力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件

专题整合微专题⑰

力学实验与创新专题七

实验技能与创新专题整合微专题⑰力学实验与创新专题七实验1.(2018课标Ⅰ,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1.(2018课标Ⅰ,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定标尺读数为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(保留3位有效数字)。3.77553.7标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100k32.(2017课标Ⅲ,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。2.(2017课标Ⅲ,22,6分)某探究小组做“验证力的平行4(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(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,5(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,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。(ⅰ)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;(ⅱ)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。4.00.05(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力6力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件71.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(1)每次拉伸橡皮筋时,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。1.探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键2.验证力的平行四边8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．下列表述正确的是____________；A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a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

考向一探究弹力和弹簧伸长量的关系1．(2019·河北承德一9(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h＝35.0cm，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＝________cm．200

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(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10解析

(1)在图象中横截距表示弹簧的原长，故a的原长比b的短，故A错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．(2)根据胡克定律F与l的关系式为：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为：k＝2N/cm＝200N/m.由k(h－l0)＝20N，于是：l0＝25cm．解析(1)在图象中横截距表示弹簧的原长，故a的原长比b的短11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。考向二验证力的平行四边形定则12(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θ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的夹角越大越好F'先减小后增大ABC(1)图乙中,

是F1和F2的实际合力。F'先减13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mA>mBmAOP=mAOM+mB(ON-2r)考向三验证动量守恒定律3.(2019陕西榆林模拟)验证动量144．(2019·浙江选考)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动．4．(2019·浙江选考)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的15(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d＝

mm.又测得了小球A质量m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h.为完成实验，还需要测量的物理量有：

．(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期

(选填“小于”“等于”或“大于”)粘合前单摆的周期(摆角小于5°)．14.40

小球B质量m2，碰后小球A摆动的最大角β

大于黏在一起后，球的重心发生变化，如图所示，摆长发生变化(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d＝165.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,在气垫导轨右端固定一弹簧,滑块b的右端有强粘性的胶水。图中滑块a和挡光片的总质量为m1=0.620kg,滑块b的质量为m2=0.410kg,实验步骤如下:①按图安装好实验器材后,接通电源,先将滑块a置于气垫导轨上,然后调节底脚螺丝,直到轻推滑块后,滑块上的挡光片通过两个光电门的时间

;②将滑块b置于两光电门之间,将滑块a置于光电门1的右端,然后将滑块a水平压缩弹簧,滑块a在弹簧的作用下向左弹射出去,通过光电门1后继续向左滑动

并与滑块b发生碰撞;③两滑块碰撞后粘合在一起向左运动,并通过光电门2;相等5.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17④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。④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18(1)完成实验步骤①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d如图乙所示,则d=

cm。(3)设挡光片通过光电门的时间为Δt,则滑块通过光电门的速度可表示为v=

(用d、Δt表示)。(4)实验中测得滑块a经过光电门1的速度为v1=2.00m/s,两滑块经过光电门2的速度为v2=1.20m/s,将两滑块和挡光片看成一个系统,则系统在两滑块相互

作用前、后的总动量分别为p1=

kg·m/s,p2=

kg·m/s(结果均保留三位小数)。1.5501.2401.236(1)完成实验步骤①中所缺少的内容。1.5501.2401.19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,正确的连接方式是

(填“A”或“B”)。A考向四探究动能定理A20(2)实验中,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。甲同学:改变相同橡皮筋的条数,小车每次拉到同一位置释放;乙同学:保持橡皮筋的条数不变,小车每次拉到不同位置释放。你认为

(填“甲”或“乙”)同学的方法更合理。(3)从释放小车到刚脱离橡皮筋的过程,小车的运动可能是

。A.匀加速运动B.匀减速运动C.加速度增大的加速运动D.加速度减小的加速运动甲D(2)实验中,甲、乙两同学用两种不同的方法来改变橡皮筋对小车21(4)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,测得小车获得的动能为

J(保留两位有效数字)。实验用交流电源频率为50Hz。2.0(4)实验中测得小车质量为1.0kg,某次实验得到的纸带及22专题整合微专题⑰

力学实验与创新专题七

实验技能与创新专题整合微专题⑰力学实验与创新专题七实验1.(2018课标Ⅰ,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1.(2018课标Ⅰ,22,5分)如图(a),一弹簧上端固定标尺读数为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(保留3位有效数字)。3.77553.7标尺读数为1.950cm;当托盘内放有质量为0.100k252.(2017课标Ⅲ,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。2.(2017课标Ⅲ,22,6分)某探究小组做“验证力的平行26(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(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,27(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,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N。(ⅰ)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;(ⅱ)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。4.00.05(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力28力学实验与创新(“弹簧”“橡皮条”“碰撞”类实验)课件291.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(1)每次拉伸橡皮筋时,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。1.探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键2.验证力的平行四边30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．下列表述正确的是____________；A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a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

考向一探究弹力和弹簧伸长量的关系1．(2019·河北承德一31(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h＝35.0cm，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＝________cm．200

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(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32解析

(1)在图象中横截距表示弹簧的原长，故a的原长比b的短，故A错误；在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k，故a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．(2)根据胡克定律F与l的关系式为：F＝k(l＋h－l0)＝kl＋k(h－l0)，从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为：k＝2N/cm＝200N/m.由k(h－l0)＝20N，于是：l0＝25cm．解析(1)在图象中横截距表示弹簧的原长，故a的原长比b的短33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。考向二验证力的平行四边形定则34(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θ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的夹角越大越好F'先减小后增大ABC(1)图乙中,

是F1和F2的实际合力。F'先减35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mA>mBmAOP=mAOM+mB(ON-2r)考向三验证动量守恒定律3.(2019陕西榆林模拟)验证动量364．(2019·浙江选考)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动．4．(2019·浙江选考)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的37(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d＝

mm.又测得了小球A质量m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h.为完成实验，还需要测量的物理量有：

．(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆，其周期

(选填“小于”“等于”或“大于”)粘合前单摆的周期(摆角小于5°)．14.40

小球B质量m2，碰后小球A摆动的最大角β

大于黏在一起后，球的重心发生变化，如图所示，摆长发生变化(1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d＝385.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,在气垫导轨右端固定一弹簧,滑块b的右端有强粘性的胶水。图中滑块a和挡光片的总质量为m1=0.620kg,滑块b的质量为m2=0.410kg,实验步骤如下:①按图安装好实验器材后,接通电源,先将滑块a置于气垫导轨上,然后调节底脚螺丝,直到轻推滑块后,滑块上的挡光片通过两个光电门的时间

;②将滑块b置于两光电门之间,将滑块a置于光电门1的右端,然后将滑块a水平压缩弹簧,滑块a在弹簧的作用下向左弹射出去,通过光电门1后继续向左滑动

并与滑块b发生碰撞;③两滑块碰撞后粘合在一起向左