专题名称：实验专题(一)

复习重点：1、长度的测量;2、研究匀变速直线运动;3、探究弹力和弹簧伸长的关系;4、验证力的平行四边形定则。

知识能力点提要：

实验一、长度的测量。实验目的：练习使用刻度尺和游标卡尺测量长度。

一、 练习使用刻度尺测量长度。刻度尺又称米尺，常用米尺的最小刻度为lmm，量程不等。

1、刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点：

(1)刻度线紧贴被测物，眼睛正对刻度线读数，以避免视差。

(2)为防止因端头磨损而产生误差，常选择某一刻度线为测量起点，测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差。

(3)毫米以下的数值靠自测估读一位，估读最小刻度值的1/10。

(4)测量精度要求高时，要进行重复测量后取平均值。可用"累积法"测细金属丝的直径或一张白纸的厚度。

二、 练习使用游标卡尺测量长度。

1、游标卡尺的构造如图所示。

2、读数原理： 如表。

3、测量范围：一般最多可以测量十几个厘米的长度。

4、使用游标卡尺时要注意：

(1)对游标尺的末位数不要求再作估读，如遇游标上没有哪一根刻度线与主尺刻度线对齐的情况，则选择靠最近的一根线读数。有效数字的末位与游标卡尺的精度对齐。

(2)测量物不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口或损坏工件。

(3)测量物上被测距离的连线必须平行于主尺。

(4)读数时，在测脚夹住被测物后适当旅紧固定螺丝。

实验二、研究匀变速直线运动。

1、实验目的：测定匀变速直线运动的加速度。

2、电磁打点计时器或电火花计时器是计时仪器。工作电压为 _____ 流伏，f = 50Hz时，每隔 _______ s打一次点。

3、实验原理：如图所示，T=0.02n秒：

　　　　

(1)逐差法：

a平 = (a1 + a2 +a3)/3 = [(s4 + s5 +s6) - (s1 + s2 +s3)]/9T2

(2)v - t图象法：利用vn = (sn + sn + 1)/2T求出v1、v2、v3……再作出v - t图象求出斜率，即可得到a。

4、注意事项：

(1)实验中应先根据测量和计算得出的各Δs先判断纸带是否做匀变速直线运动，据估算，如果各Δs的差值在5%以内，可认为它们是相等的，纸带做匀变速直线运动。

(2)每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰，同时注意纸带打完后及时断开电源。

(3)应使小车的加速度适当大一些，以能在纸带上长约50厘米的范围内清楚取7～8个计数点为宜。

(4)应区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般使T = 0.10s)。选取的计数点不少于6个。

(5)不要分段测量各段位移，应一次测量完毕(可先统一量出到点0之间的距离)。读数时应估读到毫米下一位。

实验三、探究弹力和弹簧伸长的关系。

1、实验目的：探索弹力与弹簧伸长的定量关系，并学习所用的科学方法。

2、实验器材：弹簧两根(其中一根较粗、较短，适宜用来做弹簧缩短的实验，弹簧不宜过软，以免弹簧被拉伸时超出它的弹性限度)，相同质量的砝码五个，相同质量的槽码五个，毫米刻度尺一根，铁架台一个(用来悬挂弹簧)。

3、实验步骤：

(1)将较细的一根弹簧悬挂在铁架台上。用毫米刻度尺量出弹簧的长度l0，并填入表中。

(3)如图，在弹簧下挂1个钩码，用毫米刻度尺量出此时弹簧的长度l，并填入表中。

　　

(4)分别在弹簧下挂2、3、4、5个相同的钩码，依次量出相应的弹簧长度l，并填入表中。

(5)分别计算出在弹簧下挂1、2、3、4、5个钩码时弹簧的伸长量(l - l0)，并填人表。

(6)以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据表中所测数据在坐标纸上描点。

(7)按照坐标图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线)。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。

(8)以弹簧的伸长为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数……

(9)解释函数表达式中常数的物理意义。

(10)有兴趣的同学自己编排探索弹簧受压而长度缩短时，弹力与弹簧长度变化的关系的实验步骤。

4、怎样描绘实验图线?

处理实验数据的常用方法之一是图象法。运用图象法处理数据有许多优点，例如，能比较直观地表达物理规律，能够减小偶然误差对结果的影响，能够较方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理量数值。

(1)描绘图线时，一般以横坐标代表自变量，以纵坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及其单位。

(2)根据测量的数据，选取适当的坐标轴的标度(即每格所代表的量值)，使横轴与纵轴的全长(表示数据的最大值的长度)接近相等，图线大约分布在正方形区域内，并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致，且测量的准确值在图上也能确切标出。

(3)当图线不通过坐标原点时，坐标的原点可以不从零开始，这样可以使图线分布匀称。

(4)描点和连线。依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点，用"×"或"· "符号标明。描线应该用直尺或曲线板，描出的线应是光滑的直线或曲线。因为测量值有一定的误差，图线不通过全部点是正常现象，连线时应尽量使图线通过或接近数据点，个别严重偏离的点应舍弃，应使其余的点尽量比较均匀地分布在困线两侧。

实验四、验证力的平行四边形法则。

1、实验器材：方木板，白纸，弹簧秤(两个)，橡皮条，细绳(两条)，三角板，刻度尺，图钉(几个)。

2、实验步骤：

(1)在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。

(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端挂上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。

(3)用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。

(4)用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数。(在使用弹簧秤的时候，要注意使弹簧秤与木板平面平行。)

(5)用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F。

(6)只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。

(7)比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们是否相等。

(8)改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验。

3、注意点：

(1)两只弹簧秤在使用前应检查、校正零点，检查量程和最小刻度单位，将两弹簧称钩好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选用，若不同，应另换，直至相同为止，使用弹簧秤时应与板面平行。

(2)选用的橡皮条应富有弹性，能发生弹性形变，同一次实验中，橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变。

(3)在满足合力不超过弹簧评量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。

(4)画力的图示时，应选定恰当的单位长度作为标度;作力的合成图时，应尽量将图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。

(5)由作图法得到的F和实际测量得到的F′不可能完全符合，但在误差允许范围内可以认为F与F′符合即可。

课堂例题精选：

例1、某人用最小刻度为 1毫米的刻度尺测量某物体长度，测量的结果为5.60 cm，若以米为单位，结果应记为 _____ m或 ______ cm。

例2、用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图所示。这根金属管内径读数是 ____ cm，外径读数是 _____ cm，管壁厚是 _____ cm。

例3、用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值 。

例4、关于"测定匀变速直线运动的加速度"实验的操作，下列说法中错误的是( )

A、长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低。

B、在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上。

C、应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车。

D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动。

例5、一位同学利用打点计时器测定做匀变速直线运动物体的加速度，得到的纸带如图所示，则物体运动的加速度为 m/s2，任意两个相邻记数点间的时间间隔为0.1s。

　　　　　　

例6、在"验证力的平行四边形法则"实验中，如图所示，用AB两弹簧秤拉橡皮条结点O，使其位于E处，此时(α+ β) = 900，然后保持A的读数不变，当α角由图中所示的值逐渐减小时，要使结点仍在E处，可采取的办法是( )

A、增大B的读数，减小β角。

B、减小B的读数，减小β角。

C、减小B的读数，增大β角。

D、增大B的读数，增大β角。

重要基础题：

1、有一游标卡尺，主尺的最小分度是lrnm，游标上有 20个小的等分刻度，用它测量一工件的长度，如图(如下页上左图)所示。这个工件的长度是 _____ mm。

2、用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02mm)测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如图所示，由图可读出圆筒的内径为 ______ mm。

3、对"测定匀变速直线运动的加速度"实验，给出了下列实验步骤，请按合理的操作顺序，把必要的实验步骤的顺序号填在横线上： ___________ 。

A、拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带。

B、将打点计时器固定在长木板上，并接好电路，将长木板平放在桌面上。

C、把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码。

D、断开电源，取下纸带。

E、将长板的末端抬高，轻推小车，使小车能在长木板上匀速运动。

F、将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。

G、换上新纸带，再重复做三次。

能力提高题：

5、在"测定匀变速直线运动的加速度"实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是………( )

A、选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位。

B、使小车运动的加速度尽量小些。

C、舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量、计算。

D、选用各处平整程度，光滑程度相同的长木板做实验。

6、在做"验证力的平行四边形法则"实验时，使用弹簧秤必须注意( )

A、测量前检查弹簧秤的指针是否指在零点。

B、测量前应把两弹簧秤互相钩在一起并对拉，观察它们的示数是否相同，应选用示数相同的一对弹簧秤。

C、在用弹簧秤拉橡皮条时，秤壳不要与纸面摩擦。

D、在用弹簧秤拉橡皮条时，要使弹簧秤的弹簧与木板平面平行。

E、在用弹簧秤拉橡皮条时，细绳和弹簧秤的轴线应在一条直线上。

最新典型题：

7、已知游标卡尺的主尺最小分度是lmm，游标尺上有 10个小的等分刻度，它们的总长等于9 mm，用这游标尺测得物体长度为2. 37cm，这时候游标尺上的第 _____ 条刻度线与主尺上的 _______ mm刻度线对齐。

8、如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分，D1是任选的第一点，D11、D21是第11点和第21点。若加速度值是10 cm/s2，则该计时器的频率是( )

A、10 Hz 　　B、20 Hz 　　C、30 Hz 　　D、40Hz

　　　　　　　　

9、在"验证力的平行四边形法则"实验中，某同学的实验结果如图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中 _____ 是F1与F2的合力的理论值;______ 是力F1与F2合力的实验值。通过把 _____ 和 ______ 进行比较，验证平行四边形法则。

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