据处理与分析
◆数据处理及实验结论
1．由实验数据得出vt图象
(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图，可以看到，对于每次实验，描出的几个点大致落在一条直线上。
(2)做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去不要，这条直线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线。
2．由实验得出vt图象后，进一步分析得出小车运动的速度随时间变化的规律
小车运动的vt图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值t时，速度也会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化。
◆误差分析
1．偶然误差
(1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差。
(2)用作图法作出的vt图象并不是一条直线。为此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点。
2．系统误差
(1)纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的交流电源的电压及频率。
(2)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度。可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨。
◆注意事项
1．平行：纸带、细绳要和长木板平行。
2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。
3．先后顺序：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带。
4．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。
5．减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集。
6．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。
7．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线。
◆实验改进
1．用气垫导轨代替长木板或在木板上铺一层白纸以减小摩擦阻力。
2．用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器。
优点：通过以上装置的改进能最大程度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速度不恒定，使小车尽可能做匀加速直线运动，以提高实验的精确度。
板块二考点细研悟法培优
考点1实验原理、实验步骤
例1[20xx佛山模拟]某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。
(1)电磁打点计时器是一种使用________(选填交流或直流)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔________s打一次点。
(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是()
A．先接通电源，后释放纸带
B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源
D．哪个先，哪个后都可以
(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62cm，x2＝4.75cm，x3＝5.88cm。
根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是____________________________________________________________
____________________________________________________________
(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是______m/s，小车的加速度是______m/s2(以上两空小数点后保留两位数字)。
尝试解答(1)交流__0.02__(2)A__(3)相邻相等时间内的位移差相等__0.53__1.13。
(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。
(2)在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，A正确。
(3)当相邻相等时间内的位移之差都相等时，小车做匀加速直线运动。
vC＝2T(x2＋x3)，T＝0.1s
可求得vC0.53m/s
由x＝x2－x1＝x3－x2＝aT2可得：
a＝1.13m/s2。
某同学用如下图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动。
实验步骤如下：
A．安装好实验器材；
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；
C．测出x1、x2、x3、
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)，小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有________。(填选项代号)
A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源C．秒表D．刻度尺E．天平F．重锤G．弹簧秤
H．滑动变阻器
(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是________。
答案(1)AD(2)x3－x2＝x2－x110t(x2＋x3)
解析(2)因小车做匀加速直线运动，所以x3－x2＝x2－x1，c点为bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度，vc＝10t(x2＋x3)。
考点2数据处理和误差分析
例2[20xx福州质检]某同学利用打点计时器测量福州的重力加速度，某次实验得到的一段纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA＝5.5mm、OB＝14.9mm、OC＝28.3mm、OD＝45.2mm，打下相邻两个点间的时间间隔为0.02s。
(1)用逐差法算出福州的重力加速度g＝________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)通过查阅资料发现福州的重力加速度标准值为9.79m/s2，比较(1)的结果发现两者并不相等，除了读数误差外，你认为产生误差的其他主要原因可能是____________________________。(只要求写出一种原因)
尝试解答(1)9.63__(2)纸带与限位孔之间存在较大阻力。
(1)由逐差法可得：g＝4T2(OD－2OB)9.63m/s2。
(2)产生误差的其他原因有：纸带与限位孔之间有阻力或空气阻力。
[20xx银川模拟]某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片图，已知频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离。(当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，结果保留三位有效数字)
(1)由频闪照片上的数据计算t4时刻小球的速度v4＝________m/s。
(2)小球上升的加速度大小约为a＝________m/s2。
(3)对(2)的数据进行分析，可得到的结论是___________________
__________________________________________________________。
答案(1)3.98(2)10.0(3)小球上升过程中受到空气阻力的作用
解析(1)做匀变速直线运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故t4时刻的瞬时速度等于t3～t5时间段的平均速度，即
v4＝2T(h3＋h4)＝()20.05(21.16＋18.6610－2)m/s＝3.98m/s。
(2)由x＝aT2得，小球的加速度大小为
a＝()()4T2(h1＋h2－h3＋h4)
＝()()40.052(26.18＋23.68－21.16＋18.66)10－2m/s2
10.0m/s2。
(3)小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用。

力学实验

力学实验总复习
一、误差和有效数字
1.误差
测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。
（1）系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。
（2）偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.有效数字
带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。
（1）有效数字是指近似数字而言。
（2）只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。

注：凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。
二、考试大纲规定的学生实验
1.长度的测量（游标卡尺和螺旋测微器）
（1）游标卡尺
①10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。其读数准确到0.1mm。
②20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。
③50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。

注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的，所以都不再往下一位估读。
要知道主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。
（2）螺旋测微器
固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。
要知道主要构造的名称：以下的①-⑦依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。
例1读出下列游标卡尺测量的读数。
⑴⑵

解：（1）2.98cm；（2）6.170cm；（3）1.050cm
例2读出下列螺旋测微器测量的读数。
⑴⑵

解：（1）0.642mm；（2）10.294mm
2.互成角度的两个共点力的合成

（1）原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉橡皮条AB的效果相同，这个效果就是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。
（2）在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。
（3）实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F和一只弹簧秤的拉力F/的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
例3橡皮筋的一端固定在A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N和_____N。（只须读到0.1N）⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
解：（1）2.5N和4.0N
（2）注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。
3.测定匀变速直线运动的加速度
（1）纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、…（或者说每隔4个点取一个记数点），这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…

（2）利用s1、s2、s3…可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3-s2、s4-s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
（3）利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如
（4）利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法：
①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则
②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如
③利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。
例4某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。

由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a=___________m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度v=__________m/s。（答案均要求保留3位有效数字）
4.验证牛顿第二运动定律
（1）了解该实验的系统误差的来源。
①用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力。由牛顿第二定律可知，由于砂桶也在做匀加速运动，因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实际拉力。可以推导出结论：只有在小车的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时，才能使该系统误差足够小。
②没有考虑摩擦阻力的作用。应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差。
（2）为研究a、F、m三者的关系，要利用“控制变量法”，分别研究a与F、a与m的关系。
（3）用图象法验证a∝F、a∝m-1（后者必须用a-m-1图象，不能用a-m图象）
例5一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如右图所示。下图是打出的纸带的一段。
⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_____。
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需要测量的物理量有_______。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=_________。
解：（1）3.89m/s2
（2）小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。mgh/l-ma
5.碰撞中的动量守恒

（1）每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。
（2）被碰小球的位置必须与入射小球等高，其中心与斜槽末端的水平距离恰好是小球半径的2倍。
（3）由于v1、v1/、v2/均为水平方向，且两球的竖直下落高度相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证：m1OP=m1OM+m2(O/N-2r）即可。
（4）必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。
（5）小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。
（6）所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。
（7）若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1OP=m1OM+m2ON，两个小球的直径也不需测量了（但必须相等）。
例6在“碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在百纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有
A.第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B.第一、二次入射小球的落点依次是B、A
C.第二次入射小球和被碰小球将同时落地
D.m1AB=m2OC
解：最远的C点一定是被碰小球的落点，碰后入射小球的速度将减小，因此选B；由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出，两小球不可能同时落地；由动量守恒得m1OB=m1OA+m2OC，选D。答案是BD。
6.研究平抛物体的运动
（1）斜槽末端的切线必须水平。
（2）用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
（3）以斜槽末端所在的点为坐标原点。
（4）如果是用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。
（5）每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
（6）由描迹法得到小球平抛的轨迹，从轨迹上任何一点的横纵坐标都可以计算出该平抛物体抛出时的初速度。
（7）若用闪光照相来研究，所得到的照片上相邻小球间的时间间隔是相等的，利用这一结论和运动分解的知识，可以求小球平抛的初速度，也可以求小球在任何一个位置的瞬时速度。
例7.如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学按要求描绘出了小球做平抛运动过程中的三个点A、B、C，并利用刻度尺量出了三点的坐标依次是A(0.369，0.112)、B(0.630，0.327)、C(0.761，0.480)，单位为m。又称得小球的质量为20g，试计算小球平抛的初动能EK。
解：小球的初速度，因此初动能，带入数据后得：EK1=0.0596J，EK2=0.0594J，EK3=0.0591J，因此初动能的平均值为EK=0.0594J
7.验证机械能守恒定律
本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒，图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。

（1）要多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量。
（2）用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的即时速度v2、v3、v4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量是否相等。
（3）由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使
（4）本实验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。
例8在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如右。其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____,应记作_______cm。
（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是_________________。
（3）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点。因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为______，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是________________________________。
解：（1）OC，15.70
（2）1.22m，1.20m，大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能；
（3）1.23m，小于，v是按照自由落体计算的，对应的下落高度比实际测得的高度要大。
8.用单摆测定重力加速度
（1）摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长L/（读到0.1mm），用游标卡尺量出摆球直径（读到0.1mm）算出半径r，则摆长L=L/+r
（2）开始摆动时需注意：摆角要小于5°（要保证做简谐运动，不要使摆动成为圆锥摆）
（3）从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做50次全振动所用的时间，算出周期的平均值T。
（4）改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。
例9一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g，4位同学提出了4种不同的方法：①从测定的6组数据中任意选取1组，用公式g=4π2L/T2求出g作为测量值；②分别求出6个L值的平均值和6个T值的平均值，用公式g=4π2/2求出g作为测量值；③分别用6组L、T的对应值，用公式g=4π2L/T2求出6个对应的g值，再求这6个g的平均值作为测量值；④在坐标纸上作出T2-L图象，从图象中计算出图线的斜率K，根据g=4π2/K求出g作为测量值。
你认为以上4种方法中，错误的是哪一种____（填代号即可），其余正确方法中偶然误差最小的是哪一种______(填代号即可)。
解：错误的是②，因为L和T之间不是一次函数的关系。偶然误差最小的是④，因为偶然误差总是有时偏大有时偏小。而描点后画线时要求尽可能多的点在该直线上，其余点尽可能均衡地分布在该直线两侧，实际上是把偶然误差减小到最小了。
例10某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：
A.将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点
B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C.将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放
D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t,，由T=t/30得出周期
E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T
F.求出多次实验中测得的的平均值作为计算时使用的数据,带入公式求出重力加速度g
⑴你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是_______________。为什么?
⑵该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?________。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难?
解：
（1）B（摆长应从悬点到大理石块的质心）、C（摆角太大，不能看作简谐运动）、F（必须先分别求和各组L和T值对应的g，再取所求得的各个g的平均值）。
（2）小。设两次实验中摆线长分别为L1、L2，对应的周期分别为T1、T2，石块质心到M点的距离为x，由和可解得

9.设计实验举例
例11利用手头的常用仪器，粗略测定玩具手枪子弹射出时的初速度。除玩具手枪外，所给的测量仪器为：⑴只有秒表；⑵只有米尺。

解：
（1）若只有秒表，可如图(a)，将玩具手枪从地面竖直向上发射子弹，用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t，则子弹上升的时间为t/2，故子弹初速度v0=gt/2。
（2）若只有米尺，可如图(b)，将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出，用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s，则子弹初速度。
例12某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在了下面的表中。(弹力始终未超过弹性限度，取g=9.8m/s2)
（1）试根据这些实验数据在右图给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长L之间的函数关系图线，说明图线跟坐标轴交点的物理意义。
（2）上一问所得图线的物理意义是什么?该弹簧的劲度k是多大?
解：
（1）根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上。可以判定F和L间是一次函数关系。画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。该图线跟横轴交点的横坐标表示弹簧的原长。
（2）图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比。由可得k=25N/m。