第三章相互作用-力實驗課-2022-2023學年高一上學期物理人教版

第三章：實驗課實驗一：探究彈簧彈力和形變量的關(guān)系實驗目的：1.探究彈簧彈力和形變量之間的關(guān)系2.學會列表法，圖像法，函數(shù)法處理實驗數(shù)據(jù)實驗原理：1.彈簧受到拉力時會伸長，伸長量越大彈力越大2.彈簧平衡時，彈簧產(chǎn)生的彈力和外力相等實驗器材：彈簧，毫米刻度尺，鐵架臺，鉤碼若干，坐標紙實驗步驟：1.把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，檢查刻度尺是否豎直，觀察彈簧自由下垂時下端所到達的刻度位置。記為：L02.在彈簧下端懸掛一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記錄彈簧下端對應(yīng)的刻度L1。3.重復2個，3個鉤碼……，彈簧下端的對應(yīng)刻度L2，L3……4.用XN+LN-LO計算出掛1個，2個，3個鉤碼時彈簧的伸長量，根據(jù)鉤碼重力等于彈簧彈力的大小，計算出彈力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3……實驗步驟：5.以彈力為縱坐標，伸長量為橫坐標，在坐標紙上描點。6.按照點記，做出一條平滑的曲線（直線），使所畫的點大部分都在這條曲線上，并且注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。7.以彈簧的伸長量為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)式，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)。8.解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義。0結(jié)論：彈簧的彈力F和形變量x成正比誤差分析1.由于彈簧本身重力的影響，直線只是近似過坐標原點。2.刻度尺讀數(shù)不準確造成誤差。注意事項1.所掛鉤碼不要過重，以免彈簧的形變量超出它的彈性限度。2.每次所掛鉤碼的質(zhì)量差盡量大一些，從而使坐標紙上描出的點盡可能稀疏一些，這樣做出的圖像較為精確。3.測量彈簧長度時一定要在彈簧豎直懸掛且處于靜止時測量，刻度尺要保持豎直并且靠近彈簧，以免增大誤差4.描點劃線時所描的點不一定都落在這條曲線上，但應(yīng)注意盡量要使其他各點均勻分布在曲線的兩側(cè)5.記錄數(shù)據(jù)時，要注意彈力與彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位實驗步驟：1.把木塊平放在水平長木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，在拉力F增大到一定值之前，木塊不會運動，根據(jù)二力平衡條件說明摩擦力的大小等于拉力大小。2.繼續(xù)用力，當拉力達到某一數(shù)值時，木塊開始移動，此時拉力會突然變小

實驗二：平衡條件法求解靜摩擦力實驗結(jié)論：1.靜摩擦力會隨著外力的改變而改變。2.由二力平衡可知靜摩擦力的大小總等于使物體產(chǎn)生相對運動趨勢的外力的大小實驗原理：1.根據(jù)等效替代的思想，將橡皮條的一端固定，另一端掛輕質(zhì)小圓環(huán)。2.用兩個力F1，F(xiàn)2使小圓環(huán)達到某一點。3.撤去F1，F(xiàn)2后，再用一個力F作用于小圓環(huán)，使其達到同一點，那么F與F1和F2的作用效果相同，4.記下F1，F(xiàn)2的大小和方向，畫出各個力的圖示，就可以研究F與F1，F(xiàn)2的關(guān)系實驗三：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

實驗步驟1.在實驗桌上平放一塊方木板，然后在方木板上鋪一張白紙，注意白紙的固定位置，用圖釘把白紙固定在放木板上。2.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的G點，在橡皮條的另一端掛輕質(zhì)小圓環(huán)。3.用手通過兩個彈簧測力計互成角度的共同拉動小圓環(huán)，使橡皮條伸長，使小圓環(huán)處于o點。4.用鉛筆記下O點的位置和兩彈簧測力計拉線的方向，讀出并記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)，即兩力F1，F(xiàn)2的大小和方向?qū)嶒灲Y(jié)論F和F1在誤差允許的范圍內(nèi)重合說明兩個力的合成時，已表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向，這個規(guī)律叫做平行四邊形定則5.用一個彈簧測力計，拉動小圓環(huán)，仍使其處于o點，讀出并記錄彈簧測力計的示數(shù)，記下拉線的方向。即記下與F1與F2效果相同力的F的大小和方向6.選定標度，做出力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)的圖示7，以f1，f2為鄰邊做平行四邊形，并作出其對角線F1實驗操作注意事項1.實驗過程中，在使用彈簧測力計的時候，要注意使彈簧測力計與木板平面平行。2.選用橡皮條用富有彈性能發(fā)生彈性形變，同一次實驗中，橡皮條拉長后小圓環(huán)的位置必須保持不變3.在滿足合力，不超過彈簧測力計的量程及橡皮條形變，不超過彈性限度的條件下，應(yīng)該使拉力盡量大一些，以減少實驗中的誤差4.畫出力的圖示時應(yīng)選恰當?shù)膯挝婚L度，作為標度做力的合成圖時，盡量將圖畫的大一些，但也不要畫的太大，而畫出紙外，要嚴格按作力的圖示要求和幾何作圖法作出合力。5.由作圖法得到的F1和實際測量得到的F，只要在與誤差允許的范圍內(nèi)相同即可1.向砝碼盤C內(nèi)放入砝碼，輕推鐵塊P，使其恰能在水平木板B上，向左勻速滑動。2.鐵塊P處于平衡狀態(tài)用彈簧測力計測出P和C（包括砝碼）受到的重力GP和GC，則P受的滑動摩擦力Ff=GC，可求出P,B間動摩擦因數(shù)

μ=GC/GP實驗四：利用砝碼和彈簧測力計借助動態(tài)平衡法測量滑動摩擦力和動摩擦因數(shù)。1.使金屬板靜止在水平桌面上，用手通過彈簧測力計，向右拉鐵塊P，使鐵塊P向右勻速運動。2.讀出此時彈簧測力計的讀數(shù)F，3.F=鐵塊P所受的滑動摩擦力Ff,4.在用彈簧測力計測出鐵塊P的重力，5.由平衡條件可知fN=GP且Ff=μfN，所以μ=F/GP此方案理論上可行，但實際操作中很難保證P勻速前進實驗五:用彈簧測力計借助動態(tài)平衡法測定動摩擦因數(shù)1.在水平力F作用下，只要使木板A相對于木塊B滑動(做勻速直線運動或變速直線運動都行)，就可由彈簧測力計的讀數(shù)得到A,B間的滑動摩擦力Ff，2.再用彈簧測力