力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新(存儲(chǔ)版)
【正文】 中方向一定沿 AO方向的力是F′.三、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系例3 通過(guò)《探究彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)，我們知道在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長(zhǎng)(或壓縮)量x成正比，并且不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同．已知一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)0、勁度系數(shù)為k1的長(zhǎng)彈簧A，現(xiàn)把它截成長(zhǎng)為L(zhǎng)0和L0的B、C兩段，設(shè)B段的勁度系數(shù)為kC段的勁度系數(shù)為k3，關(guān)于kkk3的大小關(guān)系，同學(xué)們做出 了如下猜想．甲同學(xué)：既然是同一根彈簧截成的兩段，所以，k1＝k2＝k3乙同學(xué)：彈簧越短勁度系數(shù)越大，所以，k1k2k3丙同學(xué)：彈簧越長(zhǎng)勁度系數(shù)越大，所以，k1k2k3(1)為了驗(yàn)證猜想，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成．實(shí)驗(yàn)所需的器材除鐵架臺(tái)外，還需要________．(2)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)填空．a(chǎn)．將彈簧A懸掛在鐵架臺(tái)上，用刻度尺測(cè)量彈簧A的長(zhǎng)度L0；b．在彈簧A的下端掛上鉤碼，記下鉤碼的個(gè)數(shù)(如n個(gè))并用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度L1；c．由F＝mg計(jì)算彈簧的彈力；由x＝L1－L0計(jì)算出彈簧的伸長(zhǎng)量．由k＝計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)；d．改變________________，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟b、c，并求出彈簧A的勁度系數(shù)k1的平均值；e．按要求將彈簧A剪斷，分成B、C兩段，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟a、b、c、C的勁度系數(shù)kk3的平均值．比較kkk3并得出結(jié)論．(3)圖6是實(shí)驗(yàn)得到的圖線．根據(jù)圖線得出彈簧的勁度系數(shù)與彈簧長(zhǎng)度有怎樣的關(guān)系？圖6答案 (1)刻度尺、已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼 (2)鉤碼的個(gè)數(shù) (3)同一根彈簧上截下的幾段，越短的段，勁度系數(shù)越大(或越長(zhǎng)的段，勁度系數(shù)越小)四、以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或光電門(mén)為工具的力學(xué)實(shí)驗(yàn)例4 (201319(1))在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中(裝置如圖8)：圖8①下列說(shuō)法哪一項(xiàng)是正確的________．(填選項(xiàng)前字母)A．平衡摩擦力時(shí)必須將鉤碼通過(guò)細(xì)線掛在小車上B．為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放②圖9是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶的一部分，選取O、A、B、C計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz，則打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)_______ m/s(保留三位有效數(shù)字)．圖9答案 ①C?、诮馕觥、倨胶饽Σ亮r(shí)，是讓小車的重力沿木板的分力與小車受到的摩擦力相等，故不應(yīng)掛鉤碼，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；為減小系統(tǒng)誤差，應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；為了有效利用紙帶，且小車運(yùn)動(dòng)的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放，C選項(xiàng)正確．②打B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vB＝＝＝ m/s6． “動(dòng)能定理”和“機(jī)械能守恒定律”是物理學(xué)中很重要的兩個(gè)力學(xué)方面的物理規(guī)律．有一名同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖10甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．一個(gè)電磁鐵吸住一個(gè)小鋼球，當(dāng)將電磁鐵斷電后，小鋼球?qū)⒂伸o止開(kāi)始向下加速運(yùn)動(dòng)．小鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，計(jì)時(shí)裝置將記錄小鋼球通過(guò)光電門(mén)所用的時(shí)間t，用直尺測(cè)量出小鋼球由靜止開(kāi)始下降至光電門(mén)時(shí)的高度h.圖10(1)這名同學(xué)為了驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小鋼球的直徑，結(jié)果如圖乙所示，他記錄的小鋼球的直徑d＝________cm.(2)這名同學(xué)在驗(yàn)證“動(dòng)能定理”的過(guò)程中，忽略了空氣阻力的影響，除了上述的數(shù)據(jù)之外是否需要測(cè)量小鋼球的質(zhì)量？________(填“需要”或“不需要”)(3)該同學(xué)如果打算用這套裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面的做法能提高實(shí)驗(yàn)精度的是( )A．在保證其他條件不變的情況下，減小小球的直徑B．在保證其他條件不變的情況下，增大小球的直徑C．在保證其他條件不變的情況下，增大小球的質(zhì)量D．在保證其他條件不變的情況下，減小小球的質(zhì)量答案 (1) (2)不需要 (3)AC解析 (1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)，先讀主尺為10 mm，再讀游標(biāo)尺，共10個(gè)格， mm，第0個(gè)格與主尺刻度線對(duì)齊， mm， cm；(2)在驗(yàn)證動(dòng)能定理時(shí)，我們使用的方法是驗(yàn)證mgh＝mv2，v＝，因?yàn)閮蛇叾加匈|(zhì)量，故不需要測(cè)質(zhì)量；(3)由于空氣阻力的影響，實(shí)際的方程應(yīng)該是mgh－Ffh＝mv2，v＝，可以推得gh－＝v2，v＝，所以質(zhì)量越大，越小，可以提高精確性，C正確；另外從推導(dǎo)過(guò)程來(lái)看d越小，速度的測(cè)量越精確，所以A正確．7． (201334(1))研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1(a)所示，其中斜面傾角θ可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出．圖1①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取
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