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高中物理实验:力学中常见的三种力

编辑:sx_xiexh

2013-12-10

除了课堂上的学习外,平时的积累与练习也是学生提高成绩的重要途径,本文为大家提供了高中物理实验:力学中常见的三种力,祝大家阅读愉快。

1、力是物体之间的相互作用

实验仪器:磁铁、小铁块;细线、钩码(学生用)

 

教师操作:磁铁吸引铁块。

学生操作:用细线使放在桌上的钩码上升。

实验结论:力是物体对物体的作用。

2、测量力的仪器

实验仪器:弹簧秤(2只)

弹簧秤:

(1)构造和原理 弹簧秤测力原理是根据胡克定律,即F拉=F弹=kx,故弹簧秤的刻度是均匀的,构造如图。

(2)保养

①测力计不能超过弹簧秤的量程。

②测量前要注意检查弹簧秤是否需要调零,方法是将弹簧秤竖直挂起来,如其指针不指零位,就需要调零,一般是通过移动指针来调零。

③被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致。

④读数时应正对平视。

⑤测量时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外,还要估读一位。

⑥一次测量时间不宜过久,以免弹性疲乏,损坏弹簧秤。

教师操作:两只弹簧秤钩在一起拉伸,可检验弹簧秤是否已损坏。

3、力的图示

实验仪器:刻度尺、圆规

4、重力的产生及方向

实验仪器:小球、重锤、斜面

 

教师操作:向上抛出小球,小球总是会落到地面。

教师操作:小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面。

实验结论:地球对它附近的一切物体都有力的作用,地球对它周围的物体都有吸引的作用。

教师操作:观察重锤线挂起静止时,线的方向。

教师操作:观察重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直。

实验结论:重力的方向与水平面垂直且向下,而不是垂直物体表面向下。

5、重力和质量的关系

实验仪器:弹簧秤、钩码(100g×3只)

教师操作:将质量为100g的3只钩码依次挂在弹簧秤上,分别读出它们受到的重力为多少牛,将数据记在表格中,做出相应计算。

 

质量m(kg)      重力G(N)            重力与质量的比g(N/kg)

0.1

0.2

0.3

实验结论:物体的质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受的重力跟它的质量成正比,这个比值始终是9.8N/kg。

6、悬挂法测重心

实验仪器:三角板、悬线、不规则形状薄板(人字形梯子、绳子)

教师操作:在A点用线将不规则物体悬挂起来;在B点将不规则物体悬挂起来,两次重锤线的交点即是重心。

 

(若条件许可,可用梯子、绳子测出人的重心位置。)

7、重心位置会发生改变

实验仪器:100元面值人民币

学生游戏:人民币放于墙附近,学生5~6人,脚跟、屁股不离墙,腿不打弯,谁够到100元就归谁。

游戏结论:没有人能够完成这个动作——重心前移,屁股顶在墙上不能后撤,人会向前倒。

8、显示微小形变

实验仪器:平面镜及支架(2组)、半导体激光光源;装满红色水带细管的玻璃瓶(椭圆柱体型)

 

教师操作:先沿短轴方向捏压玻璃瓶,细管中水面上升,后沿玻璃瓶长轴方向捏压,细管中水面不但没有上升,反而还下降了。

实验结论:说明玻璃瓶容积改变,发生了形变。

教师操作:激光通过二平面镜的反射,射在白墙上,在桌面加力。

实验结论:反射光向下移动,说明两平面镜向中间倾斜,桌面发生形变。

9、胡克定律——弹力和弹簧伸长的关系(学生实验)

实验仪器:弹簧(不同的多根)、直尺、钩码(一盒)、细绳、定滑轮

 

实验目的:探索弹力与弹簧伸长的定量关系,并学习所用的科学方法。

实验原理:弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力);弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据,用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。

学生操作:

(1)用直尺测出弹簧的原长l0。

(2)将弹簧一端固定,另一端用细绳连接,细绳跨过定滑轮后,下面挂上钩码,待弹簧平衡后,记录下弹簧的长度及钩码的重量。改变钩码的质量,再读出几组数据。

 
1
2
3
4
5
6
7
弹簧原长l0(cm)
 
钩码重量F(N)
 
 
 
 
 
 
 
弹簧现长l(cm)
 
 
 
 
 
 
 
弹簧伸长量x(cm)
 
 
 
 
 
 
 

(3)根据测量数据画出F-x图像。

实验结论:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。

10、影响滑动摩擦力的因素

 

实验仪器:摩擦计(J2109)、弹簧测力计、钩码(一盒)

教师操作:将摩擦板水平放置平稳,摩擦块置于其上,用测力计牵引摩擦块,可测得最大静摩擦力,待匀速拉动后,可测得滑动摩擦力。

教师操作:改变摩擦面和在摩擦块上加砝码重做上边实验。

实验结论:通过实验数据可验证摩擦力与正压力和摩擦系数有关,与摩擦面大小无关。

11、摩擦系数

摩擦计(J2109)、轨道小车(J2108)、钩码(J2106)、砝码、砝码盘、坐标纸、长毛巾、棉布、玻璃板、测力计(J2104)

实验目的:通过实验进一步明确决定滑动摩擦力大小的因素,掌握测定滑动摩擦系数的原理和方法。

实验原理:一个物体在水平面上做匀速直线运动时,物体所受的滑动摩擦力与外界施加的水平拉力是一对平衡力。测出物体所受的水平拉力即可求得水平面对物体的摩擦力,由 f=μN即可求出物体与水平面间的滑动摩擦系数。

教师操作:

(1)将一端装有定滑轮的长木板放在水平桌面上,调节木板成水平状态。

 

(2)用测力计称出摩擦块所受的重力,将摩擦块放在长木板上,用细线将摩擦块跨过滑轮与砝码盘相连,如图。注意调整滑轮的高度,使线与木板表面平行。

(3)逐渐在砝码盘中加砝码,直到用手推动一下摩擦块后,摩擦块能在木板上做匀速直线运动为止。称出砝码盘和砝码的总重,即求出此时摩擦块所受的摩擦力f(应重复几次求平均值)。摩擦块对木板的压力N等于摩擦块所受的重力。

(4)依次在摩擦块上加50克、100克、150克、200克、250克钩码,即改变摩擦块对木板的压力N,重复以上实验可发现摩擦块所受的摩擦力变大。分别记下摩擦块所受的摩擦力f1,f2,f3,……,将以上结果填入下面的表格中。

实验次数
压力N(N)
摩擦力f(N)
1
 
1
 
平均值
 
2
 
3
 
2
 
1
 
平均值
 
2
 
3
 
3
 
1
 
平均值
 
2
 
3
 
4
 
1
 
平均值
 
2
 
3
 
5
 
1
 
平均值
 

(5)以滑动摩擦力f为纵坐标,压力N为横坐标,在坐标纸上描出滑动摩擦力与正压力之间的关系图象(图象应为过原点的直线)。

(6)求出图象的斜率k=tga,此即摩擦块与木板之间的滑动摩擦系数μ。

(7)在长木板上依次铺上长毛巾、棉布、玻璃板,重复以上实验方法(3),确定在压力相同的情况下,摩擦块所受滑动摩擦力与接触材料表面情况之间的关系。

(8)在以上实验中,将摩擦块由平放改为侧放,即改变摩擦块与木板接触面积的大小,测出相应的滑动摩擦力,观测在压力和接触面情况相同的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面积有无关系。测定时每次都应使拉线与水平木板表面平行。

12、滑动摩擦力与滚动摩擦力比较

实验仪器:带轴的滚轮、摩擦板、弹簧测力计

教师操作:将摩擦板水平放置平稳,固定滚轮不让滚动,置于摩擦板上,用测力计牵引滚轮,待匀速拉动后,可测得滑动摩擦力;取消固定让滚轮滚动,待匀速拉动后,可测得滚动摩擦力。

实验结论:通过比较数据,可验证滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力。

本文就是精品学习网为大家整理的高中物理实验:力学中常见的三种力,希望能为大家的学习带来帮助,不断进步,取得优异的成绩。

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