物理 一些典型的实验例题Word下载.docx

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如图：

让小球从一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。

减小另一个斜面的倾角，小球仍能到达原来的高度，但比第一次滚得要远些，假设把另一个斜面放至水平，则小球因为无法达到原来的高度而永远运动下去。

③分析教材P72图4.1.1，有哪些认识？

（将实验问题的理论化：

画图、加字母等；

频闪法拍照：

小球在斜面上各点的速度的求法，定性、定量判断小球在斜面上做什么运动，）

④小球在水平方向运动的理想分析（水平方向不受力）

⑤结论：

力不是维持物体的运动（速度）的原因，而是改变物体运动状态（改变物体速度）的原因。

问题五：

牛顿是如何总结这个问题的？

①法国工程师笛卡尔的研究

②牛顿第一运动定律：

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

例：

a．用一细绳一端系一小球，让它做圆周运动。

若在绳断的瞬间，小球不受任何力的作用，则小球将做什么运动？

（以绳断那个时刻的速度做匀速直线运动）

b．用绳吊起一个小球，小球静止。

若在剪断绳子的瞬间，小球不受任何力的作用，则小球将做什么运动？

（静止）

③牛顿第一运动定律是理想定律

④自然界中物体不可能不受力，若物体受平衡力，则可等效物体不受力或认为受合外力为零，在这种情况下物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。

如何理解惯性？

①物体都具有抵抗状态变化的“本领”，如：

冬天晚上上床和早上起床人的感觉等。

②惯性：

物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

汽车启动、加速，汽车刹车、减速，车上的人的感觉？

原因？

如何表达？

（原来状态，怎么改变，由于惯性，结果）

③猜想惯性的大小与哪些因素有关？

静止的物体无惯性；

速度大的物体惯性大；

受的力越大惯性越大；

做曲线运动的物体惯性要发生变化。

这些话对吗？

说明什么？

（与外界因素无关）

惯性是物体的固有性质，仅与物体的质量有关，惯性大小的唯一量度是质量。

　　惯性可以表现出来，也可以不表现出来。

只有在运动状态发生改变才可以表现出来。

【练习】

教材P75页练习

问题六：

什么是惯性参考系？

（简介教材P74页内容）

【思考】

如图所示，在密闭的车内用细线拴着一个铁球和一个氢气球，当车突然向右加速时，铁球和氢气球相对于车的位置发生怎样的变化。

4．2实验：

探究加速度与力、质量的关系

１．理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关也与质量有关。

２．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系

１．指导学生半定量地探究加速度和力、质量的关系。

知道用控制变量法进行实验

２．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验。

３．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题

１．通过探究实验，培养实事求是、病重客观规律的科学态度。

２．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。

３．培养与人合作的团队精神

１．控制变是法的使用

２．如何提出实验方案并使实验方案合理可行

３．实验数据的分析与处理

１．如何提出实验方案并使实验方案合理可行

２．实验数据的分析与处理

（１）附有滑轮的长木板２块（２）小车２个（３）带小钩或小盘的细线２条（４）钩码，规格：

10g，20g，用作牵引小车的力。

（５）砝码，规格：

50g、100g、200g，用做改变小车质量（６）刻度尺（７）宽口文件夹（８）1-2m粗线绳，用做控制小车运动。

２课时

力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因。

请猜想加速度与哪些因素有关？

如何研究这个问题？

（控制变量法）

具体如何操作？

①实验器材：

附有滑轮的长木板1块，规格为200g的小车1个，带小钩细线1条，规格为20g的钩码5只（作牵引小车的力），规格为200g的砝码5只（用做改变小车质量），打点计时器，20cm的纸带，稳压源。

②控制质量不变（200g）

a．要考虑加速度与什么力有关？

（绳子拉力、摩擦力、合力）

b．如何用绳子拉力来替代合力？

（平衡摩擦力）如何平衡摩擦力？

（体会长木板的倾角逐渐变大，小车的受到的静摩擦力大小与重力什么关系、如何变化，注意平衡的应该是动摩擦力）

c．在实验中，钩码的重力大小等于拉力大小吗？

请定性分析哪个较大一些？

如何使钩码的重力大小与拉力大小更接近？

（M＞＞m）

d．小车的加速度如何测？

（打点计时器，提醒如何数据处理）

e．添加钩码（增大拉力），重复实验。

f．列表分析或画图分析（横、纵坐标分别选什么好？

描点、拟合，图象经过原点吗？

g．有何结论？

M一定时，a∝F

h．若M=400g时，重复以上实验，有何结论？

③控制拉力不变（钩码质量50g，F=0.5N）

a．添加砝码（增大M），重复实验。

b．列表分析或画图分析（横、纵坐标分别选什么好？

c．有何结论？

F一定时，a∝1/M

d．若F=1N时，重复以上实验，有何结论？

若某同学做这个实验，取M=500g，得到如图1或2的图象，说明什么？

不直接测加速度可以探究这个问题吗？

①不具体测加速度，可作对比实验。

其他思想可以同前实验。

②实验器材：

附有滑轮边侧有刻度的长木板2块，规格为200g的小车2个，带小钩细线2条，规格为20g的钩码5只（作牵引小车的力），规格为200g的砝码5只（用做改变小车质量），宽口文件夹，2m粗线绳。

　　③分析两小车均做初速度为零的匀加速运动，相同时间内两小车位移之比就是其加速度之比。

　　④处理实验数据：

表一：

M1=M2=600g

次数

小车１

小车２

钩码（g）

位移x1（cm）

位移x2（cm）

１

20.0

40.0

２

60.0

３

80.0

４

100.0

５

120.0

表二：

F1=F2=0.2N

M1（g）

M2（g）

200

400

600

800

1000

1200

⑤作出图象,分析图象:

通过实验发现加速度a与合外力F、质量m有什么关系？

（加速度与力成正比，与质量成反比。

即a∝F，a∝1/m）

问题七：

通过本节内容的学习应搞清楚思维上的哪些问题？

（①实验要探究的内容，②探究实验的设计思路，③实验仪器的操作方法，④数据处理方法，⑤如何画出图象并且从图象探究到什么规律。

【巩固练习】

评价手册P531、5、6、7

4．3牛顿第二定律

知识与能力

1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式

2．理解公式中各物理量的意义及相互关系

3．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算

1．通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律

2．培养学生的概括能力和分析推理能力

情感态度和价值观

1．渗透物理学研究方法的教育

2．认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法

牛顿第二定律的特点

牛顿第二定律的理解

上节课我们是如何探究物体的加速度与力、质量的关系的？

有什么关系？

（研究问题的方法和程序）

牛顿第二定律的内容是什么？

①内容：

物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

②作用力指的是什么？

（合力）合力是怎么求的？

（在对物体受力分析的基础上，对力进行合成）

③表达式：

a∝F合/m或者F合∝ma（比例式）

F合=kma（等式）k应是比例系数

④单位：

比例系数k的选取有任意性，但取k=1最简单。

在这种规定下来定义力的单位1kgm/s2=1N

这样：

F合=ma（运用时请注意必须统一单位：

N，Kg，m/s2）

⑤意义：

力是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因；

若有力作用于物体，物体则立即产生加速度，若力撤消作用，加速度瞬间消失（瞬时对应，共存亡）。

⑥矢量方程：

的方向永远由F合的方向决定，永远与F合的方向一致。

用手推课桌（对课桌施加力的作用），课桌为何没有运动（产生加速度）？

（课桌不止受一个力，还受到摩擦力；

F合=0，a=0；

如何求物体的加速度？

①根据运动学方程来计算

②对物体进行受力分析，然后将所有力进行合成从而求出合力

③根据F=kma将物体受到的每一个力产生的加速度分别求出各自的加速度：

a1、a2、a3、a4等，然后将这些加速度进行合成。

力与加速度有何关系？

①力与加速度有因果关系，但无时间先后而是同时产生、立即产生；

若合力改变，加速度立即随之改变；

合力消失，加速度立即消失。

即合力与加速度瞬时对应，无需时间过程。

②力与速度无因果关系。

因为

，即速度变化必须有时间过程，在很短的时间内可以近似认为

=0，则

=0速度不变。

【讨论】

教材P821、2、3

【例题】

1．某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？

重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？

假定试车过程中汽车受到的阻力不变。

①汽车质点的运动图景（两种情况）

②汽车质点的受力分析（竖直情况如何考虑）

③解题规范：

汽车匀减速：

a1=v0/tf=ma1=mv0/t=1100×

27.8/70=437（N）

汽车匀加速：

F合=F-f=2000-437=1563（N）又

F合=ma2

a2=F合/m=1563/1100=1.42（m/s2）

2．一个质量为2kg的物体受到互成1200角的两个力F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？

①对物体进行受力分析，求合力

②利用牛顿第二定律求解

④思考：

质量不同的物体，自由下落的加速度为何一样？

3．如图所示，质量分别为mA和mB的两个小球，用一根轻弹簧连接后用细线悬挂在顶板下，当细线被剪断的瞬间，两球下落的加速度分别是aA＝　　　，aB＝　　　　。

（重力加速度为g）

①弹簧的弹力瞬间不变

②分别对A、B进行受力分析，根据牛顿第二定律求解

③若把弹簧改为绳或杆呢？

（aA＝g，aB＝g）

4．如图所示，小球从轻弹簧正上方无初速释放，自由下落一段时间后，与弹簧接触，从小球开始接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度，加速度和所受合外力的变化情况是怎样的？

①分段考虑问题，受力分析

②下落：

（自由落体、变加速、变减速）

③上升：

（变加速、变减速、竖直上抛）

5．一物体放在光滑的水平面上，初速度为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1s，随即把此力改为向西，大小不变，历时1s，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s；

如此反复，只改变力的方向，共用了1min，在此1min内

A、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置之东

B、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置

C、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末继续向东运动

D、物体一直向东运动，从不向西运动，在1min末静止于初始位置之东

注意：

每一段的受力情况和动图景（D）

教材P824、5

4．4牛顿第二定律的简单应用

教学目标：

1．让学生知道牛顿第二定律是运动学与物体受力的桥梁，可以解决两类问题

2．让学生熟悉应用牛顿第二定律解题的基本步骤

一、从物体受力确定运动情况

1．静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。

物体与地面间的摩擦力是4.2N。

求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。

①受力分析求出合力

②物体的运动图景，由运动学公式求解。

2．如图1所示，质量为m＝1.0kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成370角斜向上、大小为10N的拉力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动，已知金属块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，求5s末物体的速度及位移大小。

①明确解题的基本步骤：

a．受力分析

b．规定正方向，建立坐标系

c．把力正交分解

d．找合力，求加速度

e．清楚运动图景，由运动学公式求解

②注意解题规范

3．风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力。

如图2所示，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。

（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。

（2）保持小球所受的风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°

并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？

①分两种情况考虑，注意风力大小不变

②解题步骤：

（应分别建立不同的坐标系；

要细心、有条理。

4．如图3所示，AB、AC、AD都是光滑的轨道，A、B、C、D四点在同一竖直圆周上，其中AD是竖直的直径。

一小球从A点由静止开始，分别沿AB、AC、AD轨道滑至B、C、D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则三个时间的关系为　　　　　　　　。

①方法：

要比较多个量间的关系时，不必一个个计算，而是找到一个变量，找出要求量与变量间的关系。

②取AC段研究：

受力分析、坐标系建立、正交分解、求合力、计算加速度，运动学方程计算。

【总结】

物体受力

加速度　　物体运动

教材P91　3、4

二、从运动情况确定物体受力

1．一个质量为75kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为300，在5s的时间内滑下的路程是60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。

①读清问题，明确解题的基本步骤

②解题规范

2．粗细均匀、质量为200g的米尺（1m长）有1/4伸出水平桌面外，如图所示，尺与桌面间的动摩擦因数μ＝0.16。

若用水平力F作用于尺上1s后，使原来静止的尺从桌面上落下，则力F至少为多大？

（取g＝10m/s2）

①“尺从桌面上落下”的位置在哪里？

此时米尺发生的位移是多少？

②“至少”两字如何理解？

③米尺的运动图景和受力分析

④解题规范

3．质量为m＝20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，0～2s内F与运动方向相反，2～4s内F与运动方向相同，物体的速度—时间图象如图所示，取g＝10m/s2。

求物体与水平面间的动摩擦因数。

①从图象中分析物体做什么运动？

（分段）图象中还有哪些信息？

（初速度、加速度、末速度）

②两段物体的受力分析

③解题规范

4．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种动作的运动项目。

一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平面5.0m高处。

已知某运动员与网接触时间为1.2s，若把这段时间内对运动员的作用力当做恒力处理，求此力的大小。

①运动员的运动图景（三段）

②主体研究的运动过程是床对人作用过程，注意受力分析

③3.2m和5.0m说明了什么？

三、综合处理较复杂问题

1．如图1所示，将一个物体先后放在几个具有相同底边b=0.3m的光滑斜面上。

（1）当斜面与水平面的夹角为多大时，物体从斜面上滑下所用的时间t=0.4s？

（2）当斜面与水平面的夹角为多大时，才能使这个物体从斜面上滑下所需的时间最短？

这段时间是多少？

2．如图2所示，在倾角

=370的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。

现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行于斜面向上，经时间t=0.4s绳子突然断了，求：

（1）绳断时物体速度大小。

（2）从绳子断开开始到物体再返回到斜面底端物体的运动时间。

3．如图3，质量为m的物体恰好沿倾角为α的斜面匀速下滑，而质量为M的斜面始终与水平地面保持静止。

求：

（1）下滑过程中，物体对斜面体的压力和摩擦力。

（2）下滑过程中，地面对斜面体的支持力以及摩擦力的大小和方向。

①先隔离m进行受力分析，然后隔离M再进行受力分析。

（考虑地面对M的摩擦力时，可设某个方向）

②若m加速下滑呢？

③若用沿斜面向上（下）的力推m匀速运动呢？

（M仍然静止）

④若用沿斜面向上（下）的力推m加速运动呢？

4．水平传送带长20m，以2m/s的速度匀速运动，一物体由静止放到传送带的一端，被传送带带到另一端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，问物体经过多长时间通过传送带？

（g=10m/s2）

讨论：

若传送带倾斜呢？

5．如图所示，在水平桌面上有一质量为2kg的小物体，受平行于桌面沿x方向的恒力F=8N作用，正沿x轴正方向运动。

若从物体通过坐标原点时开始计时，速度为零之前，其位移与时间的关系为x=12t-3t2。

（1）求t=1s时，物体速度的大小和方向。

（2）从计时开始经过多长时间，小物体再次经过坐标原点？

6．如图4，A、B叠放在水平桌面上，水平外力F拉物体A时，①A、B都未动，则A、B之间的摩擦力f1=？

B与地之间的摩擦力f2=？

②A匀速运动，B不动，则A、B之间的摩擦力f1=？

③A以加速度a做匀加速运动，B不动，则A、B之间的摩擦力f1=？

④A、B都向左做匀速运动，则A、B之间的摩擦力f1=？

⑤A、B都向左做加速度为a的匀加速运动，则A、B之间的摩擦力f1=？

⑥A、B间有相对滑动，A的加速度为a1，B也向左运动，加速度为a2，（a1＞a2）则A、B之间的摩擦力f1=？

7．如图5所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m．现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不得超过（B）

A．2FB．F/2

C．3FD．F/3

①分两种情况考虑：

第一种情况，水平力F拉B时，A、B刚好不发生相对滑动，什么意思？

②对A、B整体：

F＝（m＋2m）a（整体法）

对A：

fm＝ma＝F/3（隔离法）

③第二种情况，将F′作用在A上，对B：

fm＝2ma′（B能与A一起运动，而A、B不发生相对滑动）（隔离法）

④对A、B整体：

F′＝（m＋2m）a′

⑤“刚好不发生相对滑动”是临界状态。

8．

如图6，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成370角。

求下列两种情况下，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力：

（1）小车以a=g向右加速运动，

（2）小车以a=g向右减速运动。

①小车静止或匀速运动，小球受力情况如何？

②小车向右加速运动，小球受力情况如何？

（后壁对小球的弹力永远存在）

③小车向右减速运动，小球受力情况如何？

（有可能后壁对小球的弹力为零）

④小车的加速度过大，小球会“飘”起来（找临界情况）

9．如图7质量为m的木块放在倾角为θ的光滑斜面上，当斜面沿水平方向向左做匀加速运动而木块与斜面保持静止时（）

A．木块所受的弹力大小为mg/cosθ

B．木块所受的弹力大小为mgcosθ

C．木块的加速度为gtanθ

D．木块的加速度为gsinθ

10．如图8所示，放在光滑水平桌面上的物体m2，通过穿过定滑轮的绳和吊在桌面上的物体m1相连．释放后系统加速度的大小为a1．如果取走m1，用大小等于m1所受重力的力F向下拉绳，m2的加速度为a2．则（不计滑轮摩擦及绳的质量）（）

　　A．a1=a2B．a1＜a2　　C．a1＞a2D．a2=a1/2

图8

①m1拉m2时，分别隔离分析m1和m2，它们有共同的什么量（大小）？

②绳子的拉力T=m1g吗？

③m1在下降时，m1是超重还是失重？

m2呢？

④若用F=m1g拉m2，m2的加速度如何求？

11．质量为50kg的人站在放电梯内的磅秤上，下列电梯的运动情况磅秤的读数分别为多少？

①静止②以1m/s的速度匀速上升③以12m/s的速度匀速上升④以20m/s的速度匀速下降⑤以1m/s2的加速度加速上升⑥以1m/s2的加速度减速上升⑦以1m/s2的加速度加速下降（失重）⑧以1m/s2的加速度减速下降（超重）

12．杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量M的杆，当杆上一质量为m，以加速度a加速下滑时，杆对人“底人”的压力为多大？

①若杆上的人匀速下滑，“底人”对地面的压力是多大？

②若杆上的人以加速度a加速上爬，“底人”对地面的压力是多大？

13．举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？

（g取10m/s2）

1．如图9所示，是电梯上升的v～t图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s之间、2～6s之间、6～9s之间分别为多大？

图9

2．如图10所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是（）

图10

A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变

B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用

C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变

D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用

3．如图11所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：

m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T．