力學必考實驗注意事項盤點與備考建議

■湖南省汨羅市第一中學 楊 明

一、七個力學必考實驗注意事項

實驗一：研究勻變速直線運動,測定勻變速直線運動的加速度(含練習使用打點計時器)

注意事項：

1.紙帶打完后應及時斷開電源。

2.小車的加速度應適當大一些,以便能夠在打出的紙帶上長約50cm的范圍內清楚地取七八個計數點。

3.應區別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數點,通常每隔4個軌跡點選1個計數點(每隔5個時間間隔取一個計數點),選取的計數點不少于6個,以便于計算加速度。

4.不要分段測量各段的位移,可以統一量出各計數點到計數起點0之間的距離,讀數時應估讀到毫米的下一位。所取的計數點要保證至少有兩位有效數字。

5.紙帶和細繩要確保與木板平行。

6.兩先兩后：實驗中應先接通電源后讓小車運動,實驗完畢應先斷開電源后取紙帶。

7.若小車的初速度為0,則選1、2兩計時點間的距離為2mm為宜。

實驗二：探究彈力和彈簧伸長量的關系

注意事項：

1.實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免超過彈簧的彈性限度。

2.要使用輕質彈簧,且要盡量多測幾組數據。

3.記錄數據時要注意彈力及彈簧伸長量的對應關系及單位。

實驗三：驗證力的平行四邊形定則

注意事項：

1.用彈簧測力計測拉力時,應使拉力沿彈簧測力計的軸線方向,橡皮條、彈簧測力計和細繩套應位于與紙面平行的同一平面內。

2.在同一次實驗中,橡皮條拉長后的結點位置O必須保持不變。

3.結點的位置和細繩套的方向要準確。

4.用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時,其夾角在60°～100°范圍內為宜。

5.合力不能超出彈簧測力計的量程,且在橡皮條彈性限度內形變應盡量大些,細繩套適當長一些,以便于確定力的方向。

6.在同一次實驗中,畫力的圖示標度要相同,要恰當選定標度,使力的圖示稍大些。

實驗四：驗證牛頓第二定律

注意事項：

1.砂和小桶的總質量不要超過小車和砝碼的總質量。

2.在平衡摩擦力時,不要懸掛小桶,但小車應連著紙帶且接通電源。用手輕輕地給小車一個初速度,如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的,則表示平衡摩擦力完畢,加砝碼后不需再平衡。

3.只要重物的質量遠小于小車的質量,就可近似認為重物的重力大小等于小車所受的合外力的大小。

4.作圖時應該使所作的直線通過盡可能多的點,不在直線上的點也要盡可能對稱地分布在直線的兩側,個別嚴重偏離直線的點可舍去。

5.一先一后一按：改變拉力和小車質量后,每次開始時小車應盡量靠近打點計時器,并應先接通電源,后放開小車,且應在小車到達滑輪前按住小車。

實驗五：探究動能定理

注意事項：

1.平衡摩擦力：將木板一端墊高,使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。輕推小車,根據打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動,找到木板合適的傾角。

2.選點測速：測小車速度時,應選用紙帶上點跡均勻的部分,也就是選小車做勻速運動的部分。

3.規格相同：橡皮筋的規格相同時,力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可,不必計算出具體數值。

實驗六：驗證機械能守恒定律

注意事項：

1.安裝打點計時器時,必須使兩限位孔在同一豎直線上,以減小摩擦阻力。

2.保證打出的第一個點是清晰的點,選用紙帶時應盡量挑第一、二點間距接近2mm的紙帶。

3.因為不需要知道動能和勢能的具體數值,所以不需要測量重物的質量。

4.先接通電源,待打點計時器正常工作后再放紙帶。

5.測量下落高度必須從起點開始算。

6.因為存在阻力,所以 ΔEk稍小于ΔEp。

7.此實驗不用測物體的質量,因此不需要天平。

8.重物應選用質量大、體積小、密度大的物體。

實驗七：驗證動量守恒定律

注意事項：

1.應使入射小球的質量大于被碰小球的質量。

2.要調節好實驗裝置,使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平,兩小球相碰時處在同一高度,碰撞后兩小球的速度方向在同一直線上。

3.每次入射小球從槽上相同位置由靜止滾下,可在斜槽上適當高度處固定一擋板,使小球靠著擋板,然后釋放小球。

4.白紙鋪好后不能移動。

5.小球落地點的平均位置要用圓規來確定：用盡可能小的圓把所有落點都圈在里面,其圓心就是小球落地點的平均位置。

二、力學實驗備考建議

1.重視課本實驗：雖然設計性實驗是近幾年高考考查的熱點,難度也較大,但是物理實驗題型都來源于教材,只有將課本上的實驗掌握好了,才能舉一反三,觸類旁通。在高三復習階段的實驗復習中,同學們應該將主要精力放在課本實驗的復習上,只有基本實驗掌握得好,才能在實驗設計時有“材”可取。

2.重視對實驗原理的記憶和理解：實驗原理是實驗的核心,實驗方法、實驗步驟、儀器的選擇乃至誤差分析等其他問題都是從實驗原理中派生出來的。緊緊抓住實驗原理,也就容易理解并記住實際操作過程中的一些規定、要求和注意事項了。在高三復習階段的實驗復習中,同學們可以畫出每個實驗的原理圖并將實驗原理標注其中。

3.以實驗原理為核心一一落實每個實驗環節：同學們在高三復習階段應盡力對每個實驗的各個環節一一落實,比如,實驗目的,實驗原理,實驗儀器的使用與讀數(包括儀器的選擇),操作步驟,數據處理和數據分析,實驗中應注意的問題和誤差分析,實驗后的思考、體會乃至遷移等。

4.實施歸類復習,實現觸類旁通：同一物理實驗儀器會應用在不同的實驗中,例如打點計時器的應用,可以根據打點計時器記錄的位置、時間,測定v、a、F、Ep、Ek等,進而完成一系列力學實驗。同一實驗可用不同的方法來完成,例如驗證牛頓第二定律的實驗,可以先不掛鉤碼平衡摩擦力,也可以先掛鉤碼平衡摩擦力。

5.重視操作訓練：命題者在命題時總希望把“做過實驗的考生”和“沒有做過實驗的考生”區分開來,因此在高三復習階段同學們必須重視操作訓練。具體措施包括：(1)簡單易行的實驗在課堂上進行演示；(2)復雜的實驗同學們可以隨時進入實驗室進行實際操作；(3)游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器等考得多的儀器同學們可以隨時進行實際的測量訓練。

6.重視實驗原理的理解和延伸,培養探究能力：針對高考實驗命題 “不脫離教材又不拘泥于教材”的特點,可將課本實驗在內容上進行延伸討論。例如,研究勻變速直線運動,延伸到測量速度、加速度的多種方法；探究彈力和彈簧伸長量的關系,延伸到研究彈簧被壓縮或彈簧的F-x圖像等；驗證力的平行四邊形定則,延伸到等效法,矢量的運算方法等；驗證牛頓第二定律,延伸到將不可測量量轉化為可測量量；驗證機械能守恒定律,延伸到其他驗證方案等。