浙江省高三物理復習 第14章 第3講 與力相關(guān)的實驗課件

實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系一、實驗目的探究彈簧的伸長與彈力的關(guān)系二、實驗步驟1將彈簧懸掛在鐵架臺上2測出彈簧的原長3在彈簧下掛鉤碼，依次增加鉤碼的個數(shù)(如圖示)4記錄各次所掛鉤碼的重量和所對應的彈簧的長度三、數(shù)據(jù)處理1依次算出彈簧下掛不同鉤碼時，所對應的彈簧的伸長量2畫出彈力F隨伸長量x變化的關(guān)系曲線四、結(jié)論彈簧彈力F與伸長量成正比實驗三：探究求合力的方法探究求合力的方法是高中物理新課標(必修1)新增加的探究實驗，目的是用等效的思想(即合力產(chǎn)生的效果與幾個分力產(chǎn)生的效果相同)，來探究幾個力的合成，進而得到平行四邊形定則實驗四：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一、實驗目的：驗證牛頓第二定律，即物體的質(zhì)量一定時，加速度與作用力成正比；作用力一定時，加速度與質(zhì)量成反比.MmmmagTmgMmMmMmTmg ? ?利用沙及沙桶通引小做加速的方法，采用控制量法研究上述系如所示，通適的，使小所受的阻力忽略，和做加速，可以得到 ，可近似小所受的拉力 等二原：于、理過細線牽車運動變兩組關(guān)圖過當調(diào)節(jié)車當運動時當時認為實驗車本實驗第一部分保持小車的質(zhì)量不變，改變m的大小，測出相應的a，驗證a與F的關(guān)系；第二部分保持m不變，改變M的大小，測出小車運動的加速度a，驗證a與M的關(guān)系建立坐標系，用縱坐標表示加速度，橫坐標表示力，在坐標系上描點，畫出相應的圖線以驗證a與F的關(guān)系在驗證a與M的關(guān)系時，作圖時應將橫軸用1/M表示，這樣才能使圖象更直觀一、探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系例1、(2009廣東理科基礎(chǔ)）一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖1431所示下列表述正確的是()Aa的原長比b的長Ba的勁度系數(shù)比b的大Ca的勁度系數(shù)比b的小D測得的彈力與彈簧的長度成正比圖1431解析：圖象中的斜率表示勁度系數(shù)，可知a的勁度系數(shù)比b的大，B正確C錯誤；與l的截距表示原長，則a的原長比b的短，A錯顯然彈力與彈簧長度不成正比，D錯答案為B。變式訓練1、某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上當彈簧自然下垂時，指針指示的刻度數(shù)值記作L0，彈簧下端掛一個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L1；彈簧下端掛兩個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L2掛七個50g的砝碼時，指針指示的刻度數(shù)值記作L7.下表記錄的是該同學已測出的6個值，其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤，它們的代表符號分別是_和_實驗中，L3和L7兩個值還沒有測定，請你根據(jù)圖1432將這兩個測量值填入記錄表中代表符號L0L1L2L3L4L5L6L7刻度數(shù)值/cm1.703.405.108.6010.312.1圖1432為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：d1L4L06.90cm，d2 L5L16.90cm，d3L6L27.00cm請你給出第四個差值：d4_cm.根據(jù)以上差值，可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量L、L用d1、d2、d3、d4表示的式子為：L_，代入數(shù)據(jù)解得L_cm.計算彈簧的勁度系數(shù)k_N/m.(g取9.8m/s2)解析：讀數(shù)時應估讀一位，所以其中L5、L6兩個數(shù)值在記錄時有誤根據(jù)實驗原理可得后面幾問的結(jié)果L5；L66.85(6.846.86)；14.05(14.0414.06)L7L3；7.20(7.187.22) ；1.7528.00 dddd 123444二、探究求合力的方法例2、(2010廣東聯(lián)考)在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩另一端系著繩套B、C(用來連接彈簧測力計)其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩在實驗中，如果只將細繩換成橡皮筋，其他步驟沒有改變，那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化？答：_.(選填“變”或“不變”)不變本實驗采用的科學方法是_A理想實驗法 B等效替代法C控制變量法 D建立物理模型法 解析：不變 BB變式訓練2、(2009山東卷)某同學在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細繩、白紙、釘子，設計了如下實驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細繩掛一重物如圖1433所示 圖1433為完成實驗，下述操作中必需的是_a測量細繩的長度b測量橡皮筋的原長c測量懸掛重物后橡皮筋的長度d記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是_答案：bcd 更換不同小重物bcd更換不同小重物三、加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系例2、(2010廣州一摸)用如圖1434(甲)所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力(1)某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖(乙)，直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止請問這位同學的操作是否正確？如果不正確，應當如何進行？圖1424(2)如果這位同學先如(1)中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M(小車質(zhì)量)保持不變情況下的aF圖線是下圖中的_(將選項代號的字母填在橫線上)(3)如圖1435所示，打點計時器使用的交流電頻率f50Hz.下圖是某同學在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出寫出用x1、x2、x3、x4以及f來表示小車加速度的計算式：a_.根據(jù) 紙 帶 所 提 供 的 數(shù) 據(jù) ， 算 得 小 車 的 加 速 度 大 小 為_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖1435解析：(1)平衡摩擦力的要點是把有打點計時器的那一端適當抬高，給小車一個初速度，小車能勻速下滑，則小車所受摩擦力和小車的重力沿斜面向下的分力平衡，則小車所受繩子的拉力可認為小車所受的合外力，達到平衡摩擦力的作用故第(1)問的答案應為：該同學的操作不正確，正確的操作應該為給小車一個初速度，小車能夠勻速下滑(2)該同學做實驗時實際上是平衡摩擦力過度，故沒有拉力F之前已經(jīng)有加速度，故C正確 xxxxfa.ma/.,s234122100 0360采用逐差法得算加速度的表式代入據(jù)解得計達數(shù)變式訓練3、(2010年中山一模)在探究“牛頓第二定律”時，某小組設計雙車位移比較法來探究加速度與力的關(guān)系實驗裝置如圖1436所示，將軌道分上下雙層排列，兩小車后的剎車線穿過尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時進行控制(未畫出剎車系統(tǒng))通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大小實驗次數(shù)小車拉力F/N位移x/cm拉力比F甲/F乙位移比x甲/x乙1甲0.122.30.500.51乙0.243.52甲0.229.00.670.67乙0.3 43.03甲0.3 41.00.750.74乙0.4 55.4通過比較兩小車的位移來比較兩小車的加速度大小，是因為位移與加速度的關(guān)系式為_已知兩車質(zhì)量均為200g，實驗數(shù)據(jù)如表中所示：分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：_.該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是_為了減小實驗的系統(tǒng)誤差，你認為還可以進行哪些方面的改進？(只需提出一個建議即可)_.xataFxF() 212解析：；在差范小量保持不，由于明；控制同和同停止；整木板平衡摩擦力 或使砝和砝的量小于小的量等 。實驗誤圍內(nèi)當車質(zhì)變時說兩車時運動時調(diào)兩碼盤碼總質(zhì)遠車質(zhì)