力学 光学实验优秀PPT.ppt
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1、力学 光学实验第1页,本讲稿共25页209-广东广东-利用拉力传感利用拉力传感器和速度传感器探究器和速度传感器探究“动能原理动能原理”09-全国全国-探究物体在斜探究物体在斜面上的运动时摩擦力面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系与斜面倾角的关系 09-江苏江苏-探究加速度与探究加速度与物体质量、物体受力物体质量、物体受力的关系的关系 09-上海上海-用用DIS(位移传(位移传感器、数据采集器、感器、数据采集器、计算机)研究加速度计算机)研究加速度和力的关系和力的关系 09-安徽安徽-探究力对原来静止探究力对原来静止的物体的功与物体获得的的物体的功与物体获得的速度的关系速度的关系 各题均有图各题均
2、有图象处理数据象处理数据而且有的涉而且有的涉及为新图象及为新图象小车实验有较小车实验有较多的知识和方多的知识和方法含量命题多法含量命题多用它用它第2页,本讲稿共25页308全国1:验证机械能守恒用滑轮验证机械能守恒用滑轮 (旧)(新)(旧)(新)08宁夏:宁夏:验证动量守恒用两单摆相碰撞验证动量守恒用两单摆相碰撞 (旧)(新)(旧)(新)08江苏:江苏:验证机械能守恒用斜槽导轨接平抛运动验证机械能守恒用斜槽导轨接平抛运动 (旧)(新)(旧)(新)08宁夏:宁夏:平面小车测两物体间的摩擦系数平面小车测两物体间的摩擦系数 (旧)(新)(旧)(新)重庆:重庆:平面小车(改动)研究匀变速运动平面小车(
3、改动)研究匀变速运动 (“旧旧”)(新)(新)2008年年高高考考力力学学题题目目示示意意:广东:广东:平面小车研究动能定理平面小车研究动能定理(旧)(新)(旧)(新)第3页,本讲稿共25页4如图为如图为“用用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系的关系”的实验装置。的实验装置。(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_不变,用钩码所受不变,用钩码所受的重力作为的重力作为_,用,用DIS测小车的加速度。测小车的加速度。(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根)改变所挂钩码
4、的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。关系图线(如图所示)。分析此图线的分析此图线的OA段可得出的实验结论是段可得出的实验结论是_。(单选题)此图线的(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是()原因是()A小车与轨道之间存在摩擦小车与轨道之间存在摩擦 B导轨保持了水平状态导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大所挂钩码的总质量太大 D所用小车的质量太大所用小车的质量太大小车质量小车质量M小车所受小车所受外力外力加速度与外力成正比加速度与外力成正比C例例1第4页,本讲稿共25
5、页5 某同学某同学为为了探究物体在斜面上的了探究物体在斜面上的运运动时动时摩擦力与斜面摩擦力与斜面倾倾角的关系角的关系,设计实验设计实验装置如装置如图图。长长直平板直平板一端放在水平桌面上,另一端架一端放在水平桌面上,另一端架在一物在一物块块上。在平板上上。在平板上标标出出A、B两点,两点,B点点处处放置一光放置一光电门电门,用,用光光电计时电计时器器记录记录滑滑块块通通过过光光电门时电门时挡挡光的光的时间时间。实验实验步步骤骤如下:如下:用游用游标标卡尺卡尺测测量量滑滑块块的的挡挡光光长长度度d,用天平用天平测测量滑量滑块块的的质质量量m;用直尺用直尺测测量量AB之之间间的距离的距离s,A点
6、到水点到水平桌面的垂直距离平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的点到水平桌面的垂直距离垂直距离h2例例2第5页,本讲稿共25页6将滑将滑块块从从A点静止点静止释释放,由光放,由光电计时电计时器器读读出出滑滑块块的的挡挡光光时间时间t1 重复步重复步骤骤数次,并求数次,并求挡挡光光时间时间的平均的平均值值 ;利用所利用所测测数据求出摩擦力数据求出摩擦力f和斜面和斜面倾倾角的余角的余弦弦值值cos;多次改多次改变变斜面的斜面的倾倾角,重复角,重复实验实验步步骤骤,做出,做出f-cos关系曲关系曲线线。“摩擦力与斜面摩擦力与斜面倾角的关系倾角的关系”第6页,本讲稿共25页7用用测测量的物理量完成下列
7、各式(重力量的物理量完成下列各式(重力加速度加速度为为g)斜面斜面倾倾角的余弦角的余弦cos=;滑滑块块通通过过光光电门时电门时的速度的速度v=;滑滑块块运运动时动时的加速度的加速度a=;滑滑块块运运动时动时所受到的摩擦阻力所受到的摩擦阻力f=;(2)测测量滑量滑块挡块挡光光长长度的游度的游标标卡卡尺尺读读数如数如图图所示,所示,读读得得d=。h1h2sfmgNav第7页,本讲稿共25页8 试试根据根据给给出的数据,求出的数据,求木木块块与木板与木板间间的摩擦因数的摩擦因数。要求写出主要的运算要求写出主要的运算过过程。程。结结果保留果保留2位位有效数字。(打点有效数字。(打点计时计时器流器流电
8、频电频率率为为50Hz,不,不计纸带计纸带与与木木块间块间的拉力,取重力加速的拉力,取重力加速度度10m/s2)“旧实验旧实验”-“改进改进”实验实验装置如装置如图图1,一木,一木块块放在水平放在水平长长木板上,左木板上,左侧侧拴拴有有细软线细软线,跨,跨过过固定在木板固定在木板边缘边缘的滑的滑轮轮与重物相与重物相连连,木,木块块右右侧侧与打点与打点计时计时器的器的纸带纸带相相连连。在重物的。在重物的牵牵引下,木引下,木块块在水平木板上向左运在水平木板上向左运动动,重物落地后,打点重物落地后,打点计时计时器在器在纸带纸带是打出的一些点如是打出的一些点如图图2,例例3第8页,本讲稿共25页9重物
9、落地后重物落地后使求摩擦力变简单了!使求摩擦力变简单了!第9页,本讲稿共25页10(1)下下图给图给出的是出的是实验实验中中获获取的一条取的一条纸带纸带的一部分:的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是是计计数点,每相数点,每相邻邻两两计计数点数点间还间还有有4个打点(个打点(图图中未中未标标出),出),计计数点数点间间的距离如的距离如图图所示。根所示。根据据图图中数据中数据计计算的加速度算的加速度a=_ (保留三位保留三位有效数字有效数字)。定滑定滑轮轮;木板上有一滑;木板上有一滑块块,其一端与,其一端与电电磁打点磁打点计时计时器的器的纸纸带带相相连连,另一端通,另一端通过过跨跨过过定滑定
10、滑轮轮的的细线细线与托与托盘连盘连接。打点接。打点计时计时器交流器交流电电源源频频率率50 Hz。开始。开始时时,在托,在托盘盘中放入适量中放入适量砝砝码码,滑,滑块块开始做匀加速运开始做匀加速运动动,在,在纸带纸带上打出一系列小点。上打出一系列小点。物理小物理小组组在一次探究活在一次探究活动动中中测测量滑量滑块块与木板之与木板之间间的的动动摩擦因数。摩擦因数。实验实验装置如装置如图图,表面粗糙的木板固定在,表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有水平桌面上,一端装有例例4第10页,本讲稿共25页11(2)回答下列两个回答下列两个问题问题:为测为测量量动动摩擦因数,下摩擦因数,下列物理量中列物
11、理量中还应测还应测量的有量的有 。(填入所。(填入所选选物理量前的字物理量前的字母)母)A.木板的木板的长长度度l B.木板的木板的质质量量m1 C.滑滑块块的的质质量量m2 D.托托盘盘和砝和砝码总质码总质量量m3 E.滑滑块块运运动动的的时间时间t还有未计入的阻力,如还有未计入的阻力,如“空空气阻力、纸带的阻力气阻力、纸带的阻力”。测测量量中所中所选选定的物理量定的物理量时时需要的需要的实验实验器材是器材是 。(3)滑)滑块块与木板与木板间间的的动动摩擦因数摩擦因数 (用被(用被测测物理量的字母表示,重力物理量的字母表示,重力加速度加速度为为g)与真)与真实值实值相比,相比,测测量的量的动
12、动摩擦因数摩擦因数 (填(填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)。写出)。写出支持你的看法的一个支持你的看法的一个论论据:据:CD偏大偏大天平天平测测量量中所中所选选定的物理量定的物理量时时需要的需要的实验实验器材是器材是 。(3)滑)滑块块与木板与木板间间的的动动摩摩擦因数擦因数 (用被(用被测测物理物理量的字母表示,重力加速量的字母表示,重力加速度度为为g)与真)与真实值实值相比,相比,测测量的量的动动摩擦因数摩擦因数 (填(填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)。写出支)。写出支持你的看法的一个持你的看法的一个论论据:据:实验原理的重要性实验原理的重要性 F=ma第11页,本讲稿共25页12由由可可
13、知知计计算算a只只是是靠靠“s与与对对应应的的T”,只只要要某某段段的的s含含在在计计算算式中,这段就是被利用了。式中,这段就是被利用了。奇奇数数段段的的纸纸带带计计算算加加速速度度,不不必必舍舍一一段段,要要做做到到“尽尽可可能能多多的的利利用用数数据据”只要将正中间的一段只要将正中间的一段“含在含在”每一个所取的每一个所取的“sm-sn”之内即可。之内即可。如此看来,对于一条局部有缺损的纸带,也可计算如此看来,对于一条局部有缺损的纸带,也可计算a。第12页,本讲稿共25页13如如图图,一很,一很长长的、不可伸的、不可伸长长的柔的柔软轻绳软轻绳跨跨过过光滑定滑光滑定滑轮轮,绳绳两端各系一小球
14、两端各系一小球a和和b。a球球质质量量为为m,静置于地面;,静置于地面;b球球质质量量为为3m,用手托住,高度用手托住,高度为为h,此,此时轻绳刚时轻绳刚好拉好拉紧紧。从静止开始从静止开始释释放放b后,后,a可能达到的最大高度可能达到的最大高度为为 Ah Bl.5h C2h D2.5h如如图图所示,两个所示,两个质质量各量各为为m1和和m2的小物的小物块块A和和B,分,分别别系在系在一条跨一条跨过过定滑定滑轮轮的的软绳软绳两端,已知两端,已知m1m2,现现要利用此装置要利用此装置验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律.(1)若)若选选定物定物块块A从静止开始下落的从静止开始下落的过过程程进进行行
15、测测量,量,则则需要需要测测量的物理量有量的物理量有 (在答(在答题题卡卡上上对应对应区域填入区域填入选项选项前的前的编编号)号)物物块块的的质质量量m1、m2;物物块块A下落的距离及下落下落的距离及下落这这段距离所用的段距离所用的时间时间;“习题习题”-“改造成实验题改造成实验题”二者关系如何?二者关系如何?例例5例例6第13页,本讲稿共25页14(3)例如:)例如:“对同一高度进行多次测量取平均值对同一高度进行多次测量取平均值”;“选取受力选取受力后相对伸长尽量小的绳后相对伸长尽量小的绳”;滑轮要轻、减小轮与轴间的摩擦、减;滑轮要轻、减小轮与轴间的摩擦、减小绳与轮的摩擦小绳与轮的摩擦物物块
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