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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,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢您,试验目标：研究协力与两个分力关系。,试验原理：等效替换,四、研究共点力合成,试验器材：,两个弹簧秤、带绳套橡皮筋、图板、图钉、白纸、刻度尺、量角器（三角板）,1/50,试验步骤：,1,用两个弹簧秤互成角度地拉绳套，使橡皮筋伸长到一定位置，,记下结点位置,O,，画出两绳套方向，统计两弹簧秤示数,F,1,和,F,2,。,2,用一个弹簧秤将橡皮筋拉伸，,使结点仍拉到位置,O,，画出绳套方向，统计弹簧秤示数,F,3,用相同标度作出,F,1,、,F,2,与协力,F,，以,F,1,和,F,2,为邻边作出平行四边形，得到其对角线,F,，看,F,和,F,是否完全重合。,试验结论：,经过试验得出，假如用表示两个共点力,F1,和,F2,线段为邻边作平行四边形，那么协力,F,大小和方向就能够用,F1,、,F2,所夹对角线表示。,在误差范围分力合成符合平行四边形定则。,2/50,要统计数据：,结点伸长到位置。,协力和两个分力大小,弹簧秤示数。,协力和两个分力方向,描点统计细绳方向。,3/50,数据处理：,用相同标度作出两个分力与协力,F,，用平行四边形定则作出两个分力协力,F,，再比较,F,和,F,。,1N,F,1,F,2,F,F,4/50,1),弹簧秤事先要调零；水平放时调零；弹簧秤示数要估读。,2),利用弹簧秤拉橡皮绳时须平行木板，与细线平行；,3),拉力应适当大些,(,读数误差可减小,),；,4)2,次拉，拉到同一结点处,(,效果相同,),；,5),沿细绳确定拉力方向时，所选二个定位点应相距远一点；,6),图示,F,，,F1,，,F2,时必须用同一标度，且线段应取长些；,7),分析力大小、方向改变时，普通采取作图法。,注意事项：,0N,1,2,3,1.83N,5/50,试验器材：铁架台、力矩盘、弹簧秤、一组钩码、带套环横杆、钉子、细线、刻度尺。,五、研究有固定转动轴物体平衡,试验目标：研究有固定转动轴物体平衡条件,6/50,1,把力矩盘和横杆固定在铁架台上，使力矩盘保持竖直。,试验步骤：,看挂钩码细线是否与力矩盘平行。,力矩盘偏心问题：,能否静止在任意位置。,7/50,2,将钉子固定在力矩盘上四个任意位置上，其中三枚钉子上用细线悬挂不一样个数钩码，第四个钉子用细线与弹簧秤钩子相连，弹簧秤另一端则挂在水平横杆套环上。,试验步骤：,3,当力矩盘在四个力作用下处于平衡时，测出各力大小及它们力臂，将力和力臂数据统计在表格中。,4,改变钉子位置重复试验一次。,5,分析数据得出结论。,8/50,顺时针方向,逆时针方向,力,力臂,力矩,力矩和,力,力臂,力矩,力矩和,数据统计：各力大小与力臂大小。,数据处理：分别计算顺时针力矩之和与逆时针力矩之和，进行比较。,试验结论,经过试验得出，有固定转动轴物体平衡条件是：,。,9/50,注意事项,1),安装时，轴水平，确保力矩盘位于竖直平面内；,2),转轴上,f,，会产生附加力矩，可在平衡后轻敲消除,3),力矩盘重心应位于转轴中心：轻拨力矩盘，看是否能随遇平衡；,对待偏重心力矩盘：,A.,统计下重心所在直线,(GO,连线,),，以后要确保平衡在该位置,(,完善试验步骤,),B.,赔偿法：用橡皮泥等调整，使到达随遇平衡。,4),弹簧秤轴线与所拉细线应在同一直线上,5),挂钩码绳不宜过长，也不宜过短。,太长会使钩码与桌面接触；太短会与力矩盘接触,6),各力力臂应尽可能大些，尤其要预防最大力臂很小,7),横杆用于固定弹簧秤其高低是否水平不会影响测量结果；,8),力矩盘不在竖直平面，造成测量值大于真实值,9),力臂测量，作图。,10),加测力计好处：便于力矩盘自动调整到达新平衡,力大小，方向可任意改变,力大小不受整数限制,10/50,例,1,：仪器安装时要注意是,（,A,）力矩盘面要竖直，,（,B,）横杆要高些且要水平，,（,C,）弹簧秤使用前应调零，,（,D,）各力矩宜取得稍大些。,11/50,例,2,简明回答以下问题,（,1,）判断力矩盘与转轴间摩擦大小简便方法是，,（,2,）判断力矩盘重心是否在盘转轴上简便方法是，,（,3,）除用钩码外用一只弹簧秤，是因为，,（,4,）挂钩码悬线不宜过短，是为了防止，,（,5,）挂钩码悬线不宜过长，是为了防止。,轻转，灵活否,能停在任意位置,易找到平衡位置,钩码与力矩盘接触,钩码碰到桌面,12/50,M,N,A,B,C,（,1,）（多项选择题）在用细线悬挂钩码前，,以下办法中哪些,是必要,（,A,）判断力矩盘是否处于竖直平面；,（,B,）判断横杆,MN,是否严格保持水平；,（,C,）判断力矩盘与转轴间摩擦是否足够小,（,D,）判断力矩盘重心是否位于盘中心。,（,2,）在,力矩盘上,A,、,B,、,C,三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所表示，已知每个钩码所受重力为,1 N,，则此时弹簧秤示数应为,_N,。,（,3,）若试验前，弹簧秤已经有,0.2 N,示数，试验时忘记对弹簧秤进行调零，则完成试验后测量出顺时针力矩与逆时针力矩相比，会出现,M,顺,_,M,逆,（选填,“,”,、,“,”,或,“,”,）。,答案：,ACD 3N,用如图所表示装置做,“,研究有固定转动轴物体平衡条件,”,试验,力矩盘上各同心圆间距相等。,13/50,试验目标：研究小车在质量不变情况下加速度与作用力关系，在受力一定情况下加速度与质量关系。,试验器材：小车、钩码、小车配重片、带滑轮轨道、,DIS,（位移传感器等）、天平。,六、用,DIS,研究加速度与力关系，加速度与质量关系,14/50,试验原理：控制变量,a.,控制小车,M,不变，,F=mg,改变,F(,即改变,m),，研究,a,与,F,关系,b.F,不变,(,即,mg,不变,),改变,M,，研究,a,与,M,关系,mg,F,小车,M,钩码,m,F=mg,条件：,m,M,15/50,试验步骤：,（,1,）用天平测小车质量。,（,2,）测量钩码重力（作为对小车拉力）。（或者已知钩码质量）,（,3,）如图所表示，在轨道上放置小车并安装传感器，连接线路，将细线连接小车，跨过滑轮系住小钩码，释放小车测定加速度。,（,4,）将上述测得数据统计在表格中。,（,5,）保持小车质量不变，改变钩码大小重复试验。,（,6,）处理试验数据（包含画图像），归纳得出结论。,关键点：,a.,平衡,f,：先不挂钩码，用垫块垫高轨道。适当改变倾角，直至车匀速下滑。粗略测：放着车不动，轻推后一直滑下去；用,DIS,测,V t,图,b.,调整滑轮，使牵引小车绳平行轨道；,c.,先点击 开始统计，再释放小车。尽可能让小车释放点靠近轨道顶端,16/50,依据试验数据，在图中绘出,F,图线。,F,/N,a,/ms,-2,O,a,/ms,-2,F,/N,试验数据：,方法一：,17/50,数据分析：图像法,a,F,图线,k=1/M,18/50,a,M,图线,a,1/,M,图线,化曲为直,19/50,试验结论：,小车在质量一定情况下，加速度与力成正比,小车在受力一定情况下，加速度与质量成反比。,误差分析,a.,平衡,f,误差分析：轨道不够光滑。,不挂钩码，垫高轨道一侧，使小车重力分力与摩擦力平衡,(1)f,未平衡,/,平衡得不够,(2)f,平衡过分,F,/N,a/,ms,-2,1,0,mgsin,小车,M,f,20/50,误差分析,b.,绳不平行轨道造成误差,c.,把,mg,视为,F(,即合外力,),误差分析,原理：,F=mg=Ma a,理论,=mg/M,实际：整体：,mg=(M+m)a,小车：,F=Ma,a,实际,=mg/(M+m)a,理论,mM,时，,a,实际,靠近,g,aF,图像中，斜率,k=a/F,。不考虑误差,k=1/M,，考虑误差,k=1/(M+m),处理方法：,利用力传感器,或者 将车、钩码视为整体研究，确保,(m+M),不变，在车和钩码之间移动钩码,k=1/M,21/50,小车,轨道,钩码,如图为“用,DIS,（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力关系”试验装置。,（,1,）在该试验中必须采取控制变量法，应保持,_,不变，用钩码所受重力作为,_,，用,DIS,测小车加速度。小车上安装是位移传感器,_,部分。,（,2,）改变所挂钩码数量，屡次重复测量。在某次试验中依据测得多组数据可画出,a,-,F,关系图线（如图所表示）。,分析此图线,OA,段可得出试验结论是,_,（单项选择题）此图线,AB,段显著偏离直线，造成此误差主要原因是（,A,）小车与轨道之间存在摩擦 （,B,）导轨保持了水平状态,（,C,）所挂钩码总质量太大（,D,）所用小车质量太大,（,3,）假如,F,不停增大，,AB,这一曲线不停延伸，那么加速度趋向值为,C,发射器,小车质量,小车受力,质量一定时小车加速度与作用力成正比,（,3,）,g,22/50,某试验小组设计了如图（,a,）所表示试验装置，经过改变重物质量，利用计算机可得滑块运动加速度,a,和所受拉力,F,关系图像。他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了试验，得到了两条,a,F,图线，如图（,b,）所表示。,（,1,）图线,是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到（选填“”或“”）。,（,2,）滑块和位移传感器发射部分总质量,m,kg,；滑块和轨道间动摩擦因数,。,位移传感器,接收部分,滑块,力传感器,位移传感器,发射部分,重物,轨道,F,/N,a/,ms,-2,1,-2,0,2,4,1,0.5,0.2,23/50,七、用单摆测重力加速度,试验目标：用单摆测出当地重力加速度。,试验器材：,1,、单摆、停表、直尺、游标卡尺、铁架台等。,2,、单摆、光电门传感器、直尺、游标卡尺、铁架台等。,试验原理：间接测量。测出摆长,L,、周期,T,，,由单摆周期公式得：,g,4,2,L,/,T,2,注意器材：,绳,不可伸长，质量小，尽可能长但小于,1m(,不然米尺难以量,),球,越小，越重为佳,长度测量：,L=,l,线,+,r,，,r,：游标卡尺测，准确到,0.01mm,l,线,：米尺测，准确到,mm,，估读到,0.1mm,时间测量：秒表，准确到,0.1s,，无须估读,24/50,光电门传感器,l,d,25/50,试验步骤：,1,选取一个摆线长约,1m,单摆，把线上端用铁夹固定在铁架台上，铁架台放在试验桌边，使铁夹伸出桌外。,2,让摆球自由下垂，用米尺量出悬线长,l,，用游标卡尺量出摆球直径（均准确到,mm,）。,3,将小球稍拉开一些放手让它摆动，从摆球经过最低点时开始行时，用停表测出,30-50,次全振动所用时间，算出单摆振动周期，利用周期公式计算重力加速度。,4,改变摆长重复试验，求出平均加速度。,也可在最低点放置光电门测量振动周期。,26/50,注意事项：,a.,测摆长：,（,1,）铁夹固定绳上端，自然下垂时测,量,。,（,2,）用米尺量摆线长,l,。,（,3,）用游标卡尺量小球直径,d,。（,4,）摆长为,l,d,/2,。,b.,形成单摆，,5,，,L=1m,时，,A,8.7cm,。,不能为圆锥摆,d.,测,T,：测,n,次全振动用时,t,，周期为,t/n,附：测微小量方法：累积法,屡次测量求平均,放大法：卡文迪许扭秤,/,库仑扭秤,e.,最低点开表、停表。计时位置在最低点。,（何时经过最高点不确定，最低点,V,大，误差小）,f.,计数方法：计数从“,0”,开始，每次同向经过最低点时计数。,g.,屡次改变摆长，重复试验，取得多组,L,和,T,27/50,数据分析：,a.,公式法,g=,再求平均,g,b.,图象法：,T,2,L,，,LT,2,以,L,为纵坐标，以,T,2,为横坐标，作出一条过原点直线，其斜率为,k,_,，由此求重力加速度公式是,g,_,。,g,/,4,2,4,2,k,L,T,2,L,2,T,1,2,T,2,2,L,1,28/50,52.1s,0,31,2,33,4,35,6,37,8,39,41,10,43,12,14,45,16,47,18,49,20,51,22,53,24,26,55,57,28,59,0,1,2,6,7,8,9,10,11,3,4,5,12,13,14,指针是跳，不要估读,29/50,误差分析：,a.,未考虑,r,造成摆长降低，,g,偏小。加,d g,偏大,(,用公式法会造成误差，图象法,k,不变不会造成误差，,所以在,r,未知时宜用图象法）,b.,忽略绳质量,造成周期减小，,g,偏大,c.T,测定错,如计数从,1,开始到,60(,应是,0,到,60),d.,圆锥摆,造成周期减小,(,圆锥摆周期公式,),，,g,偏大,少,r,T,2,L,多,r,少,r,r,r,注意坐标代表物理量,L,T,2,多,r,r,r,30/50,改进及推广,二次测量法：摆长无法测量单摆,b.,测时间：比如秒摆、砂摆,c.,测长度,31/50,图是,“,用单摆测重力加速度,”,试验中，测定 不一样摆长时单摆周期所得到,T,图线，由此图可求出重力加速度,g,_m,s,2,。,9.87,32/50,乙,甲,在“用单摆测定重力加速度”试验中，将一单摆装置竖直悬于某一深度为,h,（未知）且开口向下固定小筒中,(,单摆下部分露于筒外,),，如图甲所表示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。假如本试验长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间距离,l,，并经过改变,l,而测出对应摆动周期,T,，再以,T,2,为纵轴、,l,为横轴，作出,T,2,-,l,图象，则能够由此图象得出我们想要测量物理量。,（,1,）现有以下测量工具：,A,时钟；,B,秒表；,C,天平；,D,毫米刻度尺，本试验所需测量工含有,_,。,（,2,）假如试验中所得到,T,2,-,l,关系图象如图乙所表示，那么真正图象应该是,a,、,b,、,c,中,_,。,（,3,）由图象可知，小筒深度,h,=_cm,；当地重力加速度,g,=_m/s,2,。,（,1,）,BD,（,2,）,a,（,3,）,30,，,9.86,33/50,1,、有,“,用单摆测定重力加速度,”,试验中：,有以下器材可供选取，你认为应选取器材序号是,_,。,(A),约,1m,长细线,(B),约,0,3m,长细线,(C),约,0,8m,长粗线,(D),直径约,1cm,实心铁球,(E),直径约,1cm,实心木球,(F),毫米刻度尺,(G),游标卡尺,(H),螺旋测微器,(I),秒表,(J),手表,(K),铁架台,A D F G I K,相关习题,34/50,一位同学用单摆做测量重力加速度试验，他将摆挂起后，进行了以下步骤,A:,测摆长,l,：用米尺量出摆线长度。,B:,测周期,T,：将摆球拉起，然后放开，在摆球经过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次经过最低点作为第,1,次，接着一直数到摆球第,60,次经过最低点时，按秒表停顿计时，读出这段时间,t,，算出单摆周期,T,t/60,。,C:,将所测得,l,和,T,代入单摆周期公式,T,2,（,l/g,）,-2,，算出,g,，将它作为试验最终结果写入汇报中去。,指出上面步骤中遗漏或错误地方，写出该步骤字母，并加以更正，（不要求进行误差计算）,_,。,A,，,l,应等于线长加,d,2,；,B,，,T,t/29.5,；,C,，应测屡次取平均值,35/50,2,、在用单摆测定重力加速度试验中有个同学发觉他测重力加速度值总是偏大，其原因可能是（）,(A),试验室处于高山上，离海平面太高,(B),单摆所用摆球太重了,(C),测出,n,次全振动时间为,t,，误作为（,n,1,）次全振动时间进行计算,(D),以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算,CD,36/50,例,2,：以下哪些会使,g,测量值偏小,_,，哪些会使,g,测量值偏大,_,。,（,A,）测摆长时只量了摆线长，,（,B,）测摆长将摆线拉得过紧，,（,C,）摆线未系紧，摆动时摆长逐步变长，,（,D,）将,n,次全振动误记为,n,1,次，,（,E,）开启秒表时按下过迟。,A C,B,g,4,2,L,/,T,2,D,E,37/50,【,例,10】,如图所表示，为了测量一凹透镜凹面半径,R,，让一个半径为,r,光滑钢珠在凹面内做振幅很小振动，若测出它完成,N,次全振动时间为,t,，则此凹面半径,R=,（重力加速度为,g,）,(,38/50,【,例,16】,如图所表示，一块质量为,2 kg,、涂有碳黑玻璃板，在拉力,F,作用下竖直向上做匀变速直线运动一个频率为,5 Hz,沙摆，在玻璃板上画出了如图所表示图线，量得,OA=1 cm,，,OB=4 cm,，,OC=9 cm,求拉力,F,大小（不计一切摩擦阻力，取,g=10 m/s2,）,F=24 N,39/50,八、观察水波干涉现象,试验目标：,观察两列频率相同水波相遇时发生干涉现象,试验器材：,发波水槽、变频电动机、电源灯。,试验过程：,1,、打开变频电动机电源,2,、调整两小球击水深度和频率,3,、观察两列波叠加区域水面波形,4,、改变试验条件，使两个小球以不一样频率击水，观察不通频率两列波叠加情况，水面波形,40/50,试验现象,41/50,试验结论,试验结论,频率及其它振动情况相同两列波叠加以后，一些区域质点振动加强，一些区域质点振动减弱，这些区域是相互间隔；而且这些区域分布是稳定，这种现象叫做波干涉。,42/50,如图所表示，,P,、,Q,是两个相干波源，由它们发出波在图中平面内产生干涉。那么，能表示相干结果相同点轨迹图线是：,(),B,43/50,九、用,dis,研究机械能守恒定律,试验目标,研究动能和重力势能转化中所遵照规律。,试验原理,分别测定摆锤在摆动过程中任意时刻动能和势能，研究机械能总量有什么特点。,试验器材,机械能守恒试验器、,DIS,（光电门传感器、数据采集器、计算机等）,44/50,试验,1,：观察由同一位置释放摆锤，当摆线长度不一样时，摆锤上升最大高度。,如图所表示，试验时先卸下“定位挡片”，将摆锤（圆柱形）置于,A,点，释放摆锤，观察它摆到左边最高点时位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与,A,点位置是否相同？,装上定位挡片并置于,P,点位置，它对摆绳有阻挡作用。再次释放摆锤，一样观察摆锤向左摆起最大高度，记下这个位置。,依次将定位挡片下移至,Q,、,R,等位置，重复上述试验。做类似观察、统计。,从试验结果可得出什么结论？,摆锤,定位挡片,45/50,试验,2,将试验装置中光电门传感器接入数据采集器。测定摆锤在某一位置瞬时速度，从而求得摆锤在该位置动能，同时输入摆锤高度，求得摆锤在该位置重力势能，进而研究势能与动能转化时规律。试验中,A,、,B,、,C,、,D,四点高度为,0.150m,、,0.100m,、,0.050m,、,0.000m,，已由计算机默认，无须输入。若选取其它点，则需测量实际高度并输入数据。,开启电源，运行,DIS,应用软件，点击试验条目中“研究机械能守恒定律”，软件界面如图所表示：,测量摆锤直径,s,及其质量,m,，将数据输入软件界面内。把光电门传感器放在标尺盘最底端,D,点，并以此作为零势能点。,摆锤置于,A,点，点击“开始统计”，同时释放摆锤，摆锤经过,D,点速度将自动统计在表格对应处。,点击“数据计算”，计算,D,点势能、动能和机械能。依次将光电门传感器放在标尺盘,C,、,B,点，重复试验，得到对应数据。,比较上述试验结果中各位置机械能，在试验误差允许范围内，看看有什么特点？从中可得出什么结论？,46/50,试验结论：,在误差范围内，只有重力做功时，物体动能和重力势能相互转化，机械能总量不变,47/50,相关习题,1,、（,闸北期末）用,DIS,研究机械能守恒定律。将试验装置中光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置瞬时速度，从而求得摆锤在该位置动能，同时输入摆锤高度，求得摆锤在该位置重力势能，进而研究势能和动能转化时规律。试验中,A,、,B,、,C,、,D,四点高度为,0.150m,、,0.100m,、,0.050m,、,0.000m,，已由计算机默认，无须输入。现某位同学要测定摆锤在,D,点瞬时速度。其试验装置如图（,1,）所表示，接着他点击“开始统计”，同时让摆锤从图中所表示位置释放，计算机将摆锤经过光电门传感器速度自动统计在表格对应处，如图（,2,）。,48/50,A,B,c,D,15,10,5,（,1,）请指出该同学试验中错误之处：,（,2,）图（,2,）中计算机统计数据与真实值相比将,（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）,49/50,2,、如图所表示是在“用,DIS,试验系统研究机械能守恒定律”试验装置，完成以下相关问题：,（,1,）本试验中，采取传感器是,（填写传感器名）。,（,2,）本试验中，先选取零势能面再进行试验，则零势能面位置选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数,影响（选填“有”或“无”）。,（,3,）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装高度，以同一零势能面测得四个不一样位置重力势能和动能数据。,观察表格不难发觉，二者之和（机械能）随测量位置不一样而不停增加，可能原因是,。,传感器,摆锤,光电门,无,空气阻力,50/50,
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