14 第十四章 实验-课时22 必修一实验课件PPT

这是一份14 第十四章 实验-课时22 必修一实验课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了实验原理图，基本实验要求，考点例析，典例2，答案图见解析，考点2实验数据处理，刻度尺，弹簧自重，注意事项，典例9等内容，欢迎下载使用。
实验（1）：探究小车速度随时间变化的规律
1.实验目的:（1）探究小车速度随时间变化的规律。（2）测出小车做匀变速直线运动时的加速度。
2.实验原理: 利用打点计时器在纸带上打出的一系列的点,以探究小车速度随时间变化的规律。
3.实验器材: 电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、学生电源、复写纸等。
4.实验步骤:（1）按照实验原理图装置实验,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源。（2）把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,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。小车在拖着纸带运动的同时,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,断开电源,更换新纸带,重复实验三次。（4）选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
考点1 实验仪器与操作
典例1 利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律,所需的仪器与操作正确的是( @1@ )A. 实验中需把电火花计时器接在学生电源上B. 只用导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸就能完成实验C. 实验前需要平衡小车受到的阻力D. 应选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
考点2 实验数据的处理
① 某次实验使用电磁打点计时器来分析物体运动情况，实验中有如下基本步骤:A.固定电磁打点计时器B.安装纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通低压交流电源E.取下纸带F.断开开关 这些步骤正确的排列顺序为_@3@_________。
② 根据打点计时器所打的纸带,我们可以不利用公式就能直接得到的物理量是_@5@_____。A.打点频率B.位移C.加速度D.平均速度
[解析] 根据打点计时器所打的纸带,我们可以不利用公式就能直接得到的物理量是打点频率和位移，故选AB；
[解析] 小车的速度—时间关系图线如图所示。
实验（2）：探究弹簧弹力与形变量的关系
1.实验目的：（1）探究弹力与弹簧伸长量的关系。（2）学会利用图像法处理实验数据，探究物理规律。
2.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的重力大小相等；（2）弹簧的长度可用刻度尺直接测出，弹簧的伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算，这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量的关系了。
3.实验器材： 弹簧、毫米刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸。
4.实验步骤：（1）安装实验仪器（见实验原理图）。（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），列表记录，要尽可能多测几组数据。（3）根据所测数据在坐标纸上描点，以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标。（4）按照在图中所绘点的分布与走向，尝试作出一条直线，所画的点不一定正好在这条直线上，但要注意使直线两侧的点数大致相同。（5）以弹簧的伸长量为自变量，写出直线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行再考虑二次函数。
6.注意事项：（1）所挂钩码不要过重，以免弹簧被过度拉伸，超出它的弹性限度。（2）每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标纸上描的点尽可能稀，这样作出的图线更精确。（3）测量弹簧的原长时要让它自然下垂。测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以减小误差。
（7）记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。
典例3 某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
（2） 本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是_@20@____（填选项前的字母）。A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B.随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
[解析] 若随意增减钩码，会使作图不方便，有可能会超出弹簧形变范围，所以应逐一增挂钩码，选项A正确;
钩码重力超过弹簧弹力范围
（1） 为完成实验，还需要的实验器材有：_@24@________。
[解析] 根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量。
（2） 实验中需要测量的物理量有：_@26@____________________________________________________________。
弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）
[解析] 根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量（或与弹簧对应的长度）。
实验（3）：用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系
1.实验目的:（1）通过实验探究作用力与反作用力之间的关系。（2）体验用力传感器研究作用力与反作用力关系的方法。
3.实验器材: 弹簧测力计2个、包装用泡沫塑料若干、小刀1把、木块1块、力传感器2只、数据采集器1台及计算机1台等。
4.实验步骤:（1）用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系。 ①探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。 ②增加弹簧测力计的“记忆功能”,即在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料,探究沿水平方向运动时物体间作用力与反作用力。（2）用力传感器探究作用力与反作用力的关系。 ①探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。 ②探究沿水平方向运动时物体间的作用力与反作用力。 ③探究沿竖直方向运动时物体间的作用力与反作用力。
考点1 实验原理和操作
典例5 如图所示,某实验小组利用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系。
（2） 在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是_@33@___。A. 为了增大指针受到的阻力B. 可以帮助我们记录下指针示数的最大值C. 防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦D. 防止测的力超过弹簧测力计的测量范围
[解析] 在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带“记忆功能”的弹簧测力计，在实验中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我们记录指针示数，故选项B正确。
典例6 在“探究作用力与反作用力的关系”实验中,某同学用两个力传感器进行实验,如图是计算机屏上显示的力的变化曲线。
由力的变化曲线可得到的实验结论是( @35@ )A. 两传感器间的作用力与反作用力大小不相等B. 两传感器间的作用力与反作用力方向相同C. 两传感器间的作用力与反作用力同时变化D. 两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上
实验（4）：探究两个互成角度的力的合成规律
1.实验目的:（1）探究合力与两个分力之间的关系。（2）能用作图法验证互成角度的两个力合成时遵守平行四边形定则。
3.实验器材: 木板、白纸、图钉若干、两根细绳、橡皮条、弹簧测力计2个、刻度尺等。
5.注意事项:（1）正确使用弹簧测力计:①本实验需要选用两个规格相同的弹簧测力计,使用弹簧测力计前,应先调零;②在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差;③弹簧测力计轴线方向与被测力的方向应一致;④拉弹簧测力计时,应使弹簧测力计与木板平行;⑤弹簧测力计读数时应正对刻度。
（5）在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。
步骤C未记下两条细绳的方向
考点2 实验数据处理与误差分析
实验（5）：探究加速度与力、质量的关系
1.实验目的:（1）通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系。（2）学会用控制变量法研究物理规律。（3）学会灵活运用图像法处理物理问题的方法（化曲为直）。
3.实验器材: 小车、砝码、小盘、细绳、夹子、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、复写纸、导线两根、纸带、天平、刻度尺等。
5.数据处理:（1）求加速度:在每条纸带上都选取一段比较理想的部分,按照“研究匀变速直线运动”实验中求加速度的方法,计算出各条纸带对应的加速度的值。
（1）平衡摩擦力时不要挂小盘,应连着纸带,且接通电源,判断小车是否做匀速直线运动可以直接观察,也可以用打点计时器打出的纸带判定（各点间距离相等）。整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的质量,还是改变小车及钩码的质量,都不需要重新平衡摩擦力。（2）整个实验过程要确保砝码和小盘的总质量远小于小车和砝码的总质量。
典例8 [2020年浙江1月学考] 某实验小组用如图甲所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
（1） 除了图甲中已给出的实验器材外，请从图乙中选取还需要的器材_@44@____（多选）。
A.&3& B.&4& C.&5& D. 乙
[解析] “探究加速度与力、质量的关系”实验中还需要用天平测量小车及盛有砝码的小盘的质量，且需要用刻度尺测量纸带上的打点间距，所以选择BC；
（2） 实验前，要求通过调整长木板的倾角来平衡阻力，正确的操作是_@46@___（单选）。A. 小车后面安装纸带，前面挂砝码盘B. 小车后面安装纸带，前面不挂砝码盘C. 小车后面不安装纸带，前面挂砝码盘D. 小车后面不安装纸带，前面不挂砝码盘
[解析] 实验前，不能借助托盘的拉力来平衡摩擦力，且平衡摩擦力时需要装上纸带，然后利用合适的倾斜斜面来平衡摩擦力，因此答案为B。
考点2 数据处理与误差分析
甲图:_@50@_________________________________;乙图:_@51@__________________________________。
平衡摩擦力时,长木板的倾角过大了
没有平衡摩擦力或木板的倾角过小了