高考物理一轮总复习课件5.ppt

1 第5讲本章实验 力物体的平衡 第一章 2 一 长度的测量一 实验目的1 理解游标卡尺的原理 掌握正确使用刻度尺和游标卡尺测量长度的方法 2 用游标卡尺测量一段金属管的长度 内径和外径 测量一个小量筒的深度 3 二 实验原理1 刻度尺刻度尺又称米尺 常用刻度尺的最小分度为1mm 最小分度以下的数值要靠目测估读 毫米刻度尺要估读到0 1mm 2 游标卡尺 1 构造 如图1 5 1 图1 5 1 4 游标卡尺的构造如图1 5 1所示 主要部分是一条主尺和一条可以沿着主尺滑动的游标尺 也称游标 利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径 利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径 利用深度尺可以测量槽和筒的深度 5 2 原理当左 右测量爪并拢时 主尺的零刻度线与游标尺的零刻度线重合 移动游标尺测量物体的长度时 被测物的长度等于两零刻线之间的距离 它由两部分组成 毫米整数和毫米小数 毫米小数等于主尺上和游标尺上刻线对齐处相同等分的差值 6 3 准确度游标卡尺的准确度是由主尺的最小分度和游标尺的最小分度的差值决定的 游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺 游标尺总刻线的长度为9mm 即每一等分的长度为0 9mm 比主尺的最小分度 1mm 少0 1mm 7 因此 移动游标尺时根据两组刻线对齐的情况可以准确读出0 1mm 即准确度为0 1mm 类似地 游标尺上有20个等分刻度的游标卡尺 准确度为0 05mm 游标尺上有50个等分刻度的游标卡尺 准确度为0 02mm 总之 如果游标尺的等分刻度为n 则游标卡尺的准确度 8 4 读数方法先由游标尺上零刻度线跟主尺上的刻度线的对应位置读出毫米整数 再由跟主尺某刻线对齐的游标刻线序数 即该刻线前的等分数 及准确度读出毫米小数 然后把两部分读数相加 即得被测物体长度的测量值 用公式表示为l l0 n 9 式中l是被测物体长度的测量值 l0是主尺的读数 n是跟主尺某刻线对齐的游标刻线的序数 是准确度 说明 对游标卡尺读数时不需估读到比准确度更小的数 如果游标上没有哪一条刻度线与主尺刻度线对齐 则选择最靠近的一条刻度读数 也就是说 游标卡尺的读数是其准确度的整数倍 10 5 注意事项 游标卡尺主尺上所标数值单位为cm 不能误认为mm来读 读数时以mm为单位读数 读出后再按要求转换成其他单位 11 游标卡尺不能估读 在主尺读数时一定要读游标零刻度左边最近的主尺刻度线的值 一定要弄清所用卡尺的准确度 读数时一定要认清游标尺的第几条刻度线与主尺上的刻度线对齐 游标尺最前边的零刻度不能读成第一刻度线 12 二 探究弹力与弹簧伸长的关系一 实验目的1 探索弹簧伸长时产生的弹力和弹簧伸长量的定量关系 2 学会利用图象研究两个物理量之间关系的方法 13 二 实验原理弹簧受到拉力时会伸长 平衡时 弹簧产生的弹力和外力大小相等 三 实验器材轻质弹簧 一根 钩码 一盒 刻度尺 铁架台 重垂线 坐标纸 三角板 14 四 实验步骤1 按图1 5 2所示 安装器材 先测出弹簧竖直悬挂时的长度l0 2 测出并记录悬挂不同钩码时的弹力fn和对应的长度ln 并算出伸长量xn ln l0 3 建立f x图象 描出各组 xn fn 并用平滑的曲线连接起来 4 据图探究弹力与伸长量的关系 图1 5 2 15 五 注意事项1 实验中不要悬挂太多的钩码 以免超过弹簧的弹性限度 2 测量弹簧长度时 不要用手拉弹簧 在弹簧自然竖直状态时测量 以消除自身重力的影响3 为了减小误差 要尽量多测几组数据 4 图象要描画一条平滑曲线 包括直线 描出的点不一定正好在曲线上 但要注意使曲线两侧的点数大致相同 偏离太大的点应舍去 16 三 验证力的平行四边形定则一 实验目的验证互成角度的两个共点力的合成时遵从平行四边形定则 17 二 实验原理此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果 即 使橡皮条在某一方向伸长一定的长度 看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等 如果在实验误差允许范围内相等 就验证了力的平行四边形定则 18 三 实验器材木板一块 白纸 图钉若干 橡皮条一段 细绳套 两个 弹簧秤 两个 三角板 刻度尺 量角器等 四 实验步骤1 用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上 2 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的a点 用两条细绳套结在橡皮条的另一端 19 3 用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套 互成一定角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置o 如图1 5 3所示 图1 5 3 20 4 用铅笔描下结点o的位置和两个细绳套的方向 并记录弹簧秤的读数 在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力f1和f2的图示 利用刻度尺和三角板 根据平行四边形定则用作图法求出合力f 5 只用一个弹簧秤 通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置o 记下弹簧秤的读数和细绳的方向 按同样的比例用刻度尺从o点起作出这个弹簧秤的拉力f 的图示 21 6 比较f 与用平行四边形定则求得的合力f 在实验误差允许的范围内是否相等 7 改变两个分力f1和f2的大小和夹角 再重复实验两次 比较每次的f与f 是否在实验误差允许的范围内相等 22 五 注意事项1 用弹簧秤测拉力时 应使拉力沿弹簧秤的轴线方向 橡皮条 弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内 2 同一次实验中 橡皮条拉长后的结点位置o必须保持不变 23 3 使用弹簧测力时 拉力适当大一些 两测力计其夹角不宜太小 也不宜太大 以60 100 之间为宜 4 画力的图示时应该选择适当的标度 尽量使图画的大些 同一次实验中标度应该相同 要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形 求出合力 24 一种游标卡尺 它的游标尺上有50个小的等分刻度 总长度为49mm 用它测量某物体长度 卡尺示数如图1 5 4所示 则该物体的长度是cm 图1 5 4 25 游标尺的读数 先从主尺上读出毫米整数是41mm 先不要记成4 1cm 此游标尺的精确度是0 02mm 又游标尺上的第10条刻度线与主尺的刻度线对齐 故毫米小数是10 0 02mm 0 20mm 或直接根据游标尺上所标数字读出0 20mm 所以物体的长度是41 20mm 4 120cm 26 游标尺上的第19条刻度线与主尺的刻度线对齐 故毫米小数应是主尺的19等分和游标尺上的19等分的差值 由此得出毫米小数是19 0 05mm 0 95mm 或直接根据游标尺上所标数字读出0 95mm 而且还由此推得毫米整数为 30 19 mm 11mm 则所测得的长度为11 95mm 图1 5 5 27 某同学用如图1 5 6 a 所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验 他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度 然后在弹簧下端挂上钩码 并逐个增加钩码 测出指针所指的标尺刻度 所得数据列表如下 重力加速度g 9 8m s2 图1 5 6 28 29 1 根据所测数据 在图1 5 6 b 坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度线与钩码质量m的关系曲线 图1 5 6 b 30 2 根据所测得的数据和关系曲线可以判断 在n范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律 这种规格弹簧的劲度系数为n m 探究弹力和弹簧伸长关系 31 1 作出弹簧指针所指的标尺刻度线与砝码