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改进型和设计型力学实验学案 一、力学常见物理量测量原理及方法 1、质量 ①天平。原理：等臂杠杆 ②弹簧称。原理：G=mg ③利用牛顿第二定律测量：F=ma(太空空间站中测质量) 2、时间 测时间的工具有：秒表、打点计时器、光电门计时器等 3、位移 测距离的工具有：刻度尺、位移传感器 4、测力 ①弹簧称测力 ②等效法测量：如重力等于拉力 （例1） ③传感器测力：如拉力传感器，压力传感器。 （例2） 5、速度 ①打点计时器测速度：； ②平抛运动测速度：； （例3） ③能量守恒测速度： （例4） ④光电门测速度： （例5） 6、加速度 ①匀变速直线运动规律测加速度：（连续相等时间内位移之差）；；等。 ②牛顿第二定律测加速度： 7、传感器测量物理量：传感器直接得到该物理量值，不必考虑传感器原理。 二、解答改进型和设计型力学实验的做题方法 认真审题，弄清实验目的、实验原理、物理量测量方法、物理量间的关系等，根据所学物理原理和实验方法来解决问题。（例6） 三、 例与练习 例1． 有同学利用如图的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸固定两个光滑的滑轮A和B将绳子打一个结点O每个钩码的重量相等当系统达到平衡时根据钩码个数读出三根绳子的拉力F、F和F回答下列问题： (1)改变钩码个数实验能完成的是(　　)． 钩码的个数N＝N＝2＝4 钩N1＝N＝3＝4 钩码的个数N＝N＝N＝4 钩码的个数N＝3＝4＝5 (2)在拆下钩码和绳子前最重要的一个步骤是(　　)． 标记结点O的位置并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 量出OA、OB、OC三段绳子的长度 用量角器量出三段绳子之间的夹角 用天平测出钩码的质量 某同学将力传感器固定在小车上然后把绳的一端固定在传感器拉钩上用来测量绳对小车的拉力探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象． (1)图线不过坐标原点的原因是____________________________________ _________________________________________________________________； (2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”)； (3)由图________ kg. 例3．；（2）将小球静止释放，让小球离开桌面后落到水平面上；（3）测出桌面离水平地面的高度h和小球平抛落点离桌面边缘的距离x；若小球质量为m，则弹簧的弹性势能为____________.（用题中物理量表示） 例4.为了“验证碰撞中动量守恒”，某同学设计了如图所示实验，用线等高悬挂起两个小球A、B，拉起A球使悬线与竖直方向成角，无初速放开A球后，A、B两球在最低点相碰，碰后A球反向弹回，运动过程中悬线与竖直方向最大夹角为，B球碰后运动过程中悬线与竖直方向最大夹角为，则为了验证动量守恒，还需测量的物理量有：___________________________________________。(写出物理量的名称并用字母表示) 若验证动量守恒则需要验证的等式为__________________________________________。 例5．某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时物体的加速度与质量之间的关系． 做实验时将滑块从图甲所示位置由静止释放由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为、；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x用游标卡尺测得遮光条宽度d则滑块经过光电门1时的速v1＝________；经过光电门2时的速度表达式v＝________滑块加速度的表达式a＝________(以上表达式均用已知字母表示)． 例6. 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数小亮设计了如图所示的装置进行实验．实验中当木块A位于水平桌面上的O点时重物B刚好接触地面．将A拉到P点待B稳定后静止释放最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h重复上述实验分别记录几组实验数据． (1)实验开始时A释放后会撞到滑轮．请提出两个解决方法． __________________________________________________________________ (2)请根据下表的实验数据在图中作出s－h关系的图象. 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 s/cm 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 (3)实验测得A、B的质量分别为m＝0.40 、M＝0.50 根据s－h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________(结果保留一位有效