高三物理復習教學設計第十二講力學實驗祁東一中撰稿:陳曉建審察:陳麗萍一、知識梳理：新課程標準對力學實驗要求是：1.能獨立達成力學分組實驗操作；2.能對力學分組實驗、演示實驗進行調整或改良；3.試試與已有技術成立聯系等.4.對刻度尺、游標卡尺、千分尺、天平會正確讀數，讀數時注意：量程，最小刻度，能否估讀。命題熱門多集中在考證性實驗方面，而研究性、測定性和設計性實驗也應關注。二、熱身訓練1.在012345678910做“研究勻變速直線運ABCDEF動”的實驗時，某同學圖12-1獲得一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數點（每相鄰兩個計數點間還有4個計時點，本圖中沒有畫出）打點計時器接的是220V、50Hz的交變電流．他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數點A對齊．⑴依據有效數字的讀數規則讀出相鄰計數點AB、BC、CD、DE、EF間的距離s1、s2、s3、s4、s5，它們挨次為______cm、______cm、______cm、______cm、______cm．⑵由以上數據計算打點計時器在打B、C、D、E各點時,物體的即時速度vB、vC、vD、vE挨次是______m/s、______m/s、______m/s、______m/s．⑶依據以上結果,試用兩種不一樣的方法計算該物體的加快度a．⑷依據⑵中獲得的數據,試在右側所給的坐標系中,用圖12-2作v-t圖像的方法,從圖像中求物體的加快度a．⑸從圖像上求紙帶上的A、F點所對應的物體的即時速度vA=______m/s,vF=_____m/s.并由此計算:當打點計時器打下A點的時刻,物體已經從靜止開始做勻加快運動________s了．⑹假如當時電網中交變電流的頻次是f=49Hz,而做實驗的同學其實不知道,那么由此惹起的系統偏差將使加快度的丈量值比實質值偏_______.原因是:__________________．2.圖12-3是卡文迪許扭秤實驗的表示圖。此中固定在T形架上的小平面鏡起著特別大的作用。利用光的反射定律能夠把T形架的細小轉動放大到能夠精準測圖12-3量的程度。設小平面鏡到刻度尺的距離為L，T形架兩頭固定的兩個小球中心相距為l，設擱置兩個大球m/后，刻度尺上的反射光點向左挪動了x，那么在萬有引力作用下，小球向大球挪動了多少？如圖12-4，圓滑水平軌道與圓滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，OP是可繞O點轉動的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球。此刻利用這些器械測定彈簧被壓縮時的彈性勢能。（1）還需要的器械是、。（2）以上丈量其實是把對彈性勢能的丈量轉變為對圖12-4能的丈量，從而轉變為對和的直接丈量。（3）為了研究彈簧的彈性勢能與勁度系數和形變量的關系，除以上器械外，還準備了兩個輕彈簧，全部彈簧的勁度系數均不相同。試設計記錄數據的表格。三、講練平臺：例1．讀出游標(1)56卡尺和螺旋測微器的讀數：⑴讀0510數為__________cm．⑵讀數為__________cm．例2．已知天平兩臂的長均為L0=15cm,游碼從0到1000mg刻度間的總長mg度為L=25cm,那么游0100200304005006007008009001000碼的質量應當為________g．某次丈量時,將被測物體放圖12-5在天平左盤內,在右盤內放有16g砝碼,而游碼移到如圖地點時天平恰巧均衡,被測物體的質量為__________g．請在圖中畫出在調理天平橫梁水平常游碼應當處在的地點．例3．一個有必定厚度的圓盤，能夠繞經過中心垂直于盤面的水平軸轉動，用下邊的方法能夠丈量它勻速轉動的角速度。實驗步驟：．用游標卡尺丈量圓盤的直徑。B．如圖12-6-1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側面上，使得圓盤轉動時，紙帶能夠卷在圓盤的側面上。C．啟動控制裝置使得圓盤轉動，同時接通電源圖（12頻-6-1率為50Hz），打點計時器開始打點。D．經過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶進行丈量。（1）某次用游標卡尺測圓盤的直徑時，示數見圖12-6-2，由圖讀出直徑的值為__________m。2）某次實驗獲得的紙帶的一段如

8cm90510圖12-6-2圖77-1-3圖77圖-1-123-7圖12-7所示。由圖可知a點到k點的時間間隔是________s。由此可計算出紙帶運動的速度大小為________m/s。若測得圓盤直徑的均勻值為8.00×10-2m，則可求出圓盤的角速度為_________rad／s。例4．某同學想在家里做用單擺測定重力加快度的實驗,但沒有適合的擺球,他只能找到一塊大小為圖12-8Oα3cm左右,外形不規則的大理石塊取代小球.實驗步驟是A．石塊用細尼龍線系好,結點為M,將尼龍線的上端固定于O點B．用刻度尺丈量OM間尼龍線的長度L作為擺長C．將石塊拉開一個大概α=30°的角度,而后由靜止開釋．從擺球擺到最高點時開始計時,測出30次全振動的總時間t,由T=t/30得出周期．改變OM間尼龍線的長度,再做幾次實驗,記下相應的L和T;F．求出多次實驗中測得的L和T的均勻值作計算時使用的數據,帶入公式g22T求出重力加快度g．⑴你以為該同學以上實驗步驟中有重要錯誤的是________________.為何?⑵該同學用OM的長作為擺長,這樣做惹起的系統偏差將使重力加快度的丈量值比真切值偏大仍是偏小?_________.你以為用何方法能夠解決擺長沒法正確丈量的困難?四、當堂穩固1．某同學在做探究彈力和彈簧伸長的圖12-9關系的實砝碼質量(g)0306090120150驗中,組彈簧總長(cm)6.007.158.349.4810.6411.79彈力大小(N)成了如圖F/N1.612-9的裝置．所用的鉤碼每只的質量都是30g,他先測出不掛鉤碼時彈

1.20.80.4簧的自然長度,再將5個鉤碼逐一掛056810x/10-2m12在彈簧的下端,每次都測出相應的彈簧總長度,將數據填在了下邊的表中.(彈力一直未超出彈性限度,取g=9.8m/s2)⑴試依據這些實驗數據在右側給定的坐標紙上作出彈簧所受彈力大小跟彈簧總長之間的函數關系的圖線．說明圖線跟坐標軸交點的物理意義．⑵上一問所得圖線的物理意義是什么?該彈簧的勁系數k是多大?

圖12-102．某同學用圖12-11裝置做考證動量守恒定律的實驗.先將a球從斜

ab槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,H在水平川面上的記錄紙上留下壓痕,重OABC復10次;再把相同大小的b球放在斜槽軌道尾端水平段的最右端鄰近靜止,讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不一樣地點處,重復10次．⑴本實驗一定丈量的物理量有以下哪些圖12-11_____________．A．斜槽軌道尾端到水平川面的高度HB．小球a、b的質量ma、mbC．小球a、b的半徑rD．小球a、b走開斜槽軌道尾端后平拋飛翔的時間tE．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OCF．a球的固定開釋點到斜槽軌道尾端水平部分間的高度差h⑵小球a、b的質量ma、mb應當知足什么454647關系?為何?⑶放上被碰小球后,兩小球碰后能否同時落圖12-12地?假如不是同時落地,對實驗結果有沒有影響?為什么?這時小球a、b的落地址挨次是圖中水平面上的_____點和_____點．⑷為測定未放被碰小球時,小球a落點的平均地點,把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點對齊,右圖給出了小球a落點鄰近的狀況,由圖可得OB距離應為__________cm．⑸依據本實驗方法,考證動量守恒的考證式是______________．3．像打點計時器相同，光電計顯示d00.0PL1光電計時2器MQabN光電圖9時器也是一種研究物體運動狀況的常用計時儀器，其結構如圖12-13所示，a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置，當有物體從a、b間經過時，光電計時器就能夠顯示物體的擋光時間。現利用圖12-14所示裝置丈量滑塊和長lm左右的木塊間的動摩擦因數，圖中MN是水5cm6圖12-147圖12-13平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適合位05101520圖12-15置的兩個光電門，與之連結的兩個光電計時器設有畫出。別的在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門

l、2各自連結的計時器顯示的擋光時間分別為

5.010

2s

和2.0102s。用游標卡尺丈量小滑塊的寬度d，卡尺數如圖

12-15

所示。（1）讀出滑塊的寬度

d

＝

cm

。（2）滑塊經過光電門

1的速度

v1

=

m/s

，滑塊經過光電門

2的速度

v2=

m/s

。（3）若僅供給一把米尺，已知當地的重力加快度為g，為達成丈量，除了研究v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需丈量的物理量是_____________________________________________（說明各量的物理意義，同時指明朝表物理量的字母）。（4）用（3）中各量求解動摩擦因數的表達式μ=（用字母表示）。4.一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖12-16中背景方格的邊長均為5cm，假如取g＝10m/s2，那么：(1)閃光頻次是Hz．(2)小球運動中水均分速度的大小m/s．(3)小球經過B點時的速度大小是m/s．5．如圖12-17所示，將包有白紙的圖12-16圓柱棒總質量為m代替紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉動，使之代替打點計時器．當燒圖12-17斷掛圓柱的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖12-18所示。測得記號之間的距離挨次為26mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm，已知馬達銘牌上有“1500r／min”字樣，由此考證機械能守恒．由以上內容回答以下問題：毛筆劃的線距時間間隔T＝_______，乙圖中圓柱棒的________端是懸掛端．(填“左”或“右”)依據圖中所給數據，可知毛筆劃下記號C時，圓柱棒著落速度vC＝______，畫下記號D時，圓柱棒著落速度vD＝_______，動能的變化量為______，在這段位移上，圓柱棒重力勢能的變化為______________，由此可得出結論為_______________________________________________．[參照答案]二、熱身訓練1．⑴1.00，1.40，1.84，2.26，2.67；0.120，0.162，0.205，0.247；⑶0.42m/s2；⑷0.42m/s2；⑸0.079，0.290，0.188；⑹大，實質周期大于0.02s，a=s/T2∝1/T2，實質加快度小于丈量加快度。2．xl/4L（重點抓住小平面鏡在偏轉θ角，反射光點在刻讀尺上偏轉

T型架上，平面鏡2θ角，而對小球θ=

xl

，對反射光點

2θ=

xL

；

x

xl4L

）23．

小球的質量

m=Kg，彈簧

A壓縮量

x（m）上漲高度

h（m）E=mgh（J）壓縮量

x=

cm

，小球的質量

m=

Kg彈簧

A

B

C勁度系數k（N/m）上漲高度h（m）E=mgh（J）1）天平、刻度尺（2）重力勢能、質量、上漲高度（3）見上。三、講練平臺(1)5.45cm(2)0.6726cm0.6,16.56（游碼左邊應與0刻線重合）3.（l）7.99102（2）13（1）B：大理石質心到懸掛點間的距離才是擺長C：最大偏角不可以超出50D：應在擺球經過均衡地點時計時F：應當用各組的L、T求出各組的g后，再取平均（2）偏小。略當堂穩固1．（1）圖線跟坐標軸的交點，是彈簧壓縮1cm時的彈力（2）從圖線說明彈力大小跟形變為正比。彈簧的勁度系數為25.4牛/米。2．