高考物理 研究物体间的相互作用复习课件5.ppt

1 实验目的验证互成角度的两个共点力合成时遵循平行四边形定则 2 实验原理等效法 当两个力共同作用使橡皮条伸长到结点o 一个力作用也使橡皮条伸长到结点o时 这一个力就是前两个力的合力 验证力的平行四边形定则 3 实验器材方木板 白纸 弹簧秤 两个 橡皮条 细绳 两条 三角板 刻度尺 图钉 几个 4 实验装置如图2 4 1所示 5 实验要求 1 正确使用弹簧秤 选劲度系数相同的弹簧秤 方法是 将两弹簧秤钩好后对拉 若两弹簧秤在拉的过程中 读数相同 则可选用 若不同 应另换 直至相同为止 弹簧秤不能在超出它的测量范围的情况下使用 使用前要检查指针是否指在零刻度线上 否则应校正零位 无法校正的要记下零误差 还需用钩码检查是否存在示值误差 若存在 亦应加以校正 被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致 拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦 读数时应正对 平视刻度 2 规范实验操作 施拉力时 要注意橡皮条 弹簧秤和细绳均不可与木板相接触 而且还要与木板保持平行 为此 应使橡皮条固定端离板面的高度与弹簧秤挂钩的高度相等 或使细绳适当长些 以便将弹簧秤拉至木板边缘以外 使弹簧秤的拉力适当大一些 可减小读数的相对误差 但必须兼顾合力不要过大 以免用一只弹簧秤拉时超出它的量程 记录结点位置和细线方向时应力求准确 应在平衡时用铅笔尖沿线在纸上点下两个距离较大的点 再用直尺把点连成线 不可事先在纸上画好结点位置及两个分力的方向 因为要想使两分力与事先画出的方向完全吻合是很困难的 限于弹簧秤的量程 有时甚至是不可能的 3 正确画出力的图示 画力的图示时 应选定恰当的标度 尽量使图画得大一些 要严格按同一标度要求作图 由作图法得到的f值和实际测量得到的f 值不可能完全相等 如图2 4 2所示 只要在误差允许范围内f值和f 值基本一致即可 不要硬凑完全相同的结论 将橡皮筋的一端固定在a点 另一端拴上两根细绳 每根细绳分别连着一个量程为5n 最小刻度为0 1n的弹簧测力计 沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 当橡皮筋的活动端拉到o点时 两根细绳相互垂直 如图2 4 3所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 1 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 n和 n 只须读到0 1n 2 在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 解析 从图中的两个弹簧秤中的计数可得拉力的大小分别是4 0牛和2 5n 按两弹簧的拉力大小和方向作两个力的图示 画出两个力的合力如图 弹簧秤读数时 应注意首先找到零刻度 特别是竖直放置的那个弹簧秤 它的弹簧是倒置的 读数是2 5n而不是3 5n 答案 1 拉力的大小分别为4 0n和2 5n 只须读到0 1n 2 如图2 4 4 图2 4 4 在做互成角度的两个力的合成实验中 如果只有一个弹簧秤 其它实验器材齐全 能否完成本实验 如果能完成 说明应如何操作 解析 能完成 在固定好白纸和橡皮条以后 用弹簧秤拉一根细绳 用手拉另一根细绳 两绳间有一不为零的夹角 把细绳和橡皮条的结点拉至某一位置o处 记下位置o 两条细绳的方向 弹簧秤的示数f1 然后用弹簧秤拉另一条细绳 用手拉前一次弹簧秤拉的那条绳子 使结点仍然到达位置o 同时使细绳和前一次拉动时画下的两条直线重合 记下此时弹簧秤的示数f2 以f1和f2为邻边作平行四边形 求出合力的理论值f 其它实验步骤和有两个弹簧秤情况下的实验完全相同 答案 见解析 1 实验目的探索弹力与弹簧伸量的定量关系 并学习所用的科学方法 2 实验原理在弹性限度内 弹簧弹力的大小f与弹簧伸长 或压缩 的长度x成正比 即f kx 探索弹力和弹簧伸长的关系 3 实验方法将弹簧上端固定在支架上 下端挂上以及重物 砝码 静止时 弹力大小等于重物所受的重力的大小 以此测弹力f以及从竖直固定在支架上的刻度尺上测出悬挂重物时弹簧的伸长量x 即挂上重物时的弹簧长度与不挂重物时弹簧的长度之差 4 数据处理方法 1 列表法 比例法 2 图象法 在坐标纸上描出f x图象 3 函数法 以弹簧伸长量为自变量 尝试弹簧弹力f与伸长量x的函数关系 5 注意 1 不能让弹簧超过其弹性限度 2 弹簧伸长量不是弹簧的长度 下表是某同学为探索弹簧的弹力和伸长的关系所测的几组数据 1 请你在图2 4 5的坐标纸上作出f x图线 2 写出曲线所代表的函数式 3 解释函数表达式中的常量的物理意义 4 若弹簧的原长为40cm 并且以弹簧的总长为自变量 请你写出它的函数式 解析 1 根据表中数据描点 按照图中各点的分布与走向 应作出一条直线 使直线两侧的点数大致相同 这样可以减少偶然误差 如图2 4 6所示 2 设直线斜率为k 由数学知识知 f kx c 在直线上取相距较远的两点 可以减小误差 如点 9 80 2 0 与 2 30 0 5 并代入上式得k 0 2n cm c 0 04n 所以函数表达式为 f 0 2x 0 04n 3 由f kx c知 当x 0时 f c 因此 式中常数c表示弹簧的重力为0 04n 答案 见解析 2009 广东模拟 在 探究弹力和弹簧伸长的关系 的实验中 某同学让实验弹簧的一端固定于平放在水平桌面上的l型木板上 让弹簧在水平状态下进行探究 如图2 4 7所示 1 现用已知质量的钩码代替弹簧秤作拉力 共有5个钩码 l型木板的右端固定并调节好的定滑轮 其它方面的仪器还需要 2 试在图中完成实验原理图 3 写出实验的步骤 解析 1 刻度尺 不可伸长的轻质绳子 细绳套 2 实验原理图如图2 4 8所示 3 把细绳和弹簧的小环结好 让细绳跨过定滑轮 并接好细绳套 用刻度尺测出弹簧左侧结点到小环结点的距离 即原长 在细绳套上挂上1个已知质量的钩码 待弹簧伸长到稳定时 用刻度尺测出弹簧的长度 把此时的伸长量和钩码的质量列表作出记录 换上2个 3个 4个 5个钩码挂上细绳套 重复 的步骤 得到五组数据 以弹力 钩码质量换算过来 为纵坐标 以弹簧的伸长为横坐标 根据所测数据在坐标纸上描点 作出一条平滑的直线 归纳出实验的结论 答案 见解析 本题改变原有的实验结构 不仅易于控制 同时减少因弹簧自身重力影响所造成的实验误差 不利的是l型木板存在摩擦 且放置是否水平对实验的准确度有很大影响 例 为了探索一根轻弹簧的弹力与弹簧伸长的关系 某同学做了如下实验 其中弹簧重力忽略不计 将弹簧竖直悬挂 静止后用刻度尺测量其长度 即原长l0 弹簧下端挂上称量好质量的钩码 其重力为f1 用刻度尺测量对应的弹簧的长度l1 增加钩码 测量弹簧相应长度l1 l2 实验操作完成后 绘制图象 以弹力为纵坐标 以弹簧长度为横坐标 描绘出一条直线 直线与纵轴交点为p p点的坐标为 0 f0 则由以上实验可知 1 弹簧的劲度系数k 2 弹力与弹簧长度的表达式 f 弹力用f表示 弹簧长度用l表示 错析 1 r f l 2 f k l l0 答案 1 f0 l0 2 f0 l l0 l0 2009 湛江师范大学附中 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数 实验装置如图2 4 9 有一表面粗糙的木板固定在水平桌面上 一端装有定滑轮 木板上有一滑块 其一端与打点计时器的纸带相连 另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接 打点计时器使用的交流电源的频率为50hz 开始实验时 在托盘中放入适量砝码 滑块开始做匀加速运动 在纸带上打出一系列小点 1 如图2 4 10给出的是实验中获取的一条纸带的一部分 0 1 2 3 4 5 6 7是计数点 每相邻两计数点间还有4个打点 图中未标出 计数点间的距离如图所示 根据图中数据计算的加速度a 保留三位有效数字 2 回答下列两个问题 为测量动摩擦因数 下列物