（浙江选考）2019版高考物理大一轮复习第十四章实验与探究第2讲力学实验二课件.ppt

1、第2讲力学实验(二),第十四章实验与探究,内容索引,实验5探究作用力与反作用力的关系,课时作业限时训练 练规范 练速度,实验6研究平抛运动,实验7探究做功与物体速度变化的关系,实验8验证机械能守恒定律,探究作用力与反作用力的关系,实验5,一、实验原理1.用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系如图1甲所示，任取A、B两个弹簧测力计，使两挂钩钩住，B固定，A用手拉着.读出此时两个弹簧测力计的示数FA和FB，比较FA和FB的大小和方向.,图1,如图乙所示，将两个弹簧测力计挂钩钩住，B连接一块木块，A用手拉着.探究在水平方向运动时，FA和FB的大小和方向.将拉动方向改为竖直方向，如图丙所示，重复上述探

2、究.,2.用力传感器探究作用力与反作用力的关系如图2所示，用两只力传感器钩住对拉.从计算机屏幕上所显示的力和时间关系图线中读出不同时刻两只力传感器的相互作用力FA和FB，比较FA和FB的大小和方向.,图2,二、实验器材弹簧测力计3个、包装用泡沫塑料若干、小刀1把、木块1个、力传感器2只、数据采集器1台及计算机1台等.三、实验过程1.用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系(1)探究静止状态时物体间的作用力与反作用力.取其中两个弹簧测力计A、B连接在一起，B固定，A用手拉着.在表中记下此时两弹簧测力计的示数FA和FB.加大对A的拉力，重复实验多次.实验中注意观察作用力与反作用力的方向及两弹簧测力计

3、示数变化是否有先后.,若FA和FB大小不等，可尝试以下步骤：将弹簧测力计A与弹簧测力计C互拉，根据中各次实验FA的大小记下对应的弹簧测力计C的示数FA；将弹簧测力计B与弹簧测力计C互拉，根据中各次实验FB的大小记下对应的弹簧测力计C的示数FB.比较FA与FB的大小关系.(2)增加弹簧测力计的“记忆功能”，即在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料.,(3)探究沿水平方向运动时物体间作用力与反作用力的关系.将具有“记忆功能”的弹簧测力计A与B挂钩连接在一起，弹簧测力计B连接一块小木块，用手拉A使木块运动一段时间后停下来.根据泡沫塑料的位置读出两弹簧测力计的最大示数FA和FB，记录在表中.实验中要注

4、意观察作用力与反作用力的方向.若FA和FB大小不等，则可保持泡沫塑料的位置不变，将弹簧A和B分别与弹簧测力计C互拉，直至A、B两弹簧测力计的示数分别为FA和FB，记下弹簧测力计C的示数FA和FB.比较FA与FB的大小关系.以不同运动状态(匀速直线运动和加速运动)重复实验多次，记下相应数据.(4)探究沿竖直方向运动时物体间作用力与反作用力的关系.重复(3)中步骤.,2.用力传感器探究作用力与反作用力的关系(1)探究静止状态时物体间作用力与反作用力的关系.取A、B两只力传感器，使两挂钩钩住，B固定，A用手拉着，以不同力拉A一段时间，通过数字化实验系统记录两传感器间的相互作用力FA和FB随时间变化的

5、图线.仔细观察FA和FB所对应的两条曲线，比较不同时刻FA和FB大小是否相等.实验中观察体会作用力与反作用力的方向.任取8个时刻，结合图线读出这些时刻两只传感器的相互作用力FA和FB，并将所取时刻和对应FA和FB的值填入表中.(2)探究沿水平方向运动时物体间作用力与反作用力的关系.重复(1)中步骤.(3)探究沿竖直方向运动时物体间作用力与反作用力的关系.重复(1)中步骤.,四、注意事项1.使用弹簧测力计前，应先调节零刻度.2.弹簧测力计对拉时作用力要在同一直线上.3.实际的弹簧测力计往往存在一定的示值误差，发现两弹簧测力计示数不等既不能“视而不见”也不能“武断定论”.4.将弹簧测力计A和B分别

6、与弹簧测力计C互拉，通过与C的示数比较确定两弹簧测力计拉力是否相等，是一种“等效替代”的方法.5.同一实验步骤中，泡沫塑料位置必须保持不变.6.用力传感器进行实验时，也需要调零.7.用力传感器对拉时作用力要在同一直线上.,例1(2015浙江9月选考14)在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学用两个力传感器进行实验.(1)将两个传感器按图3甲方式对拉，在计算机屏上显示如图乙所示，横坐标代表的物理量是_，纵坐标代表的物理量是_.,答案,图3,时间(t),力(F),(2)由图乙可得到的实验结论是_.A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等B.两传感器间的作用力与反作用力方向相同C.两传感器间

7、的作用力与反作用力同时变化D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上,答案,变式1在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学把一只力传感器系在一个木块上，另一只握在手中，当通过传感器用力拉木块时，要能用该装置探究作用力与反作用力的关系，下列说法正确的是_.A.木块必须处于静止或匀速直线运动状态B.木块处于加速状态也可以C.握在手中的传感器拉另一只传感器的力应尽量保持不变D.握在手中的传感器拉另一只传感器的力可以随时变化,答案,匀速运动；乙图把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，使金属板向左运动.则关于这两种测量滑动摩擦力的方法：(1)_(选填“甲”或“乙”)方法好；,

8、变式2(2017丽水市普通高中质量监控)如图4所示的甲、乙两图是表示用同一套器材测量铁块P与长金属板间滑动摩擦力的两种不同方法.甲图使金属板静止在水平桌面上，手通过弹簧测力计向右用力F拉P，使P做,图4,解析,解析题图甲中铁块只有在匀速运动时的摩擦力才等于弹簧的拉力，而题图乙中P稳定时弹簧测力计的示数一定等于摩擦力.,答案,乙,(2)选择正确的方法后，滑动摩擦力的测量值如图丙，示数为_ N.,解析,解析弹簧测力计的最小单位为0.1 N，应估读到下一位，故其示数为2.40 N.,答案,2.40,研究平抛运动,实验6,一、实验原理平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线

9、运动，另一个是竖直方向的自由落体运动.令小球做平抛运动，利用描点法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系.,二、实验装置图及器材如图5所示，,图5,斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、重垂线、直尺、三角板、铅笔等.,三、实验过程1.安装斜槽轨道，使其末端保持水平.2.将坐标纸固定在木板上，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向.3.以斜槽末端为坐标原点沿重垂线画出y轴.4.让小球从斜槽上适当的高度由静止释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置.,5.重复步骤4，在坐标纸上记录多个位置.6.在坐标纸上作出x轴,用平滑的曲线连接各个记录点,得到平抛运动的

10、轨迹.7.在轨道上取几个点，使这些点在水平方向间距相等，研究这些点对应的纵坐标y随时间变化的规律.,四、注意事项1.斜槽末端的切线必须水平.2.方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触.3.坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点.,4.如果是用白纸，则应以小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重垂线，先根据重垂线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系.5.每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下.6.在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算

11、球的初速度，这样可使结果的误差较小.,例2(2017浙江4月选考17)在“研究平抛运动”实验中(1)图6是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_.A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中，下列说法正确的是_.A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定,图6,解析,答案,解析因用铅笔标注小球最高点来确定平抛运动轨迹，故坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球的上端，所以选B.实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末

12、端的速度就是一样的，选项A错误，记录的点适当多一些，能够保证描点平滑，选项B正确；作图象时，要使尽可能多的点在所作曲线上，不在曲线上的点应尽可能均匀分布在所作曲线两侧，选项C错误；y轴必须是竖直方向的，即用重垂线确定，选项D正确.,(2)图7是利用图6装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是_.A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平,图7,图6,答案,解析,解析由题图可知斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动，故选C.,(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是,解析,解析插入瓶中的另一根吸管使得瓶中压强与外界气压相

13、等，目的就是为了保证水流流速不受瓶内水面下降而减小，能保证水面下降的一段时间内，得到稳定的细水柱，所以选B.,答案,变式3(2017嘉兴市期末)(1)如图8甲所示为“研究平抛运动”的实验装置，在此实验中，下列说法正确的是_.A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽水平部分轨道必须水平C.每次实验均需要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽上同一位置静止释放,图8,答案,(2)某同学采用如图乙所示的装置来研究平抛运动的分运动，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出的速度，两球仍然同时落地，这说明_.,答案,平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,变式4(2017绍兴市选考模拟)研究平抛运动的实验装置如图9所示.(1)实验时，每次须将小球从轨道_(填字母).A.同一位置释放B.不同位置无初速度释放C.同一位置无初速度释放,图9,答案,(2)上述操作的目的是使小球抛出后_(填字母).A.只受重力 B.轨迹重合C.做平抛运动 D.速度小些，便于确定位置,答案,(3)实验中已测出小球半径为r，则小球做平抛运动的坐标原点位置应是_(填字母).A.斜槽末端O点B.斜槽末端O点正上方r处C.斜槽末端O点正前方r