高中物理實(shí)驗(yàn):力學(xué)中常見(jiàn)的三種力

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


除了課堂上的學(xué)習(xí)外,平時(shí)的積累與練習(xí)也是學(xué)生提高成績(jī)的重要途徑,本文為大家提供了高中物理實(shí)驗(yàn):力學(xué)中常見(jiàn)的三種力,祝大家閱讀愉快。

1、力是物體之間的相互作用

實(shí)驗(yàn)儀器:磁鐵、小鐵塊;細(xì)線、鉤碼(學(xué)生用)

教師操作:磁鐵吸引鐵塊。

學(xué)生操作:用細(xì)線使放在桌上的鉤碼上升。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:力是物體對(duì)物體的作用。

2、測(cè)量力的儀器

實(shí)驗(yàn)儀器:彈簧秤(2只)

彈簧秤:

(1)構(gòu)造和原理 彈簧秤測(cè)力原理是根據(jù)胡克定律,即F拉=F彈=kx,故彈簧秤的刻度是均勻的,構(gòu)造如圖。

(2)保養(yǎng)

①測(cè)力計(jì)不能超過(guò)彈簧秤的量程。

②測(cè)量前要注意檢查彈簧秤是否需要調(diào)零,方法是將彈簧秤豎直掛起來(lái),如其指針不指零位,就需要調(diào)零,一般是通過(guò)移動(dòng)指針來(lái)調(diào)零。

③被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧秤軸線方向一致。

④讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)平視。

⑤測(cè)量時(shí),除讀出彈簧秤上最小刻度所表示的數(shù)值外,還要估讀一位。

⑥一次測(cè)量時(shí)間不宜過(guò)久,以免彈性疲乏,損壞彈簧秤。

教師操作:兩只彈簧秤鉤在一起拉伸,可檢驗(yàn)彈簧秤是否已損壞。

3、力的圖示

實(shí)驗(yàn)儀器:刻度尺、圓規(guī)

4、重力的產(chǎn)生及方向

實(shí)驗(yàn)儀器:小球、重錘、斜面

教師操作:向上拋出小球,小球總是會(huì)落到地面。

教師操作:小球在桌上滾到桌邊后總是會(huì)落到地面。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:地球?qū)λ浇囊磺形矬w都有力的作用,地球?qū)λ車奈矬w都有吸引的作用。

教師操作:觀察重錘線掛起靜止時(shí),線的方向。

教師操作:觀察重錘線的方向與水平桌面、斜面是否垂直。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:重力的方向與水平面垂直且向下,而不是垂直物體表面向下。

5、重力和質(zhì)量的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)儀器:彈簧秤、鉤碼(100g×3只)

教師操作:將質(zhì)量為100g的3只鉤碼依次掛在彈簧秤上,分別讀出它們受到的重力為多少牛,將數(shù)據(jù)記在表格中,做出相應(yīng)計(jì)算。

質(zhì)量m(kg) 重力G(N) 重力與質(zhì)量的比g(N/kg)

0.1

0.2

0.3

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體的質(zhì)量增大幾倍,重力也增大幾倍,即物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比,這個(gè)比值始終是9.8N/kg。

6、懸掛法測(cè)重心

實(shí)驗(yàn)儀器:三角板、懸線、不規(guī)則形狀薄板(人字形梯子、繩子)

教師操作:在A點(diǎn)用線將不規(guī)則物體懸掛起來(lái);在B點(diǎn)將不規(guī)則物體懸掛起來(lái),兩次重錘線的交點(diǎn)即是重心。

(若條件許可,可用梯子、繩子測(cè)出人的重心位置。)

7、重心位置會(huì)發(fā)生改變

實(shí)驗(yàn)儀器:100元面值人民幣

學(xué)生游戲:人民幣放于墻附近,學(xué)生5~6人,腳跟、屁股不離墻,腿不打彎,誰(shuí)夠到100元就歸誰(shuí)。

游戲結(jié)論:沒(méi)有人能夠完成這個(gè)動(dòng)作——重心前移,屁股頂在墻上不能后撤,人會(huì)向前倒。

8、顯示微小形變

實(shí)驗(yàn)儀器:平面鏡及支架(2組)、半導(dǎo)體激光光源;裝滿紅色水帶細(xì)管的玻璃瓶(橢圓柱體型)

教師操作:先沿短軸方向捏壓玻璃瓶,細(xì)管中水面上升,后沿玻璃瓶長(zhǎng)軸方向捏壓,細(xì)管中水面不但沒(méi)有上升,反而還下降了。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:說(shuō)明玻璃瓶容積改變,發(fā)生了形變。

教師操作:激光通過(guò)二平面鏡的反射,射在白墻上,在桌面加力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:反射光向下移動(dòng),說(shuō)明兩平面鏡向中間傾斜,桌面發(fā)生形變。

9、胡克定律——彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系(學(xué)生實(shí)驗(yàn))

實(shí)驗(yàn)儀器:彈簧(不同的多根)、直尺、鉤碼(一盒)、細(xì)繩、定滑輪

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鲝椓εc彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系,并學(xué)習(xí)所用的科學(xué)方法。

實(shí)驗(yàn)原理:彈簧受到拉力會(huì)伸長(zhǎng),平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等。這樣彈力的大小可以通過(guò)測(cè)定外力而得出(可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力);彈簧的伸長(zhǎng)可用直尺測(cè)出。多測(cè)幾組數(shù)據(jù),用列表或作圖的方法探索出彈力和彈簧伸長(zhǎng)的定量關(guān)系。

學(xué)生操作:

(1)用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)l0。

(2)將彈簧一端固定,另一端用細(xì)繩連接,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪后,下面掛上鉤碼,待彈簧平衡后,記錄下彈簧的長(zhǎng)度及鉤碼的重量。改變鉤碼的質(zhì)量,再讀出幾組數(shù)據(jù)。

(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出F-x圖像。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力成正比。

10、影響滑動(dòng)摩擦力的因素

實(shí)驗(yàn)儀器:摩擦計(jì)(J2109)、彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼(一盒)

教師操作:將摩擦板水平放置平穩(wěn),摩擦塊置于其上,用測(cè)力計(jì)牽引摩擦塊,可測(cè)得最大靜摩擦力,待勻速拉動(dòng)后,可測(cè)得滑動(dòng)摩擦力。

教師操作:改變摩擦面和在摩擦塊上加砝碼重做上邊實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可驗(yàn)證摩擦力與正壓力和摩擦系數(shù)有關(guān),與摩擦面大小無(wú)關(guān)。

11、摩擦系數(shù)

摩擦計(jì)(J2109)、軌道小車(J2108)、鉤碼(J2106)、砝碼、砝碼盤(pán)、坐標(biāo)紙、長(zhǎng)毛巾、棉布、玻璃板、測(cè)力計(jì)(J2104)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步明確決定滑動(dòng)摩擦力大小的因素,掌握測(cè)定滑動(dòng)摩擦系數(shù)的原理和方法。

實(shí)驗(yàn)原理:一個(gè)物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體所受的滑動(dòng)摩擦力與外界施加的水平拉力是一對(duì)平衡力。測(cè)出物體所受的水平拉力即可求得水平面對(duì)物體的摩擦力,由 f=μN即可求出物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。

教師操作:

(1)將一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上,調(diào)節(jié)木板成水平狀態(tài)。

(2)用測(cè)力計(jì)稱出摩擦塊所受的重力,將摩擦塊放在長(zhǎng)木板上,用細(xì)線將摩擦塊跨過(guò)滑輪與砝碼盤(pán)相連,如圖。注意調(diào)整滑輪的高度,使線與木板表面平行。

(3)逐漸在砝碼盤(pán)中加砝碼,直到用手推動(dòng)一下摩擦塊后,摩擦塊能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。稱出砝碼盤(pán)和砝碼的總重,即求出此時(shí)摩擦塊所受的摩擦力f(應(yīng)重復(fù)幾次求平均值)。摩擦塊對(duì)木板的壓力N等于摩擦塊所受的重力。

(4)依次在摩擦塊上加50克、100克、150克、200克、250克鉤碼,即改變摩擦塊對(duì)木板的壓力N,重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)摩擦塊所受的摩擦力變大。分別記下摩擦塊所受的摩擦力f1,f2,f3,……,將以上結(jié)果填入下面的表格中。

(5)以滑動(dòng)摩擦力f為縱坐標(biāo),壓力N為橫坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上描出滑動(dòng)摩擦力與正壓力之間的關(guān)系圖象(圖象應(yīng)為過(guò)原點(diǎn)的直線)。

(6)求出圖象的斜率k=tga,此即摩擦塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ。

(7)在長(zhǎng)木板上依次鋪上長(zhǎng)毛巾、棉布、玻璃板,重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)方法(3),確定在壓力相同的情況下,摩擦塊所受滑動(dòng)摩擦力與接觸材料表面情況之間的關(guān)系。

(8)在以上實(shí)驗(yàn)中,將摩擦塊由平放改為側(cè)放,即改變摩擦塊與木板接觸面積的大小,測(cè)出相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力,觀測(cè)在壓力和接觸面情況相同的條件下,滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有無(wú)關(guān)系。測(cè)定時(shí)每次都應(yīng)使拉線與水平木板表面平行。

12、滑動(dòng)摩擦力與滾動(dòng)摩擦力比較

實(shí)驗(yàn)儀器:帶軸的滾輪、摩擦板、彈簧測(cè)力計(jì)

教師操作:將摩擦板水平放置平穩(wěn),固定滾輪不讓滾動(dòng),置于摩擦板上,用測(cè)力計(jì)牽引滾輪,待勻速拉動(dòng)后,可測(cè)得滑動(dòng)摩擦力;取消固定讓滾輪滾動(dòng),待勻速拉動(dòng)后,可測(cè)得滾動(dòng)摩擦力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)比較數(shù)據(jù),可驗(yàn)證滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力。

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