实验 - 图文

实验1：研究匀变速直线运动

1、打点计时器电源频率为50Hz，（每个计数点间有四个点没有画出）。，于是他测得AC长为14.56 cm、CD长为11.15 cm，DE长为13.73 cm，

①打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s， ②小车运动的加速大小为________m/s2，

③AB的距离应为_______cm。（保留三位有效数字）

2、相邻计数点间的时间间隔为0.1s。

A B C D

24.1mm 52.2mm 84.0mm 119.8mm ① 打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为 ▲ m/s，

② 小车的加速度为 ▲ m/s（结

果均保留两位有效数字）。

3、打点计时器电源频率为20Hz，每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出，

计算出打下点4时小车的瞬时速度为________，求出小车的加速度为________．(要求计算结果保留三位有效数字)

4、①已知打点计时器电源频率为20Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_________。 ②ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。从图中读出A、B两点间距s=__________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。

2

A B C D E E

5、（每相邻两个计数点间还有3个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是30Hz的交变电流．如图（下述第（1）、（2）、（3）小题结果均保留两位有效数字）

（1）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的即时速度vC是______m/s； （2）计算该物体的加速度a为________m/s2；

（3）纸带上的A点所对应的物体的即时速度vA=______m/s；

（4）如果当时电网中交变电流的频率是f=50Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______（填“大”或“小”）．

6、（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f。

O A B C D E 5.00 7.10 9.10 10.81 12.70 15.10单位：cm

如果用S1、S2、 S3、S4、S5、S6 来表示各相邻两个计数点间的距离由这些已知数据计算： 加速度的表达式为a=__________________。 若f=50Hz,其大小为a=_____m/s2

D点瞬时速度v=_________ m/s。（答案均要求保留3位有效数字）

实验2：探究弹力与弹簧伸长的关系

例1（福建卷—19．2）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时，将原长约

200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩

码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。（填选项前的字母）

【解析】本题属于中等题，解题的关键在于弄清为什么两条图像会错开。实验中由于增

挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度，弹簧无法及时恢复原长，两条图像才会出现差异。所以答案为D

例2（2010年浙江卷—21）在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中，甲、乙两位同

学选用不同的橡皮绳代替弹簧，为测量橡皮绳的劲度系数，他们在橡皮绳下端依次逐个

2

挂下钩子（每个钩子的质量均为m=0．1kg，取g=10m/s），并记录绳下端的坐标X加i（下标i表示挂在绳下端钩子个数）。然后逐个拿下钩子，同样记录绳下端面的坐标X减i，绳下端坐标的值Xi＝（X加i+X减i）/2的数据如下表：

挂在橡皮绳下端的钩码个数 1 2 3 4 5 6 橡皮绳下端的坐标（Xi/mm） 甲 216．5 246．7 284．0 335．0 394．5 462．0 乙 216．5 232． 246．5 264．2 281．3 301．0

A．增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不成正比

B．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度

（1）同一橡皮绳的X加i X减i（大于或小于）； （2） 同学的数据更符合实验要求（甲或乙）； （3）选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k（N/m）；

（4）为了更好的测量劲度系数，在选用钩码时需考虑的因素有哪些？

【答案】（1）小于；（2）乙；（3）由所给数据的该变量如下表所示：

挂在橡皮绳下端的钩码个数 1 2 改变量（Xn-X1）/mm 甲 30．2 乙 15．5 3 4 5 6

由上表作图得：

67．5 118．5 178．0 245．5 30．0 47．7 64．8 84．5

由图可得 k乙=57-70（N/m）或对于甲同学的数据，因为只有前几个数据可认为在弹性范围内，由图中切线的斜率得，k甲=25-34（N/m）。

（4）尽可能使伸长量在弹性范围内，同时有足够大的伸长量，以减小长度测量的误差。

实验3：验证力的平行四边形定则

例1、在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另

一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项： A 两根细绳必须等长

B 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 其中正确的是 。（填入相应的字母）

【答案】 C

例2、某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）

和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。 为完成实验，下述操作中必需的是 。

A．测量细绳的长度 B．测量橡皮筋的原长

C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度 D．记录悬挂重物后结点O的位置

【答案】 BCD

13.在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，则下列说法中错误的是

A．同一次实验中，O点位置不允许变动

B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置

C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90° D．实验中，要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点

【答案】BCD

【解析】同一次实验中，O点位置不允许变动，否则合力变化，选项A说法正确；实验中，除了需记录弹簧测力计的读数和O点的位置外，还要记录细绳套或者弹力的方向，选项B说法错误；实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角可以取任何值，不一定要取90°，选项C说法错误；实验中，如果先将其中一个弹簧测力计拉到最大量程，再调节，很容易使其超出量程，造成损坏，所以说法D错误。本题答案为BCD。

。

实验4：验证牛顿第二定律

图14

（1）某组同学用如图14（甲）所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中不需要和不正确的是（ ）

①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力 ②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动

③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力 ④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 ⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源 A．①③⑤

B．②③⑤

C．③④⑤

D．②④⑤

（2）某组同学实验得出数据，画出a-F图14如图（乙）所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是（ ）

A．实验中摩擦力没有平衡 B．实验中摩擦力平衡过度 C．实验中绳子拉力方向没有跟平板平行 D．实验中小车质量发生变化 【答案】（1） B （2） B

【解析】（1）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动；每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力；由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，实验时，应先接通打点计时器电源，再放开小车。（2）图象说明当绳子上拉力为0时，小车的加速度不为0，说明实验中摩擦力平衡过度。 12、（2013广东省增城市调研）（1)利用如图所示的装置 可以做力学中的一些实验，已知交流 电的频率为f，小车质量为M，钩码 质量为m.

①如果利用它来探究物体的加速度与 力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是_____，要使细

“远大于”、线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M _____ m(填“大于”、“小于”或“远小于”）

②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的 总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示.。.O为小车开始 运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点 没有标出，有关数据如图所示，要探究小车 运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式__________ (用题中的字母符号表示）

③如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力 对小车的影响：则小车质量和钩码的质量关系应该满足M_____m (填“大于”、“远大于”、 “小于”或“远小于”）

解析：探究物体的加速度与 力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是平衡摩擦力，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M>> m.

实验5：探究动能定理

19.(8分) （2013山东省即墨市期末）为了验证动能定理，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置，备有下 列器材: 打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.他们称量滑块的 质量为M、 沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带，让细线跨过滑轮并悬挂空的小桶时，滑块处于静止状态.要完成该实验，请回答下列问题:

(1)要完成本实验，还缺少的实验器材

是 .

(2)实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小

桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是 .

(3)在满足 (2)问的条件下，让小桶带动滑块加速运动，如图所示为打点计时器所打的纸带的一部分，图中A、B、C、D、E是按时间先后顺序确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离标注在图上，当地重力加速度为g，则在B、D两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为 .(用题中所给的表示数据的字母表示) 答案：（1）刻度尺（2分）

（2）沙和小桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分） （3）mg(x2?x3)?M(x3?x4)2?(x1?x2)2（2分） 28Tx?xx1?x2，D点对应的速度vD=34，在2T2T??解析：实验时保证细线拉力等于滑块所受的合外力，从B到D点，合外力对滑块做功mg(x2+x3)。B点对应的速度vB=B、D

两点间对滑块用实验验证动能定理表达式为

M(x3?x4)2?(x1?x2)2. 28Tmg(x2?x3)???

实验6：探究平抛运动的规律

10．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离糟口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽

上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y1?4.78cm，B、C间距离y2?14.82cm．（g取9.80 m/s）

2

（1）根据以上直接测量的物理量得小球初速度为v0?_________（用题中所给字母表示）．

（2）小球初速度的测量值为_____________m/s．

11 . 某同学在做“探索弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，弹簧的弹力用F表示，弹簧未挂钩码时的长度用L0表示，弹簧挂上钩码后的长度用L表示，弹簧的伸长量用x表示，x=L-Lo.该同学记录的数据如下表： F／N L／cm x／cm 1 0 15.00 0 2 0.98 16.00 1.00 3 1.96 17.10 2.10 4 2.94 18.00 3.00 5 3.92 18.90 3．90 6 4.90 20.00 5.00

(1)根据这些数据作出F-x图象和F-L图象． (2)根据图象得到的结论是_______.

(3)尝试写出F与x的函数表达式，并解释表达式中常数的物理意义。

17.某同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，采用如图所示装置做实验，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中M的末端是水平的，N的末端与光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应该是 ，仅改变弧形轨道M的高度（AC距离保持不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 。

实验7：探究机械能守恒定律

1.（2013河南漯河市期末）某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律：在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m，滑块可沿米尺自由下落。在米尺上还安装了一个连接了内阻很大的数字电压表的多匝线框A，线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示。把滑块从米尺的0刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U。改变h，调整线框的位置，多做几次实验，记录各次的h、U。 （1）如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线 （选填“U—h”或“U2—h”）更容易得出结论。

（2）影响本实验精确程度的因素主要是 （至少列举一点）。

6．（2013山东省邹城市联考）“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用

重物自由下落的方法：

（1）实验中，下面哪些测量工具是必需的

A．天平

B．直流电源 C．刻度尺 D．秒表

（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度

g=9．80m/s2，所用重物的质量为200g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点， A、B、C为纸带上选取的三个连续点。

2 计算B点瞬时速度时，甲同学用vB?2gSOB ，乙同学用vB?SAC ，其中所2T选方法正确的是 （选填“甲”或“乙”）同学；根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于 J， 重力势能减少量等于 J（计算结果均保留3位有效数字）：

（3）实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现

象的主要原因是 。

重物的重力势能的减少量△EP=mgh=0.200×9.80×0.1920J=0.376J

xAC0.2323?0.1555=m/s=1.92m/s 2T2?0.021物体动能的增加量△Ek=mv2=0.5×0.200×1.922J=0.369J.

2打B点重物速度v=

（3）纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力. 由a?x3?x12

可得a=9.72 m/s。，由x3?x2?x2?x1可得x2=9.84cm。 24T

8．某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图19-10所示，测得第四个点、第七个点、第十个点、与第一个点O（测量起点）间的距离分别为hA?1.75cm，

hB?7.00cm，hC?15.7cm，交流电的周期是0.02s，当地的重力加速度g?9.8m/s2，

由公式vB?hC?hA?可得vB=_______m/s，若用关系式vB?g?tn，可得vB=_______m/s，6T?经计算可知，vB______vB,(填“>”,“<”,“=”)；?Ek?较，?Ek_______?Ep(填“>”,“<”,“=”)

12mvB与?Ep?mghB相比2

18.在验证机械能守恒定律实验时：

（1）关于本实验的叙述中，正确的有（ ）

A.打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定，以减少纸带下落过程中的阻力

B.需用天平测出重锤的质量

C.打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源

D.用手托着重锤，先闭合打点计时器的电源开关，然后释放重锤 E.打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式mg?h?守恒

F.验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面

12mv，来验证机械能是否2（2）验证机械能是否守恒时，实验中计算某一点的速度，甲同学用v = gt来计算，乙同学用vn?(sn?sn?1)来计算。其中_______同学的计算方法更符合实验要求。重力加速度

2Tg的数值，甲同学用9.8m/s2代入，乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入，丙同学用当地的实际重力加速度代入，其中_____同学的做法是正确的。

（3）甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量ΔEp略大于动能的增加量ΔEk，乙同学发现ΔEp<ΔEk，实验过程中肯定存在错误的是______同学。本实验中引起误差的主要原因是___________。

基础级 例1 某同学为验证机械能守恒定律编排了如下实验步骤： A. 用天平称出重物的质量； B. 把纸带固定到重物上，并把纸带穿过打点计时器，提升到一定高度； C. 拆掉导线，整理仪器； D. 断开电源，调整纸带，重做两次； E. 用秒表测出重物下落的时间； F. 用毫米刻度尺测出计数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论； G. 把打点计时器接到低压交流电源上； H. 接通电源，释放纸带； I. 把打点计时器接到低压直流电源上； J. 把打点计时器固定到桌边的铁架台上。 上述实验步骤中错误的是 ，可有可无的是 ，其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是 。（均只需填步骤的代号） 提示 认真阅读本节教材的“实验方法”。 解析 上述实验步骤中错误的是E和I，因为实验中不需要测定时间，打点计时器应使用低压交流电源。 可有可无的实验步骤是A。（理由参阅本节“理解领悟”8） 其余正确且必要的步骤按实验操作顺序排列是：J、G、B、H、D、C、F。 点悟 对于物理实验，掌握实验原理和操作方法是最基本的要求。只有掌握了实验原理，才能判断出实验步骤中哪些是错误的，哪些是必要的；只有亲自动手进行认真的操作，才能正确地对实验步骤按序排列。 例2 本实验中，为什么以第1点为基准进行验证时，选用纸带应尽量挑选第1、2两点间距离接近2mm的纸带？ 提示 计算自由落体运动最初0.02s内下落的距离。 解析 打点计时器每隔0.02s打一次点，自由落体运动在最初0.02s内下落的距离h?121gt??9.8?0.022m≈0.002m=2mm。 22如果纸带是在打第一个点时的瞬间开始下落的，那么纸带上第1、2两点间的距离应该为约2mm，如果纸带是在打第一个点后某一时刻才开始下落，那么第1、2两点间的时间就没有0.02s。例如，纸带是在打第一个点后0.005s瞬间才开始下落，那么第1、2两点间的时间就只有0.02s－0.005s=0.015s了，距离也就小于2mm。这样对h2、h3、h4??和v2、v3、v4??的计算都会产生影响，也就影响了最后的比较。 点悟 挑选纸带要在点迹清晰的纸带中，挑选出第1、2两点间距离接近2mm的纸带进行测量。对此，只适用于以第1点为基准进行验证的情况。假如我们不以第1点为基准进行验证，而是以后面的点进行验证，那就不必注意第1、2两点间的距离是否接近2mm。（请参阅本节“理解领悟”3和“练习巩固9”） 例3 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz，2查得当地的重力加速度g=9.8m/s，测得所用的重物的质量m=1.0kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4A D O C B 个点A、B、C、D作为测量的点。如图5—60· · · · · ·· ·所示，经测量知道A、B、C、D各点到O点的图5－60 距离分别为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，重力势能的减少量等于 J，动能的增加量等于 J。（取三位有效数字） 提示 先求出重物下落的距离和获得的速度，再求重物重力势能的减少量和动能的增加量。 解析 C点至O点的距离 hC=77.76cm=0.777 6m， 故重物由O点运动到C点重力势能的减少量为 －△Ep=mghC=1×9.8×0.777 6J≈7.62J。 重物过C点的瞬时速度 vC?BDOD?OB0.8573?0.7018??m/s=3.888m/s， 2T2T2?0.02 ?Ek?故重物由O点运动到C点动能的增加量为 121mvC??1?3.8882J≈7.56J。 22 点悟 本题中，我们以第1点（起始点）为基准进行验证，在实验误差范围内可以认为△Ek=－△Ep，从而验证了机械能守恒定律。值得注意的是C点瞬时速度的求法：做匀变速直线运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。 例4 在“验证机械能守恒定律”的实验A O C B 中，选出一条纸带如图5—61所示，其中O点· · · · · · ·· ·为起始点，A、B、C为三个计数点，打点计时图5－61 器通以50Hz交变电流，用毫米刻度尺测得OA=11.13cm, OB=17.69cm, OC=25.9cm。 (1) 这三个数据中，不符合有效数字要求的是 ，应该写成 cm。 (2) 在计数点A和B之间、B和C之间还各有一个点，重物的质量为mkg。根据以上数据可知，当打点计时器打到B点时，重物的重力势能比开始下落时减少了 J；这时它的动能为 J。（g取9.80m/s2） 提示 注意刻度尺的估读。m的具体数值未知，可在表达式中保留。 解析 最小刻度为毫米的刻度尺应估读到毫米的下一位，故不符合有效数字要求的是OC的测量值25.9cm，应该写成25.90cm。 当打点计时器打到B点时，重物的重力势能比开始下落时减少了 -－△Ep=mg·OB=m×9.80×17.69×102J≈1.73mJ， 这时它的动能为 EkB?121AC2125.90?11.13mvB?m()??m?(?10?2)2J≈1.70mJ。 22t24?0.02点悟 毫米刻度尺的最小刻度为毫米，用它测量时应估读到毫米下一位。重物重力势能的减少量与重物动能的求法与上例相似，只是在表达式中保留了m。 发展级 v2例5 在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出2v2?h图象应是什么形状才能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示什么？ 的2提示 由12mv?mgh进行分析。 2

12v2?gh?h， 解析 由mv?mgh，可得 22v2v2?h图象应是通过原点的一条倾斜即是h的正比例函数。所以，根据实验数据绘出的22直线。 v2v2?gh可知，?h图线的斜率表示重力加速度g。 由22点悟 本题给出了验证机械能守恒定律时，进行数据处理的图象方法。另外，利用本实v2?h图线的斜率还可以测定重力加速度g。 验中得出的2例6 如图5—62（b）所示，将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时(a) (b) 器。当烧断挂圆柱棒的线图5—62 后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒白纸上划出记号，如图5—62（a）所示，测得记号之间的距离依次为26、42、58、74、90、106mm，已知马达铭牌上有“1440r／min”字样，请说明如何由此验证机械能守恒。 解析 其方法如下： ① 由马达铭牌“1440 r／min”算出毛笔画的线距的时间间隔为 T?② 根据vn?160?s≈0.04s。 n1440xn?xn?1算出任意选取的划相邻两条线时圆柱棒的瞬时速度， 2T(42?58)?10?3vC?m/s=1.25m/s， 2?0.04(58?74)?10?3 vD?m/s=1.65m/s。 2?0.04故 ?Ek?11112222mvD?mvC?m(vD?vC)?m?(1.652?1.252)J=0.58mJ， 2222?3而 ??Ep?mg?CD?m?10?58?10J=0.58mJ， 可见 △Ek=－△Ep，

这就验证了圆柱棒自由下落时机械能是守恒的。

点悟 本题将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之

转动，使之替代打点计时器，从而验证了机械能守恒定律。这种实验方法是对教材中“验证机械能守恒定律”实验的创新，实验器材不同，但其依据的实验原理及数据处理方法跟教材上的实验是一致的。要注意实验创新能力的培养和提高。

练习巩固（5—9） 基础级 1. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，除天平、铁架台、夹子、纸带和重物外，还需要（ ） A. 秒表 B. 刻度尺 C. 学生电源 D. 打点计时器 2. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，对于自由下落的重物，下列选择条件中可取的是（ ） A. 选用重物时，重的比轻的好 B. 选用重物时，体积小的比大的好 C. 重物所受重力应与它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力平衡 D. 重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的阻力 3. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列叙述正确的是（ ） A. 安装打点计时器时，两纸带限位孔应在同一竖直线上 B. 实验时，在松开纸带让重物下落的同时，应立即接通电源 C. 若纸带上开头打出的几点模糊不清，也可设法用后面清晰的点进行验证 D. 测量重物下落高度必须从起始点算起 4. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果（ ） 121mv B. mgh＜mv2 2212C. mgh=mv D. 以上均有可能 2A. mgh＞5. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图5—63所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep＝_______J，此过程中物体动能的增加量Ek=______J。由此可得到的结论是： 图5—63 。(g=9.8 m/s2，保留三位有效数字) 6. 在“验证机械能守恒定律”的实验中： （1） 现有器材是：打点计时器、低压电源、纸带、带夹子的重物、秒表、刻度尺、天平、导线、铁架台。其中该实验不需要的器材是______。 （2） 实验时，松开纸带与闭合电源开关的合理顺序是______。 （3） 实验中，如以要从几条打上点的纸带中挑选第1、2两点间的距离接近 _____mm并且点迹清晰的纸带进行测量。 （4） 某学生在实验中器材安装正确，操作规范，所用交流电的频率为50Hz，但验证结果是重物增加的动能稍小于它减少的重力势能，其主要原因是_______ 。 7. 用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中，电源频率为50 Hz，依次打出的点为0、1、2、3、4，则

（1）在图5—64两条纸带中应选取的纸带是________，因为______________。

（2）如从起点0到第3点之间来验证，必须测量和计算出的物理量为________，验证的表达式为______________。

(a)

图5—64

(b)

发展级 8. 纸带上已按要求选出0、1、2、3、4、5、6七个计数点，相邻计数点间的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则可以判断和计算出（ ） A. 计数点0的对应速度v0一定为0 B. 根据v1?x1?x2可计算1号点的对应速度，同理可算出v2、v3、v4、v5 2TC. 无法计算出v0和v6的大小 D. 可作出v—t图象求出斜率即加速度 9. 某同学做“验证机械能守恒定律”的实4 7 2 3 6 5 验时，不慎将选好纸带的前面一部分破坏了，剩· · · · · · cm 3.26 3.65 2.11 2.49 2.89 下的一段纸带上各相邻点3间的距离已测出标图5－65 在图5—65上。已知打点计时器的工作频率为50Hz，重力加速度g取9.80m/s2，利用这段纸带能否验证机械能守恒定律？如何验证？ 10. 给你一架天平和一只秒表，你如何来估测用手竖直上抛小球时，手对小球做的功？要求写出： (1) 需测定哪些量？如何测量？ (2) 计算时所需关系式及最后所做功的表达式。

实验8: 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

2、（2013深圳市南山区期末）在“用伏安法测定一条金属丝（总电阻约10Ω）电阻率”的实验中。

①某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示，可读得d = mm。

②他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在金属丝上夹上一个小金属夹P，移动金属夹P的位置，从而改变接入电路中金属丝的长度。把这样的装置接入实验电路中，如图乙所示。但他连接线路时却出现了两处错误，请用“×”标在错误的导线上，再用笔画线代替导线给予改正。

③闭合开关前，滑动变阻器触头应移至 （填“左”或“右”）端。闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，以后通过多次改变P点的位置，得到多组U、I、L的数据，U/I即得到金属丝长L时对应的电阻

R。把这多组L和R的数据，绘成如图丙所示图线，则该图线斜率表示的物理意义是 （要求用文字表述）。 ④如果图线的斜率k=1Ω/m，则该金属丝电阻率? = 。（保留二位有效数字）

练习3、用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图甲所示，读数是______mm。 用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图乙所示，则读数分别为_______ mm 练习4、

（1）用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图所示．由图可读出金属丝的直径为 mm． （2）现用游标为50分度的卡尺的 （填图中的A或B）测脚，测定某圆筒的内径，卡尺上的示数如图，可读出圆筒的内径为 mm．

25 5 20 10 15 0 1 2 3 4 5 主尺 0 0 10 图乙 20 游标尺 图甲

0 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

B 0 1 2 2

实验9：描绘小电珠的伏安特性曲线

5.（2013广东省韶关市一模）某同学想通过“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的

方法来测量一小灯泡的额定功率．所用器材如下： A．待测小灯泡一只：额定电压为2.5V，电阻约为几欧 B．电压表一只：量程为3V，内阻约为3kΩ C．电流表一只：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω

D．滑动变阻器一只，干电池两节，开关一个，导线若干

① 请在图甲中补全测量小灯泡额定功率的电路图．

② 图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）；

③ 该同学通过实验作出了小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示，则小灯泡

的额定功率为 W；若将小灯泡直接与电动势E=3.0V，内阻r =7.5Ω的电源相连，小灯泡的功率为 W．（结果均保留两位有效数字）

6..(18分)(1) （2013广东省江门市期末）某实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图甲所示的电路图。请回答下列问题：

①图乙中的实物连线按图甲的电路图补充完整。

②考虑电表内阻的影响,该元件电阻的测量值_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

③图甲中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,总不能使电压表的示数调为零。原因可能是图甲中的________(选填a、b、c、d、e、f)处接触不良。

④据实验测得的数据,作出该元件的,I-U图线如图丙所示,则元件Q在U=0.8V时的电阻值是___________,I-U图线在该点的切线的斜率的倒数1/K (选填“大于”、“等于”或“小于”)电阻值。

1．在做“描绘小灯泡的伏安特曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图示是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。

（2）连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是 。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“左”或“右”）端滑动。

（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的U-I图线，根据U-I图线提供的信息，可计算出小灯泡额定功率为 W。

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是 。

实验10：测定电源的电动势和内阻

7. （10分）（2013贵州六校联考）某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：

（1）先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值_______（选填：“偏大”或“偏小”）。

（2）再按图甲接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U ，并计算得下表所列数据。

1/(V-1) U1/(Ω-1) R0.80 0.2 1.07 0.5 1U3.00

1.30 0.8 / V-1

1.47 1.0 1.80 1.5 2.27 2.0 R 2.50 V E r S 图甲

2.00 1.50 1.00 0.50 0 第23题图

0.5 1 1.5 2 2.5

1R图乙

/ Ω-1

（3）在图乙坐标纸上画出

11—图象； UR（4） 根据（3）所画的图象可算出电池的电动势为________V，电池的内阻为________Ω 。(结果保留三位有效数字) 【答案】(1) 偏小 (3)如图 (4) 1.55~1.75, 1.26~1.40 (填对1个空—含图3分, 2个空5分，3个空8分,4个空10分)

【解析】（1）由于电池有一定的内阻，

电压表读数是路端电压的大小，

3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0 0.5 1 1.5 2 2.5

1U/ V-1 1R/ Ω-1

小于实际电池的电动势。（3）描点连线作图见答案。（4）由题意可得，

UE?U1E11，整理可得，???，取两点的数据代入可得E、r的值。 ?RrUrRr10 (9分) （2013广东省四校联考）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线. A．电压表V1（量程6V、内阻很大） B．电压表V2（量程3V、内阻很大） C．电流表A（量程3A、内阻很小） D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A） E．小灯泡（2A、5W） F．电池组（电动势E、内阻r） G．开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。

（1）请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组

成两个坐标点（I1，U1）、（I2，U2），标到U—I坐标中，经过多次测量最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为 Ω

7.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A．干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω） B．电压表V（0～15V、内电阻大约为15kΩ） C．电流表A（0～0.6A、内阻RA=0.1Ω） D．电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10Ω） E．滑动变阻器R1（0～10Ω、10A） F．滑动变阻器R2（0～100Ω、1A）

G．定值电阻R3=990Ω H．开关、导线若干

（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_____（填写“R1”或“R2”）；

（2）请画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号。

8.某课外小组计划用水果制作水果电池，并测量水果电池的电动势（E）和内阻（r）。他们将铜片、锌片插入水果中，制成了“水果电池”。某同学连接如图所示的实物图。

（1）实物图中有两处导线连接错误，分别是导线_______和导线________。（用“A”～“F”表示）

（2）更正电路后，改变滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的读数，利用作图法做得U-I图像，经数据处理得：水果电池的电动势E=7.30V、内阻r=420Ω。之后经检查发现，由于粗心，每次记录电压和电流的数据分别是仪表实际读数的10倍，则该水果电池的电动势和内阻的测量值应为：E=_______V、r=________Ω。（结果保留三位有效数字）

【答案】（1）FD或FC （2）0.730；420

【解析】（1）电压表的“+”接线柱应该接电源的正极，即导线F连接错误；滑动变阻器起限流作用，应该选择“一上一下”两个接线柱接入电路，所以C、D两条导线中需要更改一条。

（2）U-I图线与纵轴截距表示电源电动势E，图线斜率的绝对值表示内阻r的大小，根据题意，当把U-I图象的纵轴和横轴的单位同时缩小10倍时，图线与纵轴的截距也缩小10倍，而其斜率不变，所以，该水果电池的电动势和内阻的测量值应为E=0.730V，r=420Ω。

实验11：练习使用多用电表

10． 一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到 挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是 ，若补上

11.如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。

（1）为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。

（2）在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明 可能有故障（只填一处）。

12.用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：

（1）旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。

（2）将K旋转到电阻挡“×l00”的位置。

（3）将插入“十”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的_________ (填“0刻线”或“∞刻线”)。

（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，按_______的顺序进行操作，得出测量结果。

A．将K旋转到电阻挡“×1k”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准

实验12: 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度

7、在《用单摆测定重力加速度》的实验中，某同学测定了在不同摆长时的周期，数据如下表所示： 摆长L/m 周期T/s T/s22 0.5 1.42 2.01 0.6 1.57 2.46 0.7 1.67 2.79 0.8 1.80 3.24 0.9 1.91 3.65 1.0 2.01 4.04 (1)根据上表数据，为直观地反映T和L间的关系，请在下面的方格坐标纸中选择恰当的物理量作为纵坐标，并画出它们之间的关系图线。

(2)根据作出的图像，写出计算重力加速度的表达式g=_____________。

19.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左右的土豆代替小球，如图所示。

他设计的实验步骤是：

A.将土豆用细尼龙线系好，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=5°的角度，然后由静止释放

D.从摆球摆到最低点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T=t/30算出周期 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

?2??g???L?T?F.求出多次实验中测得的L和T的平均值作为计算时使用的数据，代入公式

2求出重力加速度g。

（1）你认为该同学以上实验步骤中有错误或操作方法不当的是______（填序号字母）。 （2）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与真实值相比________（填偏大、相等、偏小）。

（3）你想办法测量的准确值应为g=_____________（结果用摆长和周期的字母表示）。

20.在“用单摆测定重力加速度”的实验中：

（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下。若要计算当地的重力加速度值，应选用第____组实验数据。

组别 1 2 3 4 摆球材料 铜 铁 铝 木 摆长L/m 0.40 1.00 0.40 1.00 最大摆角 15° 5° 15° 5° 全振动次数N/次 20 50 10 50 （2）甲同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2-L图象中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=________。

（3）乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学做出的T2-L图象为（ ）

A.虚线①，不平行OM B.虚线②，平行OM C.虚线③，平行OM D.虚线④，不平行OM

为摆长，那么记录的周期T所对应的摆长偏小，即在第（2）题图中，取周期T相同时，乙同学描出的点偏左，据此可知，该同学做出的T2-L图象应该为虚线②。本题答案为B。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/oxh3.html