- 1、本文档共22页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
力学实验专题.
力学实验专题
一、动力学三个重要实验:
(一)验证牛顿第二定律F合 = ma
(二)探究动能定理
(三)验证机械能守恒定律ΔEP =ΔEK
【实验原理分析】
在验证牛顿第二定律和探究动能定理中,如图甲所示,均取小车作为研究对象,它在恒定合外力F合作用下,做匀加速运动的位移、速度和加速度可由它所拖着的纸带通过打点计时器打点来测定(详见后面数据采集方式);但由于运动时小车和纸带受到了摩擦力的影响,使得对小车的拉力F不等于小车所受的合外力F合,即F≠F合。为使F=F合,必须设法消除或抵消摩擦力的影响,所以通常的做法有两种:一是将小车换成滑块,然后让它在气垫导轨上运动,可近似认为摩擦力已消除;另一是平衡摩擦力,具体做法如图乙,在长木板没有定滑轮的一端垫一小木块,在不给小车加任何牵引力的情况下,即不要把悬挂小盘的细线系在小车上,给小车一个初速度,让小车拖着打点的纸带运动,调整长木板的倾角,直到打出的纸带点迹分布均匀,表示小车恰好匀速下滑,说明已平衡了摩擦力。当然,还有其他平衡摩擦力的方法,如例1及变式训练1。
那么,如何测出对小车的恒定拉力F呢?
方法一:如例1及变式训练1,因为重物的质量便于用天平称量,所以可以考虑用砝码盘及盘中砝码的重力mg来替代对小车的拉力F,即F = mg = Ma,本方法从理论上讲,不需要满足mM来减少系统误差,但在改变m或M时,都必须重新平衡摩擦力,实际上很难操作,故本方法并未被推广。
【例1】测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。为此,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角,直至轻推滑块后, 滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码, 让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。
请回答下列问题:
①滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带所打出点的分布应该是_________________;
②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小______________钩码的重力大小(选填 “大于”、“等于”或“小于”)
参考答案:1、①等间距(或均匀) ②等于
解析:取下细线前,匀速下滑
对小车:Mgsinθ- f - F =0 …①
对钩码: F - mg =0 …②
取下细线后,匀加速下滑:
Mgsinθ- f = Ma …③
∴F=Ma; F=mg
经过以上处理,对小车,有: F合= mg =Ma
【变式训练1】某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示。已知小车质量,砝码盘质量,所使用的打点计时器交流电频率Hz。其实验步骤是:
A.按图中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使 小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝 码的质量;
D.先接通电源,再放开小车,打出一条 纸带,由纸带求得小车的加速度;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复步骤,求得小车在不同合外力作用下的加速度。K^S*5U.C#O%M
回答以下问题:
①按上述方案做实验,是否要求砝码和砝 码盘的总质量远小于小车的质量?
(填“是”或“否”)。
②实验中打出的一条纸带如图所示,由该纸 带可求得小车的加速度 m/s2。
③某同学将有关数据填入他所设计的表格 中,并根据表中的数据画出图象 (如图)。造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是
,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是 ,其大小是 。
参考答案:①否 ②0.77 ③在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,砝码盘的重力, 0.07~0.08N
方法二:用弹簧秤沿着平行长木板方向拉着小车运动,由于很难保持拉力恒定,故本方法不能采用。
方法三:为了能够直接测出拉力又能保持拉力恒定,可在方法二的基础上做适当的改进,如图丙所示。本方法系统误差的主要来源是绳子与滑轮之间的摩擦,使得弹簧秤示数大于对小车的实际拉力。
方法四:(目前最常用的方法)如图丁所示,因为重物的质量便于用天平称量,所以可以考虑用砝码盘及盘中砝码的重力mg来替代对小车的拉力F,即F = mg = Ma,
那么,(F = mg ; F = Ma )?
对于小车:F – f = M·a f = 0 即消除或平衡摩擦力后, F
文档评论(0)