第一篇：某種吹泡泡水的制作方法的驗證實驗

某種吹泡泡水的制作方法的驗證實驗 網上有許多關于DIY吹泡泡水的方法，每個方法都自稱有效。我隨便找了一個如下的方式做了一個實驗，結果表明，該法可認為不可行。

泡泡水配方：

1杯水＋1/3杯洗潔精＋半勺白糖，攪拌后即可。

我用這個配方時，使用的是雕牌全效加濃絲瓜洗潔精，攪拌后沒泡泡，倒入泡泡管之后，壓根吹不出泡泡。

無語之下，我往水中又加入了一些洗發水（歐萊雅多效修復洗發露），攪拌后仍然無泡沫。

接著，我又往水中加入一些洗手液（健之抗菌洗手液），攪拌后終于出泡泡了。即，可行的泡泡水配方：

1杯水+1/3杯洗潔精＋半勺白糖 + 少量洗發水 + 少量洗手液。

用這個配方吹出來的泡泡很多，也很大。但是，吹泡泡的時候，水流下來也很多，剛吹了一會兒泡泡，地上就積了一攤水，手上、地上全是泡泡水，很難清掃。我還將繼續試驗其他的配方，看究竟哪種配方最有效、最簡單。

第二篇：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()

第三篇：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？

第四篇：高中物理驗證性實驗分析

高中物理驗證性實驗分析

黔西二中 朱東海

仔細分析和研究近幾年的高考試卷，可以看出高考中對學生實驗能力的考查已明顯加強，而考查學生實驗能力的一種主要手段就是對學生探究性實驗和設計實驗的考查。探究性實驗和設計性實驗不同于教科書上的學生實驗及演示實驗，但其實驗原理、實驗方法、實驗思想均來源于教科書上的學生實驗，因此，要想做好探究性實驗和設計實驗就必須要認真研究和體會教科書上的學生實驗，而教科書上的學生實驗中，驗證性實驗所占的份量是最重的，所以，深刻理解和掌握驗證性實驗是做好探究性實驗和設計實驗的基礎。

1、在學習驗證實驗中體會實驗思想

對現實生活中出現的一些自然現象，我們提出了猜想和假設，這些猜想和假設是否正確？是要通過實驗來驗證的，如果正確，假設才可上升為理論。反之，我們要驗證某一物理理論或物理規律，就要從生活中尋找出符合這一物理規律特性的物理現象，這個物理現象必定在中學實驗室可以實現，同時又要過程簡單、操作方便，并能測量出有關的數據。因此，做好驗證性實驗的前提，就是要創設好物理情景，這就是驗證性實驗的實驗思想。如在驗證機械能守恒定律的實驗中，我們可以創設出多種物理情景，而其中讓物體自由下落在中學實驗室很容易做到，過程也簡單。我們只要測出物體下落的高度及對應的速度，就可以進行驗證工作。物體下落的高度可由直尺直接測量出，而物體速度的測量在中學實驗室很難實現。因此，我們可以聯想到打點計時器，讓重物帶動紙帶作自由下落，根據紙帶測出物體下落的高度h及對應點的速度V，通過V2=2gh來驗證，從而設計出了驗證方案。

2、在學習驗證實驗中體會實驗方法

在教科書中的驗證實驗中，給我們提供了多種實驗方法，而這些實驗方法在我們研究探究性實驗和設計實驗中經常會用到，因此，我們必須要掌握和靈活運用這些實驗方法。如在驗證碰撞中的動量守恒實驗中，小球碰撞前后的速度在中學實驗室很難測量，而該實驗中采取了“轉換法”，即把兩個小球置于水平高臺上，讓兩小球作對心正碰，碰

后兩小球從同一高度作平拋運動，飛行時間相同，這樣就可以使小球平拋運動的水平位移替代了小球碰撞前后的速度，把速度的測量轉化為位移的測量，而位移的測量在中學實驗室很容易實現，從而使實驗順利進行。

又如，在驗證牛頓第二定律的實驗中，加速度的大小即與外力的大小有關，又與物體質量有關，實驗中采用了“控制變量”的方法，先讓物體的質量不變，研究加速度與力的關系，然后再保持外力不變，研究加速度與物體質量的關系，從而很好地完成了驗證工作。

3、在學習驗證實驗中重視實驗的驗證條件

物理規律的形成，通常會有一定的前提或必備條件，在驗證工作中必須要落足這些條件才能使實驗順利進行，而這一點恰恰是我們忽視或不注意的。如在驗證力的合成法則的實驗中，實驗的條件是“力的作用效果相同”，因此，在兩個分力和一個力分別作用下，同一彈性繩的同一端點必須到達同一位置才能滿足實驗的驗證條件。在驗證機械能守恒定律的實驗中，“只有重力做功”是實驗的驗證條件，而實驗中阻力的存在是不可避免的，阻力做功過大時，實驗誤差大，實驗將失去意義，為此，實驗中要求鐵架臺豎直、架穩，且小球選用質量大、體積小的重錘，使重力遠遠大于實驗中的阻力，阻力做的功可以忽略不計，從而滿足了實驗的驗證條件。在驗證碰撞中的動量守恒實驗中，為保證兩小球碰后能分離且在空中飛行時間相同，實驗中選用了兩個同種材料做成的質 量較大的彈性小球而不是橡皮球、塑料球。

4、在學習驗證實驗中學會實驗數據的處理。

教科書中的驗證實驗中含有定量驗證實驗和定性驗證實驗，其實驗數據的處理方式也就有所不同。定量驗證實驗的數據處理通常采用代數計算法。如在驗證機械能守恒定律實驗時，根據計算求出增加的動能和減少的重力勢能在“誤差允許的范圍內”是否相等來完成驗證工作。要注意的是定量驗證實驗對實驗數據誤差的要求較一般定量實驗高。一般的定量實驗是通過測出某些物理量，利用代數計算法求出某些所要求的物理量。如伏安法測電阻的實驗中，是通過測出電阻兩端的電壓和流過電阻的電流，求出該電阻的阻值，其測量值的準確程度如何是很難比較的，只能反映出其真實值大約所在的范圍，因此，是個近

似值。而定量驗證實驗則不同，其測量值是有參照物的，即要比較一個物理量與另一個物理量是否相等，因此，測量誤差的要求相應地也較高。

定性的驗證實驗的數據處理通常采用圖像法，即根據實驗數據，通過描點的方式把它們的物理屬性顯示出來，去驗證我們所要驗證的物理規律，如在驗證牛頓第二定律的實驗中，就是利用了a—F圖像來驗證加速度的大小與外力的大小成正比。所要注意的是，描繪的圖像通常為直線，其目的是更便于總結出所要尋求的物理規律，如果描繪出的圖像為曲線，我們就要進行“化曲為直”的工作，如利用a—圖像來驗證加速度的大小與質量成反比。圖像描繪后要注意分析直線的斜率及直線與縱（橫）坐標的交點的物理意義。

5、在學習驗證性實驗中實現知識的遷移

通過驗證實驗的學習，提高了我們對事物的理論認識及建立了科學的世界觀，同時也從中學會了其實驗思想和實驗方法，為我們進一步研究探究實驗和設計實驗奠定了基礎。

該實驗中，我們也可以通過圖像法來進行驗證。以為縱坐標，h 為橫坐標建立如圖2所示的坐標系。多次改變小球的初始位置，即改變h，測出對應的平拋運動的水平位移，標出，利用描點的方法作出其圖像，如果該圖像是一條過原點的直線，則完成了驗證工作。其中圖像的斜率K=4H，而H為小球離地面的高度，是一定值。

第五篇：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小．若已知當地重力加速度公認的較準確的值為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