力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件.pptx

《力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件.pptx（22页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、专 题 整 合微专题 力学实验与创新专题七 实验技能与创新考点三1.(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”类实验标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100kg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9.80m/s2,此弹簧的劲度系数为N/m(保

2、留3位有效数字)。3.77553.72.(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1mm)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。(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(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

3、力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。()用5mm长度的线段表示1N的力,以O为作用点,在图(a)中画出力F1、F2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。4.00.051.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验证力的平行四边形定则的操作关键(1)每次

4、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0.1N,则要估读,即有两位小数,如分度值为0.2N,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。考向一探究弹力和弹簧伸长量的关系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

5、 确 的 是_；Aa的原长比b的长Ba的劲度系数比b的大Ca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(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h35.0 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l0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Fl图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k_ N/m，弹簧的原长l0_ cm20025解解析析(1)在在图图象象中中横横截截距距表表示示弹弹

6、簧簧的的原原长长，故故a的的原原长长比比b的的短短，故故A错错误误；在在图图象象中中斜斜率率表表示示弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k，故故a的的劲劲度度系系数数比比b的的大大，故故B正正确确，C错错误误；弹弹簧簧的的弹弹力力满满足足胡胡克克定定律律，弹弹力力与与弹簧的形变量成正比，故弹簧的形变量成正比，故D错误错误(2)根根据据胡胡克克定定律律F与与l的的关关系系式式为为：Fk(lhl0)klk(hl0)，从从图图象象中中可可得得直直线线的的斜斜率率为为2 N/cm，截截距距为为20 N，故故弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为：k2 N/cm200 N/m.由由k(hl0)20 N，于于是是：l0

7、25 cm考向二验证力的平行四边形定则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。(1)图乙中,是F1和F2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F1和F2的夹

8、角越大越好F先减小后增大ABC考向三验证动量守恒定律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mA和被碰小球的质量mB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mAmBmAOP=mAOM+mB(ON-2r)4(2019浙江选考浙江选考)小明做小明做“探究碰撞中的不变探究碰撞中的不变量量”实验的装置如图实验的装置如图1所示，悬挂在所示，悬挂在O点的单摆由点的单摆由长为长为l的

9、细线和直径为的细线和直径为d的小球的小球A组成，小球组成，小球A与放与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心发生对心碰撞，碰后小球碰撞，碰后小球A继续摆动，小球继续摆动，小球B做平抛运动做平抛运动(1)小小明明用用游游标标卡卡尺尺测测小小球球A直直径径如如图图2所所示示，则则d mm.又又测测得得了了小小球球A质质量量m1，细细线线长长度度l，碰碰撞撞前前小小球球A拉拉起起的的角角度度和和碰碰撞撞后后小小球球B做做平平抛抛运运动动的的水水平平位位移移x、竖竖直直下下落落高高度度h.为为完完成成实实验验，还还需需要要测测量量的的物物理理量量有有：(2)若若A

10、、B两两球球碰碰后后粘粘在在一一起起形形成成新新单单摆摆，其其周周期期 (选选填填“小小于于”“”“等等于于”或或“大大于于”)粘粘合合前前单单摆摆的周期的周期(摆角小于摆角小于5)14.40小球B质量m2，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，黏在一起后，球的重心发生变化，如图所示，摆长发生变化如图所示，摆长发生变化5.某同学现用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置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来验证动量守恒定律,在气垫导轨右端固定一弹簧在气垫导轨右端固定一弹簧,滑块滑块b的右端有强粘性的胶水。图中滑块的右端有强粘性的胶水。图中滑块a和挡光片和挡光

11、片的总质量为的总质量为m1=0.620kg,滑块滑块b的质量为的质量为m2=0.410kg,实验步骤如下实验步骤如下:按图安装好实验器材后按图安装好实验器材后,接通电源接通电源,先将滑块先将滑块a置置于气垫导轨上于气垫导轨上,然后调节底脚螺丝然后调节底脚螺丝,直到轻推滑块后直到轻推滑块后,滑块上的挡光片通过两个光电门的时间滑块上的挡光片通过两个光电门的时间;将滑块将滑块b置于两光电门之间置于两光电门之间,将滑块将滑块a置于光电门置于光电门1的右端的右端,然后将滑块然后将滑块a水平压缩弹簧水平压缩弹簧,滑块滑块a在弹簧的在弹簧的作用下向左弹射出去作用下向左弹射出去,通过光电门通过光电门1后继续向

12、左滑动后继续向左滑动并与滑块并与滑块b发生碰撞发生碰撞;两滑块碰撞后粘合在一起向左运动两滑块碰撞后粘合在一起向左运动,并通过光电并通过光电门门2;相等相等实验后,分别记录下滑块a通过光电门1的时间t1,两滑块一起通过光电门2的时间t2。(1)完成实验步骤完成实验步骤中所缺少的内容。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实验前用一游标卡尺测得挡光片的宽度d如图如图乙所示乙所示,则则d=cm。(3)设挡光片通过光电门的时间为设挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过则滑块通过光电门的速度可表示为光电门的速度可表示为v=(用用d、t表示表示)。(4)实验中测得滑块实验中测得滑块a经过

13、光电门经过光电门1的速度为的速度为v1=2.00m/s,两滑块经过光电门两滑块经过光电门2的速度为的速度为v2=1.20m/s,将两滑块和挡光片看成一个系统将两滑块和挡光片看成一个系统,则系统在两则系统在两滑块相互滑块相互作用前、后的总动量分别为作用前、后的总动量分别为p1=kgm/s,p2=kgm/s(结果均保留三位小数结果均保留三位小数)。1.5501.2401.236考向四探究动能定理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

14、的连接方式是(填“A”或“B”)。A(2)实验中实验中,甲、乙两同学用两种不同的方法来改变甲、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。橡皮筋对小车所做的功。甲同学甲同学:改变相同橡皮筋的条数改变相同橡皮筋的条数,小车每次拉到同一小车每次拉到同一位置释放位置释放;乙同学乙同学:保持橡皮筋的条数不变保持橡皮筋的条数不变,小车每次拉到不同小车每次拉到不同位置释放。你认为位置释放。你认为(填填“甲甲”或或“乙乙”)同学的方法更合理。同学的方法更合理。(3)从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程,小车的运动小车的运动可能是可能是。A.匀加速运动匀加速运动B.匀减速运动匀减速运动C.加速度增大的加速运动加速度增大的加速运动D.加速度减小的加速运动加速度减小的加速运动甲甲D(4)实验中测得小车质量为实验中测得小车质量为1.0kg,某次实验得到的纸带及测量数据如图所示某次实验得到的纸带及测量数据如图所示,测测得小车获得的动能为得小车获得的动能为J(保留两位有效数字保留两位有效数字)。实验用交流电源频率。实验用交流电源频率为为50Hz。2.0