力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/5/6,#,专 题 整 合,微专题,力学实验与创新,专题七,实验技能与创新,专 题 整 合微专题 力学实验与创新专题七 实验,1.(2018课标,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针。现要测量图,(a),中弹簧的劲度系数。当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时,热点,2,“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验,1.(2018课标,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定,标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为,cm。当地的重力加速度大小为9.80 m/s,2,此弹簧的劲度系数为,N/m(保留3位有效数字)。,3.775,53.7,标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 k,3,2.(2017,课标,22,6,分,),某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴,(,横轴为,x,轴,纵轴为,y,轴,最小刻度表示,1 mm),的纸贴在水平桌面上,如图,(a),所示。将橡皮筋的一端,Q,固定在,y,轴上的,B,点,(,位于图示部分之外,),另一端,P,位于,y,轴上的,A,点时,橡皮筋处于原长。,2.(2017课标,22,6分)某探究小组做“验证力的平行,4,(1),用一只测力计将橡皮筋的,P,端沿,y,轴从,A,点拉至坐标原点,O,此时拉力,F,的大小可由测力计读出。测力计的示数如图,(b),所示,F,的大小为,N,。,4.0,(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,5,(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋,P,端回到,A,点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将,P,端拉至,O,点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为,F,1,=4.2 N和,F,2,=5.6 N。,()用5 mm长度的线段表示1 N的力,以,O,为作用点,在图(a)中画出力,F,1,、,F,2,的图示,然后按平行四边形定则画出它们的合力,F,合,;,(),F,合,的大小为,N,F,合,与拉力,F,的夹角的正切值为,。若,F,合,与拉力,F,的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则。,4.0,0.05,(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力,6,力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件,7,1.探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键,(1)实验中不能挂过多的钩码,防止弹簧超过弹性限度。,(2)画图像时,不要连成折线,而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧。,2.验证力的平行四边形定则的操作关键,(1)每次拉伸橡皮筋时,结点位置,O,必须保持不变。,(2)记下每次各弹簧拉力的大小和方向。,(3)画力的图示时应选择适当的标度。,3.弹簧测力计的读数,弹簧测力计读数时要先看量程和分度值,再根据指针所指的位置读出所测力的大小。如分度值为0.1 N,则要估读,即有两位小数,如分度值为0.2 N,则小数点后只能有一位小数。有时题目中限定读数的位数,则要按要求读数。,1.探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键2.验证力的平行四边,8,考向一探究弹力和弹簧伸长量的关系,1,(2019,河北承德一中模拟,),(1),实验小组在,“,探究弹力和弹簧伸长量的关系,”,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,B,考向一探究弹力和弹簧伸长量的关系1(2019河北承德一,9,(2),另一实验小组在同一实验的研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为,h,35.0 cm,，且开口向下的小筒中,(,没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触,),，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度,l,，现要测出弹簧的原长,l,0,和弹簧的劲度系数，该同学通过改变,l,而测出对应的弹力,F,，作出,F,l,图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为,k,_ N/m,，弹簧的原长,l,0,_ cm,200,25,(2)另一实验小组在同一实验的研究性学习中，利用所学的知识解,10,解析,(1),在图象中横截距表示弹簧的原长，故,a,的原长比,b,的短，故,A,错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数,k,，故,a,的劲度系数比,b,的大，故,B,正确，,C,错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故,D,错误,(2),根据胡克定律,F,与,l,的关系式为：,F,k,(,l,h,l,0,),kl,k,(,h,l,0,),，从图象中可得直线的斜率为,2 N/cm,，截距为,20 N,，故弹簧的劲度系数为：,k,2 N/cm,200 N/m.,由,k,(,h,l,0,),20 N,，于是：,l,0,25 cm,解析(1)在图象中横截距表示弹簧的原长，故a的原长比b的短,11,考向二验证力的平行四边形定则,2.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中,A,为固定橡皮条的图钉,O,为橡皮条与细绳的结点,OB,和,OC,为细绳。图乙是白纸上根据实验结果画出的图。,考向二验证力的平行四边形定则,12,(1)图乙中,是,F,1,和,F,2,的实际合力。,(2)保持,O,点的位置和,OB,绳的方向不变,当,从60,逐渐增大到120,的过程中,OC,绳的拉力的变化情况是,。,(3)为了减小实验误差,下列措施中可行的是,。,A.拉橡皮条的细绳应该细一些且适当长一些,B.拉橡皮条时弹簧测力计、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,在选择,O,点位置时,应让拉力适当大些,D.拉力,F,1,和,F,2,的夹角越大越好,F,先减小后增大,ABC,(1)图乙中,是F1和F2的实际合力。F先减,13,考向三验证动量守恒定律,3.(2019陕西榆林模拟)验证动量守恒定律实验设计如图所示,回答下列问题。,(1)实验装置中应保持斜槽末端,。,(2)每次小球下滑要从,处由静止释放。,(3)入射小球的质量,m,A,和被碰小球的质量,m,B,的大小关系是,。,(4)在图中,小球的水平射程,的数值分别用,OP,、,OM,和,ON,表示,小球半径均为,r,。,因此只需验证,。,切线水平,同一高度,m,A,m,B,m,A,OP=,m,A,OM+,m,B,(ON-2r),考向三验证动量守恒定律3.(2019陕西榆林模拟)验证动量,14,4,(2019,浙江选考,),小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图,1,所示，悬挂在,O,点的单摆由长为,l,的细线和直径为,d,的小球,A,组成，小球,A,与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球,B,发生对心碰撞，碰后小球,A,继续摆动，小球,B,做平抛运动,4(2019浙江选考)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的,15,(1),小明用游标卡尺测小球,A,直径如图,2,所示，则,d,mm.,又测得了小球,A,质量,m,1,，细线长度,l,，碰撞前小球,A,拉起的角度,和碰撞后小球,B,做平抛运动的水平位移,x,、竖直下落高度,h,.,为完成实验，还需要测量的物理量有：,(2),若,A,、,B,两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期,(,选填“小于”“等于”或“大于”,),粘合前单摆的周期,(,摆角小于,5),14.40,小球,B,质量,m,2,，碰后,小球,A,摆动的最大角,大于,黏在一起后，球的重心发生变化，如图所示，摆长发生变化,(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d,16,5,.某同学现用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置来验证动量守恒定律,在气垫导轨右端固定一弹簧,滑块,b,的右端有强粘性的胶水。图中滑块,a,和挡光片的总质量为,m,1,=0.620 kg,滑块,b,的质量为,m,2,=0.410 kg,实验步骤如下:,按图安装好实验器材后,接通电源,先将滑块,a,置于气垫导轨上,然后调节底脚螺丝,直到轻推滑块后,滑块上的挡光片通过两个光电门的时间,;,将滑块,b,置于两光电门之间,将滑块,a,置于光电门1的右端,然后将滑块,a,水平压缩弹簧,滑块,a,在弹簧的作用下向左弹射出去,通过光电门1后继续向左滑动,并与滑块,b,发生碰撞;,两滑块碰撞后粘合在一起向左运动,并通过光电门2;,相等,5.某同学现用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置来验证动量守恒,17,实验后,分别记录下滑块,a,通过光电门1的时间,t,1,两滑块一起通过光电门2的时间,t,2,。,实验后,分别记录下滑块a通过光电门1的时间t1,两滑块一起,18,(1)完成实验步骤中所缺少的内容。,(2)实验前用一游标卡尺测得挡光片的宽度,d,如图乙所示,则,d,=,cm。,(3)设挡光片通过光电门的时间为,t,则滑块通过光电门的速度可表示为,v,=,(用,d,、,t,表示)。,(4)实验中测得滑块,a,经过光电门1的速度为,v,1,=2.00 m/s,两滑块经过光电门2的速度为,v,2,=1.20 m/s,将两滑块和挡光片看成一个系统,则系统在两滑块相互,作用前、后的总动量分别为,p,1,=,kgm/s,p,2,=,kg m/s(结果均保留三位小数)。,1.550,1.240,1.2,36,(1)完成实验步骤中所缺少的内容。1.5501.2401.,19,考向四探究动能定理,6,.某实验小组采用如图所示装置探究做功与动能变化的关系。小车经平衡摩擦力后,挂上橡皮筋,在橡皮筋的作用下小车弹出,脱离橡皮筋沿木板滑行。,(1)实验时电磁打点计时器,与学生电源按下图连接,正,确的连接方式是,(填“A”或“B”)。,A,考向四探究动能定理A,20,(2)实验中,甲、乙两同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车所做的功。,甲同学:改变相同橡皮筋的条数,小车每次拉到同一位置释放;,乙同学:保持橡皮筋的条数不变,小车每次拉到不同位置释放。你认为,(填“甲”或“乙”)同学的方法更合理。,(3)从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程,小车的运动可能是,。,A.匀加速运动,B.匀减速运动,C.加速度增大的加速运动,D.加速度减小的加速运动,甲,D,(2)实验中,甲、乙两同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车,21,(4)实验中测得小车质量为1.0 kg,某次实验得到的纸带及测量数据如图所示,测得小车获得的动能为,J(保留两位有效数字)。实验用交流电源频率为50 Hz。,2.0,(4)实验中测得小车质量为1.0 kg,某次实验得到的纸带及,22,