力學實驗圖像異常原因?qū)嵗治?/h2>

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 初中物理 來源: 高中學習網(wǎng)


寫在前面:近期復習力學實驗,其中不少問題都是關于圖像異常原因的分析,更能深層次的考查學生對實驗原理的理解和靈活分析,其中有較多共性的分析方法,現(xiàn)總結(jié)如下。

一、力學實驗圖像的特點

在物理高考中主要力學實驗有:(1)研究勻變速運動、(2)探究彈力和彈簧伸長的關系、(3)驗證力的平行四邊形定則、(4)探究加速度與力、質(zhì)量的關系、(5)驗證機械能守恒;除實驗(3)外都可用圖像分析,且這且圖像都為過原點直線。

二、力學實驗圖像異常分析

1、直線變?yōu)榍

在(2)探究彈力和彈簧伸長的關系中,實驗的前提是在彈簧的彈性限度內(nèi),在該實驗中會出理在彈力較小時力和伸長量關系為直線,到力較大時變?yōu)榱饲,這是因為超過了彈性限度。

在(4)探究加速度與力、質(zhì)量關系中,本來懸掛物的重力是大于繩子的拉力的,但懸掛物質(zhì)量比小車質(zhì)量非常小時,繩子的拉力近似等于懸掛的重力。當增大拉力,也即增大懸掛物的質(zhì)量或減小小車的質(zhì)量時,會突破繩子的拉力近似等于懸掛的重力的條件,此時實際拉力是小于懸掛物的重力的,這樣實測加速度比理論值偏小,導致原本為直線的圖像向下彎曲。

2、不過原點

在(2)探究彈力和彈簧伸長的關系中,為了消除重力產(chǎn)生的形變量影響,實驗條件要求:彈簧實際上應以豎直懸掛時的長度為原長,但當以水平放置時長度為原長時,彈簧的伸長量就多算了一些,導致圖像不再經(jīng)過原點。

在(4)探究加速度與力、質(zhì)量關系中,為實驗測量合方便,實驗條件要求繩子的拉力就是合力,而摩擦力是一定存在的,所以在實驗中要用重力的分力平衡摩擦力。當摩擦力沒有平衡或平衡過頭都會導致繩的拉力并不是真正的合力,真正的合力會總比理論多一個或少一個較小的固定值,導致圖像發(fā)生平移而不過原點。當計入的合力比理論值總少些(如只計入法碼質(zhì)量而不計入盤的質(zhì)量)也會出現(xiàn)與之類似的情況。

綜上所述,分析力學實驗圖像異常應從實驗條件進行分析。


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