質點，參考系和坐標系時間和位移實驗：用打點計時器測速度一、實驗目的1.練習使用打點計時器，學會用打上的點的紙帶研究物體的運動。3.測定勻變速直線運動的加速度。二、實驗原理⑴電磁打點計時器①

工作電壓：4~6V的交流電源②

打點周期：T=0.02s,f=50赫茲⑵電火花計時器①

工作電壓：220V的交流電源②

打點周期：T=0.02s,f=50赫茲③

打點原理：它利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計時器，當接通220V的交流電源，按下脈沖輸出開關時，計時器發出的脈沖電流經接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，產生電火花，于是在紙帶上就打下一系列的點跡。⑵由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法0、1、2…為時間間隔相等的各計數點，s1、s2、s3、…為相鄰兩計數點間的距離,若△s=s2-s1=s3-s2=…=恒量，即若連續相等的時間間隔內的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。⑶由紙帶求物體運動加速度的方法三、實驗器材

小車，細繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，電火花打點計時器（或打點計時器），低壓交流電源，導線兩根，紙帶，米尺。四、實驗步驟1．把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。2．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，并在細繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面。3．把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,取下紙帶,換上新紙帶,重復實驗三次。4．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點子,確定好計數始點0,標明計數點,正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數點對應的速度,作v-t圖線,求得直線的斜率即為物體運動的加速度。五、注意事項1．紙帶打完后及時斷開電源。2．小車的加速度應適當大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內清楚地取7～8個計數點為宜。3．應區別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數點，通常每隔4個軌跡點選1個計數點，選取的記數點不少于6個。4．不要分段測量各段位移，可統一量出各計數點到計數起點0之間的距離，讀數時應估讀到毫米的下一位。常見考法

紙帶處理時高中遇到的第一個實驗，非常重要，在平時的練習中、月考、期中、期末考試均會高頻率出現，以致在學業水平測試和高考中也做為重點考察內容，是選擇、填空題的形式出現，同學們要引起重視。誤區提醒

要注意的就是會判斷紙帶的運動形式、會計算某點速度、會計算加速度，在運算的過程中注意長度單位的換算、時間間隔的求解、有效數字的說明。例題1.在研究小車運動實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，已知打點計時器每隔0.02秒打一個計時點，該同學選擇ABCDE5個記數點，對記數點進行測量的結果記錄下來，單位是厘米，試求：ABCDE各點的瞬時速度（m/s），小車加速度？（m/s2），如果當時電網中交變電流的的頻略是51Hz，但做實驗的同學不知道，那么加速度的測量值與實際值相比偏大，偏小，不變

第一點為A，第3點為B，第5點為C，第7點為D，第9點為E

AB為1.5，ＡＣ3.32，AD5.46，AE7.92速度變化快慢的描述——加速度加速度：誤區提醒例題1.關于速度、速度變化量、加速度的關系，下列說法中正確的是（

）A．物體的加速度增大時，速度也增大B．物體的速度變化越快，加速度越大C．物體的速度變化越大，加速度越大D．物體的加速度不等于零時，速度大小一定變化解析：A選項速度增大僅與速度方向與加速度方向有關，與加速度大小無關A錯。BC選項由加速度的定義可知B對C錯。D選項加速度的定義式是矢量式，即使速度方向不變但大小變化依然有加速度。答案：B點評：要理解①速度增加的原因②速度變化較大時，所用時間不確定則加速度也不能確定③加速度的定義式為矢量式。例題2.兩物體相比，一個物體的速度變化量比較大，而加速度卻比較小。請問有沒有符合該說法的實例。解析：舉例如下：⑷：雖然速度很大如果做勻速直線運動的話，即速度不變，所以加速度為0,所以此說法正確。⑸：速度為零，等到下個時刻速度不一定為零，所以這樣子的話物體還是有加速度的，所以此說法錯誤。運動快慢的描述——速度重力，基本相互，作用彈力摩擦力1.靜摩擦力①產生：兩個相互接觸的物體，有相對運動趨勢時產生的摩擦力。②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動趨勢的作用。③產生條件：a：相互接觸且發射彈性形變b：有相對運動趨勢c:接觸面粗糙④大小：根據平衡條件求解或牛頓運動定律求解。⑤方向：總是與物體的相對運動趨勢方向相反。2.滑動摩擦力①產生：兩個相互接觸的物體，有相對運動時產生的摩擦力。②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動的作用。③產生條件：a：相互接觸且發射彈性形變；b：有相對運動；c:接觸面粗糙.④大小：滑動摩擦力的大小與正壓力成正比，即，N指正壓力不一定等于物體的重力，誤區提醒受力分析，力的合成與分解考點1.受力分析1.概念：把研究對象在指定的物理環境中受到的所有力都分析出來，并畫出物體所受的力的示意圖，這個過程就是受力分析。2.受力分析一般順序：一般先分析場力（重力、電場力、磁場力）；然后分析彈力，環繞物體一周，找出跟研究對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象是否有彈力作用；最后分析摩擦力，對凡有彈力作用的地方逐一進行分析3.受力分析的重要依據：①尋找對它的施力物體；②尋找產生的原因；③尋找是否改變物體的運動狀態（即是否產生加速度）或改變物體的形狀考點2.力的合成與分解1.合力與分力⑴

定義：如果一個力產生的效果與幾個力產生的效果相同，那這個力就叫做這幾個力的合力，那幾個力就叫做這一個力的分力。⑵合力與分力的關系是等效替代關系。2.力的合成與分解：求已知幾個力的合力叫做力的合成，求一個力的分力叫做力的分解。考點3.平行四邊形定則、三角形定則1.求解方法：求兩個互成角度的共點力F1,F2的合力，可以用表示F1,F2的有向線段為鄰邊作平行四邊形，它的對角線的長度就為合力的大小，對角線的方向就為合力的方向。常見考法

受力分析是高中物理的基礎，它貫穿于力學、電磁學等各部分.正確地對研究對象進行受力分析是解決問題的關鍵.若受力分析出錯，則“滿盤皆輸”.受力分析單獨考查的也有，但更多的是結合其他知識解決綜合性問題.平衡類問題不僅僅涉及力學內容,在電磁學中常涉及帶電粒子在電場、磁場或復合場中的平衡,通電導體棒在磁場中平衡,但分析平衡問題的基本思路是一樣的.1.分析平衡問題的基本思路(1)明確平衡狀態(加速度為零);(2)巧選研究對象(整體法和隔離法);(3)受力分析(規范畫出受力示意圖);(4)建立平衡方程(靈活運用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及數學解析法);(5)求解或討論(解的結果及物理意義).2.求解平衡問題的常用規律(1)相似三角形法:通過力三角形與幾何三角形相似求未知力.對解斜三角形的情況更顯性.(2)拉密原理:三個共點力平衡時,每個力與另外兩個力夾角的正弦之比均相等,這個結論叫拉密原理.表達式為:F1/sinα=F2/sinβ=F3/sinγ(其中α為F2與F3的夾角,β為F1與F3的夾角,γ為F1與F2的夾角).(3)三力匯交原理:物體在同一個平面內三個力作用下處于平衡狀態時,若這三個力不平行,則這三個力必共點,這就是三力匯交原理.(4)矢量三角形法:物體受同一平面內三個互不平行的力作用平衡時,這三個力的矢量箭頭首尾相接恰好構成一個封閉的三角形,即這三個力的合力必為零,由此求得未知力.誤區提醒1.受力分析時，有些力的大小和方向不能準確確定下來，必須根據物體受到的能夠確定的幾個力的情況和物體的運動狀態判斷出未確定的力的情況，要確保受力分析時不漏力、不添力、不錯力.2.對于分析出的物體受到的每一個力都應找出其施力物體，不能無中生有，例如，物體做離心運動時，有可能會錯把“離心力”當作物體受的力.3.合力和分力不能重復考慮，“性質力”與“效果力”不能重復考慮.例題1.一個物體同時受到三個力作用，其大小分別是4N、5N、8N，則其合力大小可以是[]A．0N

B．10NC．15N

D．20N答案：ABC解析：這種題目的處理方法：先找任意兩個力的合力的范圍，再與第三個力合成。4N和5N的合力范圍在1N到9N之間，再和8N合成，最大的力便是9+8=17N，最小的力看能不能取到零，當然1N到9N之間可以取到8N，若此8N且與第三個力8N相反方向的話，那么這三個力的合力就為0N。所以三個力的合力的范圍在0N到17N之間。所以此題選ABC。例題2.木板B放在水平地面上，在木板B上放一重1200N的A物體，物體A與木板B間，木板與地間的摩擦因數均為0.2，木板B重力不計，當水平拉力F將木板B勻速拉出，繩與水平方向成30°時，問繩的拉力T多大？水平拉力多少？解析：對A受力分析，建立直角坐標系。如下圖：實驗：驗證力的平行四邊形法則一、實驗目的

驗證互成角度的兩個力合成的平行四邊形定則。二、實驗原理

如果使F1、F2的共同作用效果與另一個力F/的作用效果相同（使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看F1、F2用平行四邊形定則求出的合力F與這一個力F/是否在實驗誤差允許范圍內大小相等、方向相同，如果在實驗誤差允許范圍內，就驗證了力的平行四邊形定則。三、實驗器材

木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細繩套（兩個），彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器，鉛筆。四、實驗步驟1．用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。2．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩條細繩套結在橡皮條的另一端。3．用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結點到達某一位置O（如圖所示）。4．用鉛筆描下結點O的位置和兩條細繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數。在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F。5.只用一個彈簧秤，通過細繩套把橡皮條的結點拉到與前面相同的位置O,記下彈簧秤的讀數和細繩的方向.按同樣的比例用刻度尺從O點起做出這個彈簧秤的拉力F''的圖示。6．比較F''與用平行四邊形定則求得的合力F，在實驗誤差允許的范圍內是否相等。五、注意事項

1．用彈簧秤測拉力時，應使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細繩套應位于與紙面平行的同一平面內。2．同一次實驗中，橡皮條拉長后的結點位置O必須保持不變。3.使用彈簧測力時，拉力適當大一些。4.畫力的圖示時應該選擇適當的標度。盡量使圖畫的大些，同一次實驗中標度應該相同，要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。常見考法

每次實驗保證結點位置保持不變,是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用的效果相同，這是物理學中等效替換的思想方法.由于力不僅有大小,還有方向，若兩次橡皮條的伸長長度相同但結點位置不同，說明兩次效果不同,不滿足合力與分力的關系,不能驗證平行四邊形定則.

誤區提醒

由彈簧測力計測量合力時必須使橡皮筋伸直,所以與AO共線的合力表示由單個測力計測量得到的實際合力F′，不共線的合力表示由作圖法得到的合力F.例題1.在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖。①圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是

。②本實驗采用的科學方法是（

）A.理想實驗法

B.等效替代法C.控制變量法

D.建立物理模型法解析：在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中用一根彈簧秤拉時肯定沿AO方向，若不是這說明實驗操作錯誤，而根據平行四邊形定則畫出來的合力應該說肯定有誤差。答案：F′，B點評：要求會分析實驗誤差產生的原因。牛頓第二定律考點1.牛頓第二定律

1.內容：物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。常見考法

這部分知識難度中等、也有難題，在平時的練習中、階段性考試中會單獨出現，選擇、填空、計算等等出題形式多種多樣，在高考中往往會與其他知識點進行結合，例如與運動學公式、電場、磁場、電磁感應，圓周運動以綜合題的形式出現，解決這類問題的關鍵是要選取合適的研究對象，進行正確的受力分析，建立正確的牛頓第二定律方程，然后進行解題.誤區提醒超重與失重1.超重：當物體具有向上的加速度時，物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體本身重力的現象。

2.失重：當物體具有向下的加速度時，物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體本身重力的現象。

3.完全失重：當物體的以加速度a=g豎直向下加速或豎直向上減速時(自由落體運動、豎直上拋運動)，物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)等于零的現象。

★物體超重或失重時,僅是物體對懸掛物的拉力或水平支持物的壓力的變化,物體所受的重力并沒有變化。

★物體處于超重狀態或失重狀態,與物體的速度沒有關系,僅由加速度決定。常見考法

這部分知識往往結合牛頓第二定律進行考查，分析物體在某一時刻的瞬時加速度,關鍵是分析瞬時前后的受力情況及運動狀態,再由牛頓第二定律求出瞬時加速度.此類問題應注意兩種模型的建立。

1.中學物理中的“線”和“繩”是理想化模型,具有以下幾個特性:

(1)輕:其質量和重力均可視為等于零,且一根繩(或線)中各點的張力大小相等,其方向總是沿著繩子且背離受力物體的方向。

(2)不可伸長:即無論繩子受力多大,繩子的長度不變,由此特點可知,繩子中的張力可以突變。剛性桿、繩(線)或接觸面都可以認為是一種不發生明顯形變就能產生彈力的物體,若剪斷(或脫離)后,其中彈力立即消失,不需要形變恢復時間,一般題目中所給桿、細線和接觸面在不加特殊說明時,均可按此模型來處理。

2.中學物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型,具有以下幾個特性:

(1)輕:其質量和重力均可視為等于零,同一彈簧兩端及其中間各點的彈力大小相等。

(2)彈簧既能承受拉力,也能承受壓力;橡皮繩只能承受拉力,不能承受壓力。

(3)由于彈簧和橡皮繩受力時,要恢復形變需要一段時間,所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變。誤區提醒

物體處于超重狀態還是失重狀態取決于加速度的方向,與速度的大小和方向沒有關系,下表列出了加速度方向與物體所處狀態的關系.

例題1.

某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內稱其體重，至時間段內，彈簧秤的示數如圖所示，電梯運行的v-t圖可能是（取電梯向上運動的方向為正）

解析：由圖可知，在t0-t1時間內，彈簧秤的示數小于實際重量，則處于失重狀態，此時具有向下的加速度，在t1-t2階段彈簧秤示數等于實際重量，則既不超重也不失重，在t2-t3階段，彈簧秤示數大于實際重量，則處于超重狀態，具有向上的加速度，若電梯向下運動，則t0-t1時間內向下加速，t1-t2階段勻速運動，t2-t3階段減速下降，A正確；BD不能實現人進入電梯由靜止開始運動，C項t0-t1內超重，不符合題意。答案：A

點評：

(1)正確識圖、用圖理解好物理情景。

(2)對超重、失重的理解：超重并不是說重力增加了，失重并不是說重力減小了，完全失重也不是說重力完全消失了。在發生這些現象時，物體的重力依然存在，且不發生變化，只是物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）發生變化。在完全失重的狀態下，平常一切由重力產生的物理現象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產生向下的壓強等。實驗：探究a與F，m的關系【導學目標】1.通過實驗研究加速度與力、加速度與質量的關系。2.掌握實驗數據處理的方法，能根據圖像寫出加速度與力、質量的關系式。【實驗原理】1.如圖所示裝置，保持小車質量M不變，改變小桶內砂的質量m，從而改變細線對小車的牽引力F(當m<<M時，F=mg近似成立)測出小車的對應加速度a，由多組a、F數據作出加速度和力的關系a-F圖線，探究加速度與外力的關系。2.保持小桶和砂的質量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質量M，測出小車的對應加速度a，由多組a、M數據作出加速度和質量倒數的關系a-M-1圖線，探究加速度與質量的關系。【實驗器材】小車，砝碼，小桶，砂，細線，附有定滑輪的長木板，墊塊，打點計時器，低壓交流電源，導線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺。【實驗步驟】1.用調整好的天平測出小車和小桶的質量M和m，把數據記錄下來。2.按如圖裝置把實驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細線系在小車上，即不給小車加牽引力。3.平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復移動墊塊的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷)。4.在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質量M'和m'記錄下來。把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。5.保持小車的質量不變，改變砂的質量(要用天平稱量)，按步驟4再做5次實驗。6.算出每條紙帶對應的加速度的值。7.用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力F，即砂和桶的總重力(m+m')g，根據實驗結果在坐標平面上描出相應的點，作圖線。探究加速度與外力的關系8.保持砂和小桶的質量不變，在小車上加放砝碼，重復上面的實驗，并做好記錄，求出相應的加速度，用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示小車和車內砝碼總質量的倒數1/(M+M’)，在坐標平面上根據實驗結果描出相應的點并作圖線。探究加速度與質量的關系。常見考法

這個實驗即可以考查控制變量法這種科學實驗方法、又可以考查驗證牛頓第二定律，還可以考查紙帶的處理，所以此實驗在階段性考試或者模擬考試、高考中所占的地位非常重要，同學們應該引起足夠的重視。誤區提醒1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是調出一個合適的斜面,使小車的重力沿著斜面方向的分