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1、要点要点 16 力学实验 力学实验 规律要点 1.误差和有效数字 (1)误差 产生原因大小特点减小方法 系统 误差 实验仪器不精确、 实验原理不 完善、实验方法粗略 总是偏大或偏 小 更新仪器，完善实验原 理 偶然 误差 测量、读数不准确忽大忽小画图象或取平均值 (2)绝对误差|测量值真实值|，相对误差100%。 绝对误差 真实值 (3)误差不可避免，但可以减小误差。 (4)有效数字 ： 从数字左边第一个不为零的数字算起， 如 0.020 6 为 3 位有效数字。 2.基本仪器的使用 物理量测量仪器读数方法及注意事项 刻度尺 分度值一般为 1 mm(此时叫毫米刻度尺)。 毫米刻度尺 可精确到毫
2、米位、估读到十分之一毫米位(能读取十 分之几毫米)。 读数若以 mm 为单位， 则小数点后有 1 位有效数字，读数时估读的“0”不能舍去 游标卡尺 d主尺读数(mm)精度游标尺上对齐刻线数值 (mm)，不估读 10 分度游标，精度 0.1 mm 20 分度游标，精度 0.05 mm 50 分度游标，精度 0.02 mm 长度 螺旋测微器 测量值固定刻度可动刻度(估读)0.01 mm。注意 要估读到 0.001 mm 打点计时器f50 Hz 时，相邻点迹间隔为 0.02 s 时间 光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口 停表 电子停表的准确值可以达到 0.01 s。机械停表的准确
3、 值为 0.1 s 质量天平测量读数由右盘中砝码和游标共同读出 力弹簧测力计 先看弹簧测力计的分度值，若精度的末位是 1，需要 估读到精度的下一位，若精度的末位不是 1，如 0.2 或 0.5，只需估读到精度这一位 3.实验要点 实验名称装置图常考要点 研究匀 变速直 线运动 (1)数据处理方法： 公式法：v ， t 2 xaT2 图象法：vt 图象 (2)摩擦力 ： 无需平衡(木板平放或斜 放均可) 验证力的平行 四边形定则 考读数：弹簧测力计示数考操 作：两次拉橡皮筋时需将结点 O 拉 到同一位置(等效替代法) 求合力：根据分力 F1、F2的大小 与方向用作图法求合力 验证牛顿运动 定律
4、考装置：器材装配正误；平衡摩 擦力的方法、标准；质量控制要求 控制变量法的应用 图象的处理以及实验的注意事项 判成因：给定异常 aF 图象， 判断其可能成因 探究动能定理 考装置：平衡摩擦力的方法、判 断标准 求速度：小车获得的速度就是纸 带上点距均匀的部分对应速度 考图象：作 Wv 或 Wv2图象， 得出结论 验证机械能守 恒定律 考运算：下落速度的计算；减少 的重力势能与增加的动能的计算 考图象：根据 h 或h 图 v2 2 v2 2 象的斜率判断机械能是否守恒 验证动量守恒 定律 考装置：斜槽末端切线应调整水 平；a 球质量大于 b 球 考原理：小球落地点的判定及精 准定位；必要的物理量
5、的测量；碰 撞前后守恒式的计算 考拓展：验证动量守恒定律其他 实验装置、方法及关系式 4.实验数据的处理方法 方法优点 平均值法可减小偶然误差，但对系统误差无效 列表法 数据列表可以简单而又明确地展示各物理量之间的关系，有助于找 出物理量之间的规律与联系 作图法 直观、简便，有取平均的效果。由图线的斜率、截距、所围面积等 可以确定物理量之间的变化关系，找出规律，还可剔除错误数据 保温训练 1.(2018南通调研)某小组利用如图 1 所示的装置验证牛顿第二定律。实验中，他 们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车 所受的牵引力大小 F。 图 1 (1)他们还在实验时
6、调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。 这样做的目的是_。 A.避免小车在运动过程中发生抖动 B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰 C.保证小车最终能够做匀速直线运动 D.使细线拉力等于小车受到的合力 (2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图 2 所示，O、A、B、C、D 是在纸带上选取 的计数点，相邻计数点间还有 4 个点未画出，AB、CD 间的距离分别为 x1、x2， 打点计时器的打点周期为 T，则小车运动的加速度大小为_。 图 2 (3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小 F 与对应的加速度 a 的几组数据， 请在下图的坐标中描点作出 aF 图线。 钩码个数12345 F/
7、N0.490.981.471.962.45 a/(ms2)0.921.682.322.883.32 (4)实验中画出的 aF 图线与理论计算的图线(图中已画出)有明显偏差，其原因 主要是_。 解析 (1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是可在平衡摩擦力后使 细线拉力等于小车受到的合力。故选项 D 正确。 (2)因为每相邻两计数点间还有 4 个点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间 隔为 t5T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即 xat2， 则有 a。 x2x1 2t2 x2x1 50T2 (3)根据描点法作出图象，如图所示。 (4)探究加速度与力的关系实验中，当钩码质量
8、远小于小车质量时，可以认为小 车受到的拉力等于钩码重力，如果钩码质量太大，没有远小于小车质量，小车受 到的拉力明显小于钩码重力，实验误差较大，aF 图象发生弯曲，变成曲线。 答案 见解析 2.(2018福建福州十中月考)利用如图 3 所示的方式验证碰撞中的动量守恒，竖直 平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切，先将小滑块 A 从圆弧轨 道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离 x1(图甲)；然后将 小滑块 B 放在圆弧轨道的最低点， 再将 A 从圆弧轨道的最高点无初速度释放， A 与 B 碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离 x2(图乙)。圆弧轨道 的半径为
9、R，A 和 B 完全相同，重力加速度为 g。 图 3 (1)滑块 A 运动到圆弧轨道最低点时的速度 v _(用 R 和 g 表示)； (2)滑块与桌面的动摩擦因数 _(用 R 和 x1表示)； (3)若 x1和 x2的比值是_，则验证了 A 和 B 的碰撞动量守恒。 解析 (1)A 在圆弧面上运动时机械能守恒，取桌面为零势能参考平面，则有 mgR mv2 1 2 解得 v。2gR (2)对 A 下滑的全过程由动能定理分析可知 mgRmgx10 解得 。 R x1 (3)如果碰撞中动量守恒，则有 mv2mv 再对碰后的 AB 滑块分析，由动能定理可知 2mv22mgx2 1 2 则 x2v 2x1 8Rg 故 4；因此只要满足 4，即可证明动量守恒。 x1 x2 x1 x2 答案 (1) (2) 42gR R x1