有机化学实验专题复习讲义

一、复习要点

①反应原理（方程式），②反应装置特点及仪器的作用，③有关试剂及作用，④反应条件，⑤实验现象的观察分析与记录，⑥操作注意事项，⑦安全与可能事故的模拟处理，⑧其他（如气密性检验，产物的鉴别与分离提纯，仪器的使用要领）

二、主要有机制备实验(原理装置操作方法见附页)

①C₂H₄、C₂H₄的制取，②苯的溴代与硝化，③石油蒸馏、④乙酸乙酯的制取，⑤肥皂的制取，

三、有机性质实验(CH_4、、C₂H₄、C₂H₄的性质，乙醇、苯酚、乙醛的性质，卤代烃的性质，糖类的性质，蛋白质的性质)

四、官能团的特征反应       

(1)    遇溴水或溴的CCl₄溶液褪色：C═C或C≡C；

(2)    遇FeCl₃溶液显紫色, 遇浓溴水产生白色浑：酚；

(3)    遇石蕊试液显红色：羧酸；

(4)    与Na反应产生H₂：含羟基化合物（醇、酚或羧酸）；

(5)    与Na₂CO₃或NaHCO₃溶液反应产生CO₂：羧酸；

(6)    与Na₂CO₃溶液反应但无CO₂气体放出：酚；

(7)    与NaOH溶液反应：酚、羧酸、酯或卤代烃；

(8)    发生银镜反应或与新制的Cu(OH)₂悬浊液共热产生红色沉淀：醛；

(9)    常温下能溶解Cu(OH)₂：羧酸；

(10)能氧化成羧酸的醇：含“─CH₂OH”的结构（能氧化的醇，羟基相“连”的碳原子上含有氢原子；能发生消去反应的醇，羟基相“邻”的碳原子上含有氢原子）；

(11)能水解：酯、卤代烃、二糖和多糖、酰胺和蛋白质；

(12)  既能氧化成羧酸又能还原成醇：醛；

(13)  卤代烃的水解，条件：NaOH, 水，取代；②NaOH, 醇溶液，消去。

(14)蛋白质（分子中含苯环）与浓HNO₃反应后显黄色。

五、有机物的分离，提纯

1．甲烷气体中有乙烯或乙炔（除杂）（溴水）

2．己烷中有己烯（除杂）    （酸性KMnO₄）

3．醋酸钠固体中有萘（除杂和分离）（升华）

4．苯有甲苯（除杂）  （先酸性KMnO₄、再NaOH）

5.苯中有苯酚（除杂和分离）（NaOH、分液）   

6.乙醇中有水（分离和提纯）（CaO、蒸馏）

7.乙酸乙酯中有乙醇和乙酸（除杂）（饱和Na₂CO₃）

8.溴苯中有溴（除杂）      （NaOH、分液）

9.硝基苯中有硝酸或NO₂（除杂）（NaOH、分液）

10.硝基苯中有苯磺酸（除杂和分离）（NaOH、蒸馏）

11.蛋白质溶液中有少量食盐（除杂）（清水、渗析）

12.硬脂酸钠溶液中有甘油（提纯）（NaCl）

13．蛋白质中有淀粉（除杂）  （淀粉酶、水）

14.己烷中有乙醇（除杂和分离）（水洗、分液）

15．乙醇中有乙酸（除杂）（NaOH或CaO、蒸馏）

16．乙酸乙酯中有水（除杂）（无水Na₂SO₄）

17．苯酚中有苯甲酸（除杂）（NaHCO3、蒸馏）

18．肥皂中有甘油（除杂和分离）（NaCl、盐析）

19．淀粉中有NaCl（除杂）（渗析）

六、常见有机物的鉴别（要注意试剂的选择）

1.甲烷、乙烯与乙炔的鉴别       (燃烧)

2.烷烃与烯烃的鉴别       （溴水或酸性KMnO₄）

3.烷烃与苯的同系物的鉴别（酸性KMnO₄）

4.卤代烃中卤素元素的鉴别（NaOH、HNO₃、AgNO₃）

5.醇与羧酸的鉴别                      （指示剂）

6.羧酸与酯的鉴别                                             

（1）乙酸与乙酸乙酯的鉴别（水）

（2）乙酸与甲酸甲酯的鉴别（水）

（3）甲酸与乙酸的鉴别（新制的Cu(OH) ₂）

（4）甲酸与甲醛的鉴别（新制的Cu(OH) ₂）

7.醛与酮的鉴别（新制的Cu(OH) ₂或银氨溶液）

8.酚与芳香醇的鉴别（浓溴水）

9.淀粉与纤维素的鉴别（淀粉酶）

10.蛋白质的鉴别，与浓HNO₃反应后显黄色。

11.甘油与乙醛鉴别 （银氨溶液、Cu(OH) ₂）

12.甘油与甲醇    （Cu(OH) ₂）

有机性质实验设计训练

1、有八种物质：①甲烷、②苯、③聚丙烯、④聚异戊二烯、⑤2一丁炔、⑥环己烷 ⑦邻二甲苯⑧裂解气，既能使酸性KMnO₄溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的是：

A、③④⑤⑦⑧       B、④⑤⑧    C、④⑤⑦⑧      D、③④⑤⑧

2、一定量的有机物溶解于适量的NaOH溶液中，滴入酚酞试液呈红色，煮沸5 min后，溶液颜色变浅，再加入盐酸显酸性后，沉淀出白色晶体；取少量晶体放到溶液中，溶液又呈紫色，则该有机物可能是（　）

　　A．　　　　　　　B．

C．　　　　　　　　D．

3、下列实验能达到预期目的的是   (BC    )

A. 证明纤维素水解产物为葡萄糖：取加热至亮棕色的纤维素水解液少许，滴入新制的Cu(OH)₂悬浊液，加热煮沸

B．定性检验C₂H₅Cl中的氯元素：将C₂H₅Cl和NaOH溶液混合加热煮沸后，加过量的HNO₃酸化，再加AgNO₃

C．混有乙酸、乙醇杂质的乙酸乙酯用饱和Na₂CO₃溶液进行除杂提纯

D. 将饱和氯化铁溶液滴入NaOH溶液中，制取红褐色氢氧化铁胶体

4、下列家庭化学小实验不能达到预期目的的是  (CD     )

A．用醋，澄清石灰水验证蛋壳中含有碳酸盐     

B．用碘酒验证汽油是否为裂化汽油

C．用鸡蛋白、氯化钡、水完成蛋白质的溶解、盐析实验

D.用米汤检验食用加碘盐中是否含有碘

5、下列各实验现象能用同原理解释的是bc

A、苯酚、乙烯都能使溴水褪色

B、稀硫酸加入铜粉不反应，再加入硝酸钠或硫酸铁后，铜粉溶解

C、葡萄糖和福尔马林与新制的氢氧化铜悬浊液共热，都产生红色沉淀

D、将SO₂通入氯化钡溶液至饱和，再加入足量硝酸或苛性钠溶液，都产生白色沉淀

6、(1)无水乙酸又称冰醋酸（熔点16.6℃）。在室温较低时，无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时，你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸。

答：                    (03广东化)

(2)设计实验，验证有机物CH₂=CHCHO中所含的官能团

(3)设计一个实验证明油酸C₁₇H₃₃COOH具有不饱和性和酸性。

(4) 设计一个实验证明氯代烷烃中含有氯元素。

7. 现有下列A、B两组物质：

  A组：，，

B组：，银氨溶液，水溶液，醇溶液。

试回答：A组中                       能跟B组中所有物质在一定条件下发生反应，其中属于酯化反应的化学方程式为                            。

有机制备实验设计训练

1、实验室用溴和苯反应制取溴苯。得到粗溴苯后，要用如下操作精制：① 蒸馏  ②水洗  ③ 用干燥剂干燥  ④ 10%NaOH溶液洗  ⑤ 水洗  正确的操作顺序是     (  B  )

       A. ①②③④⑤                        B. ②④⑤③①(00江淅吉)

       C. ④②③①⑤                        D. ②④①⑤③

2、下列实验能获得成功的是a

A、用纯碱溶液可鉴别出CCl₄、C₆H₆、C₂H₅OH、CH₃COOH

B、用溴水、苯、铁屑制取溴苯

C、将无水乙醇加热到170⁰C制取乙烯

D、将冰醋酸、乙醇和2mol/L的硫酸加热制取乙酸乙酯

3、实验室里用加热正丁醇、溴化钠和浓H₂SO₄的混合物的方法来制备1一溴丁烷时，还会有烯、醚和溴等产物生成。反应结束后将反应混合物蒸馏，分离得到1一溴丁烷，已知有关的有机物的性质如下：

（1）生成1一溴丁烷的反应化学方程式是                               

（2）反应中由于发生副反应而生成副产物的反应类型有                  

（3）生成1一溴丁烷的反应装置应选用上图中的        （填序号）反应加热时的温度t₁，应

控制在       100℃（填＜、＞或＝）

（4）反应结束后，将反应混合物中1一溴丁烷分离出，应选用的装置是            ，

该操作应控制的温度t₂范围是              。

（5）在最后得到1一溴丁烷的产物中，可能含有的杂质主要是           ，将其进一步除去的方法是                                                      。

4、实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是：

已知苯甲醛易被空气氧化：苯甲醇沸点为205.3℃；苯甲酸熔点121.7℃，沸点为249℃，溶解度为0.34g；乙醚沸点为34.8℃，难溶于水，制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示：

试根据上述信息回答：

（1）操作I的名称是      ，乙醚溶液中所溶解的主要成份是         。

（2）操作II的名称是        。

（3）操作Ⅲ的名称是      ，产品乙是       。

（4）操作II中温度计水银球上沿x放置的位置应为     （图 a、b、c或d），该操作中，除需带支管烧瓶、温度计外，还需的玻璃  仪器是       ，收集产品甲的适宜温度为          。

有机物的分离提纯签别

1.下列各组物质仅用溴水即可鉴别的是(       ).

A.  苯     己烷     己烯          B．己烷   己烯     己炔

C．苯   四氯化碳    苯酚          D．裂化汽油   四氯化碳    己烯

2.下列各组物质可用分液漏斗分离的正确组合是(     )

①乙醇和乙酸   ②葡萄糖溶液和蔗糖溶液   ③苯和食盐水    ④苯和苯酚

⑤乙酸乙酯和乙醇   ⑥甲酸乙酯和纯碱溶液

A.③⑥    B.  ①③④⑥    C.  ①②④⑥    D.  ③⑤⑥

3. 下列实验所采取的方法正确的是   (    )

A.除去苯中的苯酚,加入溴水后过滤     B.区别乙酸, 乙醇,乙醛,加入Cu(OH)₂悬浊液后加热.

C. 分离苯和溴苯,加水后分液      D. 除去乙酸乙酯中乙酸, 加入饱和纯碱溶液,振荡静置后分液.

4.鉴别甲苯、苯乙烯、苯酚溶液、丙烯酸溶液、乙醇，可选用的试剂是  （  ）

A.KMnO₄溶液、FeCl₃溶液  B.溴水、KMnO₄溶液  C.NaOH溶液、FeCl₃溶液  D.溴水、Na₂CO₃溶液

5.提纯分离下述物质时，采用的方法与制取无水乙醇的方法相同的是   （     ）

A.分离硬脂酸和甘油     B.除去乙醛中少量醋酸    C.分离苯酚和苯     D.分离乙烷和乙醇

6.欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚，有下列操作：①蒸馏；②过滤；③静置分液；④加入足量金属钠；⑤通入过量的CO2；⑥加入足量的NaOH溶液；⑦加入足量的FeCl3溶液；⑧加入乙酸与浓酸混合液加热。合理的步骤程序是(     )

A.④⑤③              B.⑥①⑤③       C.⑧①            D.⑧②⑤③

7.下面实验中需要使用温度计的是……（B、E、F、H ）
A、制溴苯 B、制硝基苯 C、乙醛的银镜反应 D、制酚醛树脂 E、测定硝酸钾的溶解度 F、分馏石油 G、纤维素水解 H、制乙烯 I、制乙酸乙酯 J、用新制氢氧化铜悬浊液检验葡萄糖

温度计 水浴加热小结

1、中学化学实验中常见的使用温度计有如下3种情形①温度计的液泡浸没在液体反应物液面以下；②温度计的液泡置于水浴中；③温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处。下列实验使用温度及正确的是……（ B）
  A、苯的硝化反应---①                   B、酒精和浓硫酸混合加热制乙烯---①
C、测定硝酸钾在水中的溶解度---③       D、分离苯和硝基苯的混合物---②

2、不能用水浴加热的实验是                                           (  D  )

Ａ. 苯的硝化反应           Ｂ. 银镜反应

    Ｃ. 制酚醛树酯             Ｄ. 由乙醇制乙烯(95上海)

3、A ~ D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图。

    (1) 请从① — ⑧中选出必须使用温度计的实验，把编号填入最适宜的装置图A ~ C下的空格中(多选要倒扣分)。(98MCE)

① 酒精和浓硫酸混合加热制乙烯             ② 电石跟水反应制乙炔

       ③ 分离苯和硝基苯的混合物                 ④ 苯跟溴的取代反应

       ⑤ 石油分馏实验                           ⑥ 浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气

       ⑦ 测定硝酸钾在水中的溶解度               ⑧ 食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢

       (2) 选用装置D做苯的硝化实验，D中长玻璃管的作用是：______________________。

 

第二篇：20xx届高三人教版物理一轮复习实验专题导学案(6)验证机械能守恒定律

实验六　验证机械能守恒定律

一、实验目的

通过实验验证机械能守恒定律．

二、实验原理

如图1所示，质量为m的物体从O点自由下落，以地面作为零重力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A和B的机械能守恒

即mv＋mgh_A＝mv＋mgh_B

上式亦可写成mv－mv＝mgh_A－mgh_B.

等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，可以直接

从开始下落的O点至任意一点(如图1中A点)来进行研究，这时应有：mv＝mgh，即为本

实验要验证的表达式，式中h是物体从O点下落至A点的高度，v_A是物体在A点的瞬时速度．

三、实验器材

打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重物，刻度尺，导线两根．

四、实验步骤

1．安装置：按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架

台上，接好电路．

2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点

计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的

地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．

更换纸带重复做3～5次实验．

3．选纸带：分两种情况说明

(1)用mv＝mgh_n验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm的纸带．

(2)用mv－mv＝mgΔh验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，只要后面的点迹清晰就可选用．

五、数据处理

方法一：利用起始点和第n点计算

代入mgh_n和mv，如果在实验误差允许的条件下，mgh_n和mv相等，则验证了机械能守恒定律．

方法二：任取两点计算

(1)任取两点A、B测出h_AB，算出mgh_AB.

(2)算出mv－mv的值．

(3)在实验误差允许的条件下，若mgh_AB＝mv－mv，则验证了机械能守恒定律．

方法三：图象法

从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v²，然后以v²为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出v²－h图线．若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律．

六、误差分析

1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔE_k稍小于重力势能的减少量ΔE_p，即ΔE_k<ΔE_p，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．

2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来减小误差．

七、注意事项

1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力．

2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．

3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．

4．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．

5．速度不能用v_n＝gt_n或v_n＝计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用v_n＝gt_n计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算．同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用h_n＝gt或h_n＝计算得到．

记忆口诀

自由落体验守恒，阻力减小机械能.

仪器固定竖直向，先开电源物后放.

开头两点两毫米，从头验证式容易.

不管开头看清晰，任取两点就可以.

图象验证也很好，关键记住两坐标.

例1　某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图3所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．

　

图3

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是__________，理由是_______________________________.

(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图4所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02 s，请根据纸带计算出B点的速度大小为________m/s.(结果保留三位有效数字)

图4

(3)该小组内同学根据纸带算出了相应点的速度，作出v²－h图线如图5所示，请根据图线计算出当地的重力加速度g＝________m/s².(结果保留两位有效数字)

图5

　　　　　　　　　17.力学设计性实验的处理方法

例2　为了测定木块与木板之间的动摩擦因数，利用现有的器材：木板、木块、弹簧测力计、刻度尺、秒表、砂桶与砂．如图6所示，有人设计了下面三种实验方案：(1)设法使木板静止，增减右面砂桶内的砂，使木块在木板上匀速运动，并测出木块、砂与砂桶的重力；(2)用手拉弹簧测力计保持其静止、水平，然后用力F拉木板向左运动，并读出弹簧测力计的示数，称出木块的重力；(3)把木板倾斜一定角度且固定，让木块从木板顶端由静止释放，使木块加速滑到底端，并测出下滑时间及相应各长度．

图6

1．如果这三个实验的操作正确无误，测动摩擦因数最准确而且最简单的实验方案是______________．

2．试从实验原理上对每个方案作出简要分析和评价．

方案(1)________________ ____________________________________________________

________________________________________________________________________；

方案(2)_________ _____________________________________________________________

________________________________________________________________________；

方案(3) ______________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

方法提炼　设计性实验题目的解决步骤

(1)找原型：把教材中的实验原型或者相关的物理理论知识在头脑中完整、准确地重现出来；

(2)找差别：将实验中所给器材与实验原型中器材进行对比，看一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求，再看一个“多”给了什么器材，注意“多给”的器材往往就是解决问题的金钥匙；

(3)定原理：实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用(或还需要)哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤，而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材(条件)和实验要求，它们相辅相成，互为条件；

(4)定方案：根据与原型实验对比的结果和确定的实验原理与器材，确定需要测量的物理量，来确定实验方案与步骤．

跟踪训练　用如图7实验装置验证 m ₁、 m ₂组成的系统机械能守恒． m ₂从

高处由静止开始下落，m₁上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点

迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图8给出的是实验中获取的

一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未

标出)，计数点间的距离已在图中标出．已知m₁＝50 g、m₂＝150 g，则

(g取10 m/s²，结果保留两位有效数字)

图8

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件

B．将打点计时器接到直流电源上

C．先释放m₂，再接通电源打出一条纸带

D．测量纸带上某些点间的距离

E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能

其中操作不当的步骤是__________(填选项对应的字母)．

(2)在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；

(3)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔE_k＝________ J，系统势能的减少量ΔE_p＝______J，由此得出的结论是_____________________________________________________

________________________________________________________________________；

(4)若某同学作出v²－h图象如图9所示，写出计算当地重力加速度g的表达式________________，并计算出当地的实际重力加速度g＝________m/s².

图9

1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是       (　　)

A．重物质量的称量不准会造成较大误差

B．重物质量选用得大些，有利于减小误差

C．重物质量选用得小此，有利于减小误差

D．若纸带下落较打点早，会造成较大误差

2．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是                  (　　)

A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越少，误差就越小

B．实验时需称出重物的质量

C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差都一定较大

D．处理打点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法

3．用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作得到如图10所示的纸带．其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中(单位：cm)

图10

已知打点计时器的电源频率为50 Hz，重物质量为m，当地重力加速度g＝9.80 m/s².

(1)图中的数据不符合有效数字读数要求的是__________．

(2)该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重物重力势能的减少量为________，接着从打点计时器打下的第一个点O数起，数到图中B点是打点计时器打下的第9个点，他用v_B＝gt计算和B点对应的重物的瞬时速度，得到动能的增加量为________(均保留三位有效数字)．这样他发现重力势能的减少量________(填“大于”或“小于”)动能的增加量，造成这一错误的原因是____________________________

________________________________________________________________________.

(3)若某同学所选的纸带中，设打O点时释放物体，打点计时器打A点时物体速度大小为v，该同学在实验报告中称：

测得v＝2.36 m/s，h＝27.73 cm，据此可得：

v²＝2.785 m²/s²，gh＝2.718 m²/s².

在误差范围内两者相等，即机械能守恒定律得证．

老师批阅：“数据非实验所得！”其理由是_________________________________________

________________________________________________________________________.

4．如图11为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材

为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带，带铁夹的重锤、

天平．回答下列问题：

(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有  

________．(填入正确选项前的字母)

A．米尺

B．秒表

C．0～12 V的直流电源

D．0～12 V的交流电源

(2)下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器材

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上

C．用天平测出重锤的质量

D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带

E．测量纸带上某些点间的距离

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中操作不当的步骤是____________．

(3)实验中误差产生的原因有__________________________________________________

__________________________________.(写出两个原因)

(4)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图12所示．使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a＝______________.(用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示)

图12

答案

课堂探究

例1　(1)见解析　(2)1.37　(3)9.75

解析　(1)甲　采用图乙实验时，由于小车与斜面间存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小车在下滑的过程中机械能不守恒，故图乙不能用于验证机械能守恒定律

例2　1.(2)　2.木块匀速不易调节和判断　滑动摩擦力的大小可直接从弹簧测力计读出，与木板运动性质无关　时间、长度的测量都会产生误差，且测量过程和步骤较多

1．安全：在三个方案中都不存在安全问题；

2．可行：根据题目中给出的器材，方案(1)中保证木板静止，用弹簧测力计测量木块、砂桶与砂的重力都能做到，可是要想保证木块在木板上匀速运动就比较困难了．

方案(1)：不具有可操作性，所以排除方案(1)．

方案(2)：弹簧测力计静止，木块也静止，拉动木板运动时，木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和木板的滑动摩擦力作用而平衡，所以弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力F_f的大小，而且在拉动木板的过程中，不用担心木板是否在做匀速直线运动，只要使木板运动，保证木板与木块之间是滑动摩擦力就可以了．然后测量出木块的重力G，则动摩擦因数μ＝F_f/G，即方案(2)具有可操作性．

方案(3)：对沿木板做匀加速直线运动的木块受力分析，根据牛顿第二定律列出方程：mgsin θ－μmgcos θ＝ma.再用秒表测出下滑的时间t，用刻度尺测出木块做匀加速直线运动的位移x，则x＝at².最后用刻度尺测出夹角θ的对边和邻边的长度，求出sin θ和cos θ的大小，把以上各式联立，就可以求出μ的大小．

比较方案(2)、方案(3)可知方案(3)中需要测量的物理量多，测量不方便，造成的误差较大，所以应选择方案(2)．

跟踪训练　(1)BC　(2)2.4　(3)0.58

0．60　在误差允许的范围内，m₁、m₂组成的系统机械能守恒　(4)g＝v²

9．7

随堂训练

1．BD　2.D

3．(1)15.9 cm　(2)1.22 m　1.23 m　小于

测得的高度比自由落体运动对应下落的实际高度小　(3)见解析

解析　(3)由于阻力的存在，在下落过程中重力势能的减少量不可能小于其动能的增加量．

4．(1)AD　(2)B　(3)见解析

(4)

解析　(3)纸带与打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算势能变化时，选取初末两点距离过近；交流电频率不稳定(写出任意两个即可)．