力学实验知识点详解整合训练实验省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第1页第第1讲讲力学力学试验试验 第2页1.试验原理试验原理(1)由由纸带纸带判断物体做匀判断物体做匀变变速运速运动动方法方法如如图图611所表示，所表示，0、1、2为时间间为时间间隔相等各隔相等各计计数点，数点，x1、x2、x3为为相相邻邻两两计计数点数点间间距离，若距离，若xx2x1x3x2x4x3C(常常量量)，即若两，即若两连续连续相等相等时间间时间间隔内位移之差隔内位移之差为为恒量，恒量，则则与与纸带纸带相相连连物物体运体运动为动为匀匀变变速运速运动动第3页第4页2注意事项注意事项(1)在在试验过试验过程中，要重复三次，打三条程中，要重复三次，打三条纸带纸带，然后再从三条中，然后再从三条中选选一条比一条比较较理想理想纸带纸带，舍掉开始比，舍掉开始比较较密集点，在后面便于密集点，在后面便于测测量地方找量地方找一个开始点一个开始点(2)小小车车加速度加速度应应适当大些，使相等适当大些，使相等时间时间内位移内位移较较大，能大，能够够减小减小长长度度测测量量误误差差(3)要区分要区分计时计时器打出点与人器打出点与人为选为选取取计计数点，普通地每隔数点，普通地每隔4个点取个点取1个个计计数点数点第5页 (湖南四市联考湖南四市联考)某同学在做某同学在做“研究匀研究匀变变速直速直线线运运动动”试验时试验时，从打下若干从打下若干纸带纸带中中选选出了如出了如图图612所表示一条所表示一条纸带纸带，已知打点，已知打点计计时时器使用器使用电电源源频频率率为为50 Hz，每两个相，每两个相邻计邻计数点数点间间有四个点没有画出，有四个点没有画出，则纸带则纸带上相上相邻邻两个两个计计数点数点间时间间间时间间隔隔为为_s假如用假如用s1、s2、s3、s4、s5、s6来表示从来表示从0点开始各相点开始各相邻邻两个两个计计数点数点间间距离，用距离，用T表示两相表示两相邻邻记记数点数点时间间时间间隔，隔，则该则该匀匀变变速直速直线线运运动动加速度表示式加速度表示式为为a_(用符号写出表示式，不要求用符号写出表示式，不要求计计算算)打打F点点时时物体速度大小物体速度大小为为vF_m/s.(答案均要求保留三位有效数字答案均要求保留三位有效数字)第6页第7页1.试验原理试验原理如如图图613所表示，所表示，弹弹簧受到拉力会伸簧受到拉力会伸长长，平衡，平衡时弹时弹簧簧产产生生弹弹力力和外力大小相等，和外力大小相等，这这么么弹弹力大小能力大小能够经过测够经过测定外力而得出定外力而得出(能能够够用用悬悬挂挂钩码钩码方法方法给弹给弹簧施加拉力簧施加拉力)；弹弹簧伸簧伸长长可用直尺可用直尺测测出多出多测测几几组组数据，数据，用列表或作用列表或作图图方法探索出方法探索出弹弹力和力和弹弹簧伸簧伸长长定量关系定量关系第8页2注意事项注意事项(1)拉力不能拉力不能过过大，以免大，以免弹弹簧超出其簧超出其弹弹性程度性程度(2)试验试验中用中用弹弹簧伸簧伸长长而不用而不用弹弹簧簧总长总长，若用，若用弹弹簧簧总长总长得到不是正得到不是正百分比函数，关系百分比函数，关系较为较为复复杂杂(3)本本试验试验可用列表法、可用列表法、图图象法、函数法来象法、函数法来处处理理试验试验数据，最好用数据，最好用图图象法，象法，图图象法形象、直象法形象、直观观(4)拟拟合曲合曲线时线时，不要，不要连连成成“折折线线”而而应应尽可能尽可能让让坐坐标标点大致分布在点大致分布在直直线线上或两上或两侧侧第9页 (广东高考广东高考)某同学探究弹力与弹簧伸长量关系某同学探究弹力与弹簧伸长量关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在刻度尺都应在_方向方向(填填“水平水平”或或“竖直竖直”)(2)弹簧自然悬挂，待弹簧弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为时，长度记为L0；弹簧下端挂上；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依砝码，弹簧长度依次记为次记为L1至至L6.数据以下表数据以下表.表中有一个数表中有一个数值统计值统计不不规规范，代表符号范，代表符号为为_由表可知所用由表可知所用刻度尺最小分度刻度尺最小分度为为_第10页(3)图图614是是该该同学依据表中数据作同学依据表中数据作图图，纵轴纵轴是砝是砝码质码质量，横量，横轴轴是是弹弹簧簧长长度与度与_差差值值(填填“L0”或或“Lx”)(4)由由图图可知可知弹弹簧簧劲劲度系数度系数为为_N/m；经过图经过图和表可知砝和表可知砝码盘码盘质质量量为为_g(结结果保留两位有效数字，重力加速度取果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2)第11页【解析解析】(1)为确保弹簧形变只由砝码和砝码盘重力引发，所以为确保弹簧形变只由砝码和砝码盘重力引发，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向(2)弹簧静止时，统计原长弹簧静止时，统计原长L0；表中数据；表中数据L3与其它数据有效位数不与其它数据有效位数不一样，所以数据一样，所以数据L3不规范，标准数据应读至不规范，标准数据应读至cm位后两位，最终一位位后两位，最终一位应为预计值，准确至应为预计值，准确至mm位，所以刻度尺最小分度为位，所以刻度尺最小分度为1 mm.(3)由题图知所挂砝码质量为由题图知所挂砝码质量为0时，时，x为为0，所以，所以xLLx.第12页【答案答案】(1)竖直竖直(2)静止静止L31 mm(3)Lx(4)4.910第13页1.试验原理试验原理(1)如如图图615所表示，所表示，结结点受三个共点力作用点受三个共点力作用处处于平衡状于平衡状态态，则则F1与与F2协协力必与橡皮条拉力平衡，改用一个拉力力必与橡皮条拉力平衡，改用一个拉力F使使结结点仍到点仍到O点，点，则则F必与必与F1和和F2协协力等效力等效(2)以以F1和和F2为邻边为邻边作平行四作平行四边边形求出形求出协协力力F，比，比较较F与与F大小和方大小和方向，以向，以验证验证互成角度两个力合成互成角度两个力合成时时平行四平行四边边形定形定则则第14页2注意事项注意事项(1)本本试验试验要注意两只要注意两只弹弹簧簧测测力力计选计选取，将两只取，将两只弹弹簧簧测测力力计钩计钩好后好后对对拉，若两只拉，若两只弹弹簧簧测测力力计计在拉在拉过过程中程中读读数相同，数相同，则则可可选选，若不一，若不一样样，应应另另换换，直至相同，直至相同为为止，使用止，使用时弹时弹簧簧测测力力计应计应与板面平行与板面平行(2)只有分力与只有分力与协协力含有等效性力含有等效性时时，它，它们们才恪守平行四才恪守平行四边边形定形定则则，所以本所以本试验试验关关键键是要控制好作用效果相同即是要控制好作用效果相同即试验试验成成败败关关键键是前后是前后两次都要把两次都要把结结点拉到同一位置，并点拉到同一位置，并记记好好弹弹簧簧测测力力计读计读数及数及细绳细绳套方套方向向(3)作作图时图时，应选择应选择恰当恰当标标度，作度，作图图大一些便于大一些便于观观察察第15页 如如图图616所表示在所表示在“力平行四力平行四边边形形定定则则”试验试验探究中，某同学探究中，某同学进进行行试验试验主要主要步步骤骤是：是：将橡皮条一端固定在木板上将橡皮条一端固定在木板上A点，另一端拴点，另一端拴上两根上两根带带有有绳绳套套细绳细绳，每根，每根绳绳套分套分别别挂着一个挂着一个弹弹簧簧测测力力计计沿着两个方向拉沿着两个方向拉弹弹簧簧测测力力计计，将橡皮条活，将橡皮条活动动端拉到某端拉到某一位置，将此位置一位置，将此位置标识为标识为O点，点，读读取此取此时弹时弹簧簧测测力力计计示数，分示数，分别统计别统计两个拉力两个拉力F1、F2大小并大小并标标出方向；再用一个出方向；再用一个弹弹簧簧测测力力计计将橡皮条活将橡皮条活动动端仍拉至端仍拉至O点，点，统计统计其拉力其拉力F大小和方向大小和方向(1)用一个用一个弹弹簧簧测测力力计计将橡皮条活将橡皮条活动动端仍拉至端仍拉至O点，点，这这么做目么做目标标是是_第16页(2)为为尽可能减小尽可能减小试验误试验误差，以下操作中正确是差，以下操作中正确是_ A弹弹簧秤、簧秤、细绳细绳、橡皮条都、橡皮条都应应与木板平行与木板平行B两两细绳细绳必必须须等等长长C标识标识同一同一细绳细绳方向两点要方向两点要远远些些D用两用两弹弹簧秤同簧秤同时时拉拉细绳时夹细绳时夹角角应应尽可能大尽可能大【解析解析】(1)用一个弹簧测力计将橡皮条活动端仍拉至用一个弹簧测力计将橡皮条活动端仍拉至O点，目点，目标是让标是让F与与F1、F2协力效果相同协力效果相同(2)为了减小试验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，为了减小试验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，标识同一细绳方向两点要适当远些故标识同一细绳方向两点要适当远些故A、C正确正确【答案答案】(1)看法析看法析(2)AC第17页1.试验原理试验原理本本试验试验共有共有F、m、a三个参量，探究加速度三个参量，探究加速度a与作用力与作用力F及物体及物体质质量量m关系关系时时，应应用方法是控制用方法是控制变变量法，即先控制一个参量量法，即先控制一个参量小小车质车质量量m不不变变，讨论讨论a与与F关系，再控制小桶和砂关系，再控制小桶和砂质质量不量不变变，即，即F不不变变，改，改变变小小车质车质量量m，讨论讨论a与与m关系关系第18页第19页 (山东高考山东高考)某同学利用某同学利用图图617甲所表示甲所表示试验试验装置，探究装置，探究物物块块在水平桌面上运在水平桌面上运动规动规律物律物块块在重物在重物牵牵引下开始运引下开始运动动，重物落地，重物落地后，物后，物块块再运再运动动一段距离停在桌面上一段距离停在桌面上(还还未抵达滑未抵达滑轮处轮处)从从纸带纸带上便上便于于测测量点开始，每量点开始，每5个点取个点取1个个计计数点，相数点，相邻计邻计数点数点间间距离如距离如图图617乙所表示打点乙所表示打点计时计时器器电电源源频频率率为为50 Hz.第20页第21页第22页【答案答案】(1)67(或或76)(2)1.001.20 (3)2.00偏大偏大第23页1.试验原理试验原理如如图图618所表示，小所表示，小车车在橡皮筋作用下在橡皮筋作用下弹弹出，沿木板滑行当出，沿木板滑行当我我们们用用2条、条、3条条一一样样橡皮筋橡皮筋进进行第行第2次、第次、第3次次试验时试验时，每次，每次试试验验中橡皮筋拉伸中橡皮筋拉伸长长度都保持一致，那么，第度都保持一致，那么，第2次、第次、第3次次试验试验中橡中橡皮筋皮筋对对小小车车做功就是第做功就是第1次次2倍、倍、3倍倍假如把第假如把第1次次试验时试验时橡皮筋所橡皮筋所做功做功记为记为W，以后各次做功就是，以后各次做功就是2W、3W第24页第25页 (皖南八校联考皖南八校联考)为为了了“探究探究动动能改能改变变与合外力做功与合外力做功”关系，关系，某同学某同学设计设计了以下了以下试验试验方案：方案：A第一步他把第一步他把带带有定滑有定滑轮轮木板有滑木板有滑轮轮一端一端垫垫起，把起，把质质量量为为M滑滑块块经过细绳经过细绳与与质质量量为为m带夹带夹重重锤锤相相连连，然后跨，然后跨过过定滑定滑轮轮，重，重锤夹锤夹后后连连一一纸带纸带，穿，穿过过打点打点计时计时器，器，调调整木板整木板倾倾角，直到角，直到轻轻推滑推滑块块后，滑后，滑块块沿木沿木板匀速运板匀速运动动如如图图619甲所表示甲所表示B第二步保持第二步保持长长木板木板倾倾角不角不变变，将打点，将打点计时计时器安装在器安装在长长木板靠近木板靠近滑滑轮处轮处，取下，取下细绳细绳和和钩码钩码，将滑，将滑块块与与纸带纸带相相连连，使其穿，使其穿过过打点打点计时计时器，器，然后接通然后接通电电源源释释放滑放滑块块，使之从静止开始加速运，使之从静止开始加速运动动，打出，打出纸带纸带，如，如图图619乙所表示乙所表示第26页第27页试试回答以下回答以下问题问题：(1)已知已知O、A、B、C、D、E、F相相邻计邻计数点数点时间间时间间隔隔为为t，依据，依据纸带纸带求滑求滑块块速度，当打点速度，当打点计时计时器打器打A点点时时滑滑块块速度速度vA_，打点，打点计时计时器打器打B点点时时滑滑块块速度速度vB_.第28页(2)已知重已知重锤质锤质量量m，当地重加速度，当地重加速度g，要，要测测出某一出某一过过程合外力程合外力对对滑滑块块做功做功还还必必须测须测出出这这一一过过程滑程滑块块_(写出物理名称及符号写出物理名称及符号)，合，合外力外力对对滑滑块块做功表示式做功表示式W合合_.(3)测测出滑出滑块块运运动动OA段、段、OB段、段、OC段、段、OD段、段、OE段合外力段合外力对对滑滑块块所做功，并所做功，并计计算出算出A、B、C、D、E各点速度，以各点速度，以v2为纵轴为纵轴，以，以W为为横横轴轴建立坐建立坐标标系，描点作出系，描点作出v2W图图象，可知它是一条象，可知它是一条过过坐坐标标原点原点倾倾斜直斜直线线，若直，若直线线斜率斜率为为k，则则滑滑块质块质量量M_.第29页第30页第31页2注意事项注意事项(1)安装打点安装打点计时计时器器时时，必，必须须使限位孔与使限位孔与纸带纸带在同一在同一竖竖直平面内，以直平面内，以减小重物下落减小重物下落时纸带时纸带受到阻力受到阻力(2)要尤其注意要尤其注意试验试验操作次序，开始操作次序，开始试验时试验时，需保持提，需保持提纸带纸带手不手不动动，同同时时先接通先接通电电源，源，让让打点打点计时计时器正常工作再放开器正常工作再放开纸带让纸带让重物下落，以重物下落，以确保第一个点是一个清楚小点确保第一个点是一个清楚小点(3)依据自由落体运依据自由落体运动过动过程中机械能守恒原理，能程中机械能守恒原理，能够测够测量任意两个量任意两个计计数点之数点之间间距离距离h，求出，求出这这两点两点间动间动能之差能之差Ek，利用，利用mghEk来来验验证证机械能守恒定律机械能守恒定律(4)本本试验试验有两种有两种误误差：差：因重物和因重物和纸带纸带下落下落过过程中要克服阻力做功，故程中要克服阻力做功，故动动能增量能增量Ek一定一定略小于重力略小于重力势势能降低能降低许许，这这是不可防止，属于系是不可防止，属于系统误统误差，改差，改进进方法只方法只能能调调整器材安装，尽可能减小阻力整器材安装，尽可能减小阻力长长度度测测量量过过程中属于偶然程中属于偶然误误差能差能够经过够经过屡次屡次测测量取平均量取平均值值来减来减小小误误差差第32页第33页第34页