专题十四：力学实验，一探究竟必备知识一、长度测量仪器游标卡尺(不估读)(1)读数：测量值＝主尺读数(mm)＋精度×游标尺上对齐刻线数值(mm)。(2)常用精确度：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。螺旋测微器(需估读)测量值＝固定刻度＋可动刻度(带估读值)×0.01mm二、时间测量仪器1．打点计时器计时器种类工作电源电压打点间隔电磁打点计时器交流50Hz,4～6V0.02s电火花计时器交流50Hz，220V0.02s2．频闪照相机其作用和处理方法与打点计时器类似，它是用等时间间隔获取图像信息的方法，将物体在不同时刻的位置记录下来，使用时要明确频闪的时间间隔。实验一：研究匀变速直线运动（一）实验原理——匀变速直线运动的判断1．若直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，即Δx＝aT，则物体做匀变速直线运动。（1）x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离。（2）Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2…。（3）T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02ns（打点计时器的频率为50Hz，n为两计数点间计时点的间隔数）。（4）Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等。2．利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v−t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。3．沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…，则说明物体在相等时间Δt内速度的增量相等，即a＝＝＝＝…，由此说明物体在做匀变速直线运动。（二）数据处理1．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn＝来计算。即用该点的前面一点到这一点的后面一点间的距离除以2T，即vn＝。dn+1为第n+1个点到计数起点的距离，dn－1为第n－1个点到计数起点的距离。2．利用纸带求物体加速度的两种方法（1）逐差法：如图所示，由xn－xm＝(n－m)aT2，可得：a1＝，a2＝，a3＝，所以a＝＝。（2）图像法：由vn＝，求出相应点的速度。确定各计数点的坐标值(T，v1)，(2T，v2)，…，(nT，vn)。画出vt图像，图线的斜率为物体做匀变速直线运动的加速度。（三）注意事项1．平行、靠近：纸带、细绳要和木板平行，小车运动要平稳。释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带。3．防止碰撞：要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。4．减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集。小车的加速度适当大些可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地打出6～7个计数点为宜。5．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出各计数点到计数起点0之间的距离）。读数时估读到毫米的下一位。6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位（避免所描点过密或过疏，而导致误差过大），仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。（四）实验的改进与创新1．实验器材替代：（1）光电门与计时器相连可以测出物块通过光电门的时间Δt。（2）两光电门同时与计时器相连，可测出物块在两光电门间运动时间。2．速度的测量方法：光电门与计时器相连可以测出物块通过光电门的时间Δt。由于Δt很短，从而可用v＝求出物块通过光电门的瞬时速度。3．获得加速度方法改进：增大长木板倾斜角或在斜面上完成实验，利用重力获得加速度，如图甲、乙所示。靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度。加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度。4．数据处理的创新（1）利用物体分别经过两个光电门的时间Δt1和Δt2，确定物体经过它们...