学生实验优质课一等奖

二轮复习

力学实验与创新

海口市琼山中学

章诗辉

例1、(2013新课标.22）图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：

①

用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d．用米尺测量两光电门之间的距离s；

②

调整轻滑轮，使细线水平；

③

让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△t A和△t B，求出加速度a：

④

多次重复步骤③．求a的平均值ā

⑤

根据上述实验数据求出动摩擦因数µ

回答下列问题：

（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图（b）所示，其读数为

________ cm。

（2）物块的加速度a可用d、s．和△t A和△t B表示为a=________ 。

（3）动摩擦因数µ可用M、m、ā和重力加速度g表示为µ= ________ 。

（4）如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于________ （填“偶然误差”或“系统误差”）。

针对训练1

如图8所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图. 图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上，P的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮之间的摩擦. (1)下列说法正确的是(

)

1

A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平

B.

B.实验时应先接通电源后释放小车

C.实验中m2应远小于m1

D.测力计的读数始终为

m2g2

(2)如图9为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度的大小是________ m/s2.(交流电的频率为50 Hz，结果保留二位有效数字) (3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图象，可能是下列哪个选项中的图象(

)

例2 (2014.全国）用如图所示实验装置测量滑块A与木板间的动摩擦因数.长木板水平固定，细线跨过定滑轮与滑块A、重锤B相连.将细线拉直，测出B离地面的高度h，将重锤从h高处静止释放，B落地后，测出A在木板上滑动的距离x；改变B释放高度重复实验，实验数据如下表所示.

(1)若测得A的质量mA＝3 kg，B的质量mB＝1 kg，A和B间细线的长度L＝112.0 cm，木板的长度l＝98.0 cm，要达到实验目的，以上四个量中没有必要测量的是______(用物理量的符号表示).

(2)某同学作出了x随h变化的图象. (3)由图象并结合(1)中所测数值求得滑块与木板间

的动摩擦因数为________.

2

针对训练2、一水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与一小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止水平气垫导轨上的O点，如果（a）所示。现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其被压缩是长度的该变量x的关系。先推动小滑块从静止释放。用计时器测出小滑块从O运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。（表中的I/t值是根据t值计算得出的）

x（cm）

1.00 3.33 0.300 1.50 2.20 0.455 2.00 1.60 0.625 2.50 1.32 0.758 3.00 1.08 0.926

t（s）

I/t

s-1

(1)

根据表中数据，在图（b）中的方格纸上做-x图线。

(2)

回答下列问题：（不要求写出计算或推导过程）

①

已知点（0,0）在-x图线上，从-x图线看，与x是什么关系？

②

从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与是什么关系（不考虑摩擦力）

③

当弹簧长度该变量为x时，弹性势能Ep与相应Ek是什么关系？

④

综合考虑以上分析，Ep与x是什么关系？

1t1t1t1t1t

3

课堂练习、（海南2010）14．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：

（1）实验步骤：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。

②用游标卡尺测量挡光条的宽度l，结果如图2所示，由此读为l mm。

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s= cm。

④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。

⑤从数字计数器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1和t2。

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。

（2）有表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：

①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1= 和v2= 。

②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为EK1= 和EK2= 。

③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少EP= （重力加速度为g）。

（3）如果Ep ，则可认为验证了机械能守恒定律。

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