2022年高中物理实验 .pdf
高三物理总复习物理实验1 高中物理实验实验二、研究匀变速直线运动打点计时器1打点计时器分为哪两种？各使用什么电源？多高电压？打点周期是多少？2电磁打点计时器由哪些部分组成？3为什么打点的周期和频率与交流电的周期和频率相同？哪个力是使振片做受迫振动的策动力？为什么使用打点计时器要求“先接通电源，后释放纸带”？4当电源频率低于50Hz时，假设仍按50Hz打点计算，算出速度比真实速度大还是小？实验思考1电磁打点计时器使用什么电源？电压多高？它是测量什么的仪器?2研究匀变速直线运动的实验装置是怎样的？实验时长木板是否一定要调水平？打点计时器固定在木板的哪一端？小车从什么位置释放？3怎样用电磁打点计时器得到的纸带判定物体的运动性质？物体做匀速直线运动时的点痕是怎样的？做匀加速直线运动时的点痕是怎样的？4什么是计数点和计数周期？怎么计算计数周期? 5物体做匀变速直线运动，怎样测定打某一点时物体运动的速度？计算即时速度时，计数点间隔大了好还是小了好？6. 怎样由纸带算出物体运动的加速度？下面的公式各怎样用？212TSSa211TnSSantVVa127怎样用图象法求物体运动的加速度？8纸带上的位移数据在习题中可能是怎样给出的？ 实验目的 1练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2. 学习用打点计时器测定即时速度和加速度。 实验原理 1 打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，它每隔O.02s 打一次点 ( 由于电源频率是50Hz)，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：3求即时速度的方法4数据处理方法：(1) 用 “逐差法” 求加速度： 即根据 S4-S1=S5-S2=S6-S3=3aT2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出 a12143Tss、 a22253Tss、a32363Tss，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页高三物理总复习物理实验2 的加速度。(2) 用 v-t图法；即先根据vnTssnn21求出打第n 点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。 实验器材 小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮韵长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根。纸带，米尺。 实验步骤 1 把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，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，如下图。2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它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，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。4选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作 v-t图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。 注童事项 1纸带打完后及时断开电源。2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78 个计数点为宜。3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。4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。5应先开打点计时器，后松纸带例 1电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，它的工作电压是。如下图， A是_，B是_，C是 _，D是_，E是_，F 是_。答案：交流，4 至 6V，线圈，振动片，限位孔，振针，永磁体，接线柱精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页高三物理总复习物理实验3 例 2如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从假设干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4 个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。1为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行以下计算，填入表内( 单位： cm) S2- S1S3- S2S4- S3S5- S4S6- S5s各位移差与平均值最多相差_cm ，由此可以得出结论：小车的位移在_范围内相等，所以小车的运动是_。(2) 根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度为_. 3根据 an-3=233TSSnn, 可求出a1=2143TSS=_m/s2,a2=2253TSS=_m/s2,a3=2363TSS=_m/s2所以，a=3321aaa=_m/s2(4) 小车的加速度方向为_ 答案：11.60 ，1.55 ，1.62 ，1.53 ，1.61 ，1.58 ，0.05 ，任意两个连续相等的时间里、在误差允许的、匀加速直线运动；21.58 ； (3)1.59,1.57,1.59,1.58.例 3在研究匀变速直线运动的实验中，如下图，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D 、 E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s 。(1) 根据 _计算各点瞬时速度，则VA=_m/s，VB=_m/s，Vc=_m/sVD=_m/s，VE=_m/s。2 在如下图坐标中作出小车的速度时间图线，并根据图线求出a=_。将图线延长与纵轴相交，交点的速度是 _. 此速度的物理意义是_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页高三物理总复习物理实验4 BA7.5cm 27.6cm 60.3cm 105.6cm CDE答案： 1vn=TddTssnnnn22111，0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)/s2, /s ，开始计时小车的速度，即vA) 练习1. 在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带。图中A、 B、C、D、E 为计数点，相邻计数点间还有 4 个点图中未标出 ，计算计数点的瞬时速度B= m/s，A= m/s；小车的加速度a = m/s22. 某同学在 “ 测匀变速直线运动的加速度” 的实验中， 用打点计时器记录了小车及其所拖动的纸带的运动情况。在打点计时器所打出的纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点，相邻计数点间的距离如下图，每两个相邻的计数点之间还有四个点，则相邻计数点间的时间间隔为s。1试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、 D、 E、F、G 五个点时小车的瞬时速度， 要求保留3 位有效数字：B= m/s、C= m/s、D= m/s、F= m/s、G= m/s。 2 小 车 运 动 的 加 速 度 大 小 为 _m/s2 保 留2 位 有 效 数 字 ;方 向 为_. 3用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如下图的一段纸带，测得AB=7.65cm ，BC=已知交变电流的频率是50Hz，则打B 点时物体的瞬时速度为ms。如果实验测出的重力加速度比当地的公认值偏小，可能的原因是。4在利用打点计时器测定匀变速直线运动中速度的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，共取 7 个记数点， 测出每两个相邻记数点间的距离分别为S1、S2 S6，然后他把纸带上S1、S2 S6各段准确地剪开成6 段，按以下图那样贴在坐标纸上，彼此不留间隙也不重叠，纸带下端都准确地与横轴重合，S1的左边准确地与纵轴重合，横轴为时间，纵轴为速度。1在图中作出该运动Vt 线；2简述 1中作图的步骤和依据；3说明如何利用作出的Vt 图象求加速度a。A B C D E F G 3.62cm 4.38cm 5.20cm 5.99cm 6.80cm 7.62cm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页高三物理总复习物理实验5 实验三、探究弹力与弹簧伸长的关系实验思考：1科学探索都是从研究者提出猜测开始的，对于弹力和弹簧伸长的关系，我们提出如下几种猜测： 1弹力大小与弹簧长度成正比。2弹力大小与弹簧的伸长成正比。3弹力大小与弹簧伸长的平方成正比。为了验证哪种猜测是对的，各需要测量什么量？2弹力和弹簧伸长量各是怎样测量的？把弹簧挂在铁架台上，旁边立一个尺子，没有挂砝码时弹簧顶端坐标，弹簧末端坐标，弹簧原长多少？请完成下表：砝码重 F (N) 下端刻度 cm 弹簧长度 Lcm弹簧伸长xcm3用列表法处理数据时，弹力与长度间有没有正比关系？用列表法处理数据时，弹力与伸长量间数据间满足什么关系？用图象法处理数据时，弹力伸长量关系图象应是什么样的图象？显示出什么函数关系？4图象的斜率的物理意义是什么？不同弹簧在同一坐标系中图线斜率是否相同？5探究弹力与弹簧伸长的关系，实验结论是什么？6悬挂砝码的数量有什么限制？为什么？7皮筋是不是也遵守胡克定律？请你设计一个实验验证一下你的猜测。 实验目的 实验原理 实验器材 铁架台，金属横杆，弹簧，钩码，刻度尺 实验步骤 例题 下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长量的关系所测的几组数据弹力 F/N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页高三物理总复习物理实验6 F/N L/cm 伸长 x/cm (1) 在图中画出F-x 的图线(2) 写出图线所代表的函数式(3) 得到的图线不过原点, 是什么原因 ? (4) 斜率表示什么?实验所用的弹簧的劲度系数为多少? 练习1. 如图为描述某根弹簧的伸长与所受拉力之间的关系图线, 以下说法正确的有( ) A. 弹簧的劲度系数是2N/m B. 弹簧的劲度系数是2 103N/m C. 当弹簧受到800N的拉力作用时, 弹簧的长度为40cm D. 当弹簧伸长的长度为20cm时, 弹簧的弹力为200N 2. 一位同学用测力计水平拉一根一端固定的弹簧, 以此来测定弹簧的劲度系数k, 测出的拉力 F 与弹簧长度L 之间的数据如下表F/N L/cm (1) 作出拉力F 与弹簧长度L 的图线(2) 答复 : 图线与 L 轴的交点表示 _, 其值为 _cm (3) 此弹簧的劲度系数为_N/m 3用金属制成的线材如钢材，钢筋受到拉力会伸长。十七世纪英国物理学家胡克发现： 金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长量与拉力成正比，这就是著名的胡克定律。这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现在一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为2，设计要求它受到拉力后的伸长量不超过原长的1/1000，要计算此时受到最大拉力。由一过一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，现在选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：原长拉力伸长截面积250N 500N 750N 1000N 1m 0.05cm22m 21m 2 认真观察表中数据，答复以下问题：F/102N x/101m 2 1 0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页高三物理总复习物理实验7 1测试结果说明线材受拉力作用后其伸长量与材料的原长成比，与材料的横截面积成比；2上述金属细杆承受的最大拉力为N。实验四、验证力的平行四边形定则实验思考1本实验的目的是什么？2 本实验中哪两个力是分力？哪个力是合力？合力和分力的共同作用效果是什么？3做本实验时为什么细绳应当平行并接近木板？4. 弹簧秤的零点如何调整？为了减少误差，实验中使用弹簧秤应注意哪些方面？5怎样测出和记录合力和分力的大小和方向？6怎样画出各力的图示？为什么要用同一标度？7本实验中是怎样验证共点的两个力的合成的平行四边形定则的？测出的合力和由平行四边形法则求出的合力之间应当有什么关系？一定是大小相等、方向相同？8没有橡皮筋怎样完成这个实验？9只有一个弹簧秤，怎样完成这个实验？10假设保持F1的大小不变，使它向外侧转动一个不大的角度，仍然“把橡皮筋的结点拉到 O点” ，另一个分力怎样变？验证一下你的想法。 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，图钉假设干，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 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(如下图 ) 。 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 ，记下弹簧精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页高三物理总复习物理实验8 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 使用弹簧秤前，要观察指针是否指在零刻度，不在要调整指针指在零。 2 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。 3 读数要尽量大些，画力的合成图时，要恰当选定标度。 4 同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。 5 实验总是有误差的，由作图法求得的F 和实验测得的F不可能完全重合，但在误差允许范围内可以认为它们重合即可。例 1在本实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置 O点，以下操作中错误的选项是A同一次实验过程中，O点位置允许变动B在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点D实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90不变，以便于算出合力的大小答案：ACD 例 2某小组做本实验时得出如下图的图( F与 A 、 O共线 ) ，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，图中_是 F1 与 F2合力的真实值，_是 F1与 F2合力的实验值，需要进行比较的是_和_。通过本实验可以验证_。答案：F,F,F,F,力的平行四边形定则例 3做本实验时，其中的三个实验步骤是：(1) 在水平放置的木板上垫一张白张，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和 F2。(2) 在纸上根据F1和 F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F。(3) 只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F和细绳的方向。以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里? 在(1) 中是 _;(2) 中是 _; 在(3) 中是 _。答案：1两绳拉力的方向； 2 “的大小”后面加“和方向”3 “相同”之后加“橡精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页高三物理总复习物理实验9 皮条与绳的结点拉到O点” 实验五、验证动量守恒定律实验思考1验证一维碰撞中动量守恒，应当验证什么关系式？测量哪些量？测哪个量比较困难？本实验是如何解决这个困难的？2本实验为什么要使两个小球“水平对心碰撞” ？两个小球的半径为什么应当是相同的？实现了“水平对心碰撞”时，球的落点应当是怎样的？采用空中水平对心碰撞验证动量守恒，变成验证什么式子？用哪些测量工具？3固定斜槽时注意什么？怎样判定槽口是否水平？被碰小球和入射小球的质量应当成什么关系？为什么需要这样？被碰小球在被碰前应当放在什么位置？4如果按课本要求把被碰小球放在小支柱上，调节支柱高度的标准是什么？入射小球、被碰小球的水平位移的起点、终点各是哪里？验证动量守恒的关系式是怎样的？5如果不用支柱，被碰小球直接放在槽口，验证动量守恒的关系式是怎样的？需要测量哪些量？两个小球水平位移的起点和终点各是哪里？6为什么小球每次要从同一点滚下，怎样保证每次是从同一点滚下？限位器7 入射小球和被碰小球的射程，起点各是哪里？终点各是哪里？怎样确定O点的位置？P、M 、N点的位置怎样确定？“落点的平均位置”怎么求出？8忘了测两个小球的质量，是否必须补测？9地面上铺几层纸？先放什么纸？后放什么纸？在实验过程中和测量结束前，哪个纸不能移动？实验目的 研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。实验原理 一个质量较大的小球从斜槽滚下来，与放在斜槽前边小支柱上另一个质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量m1、 m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离S1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离S1和 S2，假设 m1 S1在实验误差允许范围内与m1S1+m2S2相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。实验器材 碰撞实验器斜槽、重锤线，两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝码；刻度尺；游标卡尺选用，圆规。实验步骤 1用天平测出小球的质量m1、 m2 。2安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。3在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页高三物理总复习物理实验10 4在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示 m1碰前的位置。5先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10 次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。6把被碰小球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一个水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。7再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10 次，仿照步骤 5求出入射小球的落点的平均位置M 和被碰小球落点的平均位置N。8过 O、N 作一直线，取OO=2r可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离，O是被撞小球碰撞时的球心竖直投影位置。9用刻度尺量出线段OM、OP、ON 的长度。10分别算出m1?OP 与 m1?OM+m2? ON 的值 ,看 m1?OP 与 m1?OM+m2? ON 的值在误差允许的范围内是否相等。注意事项 1应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。2要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相撞时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。3每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着档板，然后释放小球。4白纸铺好后不能移动。例 1 “碰撞中的动量守恒”实验装置中，入射球的质量为m1、靶球的质量为m2，则1两球的质量关系为A m1=m2B没有限制(2)实验中必须测量的量是( ) A. 两小球的质量m1、m2 B两小球的半径C桌面离地面的高度D从两小球相碰到两球落地的时间E两小球相碰后飞出的水平距离F入射球单独滚下做平抛的水平距离例 2因为下落高度相同的平抛小球不计空气阻力的相同，所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用作为时间单位，那么平抛小球的在数值上等于小球平抛的初速度。例 3某同学用图1 所示装置通过半径相同的A、 B 两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中 PQ 是斜槽， QR 是水平槽。 实验时先使A 球从斜槽上某一固定位置G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10 次，得到10 个落点痕迹。再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A 球仍从位置G 由静止开始滚下，和B 球碰撞后， A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10 次。图 1 中 O 点是水平槽末端R 在记录纸上的垂直投影点。B 球落点痕迹如图2 所示，其中米尺水平放置，且平行于 G、 R、O 所在平面，米尺的零点与O 点对齐。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页高三物理总复习物理实验11 1碰撞后B 球的水平射程应取cm。2在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：填选项号 。A.水平槽上未放B 球时，测量A 球落点位置到O 点的距离。B.A 球与 B 球碰撞后，测量A 球落点位置到O 点的距离。C.测量 A 球或 B 球的直径。D.测量 A 球和 B 球的质量。或两球质量之比E.测量 G 点相对于水平槽面的高度。练习1做验证动量守恒定律的实验中，称得小球质量m1=，m2=，应选球做入射小球，两球相碰时，在地面上的投影分别O、O，碰撞前后两球多次落点的平均位置为M、P、N，如下图，但N 点的位置模糊不清，请你根据动量守恒，判定N点的位置应在刻度上。2做“验证动量守恒定律”的实验时1安装器材时要注意：被碰小球应放在. 2某次实验中，得出小球落点情况如下图单位是cm ，P、M、N 分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球后落点的平均位置把落点圈在内的小圆圆心.已测得小球直径为1.1cm，则入射小球和被碰小球的质量之比为m1 m2= . 实验六、研究平抛物体的运动实验思考精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页高三物理总复习物理实验12 1怎样保证小球的运动是平抛运动？固定斜槽时怎样检查槽口是否水平？2怎样保证小球每次从槽口飞出时的速度是相同的？为什么每次小球都要从同一点由静止滚下？3描运动轨迹用的坐标轴是怎样画出来的？原点在哪里？Y轴怎样画出来？X轴怎样画出来？4轨迹上的点是怎样描出来的？实际用的方法与课本上的方法可能不一样平抛物体的轨迹曲线是怎样描出来的？5怎样从描出来的图线求出平抛运动的初速度？6怎样从平抛运动的闪光照片求平抛运动的初速度？闪光照片上没有初始位置，只有连续三个时刻的位置，怎样算出初速度？ 实验目的 1 用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2从实验轨迹求平抛物体的初速度。 实验原理 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系，测出曲线上的某一点的坐标x 和 y，根据重力加速度 g 的数值，利用公式221gty求出小球的飞行时间t ，再利用公式x=vt, 求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。 实验器材 斜槽，竖直固定在铁架台上的木板，白纸，图钉，小球，有孔的卡片，刻度尺，重锤线、 实验步骤 1安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就说明水平已调好。2调整木板： 用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3确定坐标原点O ：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点 O,O点即为坐标原点。4描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘，然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同样的方法， 可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。5计算初速度： 以 O点为原点画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴，并在曲线上选取 A，B、C 、D、E、F 六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x 和 y，用公式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页高三物理总复习物理实验13 x=v0t 和221gty计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值， 并将有关数据记入表格内。 注意事项 1实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。2小球必须每次从斜槽上同位置滚下。3坐标原点 ( 小球做平抛运动的起点) 不是槽口的端点， 应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。4 要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。5相关的计算：水平方向：相同时间T 通过的距离=0T；竖直 y方向：相同时间T 通过的距离差y=gT2例 1以下哪些因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大A小球与斜槽之间有摩擦B安装斜槽时其末端不水平C建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D，根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远答案： BC 例 2在研究平抛运动的实验中，在白纸上画出了初速度方向的轴，没有记槽口的位置，并且只画了中间一部分轨迹，如何只用一把刻度尺测算出这个物体的初速度？例 3如下图，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l=1.25cm。假设小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为v=_( 用 l、g 表示 ) ，其值是 _ ( 取 g=9.8ms2) ，小球在b 点的速率是 _。答案： 2gl，0.70ms，O.875ms例 4某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图实验时。在水平桌面上固定一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：A实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c 三点，且ab=bc，如图。量出ab长度 L=cm。B让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a 点，记精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页高三物理总复习物理实验14 Oabc钢球下此时木板与桌面的高度差h1=。C让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b 点，记下此时木板与桌面的高度差h2=80.00cm 。D让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c 点，记下此时木板与桌面的高度差h3= 100.00cm 。则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小vo= m/s， 钢球击中 b点时其竖直分速度大小为vby= m/s。已知钢球的重力加速度为g=10m/s2，空气阻力不计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页
