初中力學(xué)實(shí)驗(yàn)幻燈片.ppt

1、物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用,一、力學(xué)內(nèi)容 2016 年 1 月,2020/9/15,1,實(shí)驗(yàn)一 長(zhǎng)度的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)二 物體密度的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)四 用單擺法測(cè)量重力加速度,2020/9/15,2,實(shí)驗(yàn)二. 長(zhǎng)度的測(cè)量,1.了解測(cè)量長(zhǎng)度量的基本工具和方法,2020/9/15,3,（1）游標(biāo)卡尺,（2）千分尺 （螺旋測(cè)微計(jì)）,（3）讀數(shù)顯微鏡,游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu),圖 2-1,2020/9/15,4,1深度尺,2主尺,3尺框,4固定螺栓,5外量爪,6游標(biāo),7內(nèi)量爪,2020/9/15,5,外量爪,內(nèi)量爪,深度尺,數(shù)顯式游標(biāo)卡尺,常用游標(biāo)有十分、二十分、五十分三種規(guī)格,十分游標(biāo)：游標(biāo)上有10個(gè)分格，其總長(zhǎng)正好等于主尺的

2、9個(gè)分格。主尺上一個(gè)分格是 1 mm，因此游標(biāo)上10個(gè)分格的總長(zhǎng)等于 9 mm它一個(gè)分格長(zhǎng)度是 0. 9 mm，與主尺一格的寬度之差（游標(biāo)分度值）為 0. 1 mm。 同理，二十分游標(biāo)與主尺上19格對(duì)應(yīng)，每一小格為0.05 mm. 五十分游標(biāo)與主尺上49格對(duì)應(yīng)，每一小格為0.02 mm.,2020/9/15,十分游標(biāo),0.2mm,2020/9/15,0.6mm,4mm,4.6mm,2020/9/15,0.9mm,1mm,1.9mm,2020/9/15,10,考古挖掘出古代游標(biāo)卡尺的雛形， 在公元一世紀(jì)初的新莽（東漢）時(shí)期。,現(xiàn)原物展出于江蘇省揚(yáng)州博物館,2. 螺旋測(cè)微計(jì)（千分尺）,千分尺的結(jié)構(gòu)

3、,1. 測(cè)砧 2. 測(cè)微螺桿 3. 固定套筒 4. 微分筒 5. 測(cè)力裝置 6. 鎖緊裝置 7. 護(hù)板 8. 后蓋,圖 2-4,2020/9/15,12,千分尺的讀數(shù)原理,讀千分尺和讀游標(biāo)尺一樣，也分三步： 讀整數(shù) 讀小數(shù) 求和,2020/9/15,13,3.5+0.182=3.682,螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù) 4.0+0.183 4.5+0.187 1.5+0.478,2020/9/15,15,螺旋測(cè)微計(jì)的放大原理是怎樣的？,螺絲和螺絲帽的形式,1.圓周運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,2.將螺距展開(kāi)成圓周長(zhǎng),3. 讀數(shù)顯微鏡,讀數(shù)顯微鏡的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理 讀數(shù)顯微鏡的使用方法,2.鼓輪讀數(shù),1.主尺讀數(shù),螺旋

4、測(cè)微裝置,從顯微鏡中看到的玻璃標(biāo)尺圖象,注意其中的斜十字準(zhǔn)線 和一平行雙線 定標(biāo)的作用,從顯微鏡中看到的印刷電路的圖象,用顯微鏡測(cè)出其中 一端銅帛的尺寸 具體測(cè)量與讀數(shù),思考題,如何利用細(xì)鐵絲和測(cè)長(zhǎng)工具來(lái)測(cè)量開(kāi)口比較小的管子內(nèi)部體積？請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案,2020/9/15,20,細(xì)鐵絲,思考題,2. 如何用細(xì)鐵絲、測(cè)長(zhǎng)工具和計(jì)時(shí)工具來(lái)測(cè) 量直香燃燒的速度？請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案,2020/9/15,21,細(xì)鐵絲,思考題,3. 某一游標(biāo)卡尺主尺上一格的寬度是 1 mm，游標(biāo)尺上 20 個(gè)分格的總長(zhǎng)等于主尺上 19 個(gè)分格，則該游標(biāo)卡尺的游標(biāo)分度值為（） A. 0.10 mm B. 0.05 mm C. 0.

5、02 mm D. 0.01 mm 4. 用游標(biāo)分度值為 0.05 mm 的游標(biāo)卡尺測(cè)量某一物體的長(zhǎng)度，得到的正確的數(shù)據(jù)為（） A. 56.8 mm B. 56.875 mm C. 56.88 mm D. 56.90 mm,B,D,2020/9/15,22,思考題,5. 讀數(shù)顯微鏡是用于精確測(cè)量微小長(zhǎng)度的專用顯微鏡。它主要由兩部分組成，一部分是用于觀察的顯微鏡，另一部分是用于測(cè)量的（） A. 毫米尺 B. 游標(biāo) C. 調(diào)焦手輪 D. 螺旋測(cè)微裝置 6. 讀數(shù)顯微鏡中用于精確測(cè)量微小長(zhǎng)度的螺旋測(cè)微裝置的主要組成部分包括（） A. 標(biāo)尺 B. 調(diào)焦手輪 C. 測(cè)微鼓輪 D. 讀數(shù)準(zhǔn)線,D,ACD,2

6、020/9/15,23,思考題,7. 用讀數(shù)顯微鏡精確測(cè)量微小長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意的有（） A. 被測(cè)兩點(diǎn)間連線必須和顯微鏡筒的移動(dòng)方向平行 B. 被測(cè)兩點(diǎn)間連線必須和顯微鏡筒的移動(dòng)方向垂直 C. 測(cè)量時(shí)若超過(guò)了被測(cè)目標(biāo)，應(yīng)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓輪使十字叉絲對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) D. 測(cè)量時(shí)必須向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓輪,AD,2020/9/15,24,思考題,8. 螺旋測(cè)微計(jì)初讀數(shù)如圖1（a）所示， 其值為mm，測(cè)量物體時(shí)，讀數(shù)如圖1（b）所示，其值為 mm，則待測(cè)物體的長(zhǎng)度為mm。,-0.011,1.977,1.988,2020/9/15,25,實(shí)驗(yàn)二. 物體的密度測(cè)定,實(shí)驗(yàn)室常用的質(zhì)量稱量工具,物理天平,托盤(pán)天平

7、,天平測(cè)量物體時(shí)采用的幾種方法,1.復(fù)稱法 2.交換法（考慮不等臂） 3.替代法 4.減碼法,測(cè)量物體密度的一般方法,1. 用天平和量筒測(cè)固體的密度 =m/V 2. 用天平和量筒測(cè)液體的密度 =(mm0)/V 3. 用天平和比重瓶測(cè)氣體的密度 =(m1m2)/V 4. 用流體靜力稱衡法測(cè)固體的密度 =m10/(m1m2) 5. 如果將上述固體懸設(shè)在某待測(cè)液體中，設(shè)天平平衡時(shí)的 砝碼示值為M3，則可求待測(cè)液體的密度，它等于 =(m1m3)0/(m1m2) 6. 用比重瓶法測(cè)液體的密度 比重瓶的容積 V=(m3m1)/0 待測(cè)液體的密度 =(m2m1)0/(m3m1) 7. 同樣可用比重瓶法測(cè)量微

8、小顆粒固體的密度 =m10/(m1+m2m3),用天平和量筒測(cè)量 測(cè)量公式 測(cè)量步驟 調(diào)節(jié)天平的水平和零點(diǎn)（氣泡在中央、指針在零點(diǎn)） 稱出待測(cè)固體的質(zhì)量m ； 在量筒內(nèi)灌入一定量的水，并讀出液面的讀數(shù)V1 ； 將待測(cè)物體放入量筒內(nèi)的水中，讀出液面的讀數(shù)V2 ； 求出固體的體積V=V2-V1 ； 代入公式 計(jì)算出密度 。,固體密度的測(cè)量（銅塊、鋁塊）,流體靜力學(xué) 測(cè)量公式 m1-空氣中的質(zhì)量； m2-浸沒(méi)在水中測(cè)出的質(zhì)量； 推導(dǎo)： 浸沒(méi)在水中時(shí)有： m2g+0vg=m1g ,比重瓶法測(cè)量鉛粒的密度 測(cè)量公式 m1-鉛粒在空氣中的質(zhì)量 m2-水+比重瓶的總質(zhì)量 m3-水+比重瓶+鉛粒的總質(zhì)量 排出

9、水的質(zhì)量：m1+m2-m3 水的體積=鉛粒的體積 則鉛粒的密度:,2020/9/15,33,物體密度的測(cè)定,2020/9/15,34,排水法,2020/9/15,35,如何轉(zhuǎn)換法思維？,2020/9/15,36,如果,含義是什么？,2020/9/15,37,在液面處做一標(biāo)記， 同時(shí)測(cè)出結(jié)果：,2020/9/15,38,再反置懸掛螺絲， 將標(biāo)記與液面相切，測(cè)出結(jié)果：,2020/9/15,39,金屬棒,如果金屬棒的質(zhì)量 天平的量程，怎么轉(zhuǎn)換法思維？,2020/9/15,40,2020/9/15,41,那又怎么辦？,2020/9/15,42,稱量的物體質(zhì)量超出天平量程,稱量的物體采用分擔(dān)的方式,重的

10、一端測(cè)出的結(jié)果,？,2020/9/15,43,如果被測(cè)的物體是不能排水的，怎么測(cè)出體積？,譬如：石蠟、多孔泡沫塑料、海綿等,聚乙烯蠟,石蠟,泡沫塑料,海綿,2020/9/15,44,對(duì)于不變形的吸水材料,可采用吸水飽和法求得體積,思考題,1. 測(cè)一固態(tài)物體的密度時(shí)，先用天平測(cè)得其在空氣中的質(zhì)量為 26.73克，再將該物體浸沒(méi)在水中，此時(shí)天平的讀數(shù)為 23.72克，已知水的密度為 1.00 g/cm3 ，則該物體的密度為（） A. 8.88 g/cm3 B. 3.01 g/cm3 C. 23.72 g/cm3 D. 26.73 g/cm3 2. 用流體靜力稱衡法測(cè)固體的密度時(shí)，必須測(cè)量的物理量是

11、（） A. 固體的體積 B. 固體的質(zhì)量 C. 燒杯的溶積 D. 液體的質(zhì)量,A,B,2020/9/15,45,思考題,3. 用天平測(cè)得：空比重瓶的質(zhì)量為 26.15 g，比重瓶?jī)?nèi)加入小固體后的總質(zhì)量為 35.51 g，比重瓶加入小固體再加滿水后的總質(zhì)量為 84.61 g，比重瓶?jī)H盛滿水后的質(zhì)量為 76.45 g，已知水的密度為 1.00 g/cm3 ，則由此可知，該小固體的體積為（） A. 9.36 cm3 B. 8.16 cm3 C. 1.20 cm3 D. 1.15 cm3,C,2020/9/15,46,思考題,4. 用比重瓶法測(cè)量酒精的密度，測(cè)得空比重瓶的質(zhì)量為m1，比重瓶盛滿酒精后的

12、質(zhì)量為m2，比重瓶盛滿水后的質(zhì)量為 m3，已知水的密度為 0 ，則酒精的密度為（） A. B. C. D.,D,2020/9/15,47,思考題,5. 用靜力學(xué)稱衡法測(cè)某固體密度的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)稱量它浸入流體中的質(zhì)量時(shí)，若被測(cè)物緊靠盛液杯或與杯底接觸，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將 （） A. 偏大B. 不變 C. 偏小D. 隨時(shí)間變化,C,2020/9/15,48,實(shí)驗(yàn)四. 用單擺法測(cè)量重力加速度,L,單擺實(shí)驗(yàn),上海地區(qū)g0=979.4cm/s2,涉及到時(shí)間測(cè)量和擺長(zhǎng)測(cè)量的問(wèn)題,測(cè)量時(shí)間的方法,測(cè)量擺長(zhǎng)的方法,秒表 光電門(mén)計(jì)時(shí) 霍爾傳感器計(jì)時(shí),鏡尺 直尺 游標(biāo)卡尺,分析重力加速度、擺長(zhǎng)、擺動(dòng)周期之間的關(guān)系,計(jì)時(shí)分析

13、：,1.實(shí)驗(yàn)用的機(jī)械秒表每小格為0.2秒；,2.人的反應(yīng)時(shí)間是0.150.4秒，考慮0.2秒；,3.取擺長(zhǎng)為1.00米，則單擺周期約為2.0秒；,4.若僅測(cè)量一次周期來(lái)考慮，將引入計(jì)時(shí)誤 差約10%；,5.考慮 T20.5% 至少要測(cè)量30次周期；,6.考慮 T20.5% 的依據(jù)是什么？,7.從單擺的運(yùn)動(dòng)特性來(lái)考慮，即：,研究單擺的運(yùn)動(dòng)特性,若要求T2的誤差小于0.5%，需考慮以下各項(xiàng)中最大極限設(shè)有0.1%的誤差， 還要考慮相互間的關(guān)系，則：,考慮空氣阻力的因素,考慮擺球大小的因素,考慮擺線質(zhì)量的因素,考慮擺球擺角的因素,思考：測(cè)出重力加速度的結(jié)果，如有0.1%的誤差，你認(rèn)為怎樣？,思路：,（

14、上海地區(qū)=9.794米/秒2）,-9.784米/秒2,+9.804米/秒2,緯度800以上北極地區(qū)=9.832米/秒2,緯度00 赤道地區(qū)=9.780米/秒2,緯度450 海平面=9.80665米/秒2,緯度約310 附近,約70在南沙群島附近,約420在沈陽(yáng)和長(zhǎng)春間,對(duì)此結(jié)果你滿意嗎？,實(shí)驗(yàn)器材,2020/9/15,54,實(shí)驗(yàn)器材,2020/9/15,55,思考題,1. 測(cè)單擺周期，第一次取擺長(zhǎng)為 1.00 m，測(cè)得單擺周期為 2.007 s，第二次測(cè)試時(shí)改變了擺長(zhǎng)，測(cè)得單擺周期為 2.408 s，則第二次測(cè)試時(shí)的擺長(zhǎng)約為（） A. 1.10 m B. 1.20 m C. 1.40 m D. 1.44 m 2. 決定單擺周期大小的因素有（） A. 小球的質(zhì)量 B. 擺線的長(zhǎng)度 C. 重力加速度 D. 擺動(dòng)的幅度,BC,D,2020/9/15,56,3. 驗(yàn)證 的正確性，在擺幅很小時(shí)測(cè)得不 同擺長(zhǎng) Li 對(duì)應(yīng)的周期 Ti ，作