新教材人教版高中物理必修第一册全册实验（2022新高考一轮复习）.pdf

人教版必修第一册实验实验一 探究小车速度随时间变化的规律.-1-实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系.-8-实验三 探究两个互成角度的力的合成规律.-13-实验四 探究加速度与力、质量的关系.-20-实验一探究小车速度随时间变化的规律 实验目的）接电源纸带1.练习正确使用打点计时器2.会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度3.会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的巾，图像,根据图像求加速度 一、电火花计时器（或电磁打点计时器）、T实验器材）端附有滑轮的K木板、小车、纸带、细线、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸 进行实验）一1.按照实验装置图,把打点计时器固定在K木板无滑轮的一端，接好电源2.把一细线系在小车上.细线绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器,固定在小车后面3.把小车停靠在打点计时器处.接通电源,放开小车4小车运动一段时间后，断开电源,取下纸带5.换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析 数据分析-1由纸带求物体运动速度的方法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解，即“产 噜 工2.利用纸带求物体加速度的两种方法（1 ）逐差法：根 据 勺-产 户2K壬户。

2（池相邻两计数点之间的时间间隔）.求 出“产；7；12=工 声，尸方自，再 算 出、2、的平均值的勺+/+%=1 *尸 内|X 5 X 2 .%-4）二 区+、5+/）-（3 2+4）,3-3 372 3T2 3r2 9T2因为物体的加速度（2）图像法：以打某计数点时为计时起点，利用*号5求出打各点的瞬时速度.描点得图像.图线的斜率即为物体做勾变速直线运动的加速度注意 事 项 1.平行：纸带和细线要和木板平行C2.两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源,后取纸带3.防止碰撞：在小车到达长木板末端前，应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞4.减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6 7个计数点为宜5.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点6.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位长度（避免所描点过密或过疏，而导致误差过大），仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧误 差 分 析 1.根据纸带测量的位移有误差。

2.电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不完全相等3.纸带运动时打点不稳定引起测量误差4.用作图法作出的s f图线并不是一条直线5.木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度考点1实验思路与实验操作典例（2018北京高考）用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律主要实验步骤如下：A.安装好实验器材接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次B.选出一条点迹清嘶的纸带，找一个合适的点当作计时起点0 =0),然后每隔相同的时间间隔7 选取一个计数点，如图乙中4、B、C、D、E、F、所示C/O A B C D E F?L-C.通过测量、计算可以得到在打4、B、C、D、E、点时小车的速度，分别记作初、02、03、4、05、D.以速度为纵轴、时间，为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图丙所示丙结合上述实验步骤，请你完成下列任务：在下列仪器和器材中，还需要使用的有 和 o (填选项前的字母)A.电压合适的50 Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含祛码)(2)在图丙中己标出计数点A、B、E 对应的坐标点，请在该图中标出计数点 C 对应的坐标点，并画出。

图像3)观察图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是v-t图线斜率的物理意义是 O(4)描绘图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对，的要求是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(选填“越小越好”或“与大小无关，)；从实验的角度看，选 取 的工大小与速度测量的误差(选填“有关”或“无关”)5)早 在1 6世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图丁所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的：o解题指导/本题考查了速度与时间的关系，速度没有办法直接测量，所以要利用物理关系转换，转换成我们能够测量的量，然后再来验证速度与时间的关系自主解答】解析：(1)打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度故需要的仪器选A、Co(2)利用所给点迹描点连线得图像，其 中C点的横坐标为3T,纵坐标为3,如图所示T 2T 3T 4T 5T I(3)结合图像可以看出小车的速度随时间均匀变化，所以小车做匀加速直线运动，图线的斜率代表了小车运动时的加速度。

)，越小，则 越 接 近 计 数 点 的 瞬 时 速 度，所 以 越 小 越 好，计算速度需 要 用 到 的 测 量 值，所以A x的大小与速度测量的误差有关5)如果小球的初速度为0,其速度00 cb那么它通过的位移工8型因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动的位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证)答案：（1）A C（2）见 解 析 图（3）小车的速度随时间均匀变化加速度（4）越小越好 有 关（5）如果小球的初速度为0,其速度J/,那么它通过的位移上8 h因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化考点2数据分析与误差分析典例（2019全国卷I）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究物块拖动纸带下滑，打出的纸带的一部分如图所示已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4 个打出的点未画出在 A、B、C、E五个点中，打点计时器最先打出的是点，在打出C 点时物块的速度大小为 m/s（结果保留3 位有效数字）；物块下滑的加速度大小为 m/s2（结果保留2 位有效数字）。

0 I 23456789 1 0|仙 向-IIIHIH IIIIIHIIM川il 川iliiiil 川H-ill川1川|川 iliiiil川H皿 In血iilcm【自主解答】解析：分析可知，物块沿倾斜长木板做匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A点到E 点，间隔越来越大，可知物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C 点的瞬间，物块的速度加=翳=生笑、m/s=0.233 m/s;乙 I Z A U.1.XCEXAC（6.153.15）X10 一 2.根据逐差法可知，物块下滑的加速度Q=一斤 一=-4义0-令-m/s2=0.75m/s?答案：4 0.233 0.75【技法总结】小车运动过程中某点瞬时速度的计算式办=均”是根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，计算加速度时用逐差法或V”图像求解考点3实验的改进与创新典例（2020.山东高考）2020年 5 月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小实验步骤如下：(i)如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为5 3 ,在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。

i i)调整使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能将小物块从木板顶端释放，用记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据i i i)该同学选取部分实验数据，画 出 了 牛 图 像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6 m/s2o(i v)再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验手 畛 乡20015010050甲好(10m)0 5 10 15 20 25 30 35乙40 r/(102s)回答以下问题：(1)当木板的倾角为3 7 时，所绘图像如图乙所示由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为 m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用4、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为 m/s?结果均保 留2位有效数字)(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为m/s2o(结果保留 2 位有效数字,s i n 3 7 =0.6 0,c os 3 7 =0.8 0)【自主解答】解析：(1)根据乙=皿+%巴 可得 =2 vo+af,则由 平-f图像可知2。

0=6 4X I O-2 m/s.则 0 0=0.3 2 m/s,a=k=(1 8 5-7 0)X 1 Q 2(3 9.5-2)X 1 0-2m/s2=3.1 m/s2o(2)由牛顿第二定律可知/ng s i n 8 z g c o s 9=也，即=g s i n 9/z g c o s 仇 当0=53 时，a=5.6 m/s2,即 g s i n 5 3 g e o s 5 3 =5.6 m/s2,当 9=3 7 时，a=3.1 m/s2,即 g s i n 3 7 g e o s 3 7 =3.1 m/s2,联立解得 g=9.4 m/s?答案：0.3 2(或 0.3 3)3,1 (2)9.4【核心归纳】实验的创新点实验思路的创抖光片光电门1 .滑块在斜面上靠重力的分力与摩擦力的合力获得加速度2.挡光片经过光电门的平均速度作为滑块速度3 .平均速度的大小与挡光片的长度有关新打点纸 驾 矍 物 块，1 .物块在斜面上靠重力的分力与摩擦力的合力获得加速度2 .由纸带确定物块的加速度3 .结合牛顿第二定律求动摩擦因数实验器材的创新左 彳11 .用滴水针头代替打点计时器打纸带计时2.小车在水平桌面上因摩擦做匀减速运动实验过程的创新B f J 0%t甲 乙1 .铁球靠重力产生加速度2.铁球由A门运动到B门的时间可由数字毫秒表读出3 .铁球的加速度由：，图像分析得出实验二探究弹簧弹力与形变量的关系（实验目的）一（实验思路 1.探究弹簧弹力与形变量的关系2.培养学生进行实验研究的科学方法弹簧受到拉力会伸长.平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等；弹簧的伸长量越大，弹力也就越大一（实验希材）五 架 台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸（进行实验）（数据分析 1.安装实验仪器2.测量弹簧的伸长量（或总长）及所受的拉力（或所挂钩码的质量）,列表并记录,要尽可旎多测儿组数据1列表法将测得的尸、x填入设计好的表格中,可以发现弹力尸与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的2.图像法以弹簧的伸长量x为横坐标，弹力尸为纵坐标，描出尸、x各组数据对应的点.作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线3.函数法弹力厂与弹簧的伸长量:x满足尸=履的关系注 意 事 项 1.安装实验装置：要保持刻度尺竖直并靠近弹簧。

2.不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧的弹性限度3.尽量多测几组数据：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据4.观察所描点的走向：不要画折线5.统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位误 差 分 析 1.钩 码 标 值 不 准 确，弹 簧 长 度 测 量 不 准 确 带 来 误 差2.画 图 时 描 点 及 连 线 不 准 确 也 会 带 来 误 差考 点1实验思路与实验操作典 例 在“探 究 弹 簧 弹 力 与 形 变 量 的 关 系”的 实 验 中，已 有 的 实 验 器 材 是。