学考实验专题复习
验证牛顿第二定律
[实验目的]
验证牛顿第二定律。
[实验原理]
1．如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。
2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。
[实验器材]
小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。
[实验步骤]
1．用天平测出小车和小桶的质量M和M'，把数据记录下来。
2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。
4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量m和m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。
5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。
6．算出每条纸带对应的加速度的值。
7．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力(M'+m')g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。
8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。
[注意事项]
1．沙和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的。（沙和沙桶的总质量远远小于小车）
2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。
3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。学考实验专题复习
探究弹力和弹簧伸长的关系
[实验目的]
探究弹力和弹簧伸长的关系
[实验器材]
铁架台、弹簧、刻度尺、质量已知且相等的钩码若干。
[实验步骤]
1、将弹簧挂在铁架台上，用刻度尺量出弹簧的自然长度L0。
2、在弹簧下端挂质量为m1的钩码，量出此时弹簧的长度L1，记录m1和L1，填入表中。
3、改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录所挂钩码的质量m2，m3，m4，m5
和相对应的弹簧长度L2,L3,L4,L5,并求出每次弹簧伸长量x1，x2，x3，x4，x5。
4、用作图法或计算法分析数据。
实验记录：
弹簧原长L0= m
次数 钩码质量/kg 弹力/n 弹簧长度/m 弹簧伸长量/m
1 m1= F1= L1= X1=
2 m2= F2= L2= X2=
3 m3= F3= L3= X3=
4 m4= F4= L4= X4=
5 m5= F5= L5= X5=
实验结论：在误差范围内弹簧弹力与弹簧伸长量成正比
[注意事项]
1、用弹簧进行实验时一定要在弹性限度内。
2、测量长度时要多次测量求平均值。学考实验专题复习
探究平抛运动的特点
[实验思路]
画曲为直；分别研究竖直方向和水平方向分运动的规律
[实验目的]
探究竖直方向分运动特点
[实验原理]
对比平抛运动与自由落体运动
[实验器材]
平抛竖落仪、2只相同的钢球
[实验步骤]
观察对比平抛小球与自由落体小球从等高位置同时开始运动到落地时的先后情况；多次改变高度重复观察
[数据记录与处理]
用耳朵听落地时间的先后
[实验目的]
探究水平方向分运动特点
[实验原理]
根据描绘的平抛运动轨迹和竖直方向规律确定相等时间内水平方向的位置
[实验器材]
斜槽、钢球、白纸、复写纸、刻度尺、重垂线、背板和挡板
[实验步骤]
安装好实验装置（背板竖直、斜槽末端切线水平）；小球多次从倾斜轨道同一位置无初速度释放，向下平移挡板，记录下小球平抛运动球心经过的多个位置；确定坐标原点位置，建立平面直角坐标系。
[数据记录与处理]
用平滑曲线连接平抛小球经过的多个位置，得到平抛运动轨迹；从坐标原点沿y轴向下依次取y。、4y。、9y。、16y。、25y。，分别作出各点对应在水平方向x轴上的点；测量x轴上相邻各点间的距离。
2
11
10
2154平抛运动实验器
1、平抛导轨
2、抛球开关
3、钢球
4、接球槽
5、小旋纽
6、重，
7、调平螺栓
&底板
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10、支杆
11.纸共威放为常心症
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研究匀变速直线运动
一、实验目的
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理
设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有
△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2
由上式还可得到
s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2
同理有
s5-s2=s6-s3=……=3aT2
可见，测出各段位移s1、s2……即可求出
……
再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材
电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，槽码，细绳。
四、实验步骤
（1）如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，重复实验三次。
（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02×5=0.1s。在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……
（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中。
（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s。求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。把计算的结果填入下表1中小车做匀变速直线运动的加速度a=
表1 计算小车的加速度a= T=0.1s
计数点 位移s/m 位移差△s/m 分段加速度a/m·s-2 小车加速度a/m·s-2
0
1 S1=
2 S2=
3 S3=
4 S4= S4-S1=
5 S5= S5-S2=
6 S6= S6-S3=
[注意事项]
1．打点计时器使用交流电源
2．纸带打完后及时断开电源。
3．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。
4．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。
5．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。
s1 s2 s3
A B C D
D
C
B
A
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2验证机械能守恒定律
一、实验目的
验证机械能守恒定律．
二、实验原理
1、以重物下落的起始点O为基准，则
重力势能的减少量△Ep=mgh 动能的增加量△Ek=－0
若△Ep=△Ek，则验证了机械能守恒定律．
2、若以重物下落过程中某一点A为基准，测出物体由A点下落△h后经过B点的速度vB，则
重力势能的减少量△EP=mg△h 动能的增加量
若△Ep=△Ek，则验证了机械能守恒定律
速度的确定：求第n点的瞬时速度v，可先测出第n点相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离
hn－1和hn，由公式．
三、实验器材
①铁架台（带铁夹）②打点计时器 ③重锤 ④纸带 ⑤复写纸片 ⑥导线 ⑦毫米刻度尺 ⑧电源
四、实验步骤
1、按图所示把打点计时器安装在铁架台上，将打点计时器与电源连接好．
2、把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近．
3、先接通电源后松手，让重锤带着纸带自由下落．
4、重复几次，得到3～5条打好点的纸带．
5、在打好点的纸带中挑选点迹清晰且第1、2两计时点间距离接近2 mm的一条纸带，在起始点标上O，以后各点依次标上1、2、3……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……
6、应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……
7、计算各点对应的势能减少量mghn和动能增量进行比较，并讨论如何减小误差．
五、注意事项
1、应尽最大可能减小各种阻力的影响，可采取如下措施：
(1)打点计时器必须稳固安装在铁架台上，并且两个限位孔的中线要严格竖直，以减小纸带所受的摩擦力．
(2)应选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响．
2、实验时必须是先接通电源，打点计时器正常工作后再放开纸带让重物下落．
3、选择纸带的原则：
(1)点迹清晰．且第1、2两点的距离接近2 mm．
(2)所打的点在一条直线上．
4、对纸带进行测量：应一次测出各点到起始点的距离，不能分阶段测量，如图所示．
5、不必测出重物的质量，只要能验证=ghn即可．
六、误差分析
偶然误差 1、减小方法 (1)测量距离时都必须从第一个点O开始依次测量． (2)多次测量平均值． (3)读数时视线应和刻度在同一水平面上．
系统误差 1、原因 因纸带受阻力作用，克服阻力做功，动能的增加量△Ek略小于势能的减少量△Ep 2、减小方法 (1)使两限位孔在同一竖直线上 (2)振动的振幅不能太大 (3)重物的质量适当大些，体积尽量小些
验证机械能守恒定律误差分析
系统误差与偶然误差
1.重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力（空气阻力、打点计时器阻力）做功，故动能的增加量稍小于重力势能的减少量，这是不可避免的，这属于系统误差。
2.长度的测量，属偶然误差。
操作注意事项
1.铁架台应竖直安装，可使纸带所受阻力减小。
2.应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小。
3.应先打开电源让打点计时器开始打点稳定后，再放开纸带让重物下落。
4.选取纸带点迹清晰，所打点呈一条直线。第1和第2两打点间距离接近2mm。（这样可以保证初速度为零）学考实验专题复习
验证力的平行四边形定则
[实验目的]
验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]
此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]
木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。
[实验步骤]
1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2．把方木板平方在水平面上，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。
4．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。
5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。
7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次，比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
[注意事项]
1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
39. 在“探究力的平行四边形定则”实验中，
(1)正确的是_______________。
A．两根细绳必须等长，橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上
B．在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同．
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°，以便求出合力的大小．
D．▲如果将细绳换成细橡皮筋，对实验结果没有影响
E．▲橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
F.弹簧秤应与纸面平行，且不能与纸面摩擦，否则会影响读数
(2)某同学在实验中确定分力方向时，图甲所示的a点标记得不妥，其原因是_______________。
【查询号：2634|难度：5星】 答案： (1)BD(2)O、a两点太近，误差大
40. 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，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细线挂一重物．
①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．测量悬挂重物后像皮筋的长度 D．记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是_______________。
【查询号：2636|难度：5星】 答案： ①BCD②更换不同的小重物
