1、质点 参考系和坐标系时间和位移实验：用打点计时器测速度知识点总结 了解打点计时器的构造；会用打点计时器研究物体速度随时间变化的规律；通过分析纸带测定匀变速直线运动的加速度及其某时刻的速度；学会用图像法、列表法处理实验数据。一、实验目的1.练习使用打点计时器，学会用打上的点的纸带研究物体的运动。3.测定匀变速直线运动的加速度。二、实验原理电磁打点计时器 工作电压：46V的交流电源 打点周期：T=0.02s,f=50赫兹电火花计时器 工作电压：220V的交流电源 打点周期：T=0.02s,f=50赫兹 打点原理：它利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时器，当接通220V的交流电源，按下脉冲输
2、出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生电火花，于是在纸带上就打下一系列的点迹。由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法0、1、2为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、为相邻两计数点间的距离,若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。由纸带求物体运动加速度的方法三、实验器材 小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，电火花打点计时器（或打点计时器），低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。四、实验步骤1把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木
3、板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示。2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点, 取下纸带, 换上新纸带, 重复实验三次。4选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子, 确定好计数始点0, 标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度, 作v-t图线 , 求得直线的斜率即为物体运动的加速度
4、。五、注意事项1纸带打完后及时断开电源。2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取78个计数点为宜。3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。常见考法 纸带处理时高中遇到的第一个实验，非常重要，在平时的练习中、月考、期中、期末考试均会高频率出现，以致在学业水平测试和高考中也做为重点考察内容，是选择、填空题的形式出现，同学们要引起重视。误区提醒 要注意的就是会判断纸带的运动形式、会计算某点速度、会计算加速度，在运算的过
5、程中注意长度单位的换算、时间间隔的求解、有效数字的说明。例题1. 在研究小车运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点，该同学选择ABCDE5个记数点，对记数点进行测量的结果记录下来，单位是厘米，试求：ABCDE各点的瞬时速度（m/s），小车加速度？（m/s2），如果当时电网中交变电流的的频略是51Hz，但做实验的同学不知道，那么加速度的测量值与实际值相比偏大，偏小，不变 第一点为A，第3点为B，第5点为C，第7点为D，第9点为E AB为1.5，3.32，AD5.46，AE7.92速度变化快慢的描述加速度误区提醒例题1. 关于速度、速度变化量、加速度的关系，下
6、列说法中正确的是（ ）A物体的加速度增大时，速度也增大B物体的速度变化越快，加速度越大C物体的速度变化越大，加速度越大D物体的加速度不等于零时，速度大小一定变化解析：A选项速度增大仅与速度方向与加速度方向有关，与加速度大小无关A错。BC选项由加速度的定义可知B对C错。D选项加速度的定义式是矢量式，即使速度方向不变但大小变化依然有加速度。答案：B点评：要理解速度增加的原因速度变化较大时，所用时间不确定则加速度也不能确定加速度的定义式为矢量式。例题2. 两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小。请问有没有符合该说法的实例。解析：举例如下：虽然速度很大如果做匀速直线运动的话，即速度不
7、变，所以加速度为0,所以此说法正确。：速度为零，等到下个时刻速度不一定为零，所以这样子的话物体还是有加速度的，所以此说法错误。运动快慢的描述速度知识点总结重力、基本相互作用、弹力知识点总结考点1.力1.概念：力是物体之间的相互作用。2.力的性质a) 物质性：力不能脱离物体而存在。“物体”同时指施力物体和受力物体。b) 相互性：力的作用是相互的。c) 矢量性：力是矢量，即有大小，又有方向。3.力的单位：N4.力的分类：按力的性质分：可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。按力的效果分：可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。5.力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化
8、。6.力的三要素：大小、方向、作用点。力的三要素决定了力的作用效果。表示力的方法：力的图示。7.力的测量工具：测力计。考点2.重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。3.方向：竖直向下。地面上处在两极和赤道上的物体所受重力的方向指向地心，地面上其他位置的物体所受重力的方向不指向地心。4.作用点：因为物体各个部分都受到重力作用，可认为重力作用于一点即为物体的重心。重心的位置与物体的质量分布和几何形状有关。重心不一定在物体上，可以在物体之外。考点3.四种相互作用自然界中存在四种基本相互作用，即引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。引力相互作用存在于一切物体之间，地面物体所受的重
9、力只是引力在地球表面附近的一种表现。电荷间、磁体间的相互作用，本质上是电磁相互作用的不同表现。引力相互作用于电磁相互作用均随距离增大而减小，直到宇宙的深处。强相互作用与弱相互作用均存在于原子核内，两者在距离增大时强度均急剧减小，作用范围只有原子核的大小。弱相互作用的强度只有强相互作用的10-12。考点4.弹力1.定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力，这是由于要恢复到原来的形状，对使它发生形变的物体产生的力。2.产生条件：直接接触、弹性形变3.弹力方向的确定：i.压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体。ii.绳的拉力方向：总是沿着绳，指向绳收缩的方向。iii.杆
10、子上的弹力的方向：可以沿着杆子的方向，也可以不沿着杆子的方向。4.弹力大小的确定弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律即F=kx同一根张紧的轻绳上拉力处处相等。弹力一般根据物体的运动状态，利用平衡知识或牛顿第二定律求解。误区提醒 质量均匀分布的物体（即所谓“均匀物体”）重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。这里，应特别注意“形状规则”和“均匀”（指质量分布均匀）两个条件缺一不可。例如：一个由木质半球和铅质半球粘合而成的球体，尽管有规则形状球形，但其质量分布不均匀，其重心就不在其几何中心球心，而是偏向铅质半球一边。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外
11、，还跟物体内质量的分布有关。例题1. 关于重力下列说法中正确的是（ ）A物体重力的大小总是恒定的B同一地点，物体重力的大小与物体的质量成正比C物体落向地面时，它受到的重力大小大于它静止时受到的重力大小D物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力解析：AB选项：物体重力的计算式为G=mg，物体的质量m是恒定的，但g的取值与地理位置有关，对同一地点，g的取值相同。随着物体所处地理位置纬度的升高，g的值在增大；随着高度的增加，g的值将减小，因此不能认为物体的重力是恒定的。A错B对。C选项：由公式可以知道物体的重力仅与物体的质量与当地的重力加速度有关，与物体的运动状态无关，C错。D选项：用测力计竖直悬挂
12、重物只有静止时，物体对测力计的拉力才等于物体的重力，D错。答案：B点评：理解重力的关键：1.方向竖直向下2.重力的大小与物体的运动状态无关，随着高度和纬度的不同而不同。3.处于地球表面上的物体受到地球的吸引力可以分解为随地球自转所需要的向心力和重力。摩擦力知识点总结 知道摩擦力的产生条件；会判断摩擦力的有无并能确定摩擦力的种类及方向；理解滑动摩擦力，理解动摩擦因数与摩擦材料有关，与其他因素无关；会综合力学知识求解摩擦力的大小和方向问题；会对物体进行受力分析。摩擦力1.静摩擦力产生：两个相互接触的物体，有相对运动趋势时产生的摩擦力。作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动趋势的作用。产生条件：a：相
13、互接触且发射弹性形变b：有相对运动趋势c:接触面粗糙大小：根据平衡条件求解或牛顿运动定律求解。方向：总是与物体的相对运动趋势方向相反。2.滑动摩擦力产生：两个相互接触的物体，有相对运动时产生的摩擦力。作用效果：总是起着阻碍物体间相对运动的作用。产生条件：a：相互接触且发射弹性形变；b：有相对运动；c:接触面粗糙.大小：滑动摩擦力的大小与正压力成正比，即，N指正压力不一定等于物体的重力，误区提醒受力分析、力的合成与分知识点总结 考点1.受力分析1.概念：把研究对象在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受的力的示意图，这个过程就是受力分析。2.受力分析一般顺序：一般先分析场力（重力
14、、电场力、磁场力）；然后分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；最后分析摩擦力，对凡有弹力作用的地方逐一进行分析3.受力分析的重要依据：寻找对它的施力物体；寻找产生的原因；寻找是否改变物体的运动状态（即是否产生加速度）或改变物体的形状考点2.力的合成与分解1.合力与分力 定义：如果一个力产生的效果与几个力产生的效果相同，那这个力就叫做这几个力的合力，那几个力就叫做这一个力的分力。 合力与分力的关系是等效替代关系。2.力的合成与分解：求已知几个力的合力叫做力的合成，求一个力的分力叫做力的分解。考点3.平行四边形定则、三角形定则1.求解方法：求
15、两个互成角度的共点力F1,F2的合力，可以用表示F1,F2的有向线段为邻边作平行四边形，它的对角线的长度就为合力的大小，对角线的方向就为合力的方向。常见考法 受力分析是高中物理的基础，它贯穿于力学、电磁学等各部分.正确地对研究对象进行受力分析是解决问题的关键.若受力分析出错，则“满盘皆输”.受力分析单独考查的也有，但更多的是结合其他知识解决综合性问题. 平衡类问题不仅仅涉及力学内容,在电磁学中常涉及带电粒子在电场、磁场或复合场中的平衡,通电导体棒在磁场中平衡,但分析平衡问题的基本思路是一样的.1.分析平衡问题的基本思路(1)明确平衡状态(加速度为零);(2)巧选研究对象(整体法和隔离法);(3
16、)受力分析(规范画出受力示意图);(4)建立平衡方程(灵活运用力的合成法、正交分解法、矢量三角形法及数学解析法);(5)求解或讨论(解的结果及物理意义).2.求解平衡问题的常用规律(1)相似三角形法:通过力三角形与几何三角形相似求未知力.对解斜三角形的情况更显性.(2)拉密原理:三个共点力平衡时,每个力与另外两个力夹角的正弦之比均相等,这个结论叫拉密原理.表达式为:F1/sin =F2/sin =F3/sin (其中为F2与F3的夹角,为F1与F3的夹角,为F1与F2的夹角).(3)三力汇交原理:物体在同一个平面内三个力作用下处于平衡状态时,若这三个力不平行,则这三个力必共点,这就是三力汇交原
17、理.(4)矢量三角形法:物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成一个封闭的三角形,即这三个力的合力必为零,由此求得未知力.误区提醒1.受力分析时，有些力的大小和方向不能准确确定下来，必须根据物体受到的能够确定的几个力的情况和物体的运动状态判断出未确定的力的情况，要确保受力分析时不漏力、不添力、不错力.2.对于分析出的物体受到的每一个力都应找出其施力物体，不能无中生有，例如，物体做离心运动时，有可能会错把“离心力”当作物体受的力.3.合力和分力不能重复考虑，“性质力”与“效果力”不能重复考虑.例题1. 一个物体同时受到三个力作用，其大小分别是4N、5N、8N
18、，则其合力大小可以是A0N B10NC15N D20N答案：ABC解析：这种题目的处理方法：先找任意两个力的合力的范围，再与第三个力合成。4N和5N的合力范围在1N到9N之间，再和8N合成，最大的力便是9+8=17N，最小的力看能不能取到零，当然1N到9N之间可以取到8N，若此8N且与第三个力8N相反方向的话，那么这三个力的合力就为0N。所以三个力的合力的范围在0N到17N之间。所以此题选ABC。例题2. 木板B放在水平地面上，在木板B上放一重1200N的A物体，物体A与木板B间，木板与地间的摩擦因数均为0.2，木板B重力不计，当水平拉力F将木板B匀速拉出，绳与水平方向成30时，问绳的拉力T多
19、大？水平拉力多少？解析：对A受力分析，建立直角坐标系。如下图：实验二：验证力的平行四知识点总结一、实验目的 验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则。二、实验原理 如果使F1、F2的共同作用效果与另一个力F/的作用效果相同（使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与这一个力F/是否在实验误差允许范围内大小相等、方向相同，如果在实验误差允许范围内，就验证了力的平行四边形定则。三、实验器材 木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳套（两个），弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器，铅笔。四、实验步骤1用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。2用图钉把橡皮条的一端
20、固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。3用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。4用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。5. 只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向.按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F的图示。6比较F与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。五、注意事项1用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方
21、向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。2同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。3.使用弹簧测力时，拉力适当大一些。4.画力的图示时应该选择适当的标度。尽量使图画的大些，同一次实验中标度应该相同，要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。常见考法 每次实验保证结点位置保持不变,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法.由于力不仅有大小,还有方向，若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同,不满足合力与分力的关系,不能验证平行四边形定则.误区提醒 由弹簧测力计测量合力时必须使橡皮筋伸直,所以与
22、AO共线的合力表示由单个测力计测量得到的实际合力F，不共线的合力表示由作图法得到的合力F.例题1. 在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是 。本实验采用的科学方法是（ ）A. 理想实验法 B. 等效替代法C. 控制变量法 D. 建立物理模型法解析：在“验证力的平行四边形定则”的实验中用一根弹簧秤拉时肯定沿AO方向，若不是这说明实验操作错误，而根据平行四边形定则画出来的合力应该说肯定有误差。答案：F，B点评：要求会分析实验误差产生的原因。
23、牛顿第二定律知识点总结误区提醒超重与失重常见考法 这部分知识往往结合牛顿第二定律进行考查，分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.此类问题应注意两种模型的建立。 1.中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型,具有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,且一根绳(或线)中各点的张力大小相等,其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向。 (2)不可伸长:即无论绳子受力多大,绳子的长度不变,由此特点可知,绳子中的张力可以突变。刚性杆、绳(线)或接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其中弹力立
24、即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型来处理。 2.中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有以下几个特性: (1)轻:其质量和重力均可视为等于零,同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等。 (2)弹簧既能承受拉力,也能承受压力;橡皮绳只能承受拉力,不能承受压力。 (3)由于弹簧和橡皮绳受力时,要恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变。误区提醒 物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系,下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系. 例题1.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移
25、至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）解析：由图可知，在t0-t1时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具有向下的加速度，在t1-t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在t2-t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上的加速度，若电梯向下运动，则t0-t1时间内向下加速，t1-t2阶段匀速运动，t2-t3阶段减速下降，A正确；BD不能实现人进入电梯由静止开始运动，C项t0-t1内超重，不符合题意。答案：A 点评： (1)正确识图、用图理解好物理情景。(2)对超重、失重的理解：超重并不
26、是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生变化。在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等。实验三：探究a与F、m的关系知识点总结【导学目标】1.通过实验研究加速度与力、加速度与质量的关系。2.掌握实验数据处理的方法，能根据图像写出加速度与力、质量的关系式。【实验原理】1.如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力F(当mM时，F=mg
27、近似成立)测出小车的对应加速度a，由多组a、F数据作出加速度和力的关系a-F图线，探究加速度与外力的关系。2.保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量M，测出小车的对应加速度a，由多组a、M数据作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线，探究加速度与质量的关系。【实验器材】小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。【实验步骤】1.用调整好的天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。2.按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。3.平衡摩擦力：在长木板的不带定滑
28、轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。4.在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M和m记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。5.保持小车的质量不变，改变砂的质量(要用天平称量)，按步骤4再做5次实验。6.算出每条纸带对应的加速度的值。7.用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和桶的总重力(m+m)g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。探究加速度与外力的关系8.保持砂和小桶的质量不变，在
29、小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数1/(M+M)，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线。探究加速度与质量的关系。常见考法 这个实验即可以考查控制变量法这种科学实验方法、又可以考查验证牛顿第二定律，还可以考查纸带的处理，所以此实验在阶段性考试或者模拟考试、高考中所占的地位非常重要，同学们应该引起足够的重视。误区提醒1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要
30、让小车拖着打点的纸带运动.2.实验步骤2、3不需要重复,即整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.3.每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出.只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.4.改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.5.作图象时,要使尽可能多的点分布在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧.6.作图时两轴标度比例要选择适当,各量须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不至
31、于过密,误差会小些.7.为提高测量精度(1)应舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起点.(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每五个点标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s.例题1. 如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用钩码所受的重力作为_，用DIS测小车的加速度。改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。(单选题)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大答案：(1)小车的总质量，小车所受外力(2)在质量不变的条件下，加速度与外力成正比C点评：知晓研究思路、会分析实验误差产生的原因。
