期末复习学案十一 实验专题
一、研究匀变速直线运动 1、实验器材
打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸． 2、实验原理
(1)打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置． (2)纸带上某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替．
(3)用描点法画出小车的v—t图象，图线的倾斜程度表示加速度的大小，如果v—t图象是一条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的． 3、实验步骤
(1)如图所示，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端，连接好电路．
(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上适当的钩码，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的另一端固定在小车的后面．
(3)把小车停在靠近打点计时器的位置，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一串小点，随后立即关闭电源．换上新纸带，重复操作两次． 4、数据处理 (1)挑选纸带并测量
在三条纸带中选择一条点迹最清晰的．为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图所示．(相邻两点间还有4个点未画出
)
(2)瞬时速度的计算和记录
1计算方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内某一时刻的瞬时速○度，即vn＝
xn?xn-1x?x5
.例如，图中计数点4的速度v4＝4，其中T＝0.1 s.
2T2T
2设计表格并记录相关数据 ○
1
3○
(a)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致布满坐标纸． (b)描点：在坐标纸上描出各个坐标点的位置． (c)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点． 4实验结论 ○
如果画出的v－t图象是一条倾斜的直线，说明小车做速度均匀变化的直线运动．图象和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度． 5、注意事项
(1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． (2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车． (3)打点完毕，立即断开电源．
(4)选取一条点迹清晰的纸带，舍弃开头点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.0235 s＝0.1 s.
(5)在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量布满坐标纸． (6)利用描出的点作v－t图象时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应使大多数点在直线(或曲线)上，不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧，个别离线较远的点舍去． 【例1】 (2015云南景洪三中期末)如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点时间间隔为 s，其中x1＝7.05 cm，x2＝7.68 cm，x3＝8.33 cm，x4＝8.95 cm，x5＝9.61 cm，x6＝10.26 cm，则A点处瞬时速度的大小是__ m/s，加速度的大小是 m/s.(计算结果都保留两位小数)
2
针对训练 (2015云南玉溪一中期末)某实验小组用打点计时器研究匀变速直线运动。某次实验所得纸带如图所示，在纸带上便于测量的地方选取了A、B、C、D、E5个计数点，相邻计数点间还有4个点未标出，打点计时器所接电源频率50Hz。测得AB长为6.02cm，BC长为8.58cm，CD长11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为 m/s；小车运动的加速度大小为 m/s。（保留三位有效数字）
2
2
二、探究弹力和弹簧伸长的关系 1、实验原理
(1)如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等．弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量x可以用弹簧的长度减去原长来求得．
(2)建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象，根据实验所得的图象，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系． 2、实验器材
轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台 3、实验步骤
(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度
l0，即原长．
(2)如图所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1
.
(3)改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5、??和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、??.
(4)计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l0)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.
4、数据处理
(1)建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据用描点法作图．连接各点得出F
3
随弹簧伸长量x变化的图线．
(2)以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．
(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义． 5、误差分析
(1)本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．为了减小误差，要尽量多测几组数据．
(2)弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧． 6、注意事项
(1)实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度．
(2)测量长度时，应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．
(3)记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位．
(4)描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线．
(5)尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响．
【例2】 (2015四川资阳期末)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验时，将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知：该弹簧的自然长度为_______cm；该弹簧的劲度系数为_______N/m。
三、验证力的平行四边形定则 1、实验原理
一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮条结点拉伸到某点，则F为F1和F2的合力，作出F的图示，再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F′的图示，比较F′与F在实验误差允许范围内是否大小相等、方向相同，即得到互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则． 2、实验器材
4