高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 力學(xué)實(shí)驗(yàn)課件.ppt

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第十二章力學(xué)實(shí)驗(yàn) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器 1 刻度尺及其應(yīng)用常用毫米刻度尺 分度值1mm 讀數(shù)要估讀一位2 彈簧測(cè)力計(jì)及其應(yīng)用 1 用來(lái)測(cè)量力的大小的儀器 2 構(gòu)造 彈簧 帶刻度的外殼 指針 3 原理 根據(jù)胡克定律F kx 彈力大小與彈簧形變量成正比 4 注意事項(xiàng) 所測(cè)力不要超過(guò)量程 讀數(shù)時(shí)眼睛要正視刻度3 停表 1 構(gòu)造 外殼按鈕 使指針啟動(dòng) 停止和回零 表盤(pán)刻度 長(zhǎng)針是秒針 分度值0 1s 一圈30s 短針是分針 分度值0 5min 2 讀數(shù)方法超過(guò)0 5min 0 5min整數(shù)部分由分針讀出 不足0 5min由秒針讀出 總時(shí)間為兩指針示數(shù)之和 4 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分為兩種 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器利用電流的磁效應(yīng)使振針振動(dòng) 利用復(fù)寫(xiě)紙?jiān)诩垘狭粝曼c(diǎn)跡6V以下交流電源 打點(diǎn)頻率與交流電頻率相同 從點(diǎn)的數(shù)目算出對(duì)應(yīng)時(shí)間 電火花計(jì)時(shí)器工作原理和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同 紙帶上打點(diǎn)的是電火花和墨粉 2 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用過(guò)程中的常見(jiàn)現(xiàn)象和調(diào)節(jié)方法 實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 5 注意事項(xiàng) 1 開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí) 應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 先接通電源 后放開(kāi)小車(chē) 小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)及時(shí)斷開(kāi)電源 3 區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取計(jì)數(shù)點(diǎn) 4 測(cè)距離時(shí)不要分段測(cè)量 讀數(shù)時(shí)要注意有效數(shù)字的要求 二 應(yīng)用光電門(mén)測(cè)瞬時(shí)速度研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 1 光電門(mén)是一種常用計(jì)時(shí)儀器 其結(jié)構(gòu)如圖所示 a b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置 當(dāng)有物體 帶擋光片 從a b間通過(guò)時(shí) 光電計(jì)時(shí)器就可以精確地顯示物體的擋光時(shí)間 光電門(mén)測(cè)量物體瞬時(shí)速度的基本原理是 極短時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可以近似認(rèn)為是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小 2 測(cè)得瞬時(shí)速度后 可以應(yīng)用圖像法描繪出物體運(yùn)動(dòng)的v t圖像 進(jìn)而研究其運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 1 實(shí)驗(yàn)原理彈簧下端懸掛鉤碼伸長(zhǎng) 平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生彈力與所掛鉤碼重力大小相等2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 彈簧一端掛在鐵架臺(tái)上 自然下垂 刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)長(zhǎng)度l0 2 彈簧下端掛質(zhì)量m1的鉤碼 量出彈簧長(zhǎng)度l1 記錄m1和l1 填入表格中 3 改變鉤碼質(zhì)量 量出對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度 記錄m2 m3 m4 m5和相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度l2 l3 l4 l5 得出每次彈簧的伸長(zhǎng)量x1 x2 x3 x4 x53 注意事項(xiàng) 2 彈簧下端增加鉤碼時(shí) 注意不要超過(guò)彈簧的彈性限度 3 應(yīng)區(qū)別彈簧原長(zhǎng)l0 實(shí)際總長(zhǎng)l及伸長(zhǎng)量x三者不同 明確三者關(guān)系4 誤差分析 1 彈簧拉力大小不穩(wěn)定 使彈簧懸掛端固定 另一端懸掛鉤碼充當(dāng)拉力 2 彈簧長(zhǎng)度的測(cè)量是本實(shí)驗(yàn)的主要誤差來(lái)源5 數(shù)據(jù)處理方法圖像法處理數(shù)據(jù) 縱坐標(biāo)表示彈力大小F 橫坐標(biāo)表示彈簧的伸長(zhǎng)量x在坐標(biāo)系中描出實(shí)驗(yàn)所測(cè)各組 x F 對(duì)應(yīng)點(diǎn) 用平滑曲線(xiàn)連接起來(lái) 實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則 1 實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)力F 和兩個(gè)力F1 F2都讓同一條一端固定的橡皮條伸長(zhǎng)到某點(diǎn) F 是這F1和F2的合力 作力F 的圖示 作力F1和F2的合力F的圖示 比較F和F 的大小和方向在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相同2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在A(yíng)點(diǎn) 另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套 3 用兩彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套 互成角度拉橡皮條 使橡皮條與繩的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置O 記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù) 用鉛筆描下O點(diǎn)位置及兩細(xì)繩套方向 用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F 4 用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O 記下讀數(shù)F 和細(xì)繩套方向 5 比較F 與合力F 看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 6 改變兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向 再重做兩次實(shí)驗(yàn) 3 注意事項(xiàng)同一次實(shí)驗(yàn)中 橡皮條拉長(zhǎng) 結(jié)點(diǎn)O位置一定相同兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住繩套互成角度拉橡皮條 夾角在60 100 為宜讀數(shù)應(yīng)注意彈簧測(cè)力計(jì)與木板平行 使細(xì)繩套與彈簧測(cè)力計(jì)軸線(xiàn)在同一直線(xiàn)上 避免彈簧測(cè)力計(jì)外殼和彈簧測(cè)力計(jì)限位孔有摩擦 讀數(shù)時(shí)眼睛要正視彈簧測(cè)力計(jì)刻度 合力不超過(guò)量程及橡皮條彈性限度前提下 拉力數(shù)值盡量大細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些 便于確定力的方向 不要直接沿細(xì)繩套方向畫(huà)直線(xiàn) 應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆標(biāo)點(diǎn) 去掉細(xì)繩套 所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連接 確定力的方向同一次實(shí)驗(yàn)中 畫(huà)力的圖示所選定的標(biāo)度要相同 要恰當(dāng)選取標(biāo)度 使所作力的圖示稍大一些 實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1 實(shí)驗(yàn)原理探究加速度a與力F及質(zhì)量m的關(guān)系時(shí) 基本方法是控制變量法先控制一個(gè)參量 小車(chē)的質(zhì)量m不變 改變小車(chē)所受的力F 討論加速度a與力F的關(guān)系 再控制力F不變 改變小車(chē)質(zhì)量m 討論加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系 2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 用天平測(cè)量小盤(pán)的質(zhì)量m0和小車(chē)的質(zhì)量m 2 把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上 并使滑輪伸出桌面 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端 連接好電路 3 平衡摩擦力 小車(chē)尾部掛上紙帶 紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔 將木板無(wú)滑輪端稍墊高 使小車(chē)在不掛小盤(pán)和砝碼情況下 沿木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量 4 小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 掛上小盤(pán)和砝碼 接通電源 讓小車(chē)拖著紙帶在木板上勻加速下滑 打出一條紙帶 計(jì)算小盤(pán)和砝碼的總重力 由紙帶計(jì)算小車(chē)加速度 記錄合外力和對(duì)應(yīng)加速度 5 改變小盤(pán)內(nèi)砝碼的個(gè)數(shù) 重復(fù)步驟 4 并多做幾次 6 保持小盤(pán)內(nèi)砝碼個(gè)數(shù)不變 在小車(chē)上放上砝碼改變小車(chē)質(zhì)量 讓小車(chē)在木板上滑動(dòng)打出紙帶 計(jì)算砝碼和小車(chē)的總質(zhì)量m 由紙帶計(jì)算出小車(chē)對(duì)應(yīng)的加速度 7 改變小車(chē)上砝碼個(gè)數(shù) 重復(fù)步驟 6 多做幾次 記錄對(duì)應(yīng)的質(zhì)量和加速度3 注意事項(xiàng) 1 改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后 每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 應(yīng)先接通電源 再放開(kāi)小車(chē) 應(yīng)在小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē) 2 每條紙帶必須在滿(mǎn)足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量的條件下打出 只有如此 小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為與小車(chē)受到的拉力大小相等 3 作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng) 作圖像時(shí) 要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線(xiàn)上 不在直線(xiàn)上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)分布在所作直線(xiàn)兩側(cè) 實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理 1 實(shí)驗(yàn)原理探究做功與速度變化關(guān)系 改變力對(duì)物體做功 測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體速度 增加橡皮筋條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車(chē)做功成倍增加 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)末速度v 作圖確定速度變化與做功關(guān)系2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 按上圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好 同時(shí)注意平衡摩擦力 2 先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1 設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W1 將這一組數(shù)據(jù)記入表格 3 用兩條橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同 這時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W2 測(cè)出小車(chē)獲得的速度v2 將數(shù)據(jù)記入表格 4 三條 四條 橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 用同樣的方法測(cè)出功和速度 記入表格 5 用各次實(shí)驗(yàn)測(cè)的v與W繪制W v W v2或W v3 圖像 明確W與v關(guān)系 3 注意事項(xiàng) 1 平衡摩擦力很關(guān)鍵 將木板一端墊高 使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡 輕推小車(chē) 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)均勻程度判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng) 找到木板一個(gè)合適的傾角 2 測(cè)小車(chē)速度 應(yīng)選紙帶上點(diǎn)距均勻的部分 3 橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的4 誤差分析誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度 粗細(xì)不一 使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比 沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大 利用打點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí) 測(cè)量不準(zhǔn)確 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1 實(shí)驗(yàn)原理質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落 地面作為參考平面 選取下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)A和B忽略空氣阻力 物體下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒 有 EA EB 即 等式說(shuō)明 物體重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 安裝置 按圖將檢查 調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上 接好電路 2 打紙帶 將紙帶一端用夾子固定在重物上 另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方 接通電源 松開(kāi)紙帶 讓重物帶著紙帶自由下落 更換紙帶重復(fù)做3 5次實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律