高一物理实验专题

一、研究匀变速直线运动

（练习使用打点计时器)

1、电磁式打点计时器：6V以下的交流电。

电火花式打点计时器：220V的交流电。

2、交流电的频率为50HZ，打点间隔为0.02s

3、根据纸带算平均速度和瞬时速度

4、算各点的瞬时速度，描点法做出V—t图

实验：1、先开电源，然后释放小车。

2、开头过于密集的点舍掉，一般每5个点或每隔4个点取一个计数点，使相邻计数点之间时间间隔为T＝0.1s

数据处理：

计算法：根据纸带求某点瞬时速度和加速度

 

(1)求某点瞬时速度，如：

T  指相邻两点的时间间隔

（1）瞬时速度

（2）求加速度：

a、理想纸带（即ΔX相等）：

 

b、不理想纸带（即ΔX不相等）：用逐差法

注意化单位

数据处理：图象法：

1根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系，让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积。

2、此实验小车做匀加速直线运动，所以要用直线拟合数据点，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧，个别偏离较大点舍去

。

二、验证平行四边形定则

1. 实验目的：验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则

2. 实验原理：（1）两个力F₁、F₂的作用效果与一个力的作用效果相同：使像皮绳在某一方向伸长一定的（相同）长度。

（2）以F₁、F₂为邻边作平行四边形求出F₁、F₂的合力F，在误差允许的范围内比较与F。如果在误差允许的范围内与F相同，就验证了两个力合成时遵循平行四边形定则。

3. 实验器材：方木板一块；白纸；图钉（若干）；橡皮条；细绳套（两个）；弹簧秤（两只）；三角板；刻度尺；铅笔。

4. 实验条件：为使橡皮绳有较明显的伸长，同时弹簧测力计有较大的示数，两测力计所拉线绳之间的夹角不宜过大和过小，一般在60°～120°之间较合适。

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物理（必修一）——知识考点归纳

第一章：运动的描述

考点一：时刻与时间间隔的关系

时间间隔能展示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述，能够正确理解。如：

第4s末、4s时、第5s初……均为时刻；4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。

区别：时刻在时间轴上表示一点，时间间隔在时间轴上表示一段。

考点二：路程与位移的关系

位移表示位置变化，用由初位置到末位置的有向线段表示，是矢量。路程是运动轨迹的长度，是标量。只有当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。一般情况下，路程≥位移的大小。

考点三：速度与速率的关系

考点四：速度、加速度与速度变化量的关系

考点五：运动图象的理解及应用

由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系，所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中，经常用到的有x－t图象和v—t图象。

1.         理解图象的含义：

（1）x－t图象是描述位移随时间的变化规律

（2）v—t图象是描述速度随时间的变化规律

2.   明确图象斜率的含义：

（1）   x－t图象中，图线的斜率表示速度

（2）       v—t图象中，图线的斜率表示加速度

第二章：匀变速直线运动的研究

考点一：匀变速直线运动的基本公式和推理

1.       基本公式：

(1)    速度—时间关系式：

(2)    位移—时间关系式：

(3)    位移—速度关系式：

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物理必修一知识点

一、运动学的基本概念

1、参考系：描述一个物体的运动时，选来作为标准的的另外的物体。

运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。

参考系的选择是任意的，被选为参考系的物体，我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论，但选择时要使运动的描述尽量的简单。

通常以地面为参考系。

2、质点：

① 定义：用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。

② 物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点，要具体问题具体分析。

③物体可被看做质点的几种情况:

(1)平动的物体通常可视为质点．

(2)有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点．

(3)同一物体，有时可看成质点，有时不能．当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以．

[关键一点]

(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点，关键要看所研究问题的性质．当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，物体可视为质点．

(2)质点并不是质量很小的点，要区别于几何学中的“点”．

3、时间和时刻：

时刻是指某一瞬间，用时间轴上的一个点来表示，它与状态量相对应；时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔，用时间轴上的一段线段来表示，它与过程量相对应。

4、位移和路程：

位移用来描述质点位置的变化，是质点的由初位置指向末位置的有向线段，是矢量；

路程是质点运动轨迹的长度，是标量。

5、速度：

用来描述质点运动快慢和方向的物理量，是矢量。

（1）平均速度：是位移与通过这段位移所用时间的比值，其定义式为，方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。

（2）瞬时速度：是质点在某一时刻或通过某一位置的速度，瞬时速度简称速度，它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率，它是一个标量。

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▲平均速度

▲加速度

▲当初速度为0时

▲速度时间关系

▲匀变速直线运动的位移

▲中间时刻速度（匀变速直线运动平均速度）

▲匀变速直线运动在某段位移中点的瞬时速度

▲速度-位移公式

▲相同时间间隔内位移差 

▲自由落体速度、位移公式、、

▲按照连续相等的时间间隔分有：

①连续各个 末的速度的速度之比：

②前内通过的位移之比

③    连续各个内通过的位移之比：

▲  按照连续相等的位移分有：

①    末、2末、3末…速度之比

②前的位移所用时间之比

③    通过连续相等的各个所用时间之比

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第一讲实验研究匀变速直线运动

一、打点计时器

1．电磁打点计时器使用交流电压为 4V～6V的电源，当电源涉率是50Hz时，它每隔   0.02s 打一个点．

2．电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s 打一个点．

二、纸带的数据记录

1．取点的原则：从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带，舍掉开始比较密集的点迹，以便于测量位置取一个计数点A，然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示，取一个计数点B、C、D….这样每两个计数点间的时间间隔为T＝0.1s，计算比较方便．

2．从纸带读取长度的方法：利用毫米刻度尺．测出各点到A点的距离，算出相邻计数点间的距离s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆….由于毫米刻度尺的最小刻度是mm，读数时必须估读到mm的下一位 ．

三、实验原理

1．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法

设s₁、s₂、s₃……为纸带上相邻两个计数点之间的距离，若Δs＝s₂－s₁＝s₃－s₂＝s₄－s₃＝……＝常数，即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做匀变速直线运动．

2．由纸带求物体运动加速度的方法

(1)逐差法：根据s₄－s₁＝s₅－s₂＝s₆－s₃＝3aT²，求a₁、a₂、a₃，再算出a₁、a₂、a₃的平均值即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度．

设T为相邻两计数点之间的时间间隔，则

a₁＝，a₂＝，a₃＝

加速度的平均值为a＝

“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s₁、s₂、s₃……，以减小偶然误差．

(2)用v－t图象求加速度：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即v_n＝，求出打各个计数点时纸带的瞬时速度，再作出v－t图象，图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度．

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物理（必修一）——知识考点归纳

第一章.运动的描述

考点一：时刻与时间间隔的关系

时间间隔能展示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述，能够正确理解。如：

第4s末、4s时、第5s初……均为时刻；4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。

区别：时刻在时间轴上表示一点，时间间隔在时间轴上表示一段。

考点二：路程与位移的关系

位移表示位置变化，用由初位置到末位置的有向线段表示，是矢量。路程是运动轨迹的长度，是标量。只有当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。一般情况下，路程≥位移的大小。

考点三：速度与速率的关系

考点四：速度、加速度与速度变化量的关系

考点五：运动图象的理解及应用

由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系，所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中，经常用到的有x－t图象和v—t图象。

1.         理解图象的含义

（1）   x－t图象是描述位移随时间的变化规律

（2）       v—t图象是描述速度随时间的变化规律

2.       明确图象斜率的含义

（1）   x－t图象中，图线的斜率表示速度

（2）       v—t图象中，图线的斜率表示加速度

第二章.匀变速直线运动的研究

考点一：匀变速直线运动的基本公式和推理

1.       基本公式

(1)    速度—时间关系式：

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1.4实验：用打点计时器测速度

一、练习使用打点计时器

  电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，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火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一次点。

如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。

二、注意事项

①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。

②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。

③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。

④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。

三、对打上点的纸带进行数据处理

目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动况。设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。如果数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为t=(N-1)T。如果测出这N个点之间的总距离s，则t时间内纸带运动的平均速度为

      

如果纸带做匀速直线运动，此式计算出来的就是纸带的运动速度。

2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律

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