有關力的小實驗裝置

1. 如圖是探究滑動摩擦力的大小與什麼有關的實驗裝置

棉布，模板

2. 請設計一個說明彈力大小與外力關系的定性實驗方案，說明實驗裝置、實驗步驟和實驗結論。

彈性形變大小與外力關系的定性實驗實驗

【實驗步驟】如下圖所示，第一次掛個一鉤碼，第二次掛兩個鉤碼，第三次掛四個鉤碼，觀察彈簧形變情況。

【實驗結論】在彈性限度內，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長就越長。

【實驗裝置】詳見下圖。

希望幫助到你，若有疑問，可以追問~~~

祝你學習進步，更上一層樓！(*^__^*)

附實驗裝置圖如下：

3. 如圖所示是探究「重力勢能的大小與哪些因素有關」的實驗裝置．實驗時，讓重錘從高處自由下落，沖擊小方桌

（1）通過實驗可以知道，他是通過比較釘子進入沙堆的深淺來比較回重力勢能的大答小的．釘子進入沙堆越深說明物體小方桌做的功越多，它原來具有的重力勢能越大．
（2）比較圖中A和B可知，兩次實驗所用的物體質量相同，物體所處的高度不同，說明圖中A和B是研究重力勢能的大小與高度的關系的．
（3）根據控制變數法，要驗證重力勢能的大小與質量有關，應控制物體的高度相同，改變物體質量的大小，符合條件的是C和D．
故答案為：（1）桌腿陷入沙中的深度；（2）質量；高度；（3）C；D．

4. 與力有關的科學實驗

重力加速度測量的十種方法

方法一、用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量
將已知質量為m的鉤碼掛在彈簧秤下，平衡後，讀數為G.利用公式G=mg得g=G/m.
方法二、用滴水法測重力加速度
調節水龍頭閥門，使水滴按相等時間滴下，用秒錶測出n個（n取50—100）水滴所用時間t，則每兩水滴相隔時間為t′=t/n，用米尺測出水滴下落距離h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、用單擺測量（見高中物理學生實驗）
方法四、用圓錐擺測量.所用儀器為：米尺、秒錶、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內作勻速圓周運動，用直尺測量出h（見圖1），用秒錶測出擺球n轉所用的時間t，則擺球角速度ω=2πn/t

擺球作勻速圓周運動的向心力F=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得：
g=4π2n2h/t2.
將所測的n、t、h代入即可求得g值.
方法五、用斜槽測量，所用儀器為：斜槽、米尺、秒錶、小鋼球.

按圖2所示裝置好儀器，使小鋼球從距斜槽底H處滾下，鋼球從水平槽底末端以速度v作平拋運動，落在水平槽末端距其垂足為H′的水平地面上，垂足與落地點的水平距離為S，用秒錶測出經H′所用的時間t，用米尺測出S，則鋼球作平拋運動的初速度v=S/t.不考慮摩擦，則小球在斜槽上運動時，由機械能守恆定律得：mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2，將所測代入即可求得g值.
方法六、用打點計時器測量.所用儀器為：打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架台、紙帶、夾子、重物、學生電源等.
將儀器按圖3裝置好，使重錘作自由落體運動.選擇理想紙帶，找出起始點0，數出時間為t的P點，用米尺測出OP的距離為h，其中t=0.02秒×兩點間隔數.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，將所測代入即可求得g.

方法七、如圖4，標有刻度的粗細均勻的U型管裝有適量的水固定在小車上，用不計質量的彈簧秤拉著小車在光滑水平面上作勻加速運動，彈簧秤讀數為F，用天平測出整個小車裝置的質量為M，小車運動時兩液面高度差為Δh，U型管兩管相距為L.
設U型管水平部分橫截面積為S，則這段液體質量為m=ρ·S·L，ρ為水的密度.整個系統以加速度a=F/M沿水平方向運動，作用在該段水的合作力應為F=ma=ρ·S·LF/M.這個合外力由兩臂液柱的壓力差提供，即F=ρ·g·S·Δh.所以ρ·g·S·Δh=ρ·S·LF/M.由此可得：g=F·L/M·Δh，將所測F、L、M、Δh代入可求得g值.
方法八、將方法七中的U型管換成有刻度的玻璃缸（如圖5）內徑為D，其它條件不變，水與小車一起作勻加速運動時，液面上下高差為Δh，這時測力計的讀數為F，整套裝置質量為M，加速度a=F/M.

在液體斜面上取一微小體積元，設其質量為m，所受重力為mg，它還受到下面液體給予的支持力N，這兩個力的合力是產生加速度a的合力，即mg·tgα=ma.又tgα=Δh/D，所以g=F·D/M·Δh，將所測D、F、M、Δh代入即可求g.


方法九、在小車上固定一個「⊥」形支架，上面裝有量角器.量角器的圓心處掛有一重錘線，如圖6所示.用天平測出整套裝置的質量M，測力計質量不計，用測力計拉著小車在光滑的水平面上作勻加速運動時，測力計讀數為F，重錘線與豎直方向夾角為α，整套裝置的加速度為a=F/M，擺球受重力mg和繩子張力T，其合力產生加速度a.即mgtgα=ma，∴g=a/tgα=F/Mtgα.將所測F、M、α代入即可求得g.
方法十、取半徑為R的玻璃杯，內裝適當的液體，固定在旋轉台上.旋轉台繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉，這時液體相對於玻璃杯的形狀為旋轉拋物面（如圖7）.

重力加速度的計算公式推導如下：
取液面上任一液元A，它距轉軸為x，質量為m，受重力mg、彈力N.由動力學知：
Ncosα-mg=0 （1）
Nsinα＝mω2x （2）
兩式相比得tgα=ω2x/g，又 tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，
∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y.
.將某點對於對稱軸和垂直於對稱軸最低點的直角坐標系的坐標x、y測出，將轉台轉速ω代入即可求得g.
以上測量重力加速度的方法，有的是粗略的，有的是較精確的，有的是可以實際做的，有的是不能做但原理上是合理的「理想實驗」.這些方法多數是力學知識的綜合運用，有利於培養學生創造性思維和發散性思維.本文的目的是使學生開拓視野，起到「思維訓練性實驗」課的作用.

5. 是探究滑動摩擦力大小與什麼因素有關的實驗裝置圖（

（1）勻速拉動彈簧測力計時，木塊做勻速直線運動，處於平衡狀態，滑動內摩擦力與彈簧測力計示數相等容，

根據彈簧測力計示數可以求出滑動摩擦力大小，該實驗原理是：二力平衡．

（2）由圖（a）與圖（c）可知，壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；

由此可見：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．

故答案為：（1）勻速；二力平衡；（2）在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．

6. 用如圖所示的實驗裝置研究「運動和力的關系」．（1）讓小車從斜面上滑下後沿水平面運動是為了使小車在豎

（1）小車在豎直方向上受到的重力和支持力是一對平衡力；
（2）根據控制變數法的回思想；讓小車從同一個斜面的答同一高度位置由靜止開始滑下，是為了使小車滑到斜面底端時具有相同速度；
（3）對比三幅圖，不難看出：水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，速度減小的越慢；
（4）在此實驗的基礎上進行合理的推理，可以得出：運動物體不受外力時，其速度不會變化，即它將做勻速直線運動；
故答案為：（1）重；支持；（2）速度；（3）小；慢；（4）做勻速直線運動．

7. （2013岳陽）如圖是「探究滑動摩擦力的大小與什麼有關」的實驗裝置． 長木板不同表面 木塊不同

（1）由表中數據可知，實驗過程中控制了接觸面的粗糙程度、接觸面面積大小、物體間壓力回大小等因素，答因此實驗探究的是：滑動摩擦力的大小與作用於接觸面積的壓力、接觸面積和接觸面的粗糙程度的關系．
（2）在實驗中小明緩緩地勻速拉動木塊，使彈簧測力計的示數穩定，並將數據記錄在表格中，這屬於科學探究中的進行實驗、收集證據環節，故C正確．
（3）由圖示彈簧測力計可知，其分度值是0.2N，示數為2.4N．
故答案為：（1）接觸面的粗糙程度；（2）勻速；C；（3）2.4．

8. 如圖是研究滑動摩擦力的大小跟什麼因素有關的實驗裝置圖．（1）為保證實驗成功，每次都應用彈簧測力計拉

9. 如圖是研究滑動摩擦力的大小跟什麼因素有關的實驗裝置．（甲乙木板面，丙棉布面）（1）為保證實驗成功，

（1）在實驗中，為使摩擦力與拉力相等，必須使木塊在水平面上做勻速直線運動；
（2）甲、乙內兩圖，接容觸面的粗糙程度相同，壓力不同，測力計的示數增大，即壓力越大，摩擦力越大，可得：粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（3）甲、丙兩圖，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度相同，且接觸面越粗糙，摩擦力越大，以此探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系，可得到的結論：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
故答案為：（1）勻速直線；（2）增大；接觸面粗糙程度；壓力大小；（3）滑動摩擦力與接觸面粗糙程度