第一篇：一個驗證脊髓反射功能的實驗

一個驗證脊髓反射功能的替代性實驗

相對于腦來說，脊髓是脊椎動物的低級神經中樞，對外界刺激能產生一些基本的反射活動。為了驗證脊髓的這種反射功能，中學生物教材中都是用青蛙作實驗材料，做成脊蛙，通過觀察脊蛙的“搔扒反射”實驗來證明這一現象的。

蛙的“搔扒反射”實驗已有了近百年的歷史，在中學生物教材中是最經典的神經生理實驗之一。該實驗用解剖刀的一側刀口插進青蛙的上頜和下頜之間，在頭部齊鼓膜后緣剪去頭部，于是就做成了無腦的脊蛙。用“S”形小鉤鉤住脊蛙的下頜，懸掛于支架上。兩分鐘后（待休克狀態解除），用鑷子將粘有質量分數為0.5%——1%的硫酸溶液的小紙片貼在脊蛙的腹部右側皮膚上，這時脊蛙的后肢會出現劇烈的搔扒現象，此即脊蛙的“搔扒反射”。如果用探針插入脊蛙的椎管內攪動，破壞它的脊髓，重復相同的刺激，則“搔扒反射”現象消失。至此脊髓的反射功能得以證實。

脊蛙的“搔扒反射”實驗總體來說操作并不復雜，只要按要求操作都能成功，效果相當明顯，幾十年來成了中學教材揮之不去的最經典的神經生理實驗之一。問題是，從該實驗誕生到現在，早已是時過境遷的了。隨著時代的發展，環境的改變，青蛙變得越來越稀少，以至列入了受國際保護的瀕危物種。而我國中學教材至今仍將其作為這一實驗的材料用于學生實驗。若按每班2人一組計，一個班一次實驗就要捕殺20——25只青蛙，就目前現狀來說是很不現實的。倘購買人工牛蛙，按我處的價格，一個班一次實驗就要耗費200——250元人民幣，一般中學是難以為既的。鑒于上述情況，條件好的學校便將此實驗改作教師演示實驗來做，一般的學校便只得將這個學生實驗作罷了。這無疑直接影響了正常的生物及生物實驗教學，不利于學生對生物學知識的直觀理解和掌握。

有鑒于此，筆者在經過多年的反復探索實踐后，獨創了用小泥鰍的“擺尾反射”來替代脊蛙的“搔扒反射”實驗，一樣驗證了脊髓的反射功能，取得了明顯的實驗效果?，F將具體做法簡述如下，供同行參考。

實驗時，用濕紗布包住5——8cm長的小泥鰍的身體，置于大號培養皿中，露出頭部，用單面刀片沿小泥鰍鰓蓋后緣的背連線迅速切除它的頭部。同樣方法做兩條這樣的“脊鰍”，再用細鐵絲將其中一條的脊髓搞毀，以備對照。之后，將二者腹面朝下，并列平放于大號培養皿中，注意保持濕潤。兩分鐘后（待休克狀態解除），用吸管在其近尾端滴1——2滴15%的稀硫酸溶液，觀察其反應。結果，存留脊髓的一條小“脊鰍”尾巴出現左右擺動，我稱之為小泥鰍的“擺尾反射”現象，而另一條小“脊鰍”尾巴則無任何反應。由此，脊髓的反射功能一樣得到了證實。

與傳統中學生物教材中蛙的“搔扒反射”實驗相比，可以看出：

1． 小泥鰍和蛙分屬魚綱和兩棲綱，中樞神經結構類似，是本實驗可以替代的依據。

2． 用小泥鰍替代青蛙做驗證脊髓發射功能的實驗，有利于青蛙這一物種的保護。

3． 經濟節約。市場上小泥鰍的價格要比人工牛蛙的價格低得多。如上所述，每班次

實驗至少可節約人民幣200——230元左右。

4． 效果明顯。用兩條小泥鰍做成的“脊鰍”做“存”脊髓與“去”脊髓的對比實驗，比單用一只青蛙來做同樣的實驗更加直白和理想。

本文發表于浙江師范大學《生物教學于實驗》第19期

本文技術獲2003年云南省優秀科技發明選拔賽三等獎

第二篇：實驗驗證動量守恒定律

碰撞中的動量守恒

1．實驗目的、原理

(1)實驗目的運用平拋運動的知識分析、研究碰撞過程中相互作用的物體系動量守恒

(2)實驗原理

(a)因小球從斜槽上滾下后做平拋運動，由平拋運動知識可知，只要小球下落的高度相同，在落地前運動的時間就相同，若用飛行時間作時間單位，小球的水平速度在數值上就等于小球飛出的水平距離．

(b)設入射球、被碰球的質量分別為m1、m2，則入射球碰撞前動量為(被碰球靜止)p1=m1v1①

設碰撞后m1，m2的速度分別為v’

1、v’2，則碰撞后系統總動量為

p2=mlV’1+m2v’2②

只要測出小球的質量及兩球碰撞前后飛出的水平距離，代入①、②兩式就可研究動量守恒．

2．買驗器材

斜槽，兩個大小相同而質量不等的小鋼球，天平，刻度尺，重錘線，白紙，復寫紙，三角板，圓規．

3．實驗步驟及安裝調試

(1)用天平測出兩個小球的質量ml、m2．

(2)按圖5—29所示安裝、調節好實驗裝置，使斜槽末端切

線水平，將被碰小球放在斜槽末端前小支柱上，入射球放在斜

槽末端，調節支柱，使兩小球相碰時處于同一水平高度，且在碰撞瞬間入射球與被碰球的球心連線與斜槽末端的切線平

行，以確保正碰后兩小球均作平拋運動．

(3)在水平地面上依次鋪放白紙和復寫紙．

(4)在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰

撞前的位置，如圖5—30所示．

(5)移去被碰球m2，讓入射球從斜槽上同一高度滾下，重復10次左右，用圓規畫盡可能小的圓將所有的小球落點圈在里面，其圓心即為人射球不發生碰撞情況下的落點的平均位置P，如圖5—31所示．

(6)將被碰小球放在小支柱上，讓入射球從同一高度滾下，使它們發生正碰，重復10次左右，同理求出入射小球落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N．

(7)過O、N作一直線，取O0’=2r(r為小球的半徑，可用刻度尺和三角板測量小球直徑計算廠)，則O’即為被碰小球碰撞前的球心的位置(即投影位置).(8)用刻度尺測量線段OM、OP、ON的長度．則系統碰撞前的動量可表示為p1=m1·OP，系統碰撞后的總動量可表示為p2=m1·OM+m2·O'N

若在誤差允許范圍內p1與p2相等，則說明碰撞中動量守恒.(9)整理實驗器材，放回原處．

4.注意事項

(1)斜槽末端切線必須水平．

說明：調整斜槽時可借助水準儀判定斜槽末端是否水平．

(2)仔細調節小立柱的高度，使兩小球碰撞時球心在同一高度，且要求兩球球心連線與斜槽末端的切線平行。

(3)使小支柱與槽口的距離等于2r(r為小球的半徑)

(4)入射小球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開始滾下．

說明：在具體操作時，斜槽上應安裝擋球板．

(5)入射球的質量(m1)應大于被碰小球的質量(m2)．

(6)地面須水平，白紙鋪放好后，在實驗過程中不能移動白紙．

5．數據處理及誤差分析

(1)應多次進行碰撞，兩球的落地點均要通過取平均位置來確定，以減小偶然誤差.(2)在實驗過程中，使斜槽末端切線水平和兩球發生正碰，否則兩小球在碰后難以作平拋運動．

(3)適當選擇擋球板的位置，使入射小球的釋放點稍高．

說明：入射球的釋放點越高，兩球相碰時作用力越大，動量守恒的誤差越小，且被直接測量的數值OM、0IP、0N越大，因而測量的誤差越小．

一．目的要求

1．用對心碰撞特例檢驗動量守恒定律；

2．了解動量守恒和動能守恒的條件；

3．熟練地使用氣墊導軌及數字毫秒計。

二．原理

1．驗證動量守恒定律

動量守恒定律指出：若一個物體系所受合外力為零，則物體的總動量保持不變；若物體系所受合外力在某個方向的分量為零，則此物體系的總動量在該方向的分量守恒。

設在平直導軌上，兩個滑塊作對心碰撞，若忽略空氣阻力，則在水平方向上就滿足動量守恒定律成立的條件，即碰撞前后的總動量保持不變。

m1u1?m2u2?m1v1?m2v2(6.1)其中，u1、u2和v1、v2分別為滑塊m1、m2在碰撞前后的速度。若分別測出式(6.1)中各量，且等式左右兩邊相等，則動量守恒定律得以驗證。

2．碰撞后的動能損失

只要滿足動量守恒定律成立的條件，不論彈性碰撞還是非彈性碰撞，總動量都將守恒。但對動能在碰撞過程中是否守恒，還將與碰撞的性質有關。碰撞的性質通常用恢復系數e表達：

e?v2?v1(6.2)u1?u

2式(6.2)中，v2?v1為兩物體碰撞后相互分離的相對速度，u1?u2則為碰撞前彼此接近的相對速度。

(1)若相互碰撞的物體為彈性材料，碰撞后物體的形變得以完全恢復，則物體系的總動能不變，碰撞后兩物體的相對速度等于碰撞前兩物體的相對速度，即v2?v1?u1?u2，于是e?1，這類碰撞稱為完全彈性碰撞。

(2)若碰撞物體具有一定的塑性，碰撞后尚有部分形變殘留，則物體系的總動能有所損耗，轉變為其他形式的能量，碰撞后兩物體的相對速度小于碰撞前的相對速度，即0?v2?v1?u1?u2于是，0?e?1，這類碰撞稱為非彈性碰撞。

(3)碰撞后兩物體的相對速度為零，即v2?v1?0或v2?v1?v，兩物體粘在一起以后以相同速度繼續運動，此時e?0，物體系的總動能損失最大，這類碰撞稱為完全非彈性碰撞，它是非彈性碰撞的一種特殊情況。

三類碰撞過程中總動量均守恒，但總動能卻有不同情況。由式(6.1)和(6.2)可求碰撞后的動能損失 ?Ek?(1/2)m1m21?e2?u1?u2?/?m1?m2?。①對于完全彈性碰撞，因2??

e?1，故?Ek?0，即無動能損失，或曰動能守恒。②對于完全非彈性碰撞，因e?0，故：?Ek??EkM，即，動能損失最大。③對于非完全彈性碰撞，因0?e?1，故動能損失介于二者之間，即：0??Ek??EkM。

3.m1?m2?m，且u2?0的特定條件下，兩滑塊的對心碰撞。

(1)對完全彈性碰撞，e?1，式(6.1)和(6.2)的解為

v1?0??(6.3)v2?u1?

由式(6.3)可知，當兩滑塊質量相等，且第二滑塊處于靜止時，發生完全彈性碰撞的結果，使第一滑塊靜止下來，而第二滑塊完全具有第一滑塊碰撞前的速度，“接力式”地向前運動。即動能亦守恒。

以上討論是理想化的模型。若兩滑塊質量不嚴格相等、兩擋光物的有效遮光寬度?s1及若式(6.3)得到驗證，則說明完全彈性碰撞過程中動量守恒，且e?1，?Ek?0，?s2也不嚴格相等，則碰撞前后的動量百分差E1為：E1?

動能百分差E2為:E2?P2?P1P1?m2?s2?t1?(6.4)m1?s1?t22m2?s2?t12??1(6.5)22m1?s1?t2Ek2?Ek1Ek

1若E1及E2在其實驗誤差范圍之內，則說明上述結論成立。

(2)對于完全非彈性碰撞，式(6.1)和(6.2)的解為：

v1?v2?v?u1(6.6)

2若式(6.6)得證，則說明完全非彈性碰撞動量守恒，且e?0，其動能損失最大，約為50%。

???s1?。同樣可求得其動考慮到完全非彈性碰撞時可采用同一擋光物遮光，即有：?s2

?及E2?分別為： 量和動能百分差E1

?m2?t1P2??P?1?????1?E1?m?t??1(6.7)?P11?2?

?2?Ek?1?m2???t1'?Ek??????(6.8)E2??1?'?????1Ek?m1???t2?

顯然，其動能損失的百分誤差則為：

?m2???t1????E??2?1??m???t????1(6.9)

1??2??

?及E?在其實驗誤差范圍內，則說明上述結論成立。若E1

三．儀器用品

氣墊導軌及附件(包括滑塊及擋光框各一對)，數字毫秒計、物理天平及游標卡尺等。

四．實驗內容

1．用動態法調平導軌，使滑塊在選定的運動方向上做勻速運動，以保證碰撞時合外力為零的條件(參閱附錄２)；

2．用物理天平校驗兩滑塊（連同擋光物）的質量m1及m2；

2?；3．用游標卡尺測出兩擋光物的有效遮光寬度?s1、?s2及?s

14．在m1?m2?m的條件下，測完全彈性和完全非彈性碰撞前后兩滑塊各自通過光電

?、?t2?。門一及二的時間?t1、?t2及?t1

五．注意事項

1．嚴格按照氣墊導軌操作規則(見附錄２)，維護氣墊導軌；

2．實驗中應保證u2?0的條件，為此，在第一滑塊未到達之前，先用手輕扶滑塊（2），待滑塊（1）即將與（2）碰撞之前再放手，且放手時不應給滑塊以初始速度；

3．給滑塊（1）速度時要平穩，不應使滑塊產生擺動；擋光框平面應與滑塊運動方向一致，且其遮光邊緣應與滑塊運動方向垂直；

4．嚴格遵守物理天平的操作規則；

5．擋光框與滑塊之間應固定牢固，防止碰撞時相對位置改變，影響測量精度。

六．考查題

1．動量守恒定律成立的條件是什么？實驗操作中應如何保證之？

2．完全非彈性碰撞中，要求碰撞前后選用同一擋光框遮光有什么好處？實驗操作中如何實現？

3．既然導軌已調平，為什么實驗操作中還要用手扶住滑塊(2)？手扶滑塊時應注意什么？

4．滑塊(2)距光電門(2)近些好還是遠些好？兩光電門間近些好還是遠些好？為什么？

第三篇：實驗 驗證牛頓第二定律

第三單元 實驗：驗證牛頓第二定律

1．在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，以下做法正確的是()

A．平衡摩擦力時，應將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力

C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源

D．求小車運動的加速度時，可用天平測出小盤和砝碼的質量(M′和m′)以及小車質量M，直接

M′＋m′用公式a求出 M

2．在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，按實驗要求裝置好器材后，應按一定步驟進行實驗，下述操作步驟的安排順序不盡合理，請將合理的順序以字母代號填寫在下面的橫線上： ____________________.A．保持小盤和砝碼的質量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復幾次

B．保持小車質量不變，改變小盤和砝碼的質量，測出加速度，重復幾次

C．用天平測出小車和小盤的質量

D．平衡摩擦力，使小車近似做勻速直線運動

E．掛上小盤，放進砝碼，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點

1F．根據測量的數據，分別畫出a－F和a－的圖線 M

3．(2010·泰安模擬)為了探究加速度與力的關系，使用如圖3－3－9所示的氣墊導軌裝置進行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質量為m.回答下列問題：

(1)實驗開始應先調節氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調節是否到位？

答：__________________________________________________________________

(2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是________________________________________________________________．

A．m1＝5 gB．m2＝15 g

C．m3＝40 gD．m4＝400 g

(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為：________________________________________________________________________

(用Δt1、Δt2、D、x表示)．

4．(2009·上海高考)如圖所示為“用DIS(位移傳感器、數據采集器、計算機)研究加速度和力的關系”的實驗裝置．

(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持________不變，用鉤碼所受的重力作為________，用DIS

測小車的加速度．

(2)改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量．在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a－F關系圖線(如

圖所示)．

①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.②(單選題)此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是()

A．小車與軌道之間存在摩擦B．導軌保持了水平狀態

C．所掛鉤碼的總質量太大D．所用小車的質量太大

5．如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，盒子內盛有沙子．沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m，小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M

.(1)驗證在質量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度．本次實驗中，桶內的沙子取自小車中，故系統的總質量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a－F圖象，圖象是一條過原點的直線． ①a－F圖象斜率的物理意義是

_______________________________________________________________________．

②你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理？

答：________.(填“合理”或“不合理”)

③本次實驗中，是否應該滿足M?m這樣的條件？

答：________(填“是”或“否”)；

理由是_________________________________________________________．

(2)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內沙子質量m不變，在盒子內添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質量的關系．本次實驗中，桶內的沙子總質量不變，故系統所受的合外力不變．用圖象法處理數據時，以加速度a為縱橫，應該以______倒數為橫軸．

6．如下圖所示，是某次利用氣墊導軌探究加速度與力、質量關系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為砂桶和砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F為蓄電池、電壓為6 V，G是電鍵，請指出圖中的三處錯誤：

(1)________________________________________________________________________；

(2)________________________________________________________________________；

(3)________________________________________________________________________．

7．(2009年江蘇卷)“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖甲所示．

(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a ＝________m/s2.(結果保留兩位有效數字)

(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數據如下表：

8．在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，在研究加速度a與小車的質量M的關系時，由于沒有注意始終滿足M?m的條件，結果得到的圖象應是下圖中的()

第四篇：實驗驗證機械能守恒定律

實驗驗證機械能守恒定律

1．(9分)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，下列物理量中需要用工具測量的有()；通過計算得到的有()

A．重錘的質量 B．重力加速度

C．重錘下落的高度

D．與重錘下落高度對應的重錘瞬時速度

sn＋sn＋

1【解析】 重錘下落的高度從紙帶上用毫米刻度尺測量．某點速度由公式vn＝或

2T

hn＋1－hn－1vn＝

2T

【答案】 C D

2．(9分)在驗證機械能守恒定律的實驗中有關重錘質量，下列說法中正確的是()A．應選用密度和質量較大的重錘，使重錘和紙帶所受的重力遠大于它們所受的阻力 B．應選用質量較小的重錘，使重錘的慣性小一些，下落時更接近于自由落體運動 C．不需要稱量錘的質量

D．必須稱量重錘的質量，而且要估讀到0.01g 【解析】 本實驗依據的原理是重錘自由下落驗證機械能守恒定律，因此重錘的密度和質量應取得大一些，以便系統所受的阻力和重錘的重力相比可以忽略不計，以保證重錘做自

2由落體運動．本實驗不需要測出重錘的質量，實驗只需要驗證gh＝就行了．

2【答案】 AC 3．(11分)(2009·深圳調研)某同學利用透明直尺和光電計時器來驗證機械能守恒定律，實驗的簡易示意圖如圖所示，當有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．所用的XDS—007光電門傳感器可測的最短時間為0.01ms.將擋光效果好、寬度為d＝3.8×10－3m的黑色磁帶貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門．某同學測得各段黑色磁帶通過光電門的時間Δti與圖中所示的高度差Δhi并對部

2分數據進行處理，結果如下表所示．(取g＝9.8m/s，注：表格中M為直尺質量)

(1)從表格中數據可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用vi簡要分析該同學這樣做的理由是________．

(2)請將表格中數據填寫完整．

(3)通過實驗得出的結論是________________．

(4)根據該實驗請你判斷下列ΔEk—Δh圖象中正確的是dti()

【解析】(1)因瞬時速度等于極短時間或極短位移內的平均速度．(4)因為ΔEp＝mg·Δh，ΔEp＝ΔEk，所以ΔEk＝mg·Δh，所以正確答案為C.【答案】(1)瞬時速度等于極短時間或極短位移內的平均速度(2)4.22 3.97M或4.00M 4.01M或4.02M(3)在誤差允許的范圍內，重力勢能的減少量等于動能的增加量

(4)C

4．(11分)在利用電磁打點計時器(電磁打點計時器所用電源頻

率為50Hz)“驗證機械能守恒定律”的實驗中：

(1)某同學用如圖所示裝置進行實驗，得到如圖所示的紙帶，把第一個點(初速度為零)記作O點，測出點O、A間的距離為

68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離為

216.76cm，已知當地重力加速度為9.8m/s，重錘的質量為m＝

1.0kg，則打點計時器在打O點到C點的這段時間內，重錘動能的增加量為________J，重力勢能的減少量為

________J.(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a＝________m/s2.(3)在實驗中發現，重錘減少的重力勢能總大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落的過程中存在著阻力的作用，用題目中給出的已知量求重錘下落過程中受到的平均阻力大小為________N.【解析】 本題主要考查“驗證機械能守恒定律”這個實驗的基本原理和應用，并且綜合了牛頓第二定律．

32.00×10－

2(1)C點速度vC＝m/s＝4.00m/s 4T4×0.02

該過程動能的增加量

112ΔEkmv2C＝1.0×(4.00)J＝8.00J 22

該過程重力勢能的減少量為ΔEp＝mg·OC

＝1.0×9.8×(68.97＋15.24)×10－2J＝8.25J.(2)加速度a＝(2T)(16.76－15.24)×10－2

2＝＝9.50m/s2.(2×0.02)(3)由牛頓第二定律得mg－Ff＝ma

即Ff＝mg－ma＝0.30N.【答案】(1)8.00 8.25(2)9.50(3)0.30

5．(11分)利于如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜AECE－AC

面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，當光電門中有物體通過時與它們連線的光電計時器(都沒有畫出)能夠顯示擋光時間．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10－2s、2.00×10－2s.已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.54m，g取

9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．

(1)滑塊通過光電門1時的速度v1＝________m/s，通過光電門2時的速度v2＝

________m/s；

(2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為________J，重力勢能的減少量為________J.(3)由以上數據，得出的結論是____________________．

L0.05【解析】(1)光電門記錄的瞬時速度取經過光電門時的平均速度v1＝m/s＝t10.0

51.00m/s

L0.05v2＝＝m/s＝2.50m/s.t20.02122(2)ΔEkm(v2－v1)＝5.25J

2ΔEp＝mgs12sin30°＝2×9.8×0.54×0.5J＝5.29J.(3)在實驗誤差允許的范圍內，ΔEk＝ΔEp，所以小車沿斜面下滑過程中機械能守恒．

【答案】(1)1.00 2.50(2)5.25 5.29(3)在實驗誤差允許的范圍內，ΔEk＝ΔEp，所以小車沿斜面下滑過程中機械能守恒

6．(11分)如圖甲所示，用包有白紙的質量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機上并隨之勻速轉動，使之替代打點計時器．當燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設毛筆接觸棒時不影響棒的運動．測得記號之間的距離依次為26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm，已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣，由此驗證機械能守恒定律，根據以上內容，可得

(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T＝________s.(2)根據乙圖所給的數據，可知毛筆畫下記號3時，圓柱棒下落的速度v3＝________m/s；畫下記號6時，圓柱棒下落的速度v6＝________m/s；記號3、6之間棒的動能的變化量為________J．重力勢能的變化量為________J，由此可得出的結論是______________________．(g取9.80m/s2，結果保留三位有效數字)

60【解析】(1)T＝0.05s.1200

(50.0＋74.0)(2)v3×10－3m/s＝1.24m/s 2T

(122.0＋146.0)v6＝10－3m/s＝2.68m/s 2T

112ΔEkmv26－v3＝2.82J 2

2ΔEp＝mg(122.0＋98.0＋74.0)×10－3＝2.88J

在誤差允許的范圍內，機械能守恒．

【答案】(1)0.05s(2)1.24 2.68 2.82 2.88 在誤差允許的范圍內，機械能守恒

7．(11分)如圖所示，是用自由落體法驗證機械能守恒定律時得到的一條紙帶，我們選中N點來驗證機械能守恒定律，下面舉出一些計算N點速度的方法，其中正確的是（）

sn＋sn＋1①N點是第n個點，則vn＝gnT ②N點是第n個點，則vn＝g(n－1)T ③vn＝2T

dn＋1－dn－1④vn＝2T

A．①③B．①②③C．③④D．①③④

【解析】 由于本實驗需要的是物體在某一時刻的真實速度，故應使用紙帶上的數據求解，利用做勻變速運動的物體在一段時間內的平均速率等于這段時間的中間時刻的瞬時速度這一規律求解．

【答案】 C

8．(13分)(2009·荊州調研)如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定

律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩

種．重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打

出一系列的點，對紙帶上的點痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．

(1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：()

A．按照圖示的的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；

C．用天平測量出重錘的質量；

D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶；

E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；

F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當的步驟，將其選項對應的字母填在下面的橫線上，并說明理由．

________________________________________________________________________.(2)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值，如圖所示．根據打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為s0，點A、C間的距離為s1，點C、E間的距離為s2，使用交流的頻率為f，則根據這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式為：a＝

________.(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中發現，重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動

能，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大?。粢阎數刂亓铀俣裙J的較準確的值為g，還需要測量的物理量是______．

(4)試用這些物理量和紙帶上的測量數據表示出重錘在下落過程中受到的平均阻力大小為F＝________.【解析】(1)步驟B是錯誤的，應接到交流電源的輸出端；步驟D是錯誤的，應先接通電源，待打點穩定后再釋放紙帶；步驟C不必要，因為根據測量原理，重錘的動能和勢能中都包含m，可以約去．

(s2－s1)f2224a(2)因為s2－s1＝a)a＝ff

4(3)重錘質量m.由牛頓第二定律mg－F＝ma，所以阻力

(s2－s1)f2F＝m[g． 4

(s2－s1)f(s2－s1)f【答案】(1)見解析(2)(3)重錘質量m(4)m[g44

9．(14分)如圖所示的裝置可用來驗證機械能守恒定律．擺錘

A拴在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放 一個小

鐵片，現將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成θ角時靜止開始釋放

擺錘，當其到達最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動．

(1)為了驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低

點的速度．為了求出這一速度，實驗中還應該測得的物理量是

______________________．

(2)根據測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v＝________.(3)根據已知的和測量的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關系式為________．

【解析】(1)鐵片離開擺錘后做平拋運動，故要想求出擺錘在最低點的速度，需根據平拋運動的規律：

1s＝v0t ①，h＝gt2 ②，因此需測h、s.2g(2)由(1)中①、②聯立求得：v＝.2h

(3)擺錘在下擺過程中只有重力做功，由機械能守恒得：

1mgL(1－cosθ)＝v2，2

2gs把v＝s代入上式得：L(1－cosθ)2h4h

【答案】(1)擺錘A最低點離地面的豎直高度h和鐵片做平拋運動的水平位移s

2gs(2)s(3)L(1－cosθ)2h4h22

第五篇：實驗測定方法的驗證

檢測限是指試樣中的被分析物能夠被檢測到的最低量，但不一定要準確定量。該驗證指標的意義在于考察方法是否具備靈敏的檢測能力。判斷方法有非儀器分析目視法（直觀法）與信噪比法

定量限系指樣品中被測物能被定量測定的最低量，其測定結果應具一定準確度和精密度。定量限體現了分析方法是否具備靈敏的定量檢測能力。雜質定量試驗，需考察方法的定量限，以保證含量很少的雜質能夠被準確測出。雜質和降解產物用定量測定方法研究時，應確定方法的定量限。判斷方法有信噪比法。

線性系指在設計的范圍內，測試結果與試樣中被測物濃度直接呈正比關系的程度。范圍系指能達到一定精密度、準確度和線性，測試方法適用的高低限濃度或量的區間。范圍應根據劑型和分析方法的具體應用和線性、準確度、精密度結果和要求確定。

故檢測限、定量限、線性常用對照品試驗。

準確度系指用該方法測定的結果與真實值或認可的參考值接近的程度。對于制劑一般以回收率試驗來進行驗證。中藥制劑及生物藥物分析中，常采用加樣回收率法（在已知含量的樣品A中加入一定量的對照品B），化藥制劑常采用回收率法（在空白輔料中加入原料藥對照品C，還應作單獨輔料的空白測定D），要求至少測定高、中、低三個濃度，每個濃度測定三次，共提供9個數據進行評價。加樣回收率=（測定值M –樣品中含量A）/加入標準品值B×100%

回收率＝（測定值M-空白值D）/ 加入量C×100%

回收率的RSD一般應為2%以內。

精密度系指在規定的測試條件下，同一個均勻樣品，經多次取樣測定所得結果之間的接近程度。精密度一般用偏差、標準偏差或相對標準偏差表示。精密度包括：重復性、中間精密度、重現性。

故準確度及精密度則需用供試品及對照品試驗。

一、準確度(回收率)

準確度系指用該方法測定的結果與真實值或參考值接近的程度，一般以回收率(%)表示。準確度應在規定的范圍內建立。

1．含量測定方法的準確度

原料藥可用已知純度的對照品或樣品進行測定，或用本法所得結果與已建立準確度的另一方法測定的結果進行比較。制劑可用含已知量被測物的各組分混合物進行測定。

如不能得到制劑的全部組分，可向制劑中加入已知量的被測物進行測定，或與另一個已建立準確度的方法比較結果。

如該法已建立了精密度、線性和專屬性，準確度有時也能推算出來，不必再做。

2．雜質定量測定的準確度

可向原料藥或制劑中加入已知量雜質進行測定。

假如不能得到雜質或降解產物，可用本法測定結果與另一成熟的方法進行比較，如藥典標準方法或經過驗證的方法。如不能測得雜質或降解產物的相對響應因子，則可用原料藥的響應因子。

應明確證實單個雜質和雜質總量相當於主成分的重量比(%)，或是面積比(%)。

3．數據要求

在規定范圍內，至少用9次測定結果進行評價，例如制備3個不同濃度的樣品，各測定3次。

應報告已知加入量的回收率(%)，或測定結果平均值與真實值之差及其可信限。

所以加樣回收率反映的是方法的準確度，是評價方法好壞的指標這一，是誤差理論在藥物質量標準中的具體應用。準確度=(測量值-真實值)/真實值*100%。

實際工作中，其實不存在藥物的真實值的(我們所有的數據都是測量值，都是人們用一定的方法測出來的)。其他領域也一樣。

於是人們找一種比較可靠的得到的值規定為真實值。這就是加樣回收率的方法。

比如，為了評價阿司匹林片劑的含量測定方法，用天平稱一定量(如：100mg)的對照品，加入到阿司匹林的片劑輔料中，這一定量的對照品就是真實值。用建立的方法測出來是99mg，這個方法的準確度就是99%，或加樣回收率是99%，根據藥品的具體情況，當這個回收率達到一定范圍時(比如99%-101%)就認為方法是準確的。

在你標準曲線的范圍內的高中低，一般是中間濃度一個，然后低于中間濃度20%一個，高于中間濃度20%一個

不論是擬采用什么方法，就是加樣回收測定，高中低三個劑量，在你的線性范圍內，每個樣品測定三次，最好和試驗一起，沒有系統誤差