【实验一】研究匀变速直线运动
1.交流电源的电压及频率要符合打点计时器的要求。
2.实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要调节振针的高度和更换复写纸。
3.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
4.先接通电源,打点计时器稳定工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。
5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02 s×5=0.1 s。
6.小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带上的点过于密集。
7.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰。适当舍弃开头密集部分,适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T。
8.测x时不要分段测量,读数时要注意有效数字的要求,计算a时要注意用逐差法,以减小误差。
【实验二】探究弹力和弹簧伸长的关系
1.所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度。
2.每次所挂钩码的重力差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀,这样作出的图线更精确。
3.测弹簧长度(尤其是原长)时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,以免增大误差。
4.记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。
【实验三】验证力的平行四边形定则
1.同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是:将两只弹簧秤调零后互钩对拉,若两只弹簧秤在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直至相同为止。
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O位置一定要相同。
3.用两只弹簧秤钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜。
4.读数时应注意使弹簧秤与木板平行,并使细绳套与弹簧秤的轴线在同一条直线上,避免弹簧秤的外壳与弹簧秤的限位卡之间有摩擦。读数时眼睛要正视弹簧秤的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些。
5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向。不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向。
6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些。
【实验四】验证牛顿第二定律
1.一定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜面,使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力。在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细线系在小车上,即不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着纸带运动。
2.整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力。
3.每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出。只有如此,小盘和砝码的总重力才可近似视为小车受到的拉力。
4.改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车。
5.作图象时,要使尽可能多的点在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。
6.作图时两轴标度比例要选择适当。各量须采用国际单位。这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些。
7.为提高测量精度:
①应舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个起点。
②可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每五个点标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s。
【实验五】验证机械能守恒定律
1.打点计时器要稳定的固定在铁架台上,打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向,以减小摩擦阻力。
2.应选用质量和密度较大的重物,增大重力可使阻力的影响相对减小,增大密度可以减小体积,可使空气阻力减小。
3.实验中,需保持提纸带的手不动,且保证纸带竖直,待接通电源,打点计时器工作稳定后,再松开纸带。
4.测下落高度时,要从第一个打点测起(第一个点的判断依据:第1、2两个点之间的距离约为2mm),并且各点对应的下落高度要一次测量完。
5.速度不能用vn=gtn或vn2ghn计算,因为只要认为加速度为g,机械能当然守恒,即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律,况且用vn=gtn计算出的速度比实际值大,会得出机械能增加的结论,而因为摩擦阻力的影响,机械能应该减小,所以速度应从纸带上直接测量计算。同样的道理,重物下落的高度h,也只能用刻度尺
12v2直接测量,而不能用hn=gtn或hn=计算得到。 22g
1126.本实验不用测量重物的质量,因为要验证mghn=mv2只需验证gh=v即可。 n2n2n
7.本实验中用到的g应该采用当地的重力加速度的值,而不是通过纸带计算出的加速度值,因为通过纸带计算出来的加速度是包括了阻力在内的合外力产生的加速度而不是重力加速度。
【实验六】验证动能定理
1.每次实验中小车都要从同一位置开始释放。
2.长木板要倾斜,使小车能在长木板上匀速运动。
3.实验中不用测小车的质量。
4.实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小车的速度,所以应选用那些间距较大,且相对均匀的点来测量和计算。
【实验七】验证动量守恒定律
1.本实验应采用两个半径相同而密度不同的钢球,即入射小球m1和被碰小球m2大小应完全相同,且m1>m2。
2.入射小球每次都必须从斜槽上同一高度处由静止滚下。
3.斜槽末端切线方向必须水平,被碰小球放在斜槽前端边缘处。
4.两球碰撞时,球心等高或在同一水平线上。
5.本实验运用等效代换法,即用小球做平抛运动的水平位移代替平抛初速度;由于本实验仅限于研究系统在碰撞前后动量的关系,所以在研究时,各物理量的单位只要统一即可,不一定要统一使用国际单位制单位。
第二篇:高一物理力学知识点总结
定义:力是物体之间的相互作用。
理解要点:
(1) 力具有物质性:力不能离开物体而存在。
说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。
②并非先有施力物体,后有受力物体
(2)力具有相互性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。
②力的大小用测力计测量。
(3)力具有矢量性:力不仅有大小,也有方向。
(4)力的作用效果:使物体的形状发生改变;使物体的运动状态发生变化。
(5)力的种类:
①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。 ②根据效果命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明:根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。 重力
定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:①地球附近的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。 ③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg
说明:①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。 ③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。
(2) 重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)
说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
说明:①物体的重心可在物体上,也可在物体外。
②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。
③引入重心概念后,研究具体物体时,就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示,于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。
弹力
(1) 形变:物体的形状或体积的改变,叫做形变。
说明:①任何物体都能发生形变,不过有的形变比较明显,有的形变及其微小。 ②弹性形变:撤去外力后能恢复原状的形变,叫做弹性形变,简称形变。
(2)弹力:发生形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。
说明:①弹力产生的条件:接触;弹性形变。
②弹力是一种接触力,必存在于接触的物体间,作用点为接触点。
③弹力必须产生在同时形变的两物体间。
④弹力与弹性形变同时产生同时消失。
(3)弹力的方向:与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
几种典型的产生弹力的理想模型:
① 轻绳的拉力(张力)方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。
② 点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。
③ 平面与平面接触,弹力方向垂直于平面,且指向受力物体;球面与球面接触,弹力方向沿两球球心连线方向,且指向受力物体。
(4)大小:弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx,k是劲度系数,表示弹簧本身的一种属性,k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关,而与运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况,利用平衡条件或运动学规律计算。
摩擦力
(1) 滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
说明:①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑动摩擦力的产生条件:A.两个物体相互接触;B.两物体发生形变;C.两物体发生了相对滑动;D.接触面不光滑。
ⅱ滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反。
说明:①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”
②滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑动摩擦力的大小:F=μFN
说明:①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力。应具体分析。
②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动。
ⅴ滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。
(2)静摩擦力:两相对静止的相接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。 说明:静摩擦力的作用具有相互性。
ⅰ静摩擦力的产生条件:A.两物体相接触;B.相接触面不光滑;C.两物体有形变;D.两物体有相对运动趋势。
ⅱ静摩擦力的方向:总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反。
说明:①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。
②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角θ。
③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。
ⅲ静摩擦力的大小:两物体间的静摩擦力的取值范围0<F≤Fm,其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况,利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。
说明:①静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是
根据物体的“需要”取值,所以与正压力无关。
②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数(选学)Fm=μsFN。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动的趋势。
对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学的重要方法,受力分析的程序是:
1. 根据题意选取适当的研究对象,选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统。
2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力,再接触力的顺序对物体进行受力分析,并画出物体的受力示意图,这种方法常称为隔离法。
3. 对物体受力分析时,应注意一下几点:
(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆。
(2)对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源,不能无中生有。
(3)分析的是物体受哪些“性质力”,不要把“效果力”与“性质力”重复分析。 力的合成
求几个共点力的合力,叫做力的合成。
(1) 力是矢量,其合成与分解都遵循平行四边形定则。
(2) 一条直线上两力合成,在规定正方向后,可利用代数运算。
(3) 互成角度共点力互成的分析
①两个力合力的取值范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2
②共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零。
③同时作用在同一物体上的共点力才能合成(同时性和同体性)。
④合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一个分力。
力的分解
求一个已知力的分力叫做力的分解。
(1) 力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。
(2) 已知两分力求合力有唯一解,而求一个力的两个分力,如不限制条件有无数组解。 要得到唯一确定的解应附加一些条件:
①已知合力和两分力的方向,可求得两分力的大小。
②已知合力和一个分力的大小、方向,可求得另一分力的大小和方向。
③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小: 若F1=Fsinθ或F1≥F有一组解
若F>F1>Fsinθ有两组解
若F<Fsinθ无解
(3) 在实际问题中,一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解。
(4) 力分解的解题思路
力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题。
必须注意:把一个力分解成两个力,仅是一种等效替代关系,不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体。
矢量与标量
既要由大小,又要由方向来确定的物理量叫矢量;
只有大小没有方向的物理量叫标量
矢量由平行四边形定则运算;标量用代数方法运算。
一条直线上的矢量在规定了正方向后,可用正负号表示其方向。
思维升华——规律?方法?思路
一、物体受力分析的基本思路和方法
物体的受力情况不同,物体可处于不同的运动状态,要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况,正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
分析物体的受力情况,主要是根据力的概念,从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。具体的方法是:
1. 确定研究对象,找出所有施力物体
确定所研究的物体,找出周围对它施力的物体,得出研究对象的受力情况。
(1)如果所研究的物体为A,与A接触的物体有B、C、D??就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等,不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力;
(2)不能把作用在其它物体上的力,错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上;
(3) 物体受到的每个力的作用,都要找到施力物体;
(4) 分析出物体的受力情况后,要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态(静止或加速等),否则会发生多力或漏力现象。
2. 按步骤分析物体受力
为了防止出现多力或漏力现象,分析物体受力情况通常按如下步骤进行:
(1)先分析物体受重力。
(2)其研究对象与周围物体有接触,则分析弹力或摩擦力,依次对每个接触面(点)分析,若有挤压则有弹力,若还有相对运动或相对运动趋势,则有摩擦力。
(3)其它外力,如是否有牵引力、电场力、磁场力等。
3. 画出物体力的示意图
(1)在作物体受力示意图时,物体所受的某个力和这个力的分力,不能重复的列为物体的受力,力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程,合力和分力不能同时认为是物体所受的力。
(2)作物体是力的示意图时,要用字母代号标出物体所受的每一个力。
二、力的正交分解法
在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法:正交分解法。
正交分解法:是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。
力的正交分解法步骤如下:
(1)正确选定直角坐标系。通常选共点力的作用点为坐标原点,坐标轴方向的选择则应根据实际情况来确定,原则是使坐标轴与尽可能多的力重合,即是使需要向两坐标轴分解的力尽可能少。
(2)分别将各个力投影到坐标轴上。分别求x轴和y轴上各力的投影合力Fx和Fy,其中: Fx=F1x+F2x+F3x+?? ;Fy=F1y+F2y+F3y+??
注意:如果F合=0,可推出Fx=0,Fy=0,这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法,以后会常常用到。