必修一实验.ppt

实验仪器,探究弹力和弹簧伸长的关系,铁架台、弹簧、砝码、刻度尺、坐标纸,实验步骤,1. 用铁架台将弹簧竖直悬挂，调节弹簧的指针读数. 2. 在弹簧下方悬挂砝码，用直尺测量弹簧的总长或伸长. 3. 改变悬挂砝码个数重复步骤2，尽可能多测几组数据，列表并记录. 4. 以力为纵坐标，以弹簧的伸长为横坐标，描点 . 5. 尝试作出一条平滑曲线（包括直线）.所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同. 6. 以弹簧的伸长为自变量，写出曲线所代表的函数.首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数 7. 解释函数表达式中常数的物理意义.,1.原长的记录 2.钩码不易过重，也不易过轻 3.记录弹簧长度时，应确保钩码处于平衡状态 4.坐标轴的选择与拟合曲线 5.关于图像的斜率和交点,注意事项,某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验.他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长x.这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是右图中的（ ）,C,图5,答案 B,2(2010·福建理综)某实验小组在做研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系的实验时，将原长约200 mm的橡皮筋上端固，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20 g)，每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图象如图6所示从图象中可以得出_(填选项前的字母),A增挂钩码时l与F成正比，而减挂钩码时l与F不成正比 B当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度,答案 D,需要估读的测量仪器,刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤,根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法， 一般： 最小分度是2的，（包括0.2、0.02等），采用1/2估读，如安培表00.6A档； 最小分度是5的，（包括0.5、0.05等），采用1/5估读，如安培表015V档； 最小分度是1的，（包括0.1、0.01等），采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表03A档、电压表03V档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用1/2估读。,不需要估读的测量仪器,游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读； 欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。,弹簧测力计,(1) 构造：主要由弹簧、带刻度的外壳、指针三个部分组成。,(2) 原理： 根据胡克定律：F拉F弹=kx刻线均匀分布。,0.4N,(4) 注意事项：,(3) 读数：,根据被测力的大小选择弹簧秤的量程，不能超过 量程测量，否则会损坏弹簧秤。 使用前要检查弹簧秤的指针是否指到零刻度，如 果不指零就需要校零。 被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致，同时弹 簧、指针、拉杆不要与刻度板和刻度板末端的限 位孔发生摩擦。,验证力的平行四边形定则,实验原理,实验器材,方木板，白纸，弹簧秤(两个)，橡皮条， 细绳(两个)，三角板，刻度尺，图钉（几个）,等效法,实验步骤,1.固定白纸与橡皮条一端（A点），另一端拴上细绳套 2.校准，用两只弹簧秤分别互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，记录两弹簧秤读数，用笔描下O点位置及此时两条细绳套方向 3.从O点沿两细绳方向画直线，按选定的标度作两力的图示 4.以F1、F2为邻边作平行四边形，两邻边所夹对角线即为合力F的图示 5.只用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同一位置O记下此 时秤的示数F及细绳的方向，用刻度尺按同样的标度作出F的图示比较F与F的大小和方向 6.改变F1、F2的大小和夹角，重复做两次实验，得出结论,主要测量: 结点O的位置两测力计的示数F1、F2两测力计所示拉力的方向; 用一个测力计重新将结点拉到O点时：弹簧秤的拉力大小F及方向,注意事项,弹簧秤使用前要校零，要注意竖直位置与水平位置。,同一次实验中，橡皮筋结点位置一定要相同。三个拉力F1 、F2 、F和均在平行于纸面的平面内。,拉橡皮条的细线要长些, 标记两条细线方向的两点要尽可能远些. 两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取 60°- 120°. 应该尽可能使弹簧秤的拉力大一些。在画力的合成图时,要恰当选定标度。图要尽可能画得大些,单1如图所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中正确的是 A弹簧的劲度系数是2 Nm B从开始到当弹簧受F1200 N的拉力时，拉力对弹簧做功20 J C当弹簧受F2800 N的拉力作用时，弹簧伸长量为x240 cm D从开始到当弹簧伸长量为x120 cm时，拉力对弹力做功80 J,c,单如图所示，在“互成角度的力的合成”实验中，使b弹簧从图示位置开始沿顺时针方向缓慢转动，在这个过程中，保持O点位置不变和a弹簧的拉伸方向不变。则整个过程中，关于a、b弹簧的读数变化是 Aa增大，b减少 Ba减少，b增大 Ca减少，b先增大后减少 Da减少，b先减少后增大,D,Duo 如图5所示，在共点力合成的实验中橡皮筋一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，并使该端拉至O点，两个弹簧秤的拉力分别为F1、F2(90°)，现使F1大小不变地沿顺时针转过某一角度，要使结点仍在O处，相应地使F2的大小及图中角发生变化则相应的变化可能是,AF2一定增大 BF2可能减少 C角一定减小 D. 角可能增大,答案 AD,在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图） 实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O （1）某同学在做该实验时认为： A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好 B拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行 C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些 D拉力F1和F 2的夹角越大越好 其中正确的是 （填入相应的字母） （2）若两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则 （选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由是 ,（1）ABC,（2）不能 因为这两个力的合力大小超出了弹簧秤的量程,(2) 在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，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。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。 图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_。(2分) 本实验采用的科学方法是-（ ）(2分) 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,F' B,12 李明同学在做互成角度的两个力的合成实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小如图（a）所示， （1）试在图（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力 （2）有关此实验，下列叙述正确的是 （A）两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大 （B）橡皮筋的拉力是合力，两弹簧秤的拉力是分力 （C）两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同 （D）若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧秤拉力的大小即可 （3）图（b）所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？（力F是用一只弹簧秤拉时的图示） 答： （4）在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：（至少写出两种情况）,A C 张华作的符合实验事实,1、F1的方向比真实方向偏左 2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左 3、作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行,构造,电磁式打点计时器,原理,打点计时器的线圈中通入50HZ的交流电时，电流1秒钟改变100次方向，振片相当于一个磁极不断变化的电磁铁，当左端为N极时，振片被永久磁铁的S极吸引向下运动；当左端为S极时振片被永久磁铁的N极吸引向上运动，振片1秒钟震动50次，振针0.02S打一个点。,电火花打点计时器,原理：当接通电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹,交流电源 工作电压：220V,说明：打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。,纸带上直接记录了哪些信息?,时间、位移、速度方向,可以间接求出哪些物理量？,速度、加速度,注意事项： 记时点、计数点 ; 距离的给出形式 ； 单位,03江苏 打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求物体运动的加速度。,s1 =7.72 cm s2 =7.21 cm s3 =6.71 cm s4 =6.25 cm s5 =5.76 cm s6 =5.29 cm s7 =4.81 cm s8 =4.31 cm,a = - 3.0m/s2,为了测定汽车在平直公路上启动时的加速度，某人拍摄了一张在同一张底片上多次爆光的照片，如图示，如果拍摄时每隔2秒爆光一次，汽车车身总长4.5米，那么这辆汽车的加速度约为 A. 1 m/s2 B. 2 m/s2 C. 3 m/s2 D. 4 m/s2,99上海,答： B,两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知 （ ） A. 在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同 B. 在时刻t3两木块速度相同 C. 在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同 D. 在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同,C,00年上海 单,11 届启东调研测试卷,10在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）。从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别叫a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而可求出加速度。,y, 请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在题卡上)，并指出哪个轴相当于v轴？答： 。,y轴,（2）从第一个计数点开始计时，要想求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？ 答： 。 （3）若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则加速度为 m/s2。,b,2.0,方案一：,钩码的总重力G当作小车受到的拉力F,从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a,用天平测出小车的质量m,Dan 1.关于验证牛顿运动定律的实验,下列说法中符合实际的是 ( ) A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 B.通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 C.通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系 D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力，质量三者之间的关系,D,Duo,BD,Duo,4.如图3312所示是在验证牛顿第二定律实验中，根据实验数据描绘出的三条aF图线，下列说法中正确的是,A.三条倾斜直线所对应绳的拉力相同 B.三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量不同 C.直线1对应的小车和砝码的总质量最大 D.直线3对应的小车和砝码的总质量最大,BD,1.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大.他所得到的aF关系可用下列哪个图线表示 (a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）（ ）,C,在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足M m的条件,结果得到的图象应是下图中的,D,11.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示. （1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（保留两位有效数字）,（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：,0.16,请根据实验数据作出a-F的关系图像.,（3）根据提供的试验数据作出的 a-F 图线不通过原点，请说明主要原因。,因为砝码盘的重力,12.如图所示为某同学为探究加速度与力和质量关系的实验装置，两个相同质量的小车放在光滑水平板上，前端各系一条细绳，绳的一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码.两小车后端各系一条细绳，一起被夹子夹着而使小车静止.打开夹子，两小车同时开始运动，关上夹子，两小车同时停下来，用刻度尺测出两小车的位移.,现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干。实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字。 （1）用天平测出小车的质量m （2）让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。 （3）用米尺测量A1与A2之间的距离s。则小车的加速度a 。 （4）用米尺测量A1相对于A2的高度h。则小车所受的合外力F 。 （5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时改变h，使m与h的乘积不变。测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t。请说出总质量与高度的乘积不变的原因_。 （6）多次测量m和t，以m为横坐标，t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条_线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。,为了使各次测量中，小车所受的合外力不变；, 过原点的直线,