力學(xué)必考實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)盤(pán)點(diǎn)與備考建議

■湖南省汨羅市第一中學(xué) 楊 明

一、七個(gè)力學(xué)必考實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度(含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)

注意事項(xiàng)：

1.紙帶打完后應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)電源。

2.小車(chē)的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些,以便能夠在打出的紙帶上長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取七八個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。

3.應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每隔5個(gè)時(shí)間間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè),以便于計(jì)算加速度。

4.不要分段測(cè)量各段的位移,可以統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離,讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)要保證至少有兩位有效數(shù)字。

5.紙帶和細(xì)繩要確保與木板平行。

6.兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源后取紙帶。

7.若小車(chē)的初速度為0,則選1、2兩計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離為2mm為宜。

實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系

注意事項(xiàng)：

1.實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多,以免超過(guò)彈簧的彈性限度。

2.要使用輕質(zhì)彈簧,且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)。

3.記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位。

實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則

注意事項(xiàng)：

1.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí),應(yīng)使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)的軸線(xiàn)方向,橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。

2.在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。

3.結(jié)點(diǎn)的位置和細(xì)繩套的方向要準(zhǔn)確。

4.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí),其夾角在60°～100°范圍內(nèi)為宜。

5.合力不能超出彈簧測(cè)力計(jì)的量程,且在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大些,細(xì)繩套適當(dāng)長(zhǎng)一些,以便于確定力的方向。

6.在同一次實(shí)驗(yàn)中,畫(huà)力的圖示標(biāo)度要相同,要恰當(dāng)選定標(biāo)度,使力的圖示稍大些。

實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓第二定律

注意事項(xiàng)：

1.砂和小桶的總質(zhì)量不要超過(guò)小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量。

2.在平衡摩擦力時(shí),不要懸掛小桶,但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕輕地給小車(chē)一個(gè)初速度,如果在紙帶上打出的點(diǎn)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(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量,就可近似認(rèn)為重物的重力大小等于小車(chē)所受的合外力的大小。

4.作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線(xiàn)通過(guò)盡可能多的點(diǎn),不在直線(xiàn)上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱(chēng)地分布在直線(xiàn)的兩側(cè),個(gè)別嚴(yán)重偏離直線(xiàn)的點(diǎn)可舍去。

5.一先一后一按：改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后,每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并應(yīng)先接通電源,后放開(kāi)小車(chē),且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē)。

實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理

注意事項(xiàng)：

1.平衡摩擦力：將木板一端墊高,使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。輕推小車(chē),根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng),找到木板合適的傾角。

2.選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車(chē)速度時(shí),應(yīng)選用紙帶上點(diǎn)跡均勻的部分,也就是選小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的部分。

3.規(guī)格相同：橡皮筋的規(guī)格相同時(shí),力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可,不必計(jì)算出具體數(shù)值。

實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

注意事項(xiàng)：

1.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),必須使兩限位孔在同一豎直線(xiàn)上,以減小摩擦阻力。

2.保證打出的第一個(gè)點(diǎn)是清晰的點(diǎn),選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。

3.因?yàn)椴恍枰绖?dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值,所以不需要測(cè)量重物的質(zhì)量。

4.先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再放紙帶。

5.測(cè)量下落高度必須從起點(diǎn)開(kāi)始算。

6.因?yàn)榇嬖谧枇?所以 ΔEk稍小于ΔEp。

7.此實(shí)驗(yàn)不用測(cè)物體的質(zhì)量,因此不需要天平。

8.重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的物體。

實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

注意事項(xiàng)：

1.應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。

2.要調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置,使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線(xiàn)水平,兩小球相碰時(shí)處在同一高度,碰撞后兩小球的速度方向在同一直線(xiàn)上。

3.每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下,可在斜槽上適當(dāng)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(dòng)。

5.小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來(lái)確定：用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面,其圓心就是小球落地點(diǎn)的平均位置。

二、力學(xué)實(shí)驗(yàn)備考建議

1.重視課本實(shí)驗(yàn)：雖然設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是近幾年高考考查的熱點(diǎn),難度也較大,但是物理實(shí)驗(yàn)題型都來(lái)源于教材,只有將課本上的實(shí)驗(yàn)掌握好了,才能舉一反三,觸類(lèi)旁通。在高三復(fù)習(xí)階段的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中,同學(xué)們應(yīng)該將主要精力放在課本實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)上,只有基本實(shí)驗(yàn)掌握得好,才能在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)有“材”可取。

2.重視對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的記憶和理解：實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心,實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、儀器的選擇乃至誤差分析等其他問(wèn)題都是從實(shí)驗(yàn)原理中派生出來(lái)的。緊緊抓住實(shí)驗(yàn)原理,也就容易理解并記住實(shí)際操作過(guò)程中的一些規(guī)定、要求和注意事項(xiàng)了。在高三復(fù)習(xí)階段的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中,同學(xué)們可以畫(huà)出每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理圖并將實(shí)驗(yàn)原理標(biāo)注其中。

3.以實(shí)驗(yàn)原理為核心一一落實(shí)每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：同學(xué)們?cè)诟呷龔?fù)習(xí)階段應(yīng)盡力對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)一一落實(shí),比如,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)儀器的使用與讀數(shù)(包括儀器的選擇),操作步驟,數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題和誤差分析,實(shí)驗(yàn)后的思考、體會(huì)乃至遷移等。

4.實(shí)施歸類(lèi)復(fù)習(xí),實(shí)現(xiàn)觸類(lèi)旁通：同一物理實(shí)驗(yàn)儀器會(huì)應(yīng)用在不同的實(shí)驗(yàn)中,例如打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用,可以根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的位置、時(shí)間,測(cè)定v、a、F、Ep、Ek等,進(jìn)而完成一系列力學(xué)實(shí)驗(yàn)。同一實(shí)驗(yàn)可用不同的方法來(lái)完成,例如驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn),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(xùn)練：命題者在命題時(shí)總希望把“做過(guò)實(shí)驗(yàn)的考生”和“沒(méi)有做過(guò)實(shí)驗(yàn)的考生”區(qū)分開(kāi)來(lái),因此在高三復(fù)習(xí)階段同學(xué)們必須重視操作訓(xùn)練。具體措施包括：(1)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)在課堂上進(jìn)行演示；(2)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)同學(xué)們可以隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作；(3)游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等考得多的儀器同學(xué)們可以隨時(shí)進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量訓(xùn)練。

6.重視實(shí)驗(yàn)原理的理解和延伸,培養(yǎng)探究能力：針對(duì)高考實(shí)驗(yàn)命題 “不脫離教材又不拘泥于教材”的特點(diǎn),可將課本實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容上進(jìn)行延伸討論。例如,研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),延伸到測(cè)量速度、加速度的多種方法；探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系,延伸到研究彈簧被壓縮或彈簧的F-x圖像等；驗(yàn)證力的平行四邊形定則,延伸到等效法,矢量的運(yùn)算方法等；驗(yàn)證牛頓第二定律,延伸到將不可測(cè)量量轉(zhuǎn)化為可測(cè)量量；驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,延伸到其他驗(yàn)證方案等。