1、1十二、力学实验基础回扣1.误差误差种类 产生原因 大小特点 减小方法系统误差实验仪器不精密,实验原理不完善,实验方法粗略总是偏大或偏小更新仪器,完善原理,改进实验方法偶然误差由于各种偶然因素(如测量、读数不准确)造成的可大可小 画图像或取平均值2.有效数字(1)有效数字的最后一位是测量者估读出来的,是偶然误差的来源。(2)从数的左边第一个不为零的数字算起,如 0.012 5 m 为三位有效数字。3.力学实验要点分类 实验名称 常考要点研究匀变速直线运动数据处理方法:(1)公式法:v t/2= 、x=aT 2;(2)图像法:v-t 图v像探究弹力与弹簧伸长的关系 注意弹簧的原长,操作注意事项,
2、图像的处理探究加速度与物体质量、物体受力的关系控制变量法的应用、平衡摩擦力、近似法、逐差法、图像的处理以及实验的注意事项探究性实验探究动能定理 平衡摩擦力、功采用倍数方式、平均速度、图像法验证机械能守恒定律用自由落体实验,知道如何从纸带中提取数据知道如何确定E p和 E k,图像法验证力的平行四边形定则弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力验证性实验验证动量守恒定律测质量、测速度、判断碰撞前后总动量、替代法、平均位置、平均速度等回归小练1.某同学利用如图甲所示的装置探究动能定理。固定并调整斜槽,使它的末端 O 点的切线水平,在水平地面上依次铺好木板、白纸、复写纸。
3、将小球从斜槽上不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底2端时下落的高度 H,并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移 x,改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:高度 H(h 为单位长度)h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h水平位移 x(cm)5.5 9.1 11.7 14.2 15.9 17.6 19.0 20.6 21.7(1)斜槽倾角为 ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为 ,斜槽底端离地的高度为 y,不计小球与水平槽之间的摩擦,若小球从斜槽上滑下的过程动能定理成立,则应满足的关系式是 。 甲乙丙(2)以 H 为横坐标,以 为纵坐标,在坐标纸上描点作图,如图乙所示
4、。 (3)由第(1)(2)问,可以得出结论: 。 (4)受该实验方案的启发,另一同学改用图丙的装置实验。他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置。仍将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度 H,并测量小球击中木板时对应平抛下落的高度 d,当他以 H 为横坐标,以 为纵坐标,描点作图,使之仍为一条倾斜的直线,也达到了同样的目的。 32.(2017 黑龙江哈尔滨六中检测)如图所示为弹簧弹射装置,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,在其两端各放置一个金属小球 1 和 2(两球直径略小于管径且与弹簧不固定连接),压缩弹簧并锁定。现解除锁定,则两个小球同时沿同一直线向相
5、反方向弹射。按下述步骤进行实验:用天平测出两球质量分别为 m1、m 2;用刻度尺测出两管口离地面的高度均为 h;解除弹簧锁定弹出两球,记录两球在水平地面上的落点 P、Q。回答下列问题:(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需测量的物理量有 。(已知重力加速度g) A.弹簧的压缩量 xB.两球落点 P、Q 到对应管口 M、N 的水平距离 x1、x 2C.小球直径D.两球从管口弹出到落地的时间 t1、t 2(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为 Ep= 。 (3)由上述所测得的物理量来表示,如果满足关系式 ,那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。 4答案精解精析回归小练1. 答
6、案 (1)x 2=4(1- )yH (2)x 2 (3)见解析 (4)tan 1d解析 (1)小球在斜槽上运动过程,由动能定理有 mgH-mg cos = mv2;小球做平抛运动,有Hsin 12x=vt,y= gt2,解得 x2=4(1- )yH。12 tan(2)要得到乙图中的线性关系,由 x2=4(1- )yH 可知,以 H 为横坐标,以 x2为纵坐标。tan(3)由第(1)(2)问,可以得出结论:在实验误差允许范围内,小球运动到斜槽底端的过程中,合力对小球所做的功等于小球动能的增量。(4)另一同学改用图丙的装置实验,由动能定理有 mgH-mg cos = mv2;小球做平抛运动有Hsi
7、n 12x=vt,d= gt2,联立解得 = (1- )H。当他以 H 为横坐标,以 为纵坐标,描点作图,使之仍为一条倾斜的12 1d4x2 tan 1d直线,也能达到同样的目的。2. 答案 (1)B (2) + (3)m 1x1=m2x2m1gx214h m2gx224h解析 (1)弹簧的弹性势能等于两球得到的动能之和,要求解动能必须还要知道两球弹射的初速度 v0,由平抛运动规律,可知 v0= ,故还需要测出两球落点 P、Q 到对应管口 M、N 的水平距离 x1、x 2,B 正确。x2hg(2)小球的动能 Ek= m = m = ;故弹性势能的表达式为 Ep= m1 + m2 = + 。12v2012(x g2h)2mgx24h 12v2112v22m1gx214h m2gx224h(3)由测得的物理量来表示,如果满足关系式 m1v1=m2v2,即 m1x1=m2x2,那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。5
