高中物理 力学实验专题一纸带研究物体的运动

力学实验专题一 纸带研究物体的运动物理考试要求的力学实验有：研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律、动量守恒定律。其中有五个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分掌握对纸带的处理，打点计时器的应用是个重点。近几年力学实验中与纸带处理相关的实验频频出现。实验名称原理公式利用纸带测量的物理量研究匀变速直线运动 瞬时速度和加速度验证牛顿运动定律F=ma加速度验证机械能守恒定律Mgh=瞬时速度和下落的高度探究动能定理W=初末状态的速度验证动量守恒定律M1v1 +M2v2=（M1+M2）v初末状态的速度（一）打点计时器系列实验中纸带的处理1．纸带的选取：一般实验应在点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离 接近 2.0mm 。2．根据纸带上点的密集程度选取计数点。若打点计时器每打 n 个点取一个计数点，则计数点时间间隔为 n 个打点时间间隔，即 T= 0.02n s。一般取 n＝5，此时 T= 0. 1 s 。3．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得：，，，，，4．判定物体运动的性质：⑴ 若 SI、SII、SIII、SIV、SV、SVI基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。（2）若（常数），即连续相等的时间间隔内的位移差是恒量，则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动； 5、测定第 n 点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第 n 点的相邻的前、后两段相等时间 T 内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第 4 点的瞬时速度为：。6 、 测 定 作 匀 变 速 直 线 运 动 物 体 的 加 速 度 ， 一 般 用 逐 差 法 求 加 速 度 。 根 据（T 为相邻两计数点间的时间间隔），求出如从纸带上得到 6 个相邻相等时间内的位移时，则；若为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。点评：求加速度和速度时，注意长度的单位。题型分析实验题型是复杂多变的，做题时要注意题目中给出的物理量的特点，要灵活运用。一．位移给出形式的变化【例 1】在“研究匀变速直线运动”的实验中，...