要点14力学实验
[规律要点]
1.误差和有效数字
(1)误差
产生原因大小特点减小方法
系统误差实验仪器不精确、实验原理不
完善、实验方法粗略
总是偏大或偏
小
更新仪器，完善实验原
理
偶然
误差
测量、读数不准确忽大忽小画图象或取平均值
(2)绝对误差＝|测量值－真实值|，相对误差＝绝对误差
真实值
×100%。
(3)误差不可避免，但可以减小误差。
(4)有效数字：从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.0206为3位有效数字。
2.基本仪器的使用
模块物理量测量仪器读数方法及注意事项
力学长度刻度尺
分度值一般为1mm(此时叫毫米刻度尺)。毫米刻度
尺可精确到毫米位、估读到十分之一毫米位(能读取
十分之几毫米)。读数若以mm为单位，则小数点后有1位有效数字，读数时估读的“0”不能舍去
游标d＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)，不估读
10分度游标，精度0.1mm
20分度游标，精度0.05mm
50分度游标，精度0.02mm
卡尺
螺旋测
微器
测量值＝固定刻度＋可动刻度(估读)×0.01mm。注
意要估读到0.001mm
力学时间打点
计
f＝50Hz时，相邻点迹间隔为0.02s
时器光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口停表
电子停表的准确值可以达到0.01
s 。机械停表的准确
值为0.1s
质量
天平测量读数由右盘中砝码和游标共同读出力
弹簧测力计
先看弹簧测力计的分度值，若精度的末位是1，需要估读到精度的下一位，若精度的末位不是1，如
0.2或0.5
，只需估读到精度这一位
3.实验要点
实验名称
装置图
常考要点
速度随时间变化的规律
(1)数据处理方法：①公式法：v t 2
＝v －
，
Δx ＝aT 2
②图象法：v －t 图象
(2)摩擦力：无需平衡(木板平放或斜放均可)
力的平行四边形定则
①读数：弹簧测力计示数
②操作：两次拉橡皮筋时需将结点O 拉到同一位置(等效替代法)
③求合力：根据分力F 1、F 2的大小与方向用作图法求合力
加速度与物体质量、物体受力的关系
①装置：器材装配正误；平衡摩擦力
的方法、标准；质量控制要求②控制变量法的应用
③图象的处理以及实验的注意事项④判成因：给定异常a －F 图象，判断其可能成因
探究动能定理
①装置：平衡摩擦力的方法、判断标准
②求速度：小车获得的速度就是纸带
上点距均匀的部分对应速度③图象：作W －v 或W －v 2图象，得出结论
验证机械能守恒定律
①运算：下落速度的计算；减少的重
力势能与增加的动能的计算
②图象：根据v 22－h 或Δv 2
2－Δh 图象的
斜率判断机械能是否守恒
验证动量守恒定律
①装置：斜槽末端切线应调整水平；a 球质量大于b 球
②原理：小球落地点的判定及精准定位；必要的物理量的测量；碰撞前后守恒式的计算
③拓展：验证动量守恒定律其他实验装置、方法及关系式
4.实验数据的处理方法方法优点
平均值法可减小偶然误差，但对系统误差无效
列表法
数据列表可以简单而又明确地展示各物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律与联系
作图法
直观、简便，有取平均的效果。由图线的斜率、截距、所围面积等可以确定物理量之间的变化关系，找出规律，还可剔除错误数据
[保温训练]
1.(2019·南通调研)某小组利用如图1所示的装置研究加速度与物体质量、物体受
力的关系。实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重力代替小车所受的牵引力大小F。
图1
(1)他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。这样做的目的是________。
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.保证小车最终能够做匀速直线运动
D.使细线拉力等于小车受到的合力
(2)实验得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，AB、CD间的距离分别为x1、x2，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为________。
图2
(3)下表记录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图3的坐标中描点作出a－F图线。
钩码个数12345
F/N0.490.98 1.47 1.96 2.45
a/(m·s－2)0.92 1.68 2.32 2.88 3.32
图3
(4)实验中画出的a－F图线与理论计算的图线(图中已画出)有明显偏差，其原因主要是____________________。
解析(1)使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细线拉力等于小车受到的合力。故选项D正确。
(2)因为每相邻两计数点间还有4个点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t＝5T，匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常量，即Δx＝at2，
则有a＝x2－x1
2t2＝
x2－x1
50T2。
(3)根据描点法作出图象，如图所示。
(4)探究加速度与力的关系实验中，当钩码质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码重力，如果钩码质量太大，没有远小于小车质量，小车受到的拉力明显小于钩码重力，实验误差较大，a－F图象发生弯曲，变成曲线。
答案见解析
2.(2019·江苏省启东中学高三月考)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系。
图4
(1)按图4所示将实验仪器安装好，同时平衡________，确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做________运动。
(2)当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、
