力的現象實驗裝置

㈠ 如圖所示為電磁學中重要的實驗裝置圖：（1）研究通電導體在磁場中受到力的作用的是______圖所示的實驗裝

（1）研究通電導體在磁場中受到力的作用的實驗，也就是電動機原理實驗，即是B圖所示的實驗裝置；
（2）研究電流的磁效應的是奧斯特實驗，即是A圖所示的實驗裝；
（3）由於電磁感應現象中能產生電流，故該裝置不需要電源，故研究電磁感應現象的是C圖所示的實驗裝置；
（4）電動機是根據通電導線在磁場中受力的作用的原理製成的，故B實驗裝置；
故答案為：（1）B；（2）A；（3）C；（4）B．

㈡ 「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如圖所示． （1）打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50H

（1）打點計時器是一種計時儀器，其電源頻率為50Hz，常用的電磁式打點計時器和電火花計時器，使用的都是 交流電，它們是每隔T= 1 f =0.02s打一個點． （2）A、實驗前要平衡摩擦力，每次改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力，故A錯誤； B、實驗時應先接通電源，然後再釋放小車，故B錯誤； C、在砝碼及砝碼盤B的質量遠小於小車A的質量時，小車受到的拉力近似等於砝碼及砝碼盤受到的重力，故C錯誤； D、應用圖象法處理加速度與質量關系實驗數據時，為了直觀，應作a- 1 m A 圖象，故D正確； 故選D． （3）計數點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s，紙帶（小車）做勻變速運動，由△x=at 2 可知，紙帶加速度 a= a 1 + a 2 2 = s 3 - s 1 + s 4 - s 2 4 t 2 = 0.0830m-0.0706m+0.0892m-0.0768m 4×(0.1s ) 2 ≈0.62m/s 2 ． （4）將長木板右端適當墊高，其目的是平衡摩擦力；把長木板的右端墊得過高，使得傾角過大，小車所受重力平行於木板的分力大於小車受到的摩擦力，小車受到的合力大於細線的拉力，在小車不受力時，小車已經具有一定的加速度，a-F圖象不過原點，在a軸上有截距，因此他繪出的a-F關系圖象是C． 故答案為：（1）交流電；0.02；（2）D；（3）0.62；（4）平衡摩擦力；C．

㈢ 如圖1為用拉力感測器和速度感測器探究「加速度與物體受力的關系」實驗裝置．用拉力感測器記錄小車受到拉

（1）根據平衡狀態的特點可知道當小車做勻速直線運動時，說明摩擦力已經被平衡． （2）根據勻變速直線運動的位移與速度公式：v 2 - v 20 =2as可以求出：a= v 2B -v 2A 2L ， 帶入數據解得：a=2.44m/s 2 ． （3）根據表中數據，得出圖象如圖所示：
v	2B

-v 2A 2L ，
（3）如圖
（4）沒有完全平衡摩擦力或拉力感測器讀數偏大

㈣ 探究「加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如圖甲所示，實驗時以小車的加速度a為縱坐標，細線的拉力F（即

（1）實驗復中認為砝碼制和砝碼盤的總重力G，為小車所受的合外力，故在實驗時將木板一端墊高為的是平衡摩擦力；
（2）根據牛頓第二定律：F=ma，得：

a

F

＝

1

m

，故圖象的斜率為小車質量的倒數；
（3）（3）另一位同學將本實驗做了改動：每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，其他操作都與上面一樣．
根據牛頓第二定律得：小車的加速度等於a＝

mg

M+m

，即小車的加速度等於砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質量的比值，而
砝碼、砝碼盤和小車總質量不變．那麼他畫出的a-F圖象是一條過坐標原點的直線．
（4）利用紙帶計算小車的加速度時，測量點與點之間的距離時存在誤差；
故答案為：（1）平衡阻力；（2）小車質量的倒數，小車質量不再遠大於懸掛物總質量；（3）是；（4）測量誤差

㈤ 力的作用效果及示例

導語： 物體間的相互作用叫力。力有三個要素，即力的大小、方向和作用點。 下面是我為您 整理的關於力的作用效果及其示例答案，以供大家參考和學習，祝同學們學習愉快!

1. 力可以改變物體的運動狀態

(1)物體運動狀態的改變分為三種情況：

一是物體運動方向不變速度大小發生改變，如物體從快到慢、從慢到快、從靜止到運動和從運動到靜止都是速度大小在改變;

二是物體運動的速度大小不變，運動方向發生改變，如左轉彎、右轉彎等都是說明其運動方向在改變;三是物體運動速度大小和運動方向同時發生了改變。

(2)力可以改變物體運動狀態並不是說物體只要受力，其運動狀態就一定要改變，“可以”不是“一定”。如放在水平面上的物理課本，受到重力和支持力的作用處於靜止狀態。

2. 力可以改變物體的形狀

用手拉彈簧使彈簧變長了;揉面時，面團形狀不斷變化;刀片能劃破紙; 射箭 時，拉彎了的弓等等都表明力可以使物體的形狀發生改變。

3. 說明：
(1)一個物體只要發生了運動狀態的改變或形狀的改變，這個物體就一定受到力的作用;

(2)一個物體若受到了力(合力不為0)的作用，則物體要麼改變了形狀，要麼改變了運動狀態，要麼兩者都發生了改變。要根據題意判斷是哪一種情況，不能盲目地下結論.

控制變數法研究力的作用效果：

在探究力的作用效果與哪些因素有關時就用到了控制變數法。

例1： 如圖所示，使一薄鋼條的下端固定，現分別用不同的力去推它，使其發生(1)、(2)、(3)、(4)各圖所示的形變，如果F1=F3=F4>F2，那麼能說明力的作用效果跟力的作用點有關的是( )

A.圖(1)和(2)

B.圖(1)和(3)

C.圖(1)和(4)

D.圖(2)和(3)

解析：力的作用效果跟力的大小、方向、作用點有關。當力的方向和作用點相同時，力的作用效果跟力的大小有關，見圖(1)和(2);當力的大小和力的作用點相同時，力的作用效果跟力的方向有關，見圖(1) 和(3);當力的大小和方向相同時，力的作用效果跟力的作用點有關，見圖(1)和(4)，因此本題選C。

答案：C

例2： 為了探究力能否使物體發生形變，小林把玻璃瓶裝滿水，然後用帶有細玻璃管的橡膠塞塞緊瓶口，組裝好的實驗裝置如圖所示。其中，細玻璃管上有刻度，便於觀察細玻璃管內水面的變化。小林用力擠壓玻璃瓶壁，發現細玻璃管內水面上升了。於是他得出結論：細玻璃管內水面上升，表明是由於手擠壓玻璃瓶壁時，瓶內水的溫度升高所致，因此不能說明力使玻璃瓶發生了形變。要求只利用如圖所示的裝置，通過實驗證明力能使玻璃瓶發生形變。請你寫出主要實驗步驟和相應的實驗現象。

解析：用力擠壓玻璃瓶壁，可以看到細玻璃管內的水面上升，水面上升的高度記為h1，鬆手後細玻璃管內的水面迅速回到原位置。再用較小的力擠壓玻璃瓶壁，可以看到細玻璃管內的水面也上升，水面上升的高度記為h2，且h2小於h1。這說明力的作用使玻璃瓶發生了形變。

㈥ 如下圖所示是研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關系的實驗裝置．比較①③兩步的操作現象，可以得出滑動摩

（1）①③實驗，壓力大小不變，改變接觸面的粗糙程度，滑動摩擦力大小不同，所以兩個實驗得到滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關．
（2）①②實驗，接觸面粗糙程度不變，改變壓力大小，滑動摩擦力大小不同，所以兩個實驗得到滑動摩擦力大小與壓力大小有關．
木塊進行勻速直線運動時，木塊水平方向上受到拉力和滑動摩擦力作用，兩個是平衡力，所以大小相等．
故答案為：接觸面的粗糙程度；壓力；勻速直線；木塊做勻速直線運動時受到平衡力，摩擦力和拉力大小才相等．

㈦ 在探究「二力平衡的條件」的實驗中，某同學採用的實驗裝置如圖甲：（1）當物體處於靜止狀態或______狀態

（1）物體處於靜止狀態或勻速直線運動狀態時，物體受到平衡力的作用．
（2）小宇再內把右盤中的砝碼換成一個較重的容砝碼時，發現木塊仍然處於靜止狀態，木塊還受平衡力的作用，木塊有向右運動的趨勢，木塊和桌面之間產生了向左的摩擦力的作用，向左的拉力和摩擦力與向右的拉力是平衡力．
要避免這種現象要減小木塊與桌面之間的摩擦力的作用，用小車代替木塊，用光滑的水平面代替桌面等．
（3）定滑輪能改變力的方向但不改變力的大小，所以此時彈簧測力計的示數就等於下面掛的一個重物的重力10N；
因小車處於平衡狀態，即小車受到平衡力的作用：小車的重力和水平面的支持力、左右兩邊分別對小車的拉力為10N．因平衡力作用在同一物體上，大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，所以，其合力分別都是0N．
故答案為：
（1）勻速直線運動；
（2）木塊受到向左的摩擦力；平衡；將木塊換成小車，減小與桌面之間的摩擦力．
（3）10；0．

㈧ 某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證「力的平行四邊形定則」．彈簧測力計A掛於固定點P，下端用細線掛一重物

（1）由圖示可知，彈簧測力計分度值為0.2N，其示數為3.6N．
（2）A、彈簧測力計是測出力的版大小，所以權要准確必須在測之前校零，故A項需要；
B、該實驗中不一定需要OB水平，故B項不需要；
C、彈簧測力計A和B的示數分別為兩細線的力的大小，同時畫出細線的方向即為力的方向．雖懸掛重物的細線方向確定，但大小卻不知，所以要測重物重力，故C項需要；
D、拉線方向必須與木板平面平行，這樣才確保力的大小准確性，故D項需要；
E、該實驗中，改變拉力時，只要物體處於平衡狀態，兩彈簧拉力的合力與M的重力等大反向，因此O點不用每次靜止在同一位置，故E不需要；
F、該實驗中AO與OB的夾角大小不會影響實驗結果，故F不需要．
故選：ACD．
（3）當彈簧測力計A超出其量程，則說明彈簧測力計B與重物這兩根細線的力的合力已偏大．又由於掛重物的細線力的方向已確定，所以要麼減小重物的重量，要麼改變測力計B拉細線的方向，或改變彈簧測力計B拉力的大小，從而使測力計A不超出量程．
故答案為：（1）3.6；（2）ACD；（3）改變彈簧測力計B拉力的大小，減小重物M的質量．

㈨ 力的合成與分解實驗步驟

實驗目的
驗證共點力的合成定則。
實驗原理
共點力的合成與分解符合力的平行四邊形定則。
實驗器材
朗威DISLab、計算機、DISLab力的合成分解實驗器、鉤碼（5.76N）、小細繩等（見圖4-1）。

圖4-1 DISLab力的合成分解實驗器
實驗裝置圖
見圖4-2。

圖4-2 實驗裝置
實驗過程與數據分析
1．將兩只力感測器分別接入數據採集器，將DISLab力的合成分解實驗器通過十字轉接器固定在鐵架台上；
2．按照圖4-2將兩力感測器固定在DISLab力的合成分解實驗器的掛臂上，力感測器測鉤指向實驗器力矩盤的圓心，且與力矩盤中心垂線呈45°夾角，兩力感測器測鉤延長線相互垂直；
3．將兩條細繩拴在測鉤上，細繩的另一端在力矩盤的圓心處打結拴在一起；
4．觀察軟體中兩個力感測器窗口，點擊「調零」，使感測器窗口示數為0；
5．在細繩的打結處向下方引出另一細繩，並掛上鉤碼；
6．調整實驗器的力矩盤，使掛鉤碼的細線與力矩盤下方的0°重合；
7．打開「計算表格」，定義變數「g」為常量5.76，定義變數「q」代表角度值，使用「點擊記錄」，記錄所測數據；
8．順時針轉動力矩盤，在轉動角度分別為10°、20°、30°、45°時，依次記錄所測數據並輸入對應的角度值；
9．點擊「公式」，考慮到角度與弧度的換算關系，輸入自由表達式「F5＝g*Cos（（45-q）*pi/180）」，表示「F1的理論值」；輸入自由表達式「F6＝g*Sin（（45-q）*pi/180）」，表示「F2的理論值」；
10．比較實測值與理論值，發現二者接近（見圖4-3），驗證了力的合成定則。

圖4-3 力的合成實驗結果
建議：
1．在表格中輸入實測值與理論值的相對誤差計算公式，觀察計算結果。
2．可以接入第三隻力感測器替代鉤碼的重力，重新做上述實驗。
3．調整力感測器在DISLab力的合成分解實驗器掛臂上固定方向，用實驗器附帶的滾軸替換測鉤，使用配套的標准木塊，即可進行力的分解實驗（圖4-4）。

㈩ 「探究加速度與力、質量的關系」的實驗裝置如圖甲所示．（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出

（1）由△x=aT²，有：
a=

x23?x12

T2

=

(3.68?3.52)×10?2

0．12

=0.16m/s²
（2）①根據表中數據，在表格中作出畫出a-F圖象如圖所示專．12；
由題意可知，5個相同的砝碼的質量為0.25kg，砝碼盤質量m₀=0.05kg；
因此小車的質量M=0.5-0.25-0.05=0.2kg；
故答案為：
（1）0.16；
（2）①a-F圖象如上；②0.2．