第三章相互作用——力 实验课 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第三章：实验课 实验一：探究弹簧弹力和形变量的关系 实验目的：1.探究弹簧弹力和形变量之间的关系 2.学会列表法，图像法，函数法处理实验数据 实验原理：1.弹簧受到拉力时会伸长，伸长量越大弹力越大 2.弹簧平衡时，弹簧产生的弹力和外力相等 实验器材：弹簧，毫米刻度尺，铁架台，钩码若干，坐标纸 实验步骤： 1.把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，检查刻度尺是否竖直， 观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。记为：L0 2.在弹簧下端悬挂一个钩码，待钩码静止后，记录弹簧下端对应的刻度L1。 3.重复2个，3个钩码……，弹簧下端的对应刻度L2，L3…… 4.用XN+LN-LO计算出挂1个，2个，3个钩码时弹簧的伸长量，根据钩码重力等于弹簧弹力的大小，计算出弹力F1，F2，F3…… 实验步骤： 5.以弹力为纵坐标，伸长量为横坐标，在坐标纸上描点。 6.按照点记，做出一条平滑的曲线（直线），使所画的点大部分都在这条曲线上，并且注意使曲线两侧的点数大致相同。 7.以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数式，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数。 8.解释函数表达式中常数的物理意义。 0 结论： 弹簧的弹力F和形变量x成正比 误差分析 1.由于弹簧本身重力的影响，直线只是近似过坐标原点。 2.刻度尺读数不准确造成误差。 注意事项 1.所挂钩码不要过重，以免弹簧的形变量超出它的弹性限度。 2.每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标纸上描出的点尽可能稀疏一些，这样做出的图像较为精确。 3.测量弹簧长度时一定要在弹簧竖直悬挂且处于静止时测量，刻度尺要保持竖直并且靠近弹簧，以免增大误差 4.描点划线时所描的点不一定都落在这条曲线上，但应注意尽量要使其他各点均匀分布在曲线的两侧 5.记录数据时，要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位 实验步骤： 1.把木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动， 根据二力平衡条件说明摩擦力的大小等于拉力大小。 2.继续用力，当拉力达到某一数值时，木块开始移动，此时拉力会突然变小 实验二：平衡条件法求解静摩擦力 实验结论： 1.静摩擦力会随着外力的改变而改变。 2.由二力平衡可知静摩擦力的大小总等于使物体产生相对运动趋势的外力的大小 实验原理： 1.根据等效替代的思想，将橡皮条的一端固定，另一端挂轻质小圆环。 2.用两个力F1，F2使小圆环达到某一点。 3.撤去F1，F2后，再用一个力F作用于小圆环，使其达到同一点，那么F与F1和F2的作用效果相同， 4.记下F1，F2的大小和方向，画出各个力的图示，就可以研究F与F1，F2的关系 实验三：探究两个互成角度的力的合成规律 实验步骤 1.在实验桌上平放一块方木板，然后在方木板上铺一张白纸，注意白纸的固定位置，用图钉把白纸固定在放木板上。 2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的G点，在橡皮条的另一端挂轻质小圆环。 3.用手通过两个弹簧测力计互成角度的共同拉动小圆环，使橡皮条伸长，使小圆环处于o点。 4.用铅笔记下O点的位置和两弹簧测力计拉线的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数，即两力F1，F2的大小和方向 实验结论 F和F1在误差允许的范围内重合 说明两个力的合成时，已表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形， 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做平行四边形定则 5.用一个弹簧测力计，拉动小圆环，仍使其处于o点，读出并记录弹簧测力计的示数，记下拉线的方向。 即记下与F1与F2效果相同力的F的大小和方向 6.选定标度，做出力F1，F2，F的图示 7，以f1，f2为邻边做平行四边形，并作出其对角线F1 实验操作注意事项 1.实验过程中，在使用弹簧测力计的时候，要注意使弹簧测力计与木板平面平行。 2.选用橡皮条用富有弹性能发生弹性形变，同一次实验中，橡皮条拉长后小圆环的位置必须保持不变 3.在满足合力，不超过弹簧测力计的量程及橡皮条形变，不超过弹性限度的条件下，应该使拉力尽量大一些，以减少实验中的误差 4.画出力的图示时应选恰当的单位长度，作为标度做力的合成图时，尽量将图画的大一些，但也不要画的太大，而画出纸外，要严格按作力的图示要求和几何作图法作出合力。 5.由作图法得到的F1和实际测量得到的F，只要在与误差允许的范围内相同即可 1.向砝码盘C内放入砝码，轻推铁块P，使其恰能在水平木板B上，向左匀速滑动。 2.铁块P处于平衡状态 用弹簧测力计测出P和C（包括砝码）受到的重力GP和GC， 则P受的滑动摩擦力Ff=GC， 可求出P,B间动摩擦因数 μ=GC/GP 实验四：利用砝码和弹簧测力计 借助动态