浙江省高三物理复习讲与力相关的实验PPT课件.ppt

第3讲与力相关的实验 1 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系一 实验目的探究弹簧的伸长与弹力的关系二 实验步骤1 将弹簧悬挂在铁架台上2 测出弹簧的原长3 在弹簧下挂钩码 依次增加钩码的个数 如图示 4 记录各次所挂钩码的重量和所对应的弹簧的长度 2 三 数据处理1 依次算出弹簧下挂不同钩码时 所对应的弹簧的伸长量2 画出弹力F随伸长量x变化的关系曲线四 结论弹簧弹力F与伸长量成正比 3 实验三 探究求合力的方法探究求合力的方法是高中物理新课标 必修1 新增加的探究实验 目的是用等效的思想 即合力产生的效果与几个分力产生的效果相同 来探究几个力的合成 进而得到平行四边形定则 4 实验四 探究加速度与力 质量的关系一 实验目的 验证牛顿第二定律 即物体的质量一定时 加速度与作用力成正比 作用力一定时 加速度与质量成反比 5 6 本实验第一部分保持小车的质量不变 改变m的大小 测出相应的a 验证a与F的关系 第二部分保持m不变 改变M的大小 测出小车运动的加速度a 验证a与M的关系 建立坐标系 用纵坐标表示加速度 横坐标表示力 在坐标系上描点 画出相应的图线以验证a与F的关系 在验证a与M的关系时 作图时应将横轴用1 M表示 这样才能使图象更直观 7 一 探究弹力和弹簧伸长的关系例1 2009 广东理科基础 一个实验小组在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 使用两条不同的轻质弹簧a和b 得到弹力与弹簧长度的图象如图14 3 1所示 下列表述正确的是 A a的原长比b的长B a的劲度系数比b的大C a的劲度系数比b的小D 测得的弹力与弹簧的长度成正比 图14 3 1 8 解析 图象中的斜率表示劲度系数 可知a的劲度系数比b的大 B正确C错误 与l的截距表示原长 则a的原长比b的短 A错 显然弹力与弹簧长度不成正比 D错 答案为B 9 变式训练1 某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系 并测弹簧的劲度系数k 做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上 然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧 并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上 当弹簧自然下垂时 指针指示的刻度数值记作L0 弹簧下端挂一个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作L1 弹簧下端挂两个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作L2 挂七个50g的砝码时 指针指示的刻度数值记作L7 10 下表记录的是该同学已测出的6个值 其中有两个数值在记录时有误 它们的代表符号分别是 和 实验中 L3和L7两个值还没有测定 请你根据图14 3 2将这两个测量值填入记录表中 11 图14 3 2 为充分利用测量数据 该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差 分别计算出了三个差值 d1 L4 L0 6 90cm d2 L5 L1 6 90cm d3 L6 L2 7 00cm 12 请你给出第四个差值 d4 cm 根据以上差值 可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量 L L用d1 d2 d3 d4表示的式子为 L 代入数据解得 L cm 计算弹簧的劲度系数k N m g取9 8m s2 13 解析 读数时应估读一位 所以其中L5 L6两个数值在记录时有误 根据实验原理可得后面几问的结果 L5 L6 6 85 6 84 6 86 14 05 14 04 14 06 L7 L3 7 20 7 18 7 22 1 75 28 00 14 2019 12 29 15 二 探究求合力的方法例2 2010 广东联考 在 探究力的平行四边形定则 的实验中 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点 在橡皮条的另一端拴上两条细绳 细绳另一端系着绳套B C 用来连接弹簧测力计 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 在实验中 如果只将细绳换成橡皮筋 其他步骤没有改变 那么实验结果是否会发生变化 答 选填 变 或 不变 不变 16 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 不变 B B 17 变式训练2 2009 山东卷 某同学在家中尝试验证平行四边形定则 他找到三条相同的橡皮筋 遵循胡克定律 和若干小重物 以及刻度尺 三角板 铅笔 细绳 白纸 钉子 设计了如下实验 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A B上 另一端与第三条橡皮筋连接 结点为O 将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物 如图14 3 3所示 图14 3 3 18 为完成实验 下述操作中必需的是 a 测量细绳的长度b 测量橡皮筋的原长c 测量悬挂重物后橡皮筋的长度d 记录悬挂重物后结点O的位置 钉子位置固定 欲利用现有器材 改变条件再次验证 可采用的方法是 答案 bcd 更换不同小重物 bcd 更换不同小重物 19 三 加速度与力 质量的关系例2 2010 广州一摸 用如图14 3 4 甲 所示的实验装置来验证牛顿第二定律 为消除摩擦力的影响 实验前必须平衡摩擦力 1 某同学平衡摩擦力时是这样操作的 将小车静止地放在水平长木板上 把木板不带滑轮的一端慢慢垫高 如图 乙 直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止 请问这位同学的操作是否正确 如果不正确 应当如何进行 20 图14 2 4 21 2 如果这位同学先如 1 中的操作 然后不断改变对小车的拉力F 他得到M 小车质量 保持不变情况下的a F图线是下图中的 将选项代号的字母填在横线上 22 3 如图14 3 5所示 打点计时器使用的交流电频率f 50Hz 下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带 A B C D E每两点之间还有4个点没有标出 写出用x1 x2 x3 x4以及f来表示小车加速度的计算式 a 根据纸带所提供的数据 算得小车的加速度大小为 m s2 结果保留两位有效数字 图14 3 5 23 解析 1 平衡摩擦力的要点是把有打点计时器的那一端适当抬高 给小车一个初速度 小车能匀速下滑 则小车所受摩擦力和小车的重力沿斜面向下的分力平衡 则小车所受绳子的拉力可认为小车所受的合外力 达到平衡摩擦力的作用 故第 1 问的答案应为 该同学的操作不正确 正确的操作应该为给小车一个初速度 小车能够匀速下滑 2 该同学做实验时实际上是平衡摩擦力过度 故没有拉力F之前已经有加速度 故C正确 24 25 变式训练3 2010 年中山一模 在探究 牛顿第二定律 时 某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系 实验装置如图14 3 6所示 将轨道分上下双层排列 两小车后的刹车线穿过尾端固定板 由安装在后面的刹车系统同时进行控制 未画出刹车系统 通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小 26 通