1、高中力學實驗專題力學實驗部分要求掌握的知識點有：(1)研究勻變速直線運動(2)探究彈力和彈簧伸長的關系(3)驗證力的平行四邊形定則(4)驗證牛頓運動定律(5)探究動能定理(6)驗證機械能守恒定律(一)打點計時器系列實驗中紙帶的處理1 .紙帶的選取：一般實驗應用點跡清晰、無漏點的紙帶中選取有足夠多點的一段作為實驗 紙帶。在“驗證機械能守恒定律”實驗中還要求紙帶包含第一、二點，并且第一、二兩點距離接近2.0ms2 .根據紙帶上點的密集程度選取計數點。打點計時器每打n個點取一個計數點，則計數點時間間隔為n個打點時間間隔，即 T=0.02n (s)。一般取n=5,此時T=0.1s。3 .測量計數點間距

2、離。為了測量、計算的方便和減小偶然誤差的考慮，測量距離時不要分 段測量，盡可能一次測量完畢，即測量計數起點到其它各計數點的距離。如圖所示，則由圖 可得：Si = Si , Sii = S2 Si , Siii S3 S2 , Siv = S4 S3 , Sv S5 S4 , Svi S6 - S54 .判定物體運動的性質：若Si、Sii、Siii、Siv、Sv、Svi基本相等，則可判定物體在實驗誤差范圍內作勻速直線運動。設 si = SII SI , s2=Siii SII , s3=Siv SIII , S4=Sv Siv , S5= SVI SV若4Si、AS2> AS3> A

3、S4> 4S5基本相等，則可判定物體在實驗誤差范圍內作勻變速直線運動。測定第n點的瞬時速度。物體作勻變速直線運動時， 在某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。即測出第n點的相鄰的前、后兩段相等時間T內的距離，由平均速度公式就可求得，如上圖中第 4點的瞬時速度為:SIV ' SVs5 S32T2T測定作勻變速直線運動物體的加速度,般用逐差法求加速度。將如上圖所示的連續相等時間間隔 T內的位移SI、SII、SIIISIv、Sv、SvI分成兩組，利用 As = aT2可得:SIV - SIa1 = 3T2a2SV- SII3T2a3SVI- SIII3T2,再算出的a1、a?、a

4、3平均值，即:a a。 aQa = -一2-就是所測定作勻變速直線運動物體的加速度。若為奇數組數據則將中間一3組去掉，然后再將數據分組利用逐差法求解。(二)驗證力的平行四邊形定則1、實驗原理一個力F的作用效果與兩個共點力一和/E的共同作用效果都是把橡皮條拉伸到某點，則F為F1和F2的合力.作出F的圖示，再根據力的平行四邊形定則作出Fl和F2的合力F'的圖示，比較F'與F在實驗誤差允許的范圍內是否大小相等、方向相同，即可驗證力的平 行四邊形定則.2、實驗注意事項(1) 結點0:定位0點時要力求準確.同一次實驗中橡皮條拉長后的0點必須保持不變.(2) 拉力：用彈簧秤測拉力時要使拉力

5、沿彈簧秤軸線方向.應盡量使橡皮條、彈簧秤和細繩套位于與紙面平行的同一平面內，細繩套適當長些。兩個分力F1、F2間的夾角。不要太大或太小.以 600至1200為宜。(3) 作圖：在同一次實驗中，選定的比例要相同.嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力.(4) 、誤差剖析(1) 彈簧秤本身存在誤差(2) 讀數誤差：為減小誤差，讀數時眼睛一定要正視刻線，按有效數字的要求正確讀數并記錄數據(3) 作圖誤差：作圖時，兩力的對邊一定要平行；鉛筆尖要盡量細；圖的比例要合適( 三) 、驗證牛頓運動定律1 、實驗原理(1) 實驗的基本思想控制變量法物理學中研究三個量或多個量之間的關系時，要用控制

6、變量法研究時先保持某個(或某些 ) 量不變，研究另外兩個量之間的關系；再保持另一個( 或一些) 量不變，研究其余兩個量之間的關系；然后綜合起來得出結論.本實驗研究三個變量：加速度 a、拉力F、質量m(小車 ) 的定量關系，需采用控制變量法保持研究對象即小車的質量不變，改變砂桶內砂的質量，即改變拉力，測出對應不同拉力時小車的加速度，驗證加速度是否正比于拉力保持小桶內砂的質量不變，改變研究對象的質量，即往小車內加砝碼，測出對應不同質量時小車的加速度，驗證加速度是否反比于質量(2) 實驗中拉力的測量方法近似法小車質量的測量：小車的質量可以利用天平測出，在小車上加放祛碼可改變小車的質量.拉力的測量：本

7、實驗通過裝砂的小桶給小車以拉力，此拉力也等于小車受到的合力在小桶和砂的總質量遠小于小車質量的情況下，可以認為小桶和砂的重力近似等于對小車的拉力 因此用天平測出砂桶(包括砂)的質量，即可得拉力F 改變小桶中砂的多少即可改變拉力的大小說明：實際測量中可通過平衡摩擦力的方法來消除摩擦力的影響加速度的測量：在小車的后面拖上紙帶，利用打點計時器打出的紙帶測加速度.(3) 實驗數據的處理方法一圖象法，化曲為直的方法研究 a 和 F 的關系：以加速度a 為縱坐標，以F 為橫坐標，根據測量的數據描點，然后作出圖象，看圖象是否是通過原點的直線，就能判斷a 與 F 是否成正比研究a與m的關系：因為am圖象是雙曲線

8、，通過曲線判斷兩個量是不是反比關系，相當困難.若a和m成反比，則a 1/m必成正比.我們采取“化曲為直”的思想，以 a為縱軸，以1/m為橫軸，作出al/m圖象，若a - 1/m的圖象是一條直線，說明 a與l/m成正比，即a與m成反比.3、實驗注意事項(1) 平衡摩擦力實驗中要保證小車受到的合力等于拉力，必須消除摩擦力的影響，這就需要平衡摩擦力方法： 在木板無滑輪的一端下面墊一墊木，反復移動其位置，直到拖在小車后面的紙帶上打出的點距均勻為止此時重力沿斜面向下的分力等于物體受到的摩擦力實驗時小車受到的合力等于細線對小車的拉力注意： 整個實驗平衡摩擦力后，后續實驗中都無須重新平衡摩擦力；平衡摩擦力時

9、不要掛小桶，后面要連上紙帶(2) 要保證砂桶( 包括砂 ) 的質量遠小于小車的質量, 只有在小車( 包括上面的砝碼) 的質量遠大于砂桶(包括砂 ) 的總質量的條件下，砂和砂桶的總重力才可視為等于小車受到的拉力(3) 作圖時不要畫成折線根據測量數據所描出的點，絕大多數都靠近某條直線，但并不嚴格都在這條直線上，連線時讓大多數點在直線上即可，不在直線上的點均勻分布在直線兩側，個別偏離較遠的點舍去4、誤差剖析把砂和小桶的總重力作為小車的拉力，產生的誤差是系統誤差；測紙帶上打點間距計算加速度可能引起誤差；摩擦力平衡過大或不夠可能引起誤差(四) 、驗證機械能守恒定律1 、實驗原理在只有重力做功的自由落體運

10、動中，物體的重力勢能和動能互相轉化，但總的機械能守恒 若物體從靜止下落高度為h 時的速度為a， 恒有mgh=mv2/2 故只需借助打點計時器，通過紙帶測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度 v,即可驗證機械能守恒定律.2、實驗注意事項(1) 實驗前的準備打點計時器安裝時應注意，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力.重錘應選擇質量較大的，從而使重力遠大于下落過程中受到的阻力.(2) 實驗過程因為實驗要求第一個點對應重錘開始下落的時刻，這就要盡量使每點都要清晰，為此應先接通電源，待打點計時器正常工作后再松開紙帶(3) 測量和數據處理測量長度時，都必須從起始點開始，只進行一次刻度對齊

11、，讀出各段數值，以減少因測量次數過多而帶來的誤差實驗不用測重錘的質量，只需驗證gh是否等于vn2/2即可.紙帶的選取：若選第一個點為計時起點( 該點速度為零)， 則應選擇第一、二兩點間的距離接近2 mm且點跡清晰的紙帶進行測量；如果紙帶開始的點跡不清晰，也可以選擇中間的一段來進行驗證，所依據的公式是，需要驗證的式子是3、誤差剖析本實驗中因重錘和紙帶在下落的過程中要克服阻力做功，故動能的增加量一定略小于重力勢能的減少量，這是不可避免的，屬于系統誤差，改進的方法是調整器材的安裝，盡可能地減少阻力本實驗的另一誤差來源于長度的測量，屬于偶然誤差.(五) 、探究彈力和彈簧伸長的關系1 、實驗原理彈簧受到

12、拉力會伸長，平衡時彈簧產生的彈力和所受外力大小相等這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出(可以用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力)； 彈簧的長度可用刻度尺測出 多測幾組彈力F 與對應的彈簧伸長量的數據，用列表或作圖的方法得出彈力與彈簧伸長的定量關系2、實驗警示(1)測量有關長度時，應區別彈簧原長L0、實際長度L及伸長量X三者之間的不同，明確三者之間的關系(2) 描線的原則是盡量使各點落在畫出的線上，可允許少數點分布于線兩側，描出的線不應是折線，而應是平滑的曲線3、誤差剖析(1) 由于彈簧自身重力的影響，不掛砝碼時彈簧的長度略大于彈簧的自然長度；(2) 讀取刻度時存在偶然誤差；(3) 描點作圖線時存在

13、誤差、探究動能定理1 、實驗原理采用如圖所示裝置，讓小車在橡皮筋作用下彈出，使小車獲得速度后沿木板勻速滑行。當用一條橡皮筋彈出時對小車做的功記為形，則用兩條、三條完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放時，實驗中橡皮筋對小車做的功就是第l次的2倍(2W)、3倍(3W).橡皮筋每次實驗做的功使小車獲得的 速度根據打點計時器打出的紙帶得到當得出若干組功和速度的數據后，以橡皮筋對小車做的功為縱坐標，分別以小車獲得的速度v、v2、為橫坐標，以第l次實驗時的功 W為單位，用描點法分別作出 W V、W V2、W一曲線，分析曲線，得出橡皮筋對小車做的功與小車 獲得速度的定量關系2、實驗警示(1) 每次實驗中小車要拖動到同一位置(2) 長木板要傾斜，使小車