Ⅰ 探究摆的快慢于摆锤重量大小关系的实验
1、快慢就是频率,频率等于周期的倒数,因此确定快慢只要确定周期即可,这是第一步,看懂题目本质在考察什么。
2、保证摆的摆幅、摆线长度不变,改变摆重,摆幅不变可以以摆动的角度不变保证,摆线不变好做到,这样测定摆的周期。
2、保证摆的重量和摆线长度不变,改变摆幅,测定周期。
3、保证摆重和摆副不变,改变摆线长度,再次测定周期。
最后结论是:
材料:不同重量的摆2个1一个100g,一个200g,不通长度的摆线2根,一个1m,一个0.5m,秒表1个。
第一步:
摆幅取15°,摆线1m,分别悬挂100g和200g的摆,测定时间。
第二步:
摆取100g,摆线1m,摆幅度取15°和25度,分别测量周期
第三步:
摆重100g,摆渡15°,摆线长度取0.5m和1m再次测量周期
结论:
(1)摆重跟摆的快慢没关系。
(2)摆角跟摆的快慢无关。
(3)摆长跟摆的快慢有关系,摆长越长,摆得越慢,摆长越短,摆得越快
Ⅱ 最美实验之一——傅科摆
地球“动”、“静”之谜
我们从中学地理课上学到,地球绕自转轴自西向东转动,自转一周耗时约23小时56分。
穿越回巴黎
他是十九世纪法国杰出的实验物理学家
这位物理学家早年执着于天文摄影技术的研究
在不断尝试之后设计了一个精妙绝伦的实验演示
来证明地球的自转
其设备之简单,设计之巧妙,现象之明显,结论之直观
被誉为物理学史上最美丽的实验之一
假装穿越中
再次穿越中
咱们来的正是时候,先贤祠的大厅里挤满了穿着盛装的人们,仿佛在参加一场宴会,还有很多人陆陆续续进场想要亲眼见证物理学家先前宣传栏里写的“来看看地球自转吧”。
傅科正在向大家介绍实验的基本情况:选用了一个直径为30 厘米、重28千克的摆锤, 摆线长67 米,悬挂在大厅屋顶的中央,并且可以在任何方向自由摆动,摆锤的下面放有直径6 米的巨大沙盘。如果摆锤经过沙盘上方, 摆锤下面的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。将摆锤高高地拉向一侧,用绳子拴在墙上。当一切都平静后,就放火烧断拴摆锤的绳子。绳断了,摆锤就会开始摆动。实验马上就要开始了,大家屏住呼吸,生怕自己呼出的气流影响摆锤的稳定。
只见火苗烧断了拴住摆锤的绳子,摆锤顺势开始做单摆运动。按照惯性定律,摆锤会在同一平面内运动,在沙盘上画出唯一轨迹。可是随着时间的推移,人们惊奇地发现摆锤的轨迹沿顺时针方向发生了偏转,摆锤每经过一个周期在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹。经现场科学家测量,每经过一个周期的振荡(周期约为16.5 秒),两个轨迹之间就会相差大约3 毫米,每小时偏转11°20' ,约31 小时47 分摆锤回到原处。我们仿佛听到有人在惊呼:“脚下的地球好像真的在转动啊!”
科普时间到!
首先,我们来看本次实验的精妙之处:
第一, 他利用了很长的摆线, 可以让摆动的时间足够长而便于观察;
第二, 他使用了质量很大的摆球, 质量大可以增大惯性, 在摆动开始的时候具有足够的机械能,并可以减少空气阻力带来的影响;
第三,普通悬挂摆的支架会带动摆参与地球的自转,为解决这一问题,傅科采取了一种简单而巧妙的装置----万向节,摆线可以在任意方向运动, 这有利于保持摆动平面不变化。
为什么傅科摆沿顺时针改变摆动方向说明了地球在沿逆时针方向自转呢?
这是由单摆的物理特性得出的结论。从单摆的物理特性出发,给摆一个恰当的起始作用力,它就会一直沿着某一方向,或者说某一平面运动。如果摆的摆角小于5 度的话,摆锤可以视为做一维运动的谐振子。把摆锤的运动看做一维谐振,傅科摆摆动起来以后并不改变摆动方向,然而我们站在地球上,看不到地球的转动,却看到傅科摆是在沿顺时针方向转动了一定的角度,不断地改变它的摆动方向,这说明摆动平面和地球发生了相对转动,这便证明了地球发生了自转。简单地说就是摆动平面没有变,而是脚下的地球在转动。从上往下看,地球在北半球沿逆时针自转,在南半球沿顺时针旋转,因此摆的摆动方向在北半球是顺时针的,在南半球是逆时针的。
答案是在赤道上观察不到傅科摆的转动。
摆锤在沙盘上的运动轨迹可近似地认为处在摆锤静时在地球的投影点的切面上。在北极(南极)处,这个切面和地轴垂直,很容易便观察到摆动平面和地球的相对转动;但在赤道处,这个切面和地轴是平行的, 所以就无法再观察到相对转动了;在介于极地和赤道之间的地方, 摆锤的运动可以分解为沿地轴方向的和与之垂直的方向上的两个分运动, 后者会产生相对地面的旋转,这两个分运动合成的结果是,从地面上的人看来,傅科摆以某种角速度缓慢的旋转——介于在北极和赤道的角速度之间。这就是在各地利用傅科摆实验观察地球的自转, 所观察到的周期不同的缘故。如果在北极观测到傅科摆旋转一周的时间是A(A=24h),那么在任意纬度γ上,傅科摆旋转一周所需的时间是A/sinγ。
参考文献
1. 王岩松, 王文全, 苗元华, 等. 地球真的在自转啊——米歇尔·傅科摆实验——“最美丽”的十大物理实验之四[J]. 物理通报, 2003(7):42-45.
2.苏咏梅, 王振宇. 傅科摆的原理和运行轨迹分析[J]. 价值工程, 2010, 29(31):148-150.
3. 袁俊平. 傅科摆是怎样证明地球自转的[J]. 中学物理教学参考, 2010(11):39-41.
4. 朱亚红. 史上最美的物理实验——傅科摆实验[J]. 物理之友, 2015(4).
Ⅲ 在用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是() A.为了平衡摩擦力,实验
A:小车在水平面运动时,由于受到
摩擦阻力
导致小车速度在变化.所以适当倾斜以平衡摩擦力.小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功.故选项A正确;
B:实验中每根橡皮筋做功均是一样的,所以所用橡皮筋必须相同,且伸长的长度也相同.故选项B正确;
C:每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致,则一根做功记为W,两根则为2W,故选项C正确;
D:是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值,故选项D错误;
E:只要使用
打点计时器
的实验,都是先接通电源后释放纸带,故选项E错误;
F、G:由于小车在橡皮筋的作用下而运动,橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关,故选项F正确,选项G错误;
故选ABCF.
Ⅳ 利用如图所示的实验装置,小华同学探究二力平衡条件时的实验步骤如下,请完成各步骤中的填空:(1)小华
(1)小华将系于小纸板M两边中点的线分别跨过左右支架上的滑轮,使纸板M在水平方版向上受到权两个力F1、F2的作用,在两个盘子里装有质量相同的砝码时,这两个力的大小相等,方向相反,纸板处于平衡状态.当右边盘子里砝码的质量大于左边盘子里砝码的质量时,纸板将会向右加速运动;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(4)小华实验用的小卡片重力小,悬在空中不受摩擦力影响;
小明实验用的小车放在水平桌面上,小车和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以选择A.
故答案为:
(1)相等;相反;能;向右加速运动;
(2)转动;在同一直线上;
(3)A.
Ⅳ 某实验小组同学用如图所示装置探究“物体加速度与力、质量的关系”.(1)在研究物体加速度与力的关系时
(1)该实验采用了“控制变量法”,即在研究加速度、质量、力专这三个物理量中任意两个之间属的关系时,要保持另一个不变,因此在研究物体加速度与力的关系时,保持不变的物理量是小车的质量,故A正确,B错误. 故选A. (2)为了使绳子的拉力等于小车的合外力,在进行实验之前要进行平衡摩擦力,具体做法是:适当垫高长木板不带定滑轮的一端,轻推未挂沙桶的小车,恰使拖有纸带的小车匀速下滑. 故A错误,B正确. 故选B. (3)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有: F=Ma ① 对砂桶和砂有:mg-F=ma ② 由①②解得: F=
由此可知当M>>m时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力. 故答案为:远大于. |
Ⅵ 某同学在实验室用如图所示的装置来探究动能定理的问题.(1)为了尽可能减少摩擦力的影响,需要如何调整
(1)为了尽可能减少摩擦力的影响,应先平衡摩擦力,把不带定滑轮的那一端回适当垫高;
(2)砂答桶质量远小于小车质量的条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力;
(3)小车从静止开始前进距离为h,获得的末速度为v,则动能的变化量△Ek=
Mv2,合外力做功W=mgh,1 2
则该实验应近似满足的关系式为mgh=
Mv2.1 2
故答案为:把不带定滑轮的那一端适当垫高;远小于;mgh=
Mv2.
1 2
Ⅶ 探究摆的奥秘
(1)提出问题:摆钟的摆摆动快慢与什么因素有关;小军、小强、小岗共提出了3个问题;
(2)在实验中要用停表测量摆动用的时间;
(3)为了验证小军同学的猜想,应该控制线的长短相同;还应该控制小球(线)偏离的角度相同,用轻重不同的钢球和铝球进行实验,研究小球摆动的快慢与小球轻重的关系;
(4)为了验证小强同学的猜想,应该控制线的长短相同;还应该控制小球的轻重相同,让小球(线)偏离的角度不同进行实验,来实验来研究小球摆动的快慢与小球偏离角度的关系.
(5)为了验证小岗同学的猜想,应该控制摆锤的轻重和摆偏离的角度相同,用不同长度的细线悬挂小球进行实验,来研究小球摆动快慢与摆的长短的关系.
故答案为:(1)摆钟的摆摆动快慢与什么因素有关;3;
(2)停表;
(3)相同;相同;不同;轻重;
(4)相同;相同;不同;偏离角度;
(5)摆锤的轻重;摆偏离的角度;不同;摆的长短.
Ⅷ 用如图所示的装置研究“影响滑动摩擦力大小的因素”.实验过程中,一些同学作了以下猜想:①滑动摩擦力的
(1)实验中应使木块在弹簧测力计拉力的作用下做匀速直线运动,因为这样摩擦力与拉力是一对平衡力,弹簧测力计的示数表示滑动摩擦力的大小;
(2)要研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需控制压力不变,接触面的粗糙程度不同,因此选择的实验器材有A、B、C、D、E;
(3)要研究摩擦力的大小与压力的关系,需控制接触面粗糙程度不变,压力大小不同,因此利用图甲和乙进行实验探究即可;
(4)探究滑动摩擦力和速度大小的关系时,需保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,使物体在不同的速度下进行匀速直线运动;而该实验步骤中没有控制木块做匀速直线运动.
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)A、B、C、D、E;(3)甲;乙;(4)没有控制木块做匀速直线运动.
Ⅸ 为了探究“加速度与力、质量的关系”,可以用如图所示的实验装置.(1)为了补偿打点计时器对小车的阻力
(1)为了使盘和盘中重物的总重G充当小车运动的合外力,要先平衡摩擦力,即移动木块来调节木板的倾斜程度,使小车在不受牵引时,能拖着纸带沿木板做匀速直线运动;
实验中还要注意,为了减小误差,与小车相连接的牵引细绳与斜面保持平行;
(2)在牵引绳的拉力作用下,小车从静止开始做匀加速直线运动,测出盘和盘中重物的总重为G,则小车匀加速运动时受到的拉力F≈G,
测出小车运动的位移x和发生这段位移的时间t,根据x=
1 |
2 |
2x |
t2 |
2x |
t2 |
Ⅹ 初中物理化学实验 步骤 急
物理实验仪器复习
名 称
用 途
使 用 要 点 及 原 理
刻度尺
测量物体长度
(1)使零刻度线对准被测物体的一端。(2)使刻度尺的刻度线紧靠被测量的物体,尺的位置要放正。(3)读数时视线正对刻度线,不可斜视。(4)记录时,既要记录准确值,又要记录估计值,还应注明测量单位。
量筒
(或量杯)
测量液体或固体的体积
(1)用量筒测液体体积时,读数时视线要与凹或凸液面相平。(2)测固体体积时:先在量筒中注入适量水,记下水面到达的刻度V1,再把物体浸没在水里,记下此时水面达到的刻度V2;被测体积V=V2-V1。
重锤仪
观察物体是否与水平线垂直
原理:重力方向竖直向下。
常用温度计
准确测量物体冷热程度
原理:液体的热胀冷缩。使用要点:
(1)估计温度,选择合适量程的温度计,(2)玻璃泡与被测物体充分接触(测液体时不碰壁或底),(3)温度计要竖直,浸没在其中读数,(4)稳定后才能读数,视线与内液面相平,(5)记录读数单位。
体温计
测量人体温度
原理:液体的热胀冷缩。体温表可离开人体后读数。使用后,拿住体温表上部向下甩几下,升入直管中的水银就会回到玻璃泡里。
平面镜
改变光路
成像
平面镜所成的像是虚像,不能呈现在屏上。
像与物到镜面的距离相等;像与物的大小相同。
即平面镜成像的特点是正立、等大、虚象。
凹透镜
近视眼镜
凹透镜对光线有发散作用
凸透镜
会聚光线
成像
凸透镜对光线有会聚作用。
当u>2f时呈倒立缩小的实像,f<v<2f;应用:照相机镜头。
当u=2f时呈倒立等大的实像,v=2f;应用:可以测焦距。
当f<u<2f时呈倒立放大的实像,v>2f;应用:幻灯机、投影仪镜头。
当u<f时呈正立放虚像。应用:放大镜。
弹簧测力计
测量力的大小
原理:弹簧受力的大小与弹簧伸长的长度成正比。
使用:先校零。要明确称量范围和分度值,测量力时,被测力的大小应在测量范围之内。实际测量力时,要使测力计内的弹簧伸长方向跟所测力的方向在同一条直线上。
托盘天平
测量物体质量
1、调节步骤:(1)使用天平时,应将天平放在水平工作台面上;(2)将游码移至横梁标尺左端“0”点上,调节平衡螺母,指针对准分度盘中央红线。2、使用方法:(1)被测物体的质量不能大于天平的称量范围;(2)称量时,左盘放置被称量物体,右盘放置砝码,通过增减砝码和移动游码的办法,使天平平衡。这时,右盘内砝码的总质量加上游码指示的质量值,等于左盘内被称量物体的质量。
名 称
用 途
使 用 要 点 及 原 理
连通器
茶壶
锅炉水位计等
原理:静止在连通器内的同一种液体,各部分与大气接触的液面总是相平。
气压计
测量大气压
水银气压计原理:是根据托里拆利实验制成的。
无液气压计:波纹盒的厚度发生变化时,使得固定在盒面的连杆通过传动机构带动指针偏转,指示出气压的大小。
密度计
测量液体的密度
原理:物体的漂浮条件: F浮=G物。
密度计漂浮在各种液体中时所受的浮力均相等。
刻度不均匀;刻度值下端小、上端大。
压强计
演示液体内部
有压强
可通过液面高度差计算压强值,但不能直接读数。
杠杆
可省力或
少移动距离
平衡条件:动力臂×动力臂=阻力×阻力臂
省力杠杆:撬棒、铁匠剪刀、起子、铡刀等。
费力杠杆:聂子、理发剪刀、缝纫机脚踏板等。
滑轮
滑轮组
省力或
改变施力方向
动滑轮:它是一个省力杠杆,动力臂是阻力臂的2倍。
定滑轮:它是一个等臂杠杆。
轮轴
方向盘
轮轴也是一种变形杠杆。
电流表
测量电流
有两个量程:0~0.6A,0~3A;
(1)先校零;(2)串联在被测的那部分电路中,并使电流从电流表的“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出;(3)所测电流不得超过电流表的量程;(4)禁止不经过用电器,将电流表的两个接线柱直接连到电源的两极上,否则会烧坏电表。
电压表
测量电压
有两个量程:0~3V,0~15V;
(1)先校零;(2)并联在待测电路的两端,并使电流从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出;(3)所测电压不得超过电压表的量程。在不能估计被测电压值的情况下,可先用大量程快速试触被测电路,如果指针偏转在较小范围内,再改用较小的量程。
滑动变阻器
改变电路中电阻大小,从而改变电流
保护电路
通过改变电路中电阻线的长度来改变电阻的大小,从而改变电流。
它的连接使用方法是“一上一下”。
在不同的实验中,变阻器的作用不同。使用前要观察最大阻值及允许通过的最大电流。
闭合电路前将滑片P放在接入电路最大阻值处。
变阻箱
改变电路中
电阻大小
有插入式、旋柄式两种。
原理:串联电阻的规律。
电磁铁
电铃、电话听筒等
电流的磁效应。(1)磁性的有无可由电流的通断来控制。(2)磁性的强弱可由电流的大小来控制。(3)磁极的极性由电流的方向来控制。磁性强弱还跟匝数有关。
名 称
用 途
使 用 要 点 及 原 理
电磁继电器
低压控制高压
和自动控制、
远距离控制
原理:电流的磁效应。
使用时继电器为控制电路。
电能表
测量电功
计数器显示5个数字,小数标红框,个位数、十位数、百位数和千位数标黑框,表面还标有“××××R/kwh”字样,它表示电路中用电器每消耗1KW.h的电能,电能表的转盘转过××××转,上面的“220V 5A”表示额定电压为220V,允许通过的最大电流为5A。
测电笔
辨别火线和零线
使用时手一定要接触到笔尾金属,再将笔尖金属体插入插座的一个插孔中,如果笔尖接触的是火线,测电笔里的氖管就会发光。
由于笔中高值电阻器的阻值很大,因此通过人体电流很微弱,不会对人体造成危害。
开关
控制电路的通断
连接电路时一定要断开开关。
闸刀开关:应竖直安装,静触头在上,动触头在下,电源进线应接在静触头端的进线柱上。电灯等用电设备接在熔丝下面的出线柱上,以防因手柄自重等使闸刀误合。
自动空气开关:它在电路中发生短路、过载、欠压(电压过低)等异常情况时能自动切断电路,且实现自动断路的电流大小可以调整。
电动机
电能转化为机械能
原理:通电线圈在磁场里转动。
发电机
机械能转化为电能
原理:电磁感应现象。
热机
摩托车、拖拉机
原理:利用燃料燃烧放出内能转化成机械能。
汽油机:有火花塞,以汽油为燃料,吸进的是空气和汽油的混合物,点火方式是点燃式,主要用于汽车、飞机、摩托车等。
柴油机:有喷油嘴,以柴油为燃料,吸进的物质是空气,点火方式是压燃式,主要用于拖拉机、坦克、轮船等。
白炽灯
照明
原理:电流的热效应,螺丝口灯泡外的螺旋应按零线
灯头内的电线应打一个保险扣。
熔断器
保护电路
原理:电流的热效应。特点:熔点低。
选用原则:使它的额定电流等于或略大于电路中最大正常工作电流。
电源
给用电器供电
一节干电池1.5V,一节蓄电池2V,照明电路220V。
动力线路电压:380V
实验一:观察扩散现象
准备一杯冷水和一杯热水,将两小颗高锰酸钾分别投入两杯水中,试观察比较高锰酸钾在两杯水中的扩散情况。如果你观察到了两杯水中高锰酸钾发生扩散的差异,想一想这说明了什么问题?
实验二:感受大气压
取一个空的铝质易拉罐及一盆冷水,罐口缠上铁丝并固定并将铁丝拧成柄状(要有一定的长度和强度),往易拉罐中加入少量的水,放在酒精灯上加热至沸腾,并继续加热数十秒,迅速(持铁丝柄)将易拉罐倒扣到冷水中,观察发生的现象。
注意:此时易拉罐在气压的作用下被压扁且发出巨大的响声,实验者应有思想准备,以防惊惶中碰到其它实验仪器而被烫伤甚至引起火灾。本实验有一定的危险性,建议在老师的指导下进行。
实验三:振幅交换
准备两个摆长一样的摆(摆锤质量要大些)和一根细尼龙绳,将尼龙绳两端分别固定在高度上,把两个摆的上端系于尼龙线的中部,悬点相距不超过10厘米,(固定时要检查摆长是否一样)。使一摆处于竖直位置,将另一摆沿垂直于尼龙绳方向拉开到某一位置(不一定要有五度角限制)放手让其在垂直于尼龙绳方向上振动,观察二摆的振幅变化(可能需要比较长的时间才能看出,所需时间与装置有关)。可以看到,两摆的振幅会不断地交换。
实验四:尝试一下静电触电的滋味
把塑料飞盘用洗衣粉洗刷、冲净、晒干;再准备一块圆形铁片,大小比飞盘略小,在其中打一小孔,用20厘米长的丝线穿过小孔将它拴住,用一块干燥的毛皮用力摩擦圆盘的内侧,然后迅速拿开,再用手提着丝线的一端(这是为了不使手与铁片接触),将铁片放入圆盘内,这样圆盘上的电荷将聚集到铁片上,用手指去靠近铁片时,会有微麻的感觉,同时还可看到电火花和听见放电响声(这是因为电压高而产生放电,但因电量少,电流持续时间短暂,虽有微麻的感觉,但并不危及人体的生命与健康)
注意,本实验的效果受环境影响较大,一般而言在干燥的天气比在空气潮湿时容易成功,晴天在人少的室内比在人多的室内容易成功;在室外通风处比在室内容易成功。
实验五:水是液体也能发生静电感应吗?
把家用自来水开关调到有一股细流,把与毛皮摩擦过和塑料棒(或塑料梳子、笔杆),接近此细流,会清楚看到水流向塑料棒的方向弯曲。
实验六:为什么欧姆表测灯泡阻值比计算值小?
一只灯泡“220V25W”,根据电功率公式可算得灯丝的电阻为1936欧,用欧姆表测测测看,测出来的阻值是大了还是小了,为什么?
实验七:哪个瓶子滚得快?
两个完全相同的玻璃瓶,一个装满沙,另一个装满水,放在同一斜面上滑下,哪个瓶子滚得比较快?动手试试,想想看,为什么?
实验八:木尺能保持水平吗?
有一根长度为1米的木尺。用左右手的食指分别水平地支撑木尺的两端。这时候,左右某一个手指向对方靠近,木尺能够保持水平吗?左右手指同时相互靠近,又会怎样。(提示,与摩擦力及力矩知识有关)
实验九:水为什么不会洒出?
在杯中倒入半杯水,上面用纸盖住。用手掌压住纸把杯子翻转过来,注意不让杯中的水洒出来。放开手,杯中的水也好,纸也好,都不会掉下来。即使水中放入一些木螺丝之类的小东西也没有关系。这是为什么?
实验十:如何使单摆摆动起来
用一根约一米长的细尼龙线及,一把挂锁做一单摆,要求用吹气的方法令其摆动,摆解要求达到30度左右,此过程中口与单摆平衡位置的距离保持在0.5米以上,且不得用身体或任何其它物体与单摆的任何部分及悬点接触,试设法达到目的并想想为什么?
都是我自己考实验时用的!我QQ384908795