力学实验创新试题的解题策略
考察力学题的解题技巧

考察力学题的解题技巧力学作为物理学的一个重要分支,是研究物体运动和受力的学科。
在学习力学过程中,解题是提高学习效果的关键。
本文将介绍一些解力学题的技巧,帮助大家更好地应对力学考试。
一、理清思路,从简单开始解题时,第一步是理清思路。
通常,力学题目的难度会有一定的递进性,所以我们可以从简单的题目开始解答,逐渐提高难度。
这样做可以增加自信心,并且培养解决问题的思维模式。
例如,某题要求求解一个物体在水平面上的加速度,可以先从简单的情况出发,假设没有摩擦力和空气阻力。
然后再逐步引入其他的因素,例如考虑摩擦力或者空气阻力的影响。
通过逐步引入条件,我们可以更好地理解问题并解决它。
二、画图、标记坐标系力学题通常涉及物体的运动轨迹和受力情况。
为了更好地理解题目,我们应该学会画图和标记坐标系。
这样可以让问题形象化,更容易理解并分析。
例如,有一个题目要求求解一个物体从斜面上滑落的时间。
在解答问题之前,我们可以画一个示意图,标记出斜面的角度和物体的起始位置以及终点位置。
这样,我们就可以根据图形去分析问题,更好地解决它。
三、运用物理定律、方程在解力学题时,熟练掌握物理定律和相关方程是非常重要的。
通过应用这些定律和方程,我们可以将实际问题转化为数学问题,进而解决它。
例如,有一个题目要求求解一个物体从斜面上滑落的加速度。
我们可以首先应用牛顿第二定律F=ma,将物体的重力分解成沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力。
然后利用三角函数和牛顿第二定律的公式,得到物体在斜面上的加速度。
四、注意单位、精度解力学题时,必须注意单位和精度。
在计算过程中,要保证所有的量都采用相同的单位,以避免计算错误。
此外,解题结果也要保持一定的精度,不要过于粗略。
例如,某题要求求解物体的速度,已知力和质量。
我们在计算的过程中要确保力和质量的单位一致,例如力单位是牛,质量单位是千克。
另外,在给出解答时,也要注意结果的精度,保留合适的小数位数。
五、多做练习、总结经验最后一个技巧是多做练习并总结经验。
力学试题解题策略

6、如图,长木板ab的b端固定一档板,木板连 同档板的质量为M=4.0kg,a、b间距离s=2.0m。 木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块, 其质量m=1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数 μ=0.1,它们都处于静止状态。现令小物块以初 速v0=4m/s 沿木板向前滑动,直到和档板相撞。 碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板。求 碰撞过程中损失的机械能。
(二)能量的观点: 1、适用范围:主要用于求解只涉及时间的力学问题和过程复杂的物理问题。由 于此方法一般只涉及始末状态,不涉及具体过程,所以解答方法比较简单,为解 题之首选。 2、方法: (1)动能定理:用于求解涉及位移的问题——看到位移想动能定理 a、选定研究对象(只能是单个物体)和运动过程; b、受力分析确定各力做功情况(特别是功的正负)和物体始末速度; c、据动能定理列方程求解; (2)机械能守恒定律:用于求解物体的高度有变化且符合机械能守恒的问题。 如竖直平面内的曲线运动。 a、确定研究对象(可以为单个物体,也可为系统) b、判断机械能是否守恒; c、列方程求解。 (3)功能关系:利用功能等列式求解; (4)能量守恒: a、确定研究对象和研究过程; b、分析运动过程的能量转化关系(增加量和减少量); c、列方程求解;
3、质量为M的小物块A静止在离地面高 的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B 沿桌面向A运动并以速度 与之发生正碰 (碰撞时间极短)。碰后A离开桌面,其 落地点离出发点的水平距离为L,碰后B 反向运动,求B后退的距离。已知B与桌 面间的动摩擦因数为 μ,重力加速度为 g。
4、质量为 m=1kg的小木块(可视为质点)放在 质量为M=5kg的长木板上的左端,如图所示,长 木板放在光滑水平桌面上,小木块与长木板间的 动摩擦因数 μ=0.1,长木板的长度为L=2m ,现 要使小木块从长木板的右端脱离出来,给小木块 施加水平向右的恒力 作用2秒,则 至少为多大 ( g=m/s2)?
高中物理力学解题技巧及应用实践探索

高中物理力学解题技巧及应用实践探索力学是高中物理的重要内容之一,也是考试中必考的知识点。
在学习力学时,掌握解题技巧和应用实践是非常重要的。
下面将介绍一些解题技巧及应用实践,帮助学生更好地掌握力学知识。
1. 分析问题,明确物理量的含义在解决物理问题时,首先要分析问题,明确物理量的含义。
例如,在计算物体的重力时,要明确重力的定义和计算公式。
只有理解了物理量的含义,才能正确地选择计算公式和进行计算。
2. 利用叠加原理解决力的合成问题在力的合成问题中,可以利用叠加原理解决。
具体来说,可以将所有力按照大小和方向分解成分力,再将所有分力沿着同一方向相加,最后求得力的合成。
3. 利用牛顿第一、二、三定律解决问题牛顿第一、二、三定律是解决力学问题的基础。
牛顿第一定律表明物体在没有外力作用下会保持匀速直线运动或静止状态,牛顿第二定律表明力是物体运动状态的原因,牛顿第三定律则表明物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
在解决力学问题时,可以利用这些定律找到问题的关键点。
4. 利用自由落体公式解决物体下落问题自由落体是高中物理力学中的重要知识点。
在解决自由落体问题时,可以利用自由落体公式:h=1/2gt^2,其中h表示下落高度,g表示重力加速度,t表示下落时间。
如果需要求解其他物理量,如初始速度或物体质量,还可以利用动能守恒定律、动量守恒定律等相关知识点。
5. 注意单位换算和数值精度在解决物理问题时,需要注意单位换算和数值精度。
如果物理量的单位不一致,需要进行换算,否则会导致计算错误。
另外,数值精度也是需要注意的问题。
在计算过程中,应该尽可能多保留位数,避免计算误差。
总之,在学习高中物理力学时,要注重解题技巧和应用实践。
掌握这些技巧可以帮助学生更好地理解物理知识,提高解题能力。
高中力学的解题思路及技巧探究

高中力学的解题思路及技巧探究高中力学是物理学中的一个重要分支,涵盖了运动学、力学和能量学等方面的内容。
学习高中力学需要一定的数学基础和解题思维能力。
以下是高中力学解题的一些思路和技巧。
一、分析题目解题时,首先要分析题目,确定问题的类型、给出的条件和需要求得的量。
在分析题目时,应该注意以下几点:1.注意题目中的关键词:例如,给出的问题是“两个物体在斜面上以不同的速度运动,求它们的最终速度差”,那么关键词就是“斜面”、“速度”、“最终速度差”,这些关键词对于题目的分析和解题都有重要的指导作用。
2.确定问题类型:高中力学涉及的问题类型包括平面运动、立体运动、静力学、动力学、万有引力等。
根据题目所涉及的问题类型,选择适当的解题方法。
3.归纳条件:在题目中,有些条件是已知的,有些条件需要通过计算或者推理得到。
归纳条件有助于确定问题的求解思路。
二、掌握基本公式高中力学解题不可避免地需要使用一些基本公式。
以下是一些常用的基本公式:1.平均速度公式:v=Δx/Δt3.牛顿第二定律:F=ma4.功公式:W=Fs5.动能公式:K=1/2mv²6.位能公式:Ep=mgh7.万有引力公式:F=Gm1m2/r²对于这些基本公式,需要了解其含义和使用条件,使得在解题过程中可以准确地使用。
三、选择合适的解题方法在解题时,还需要选择合适的解题方法。
以下是一些常用的解题方法:1.分解力的方法:将斜面上的重力和法线分解成平行和垂直分量,从而求解斜面上物体的运动状态。
2.运动关系式法:依据运动学的基本关系式,求解物体在运动过程中的各种物理量。
4.牛顿第二定律法:根据牛顿第二定律,求解物体在受力作用下的加速度和运动状态。
5.向心加速度法:根据向心加速度的定义和公式,求解物体在转动过程中的运动状态和加速度。
四、注意解题细节在解题过程中,还需要注意一些细节问题。
以下是一些解题细节:1.单位问题:在解题时,需要注意各种物理量之间的单位转换,以免出现单位不一致的错误。
高中物理解答力学实验题的技巧与方法

高中物理解答力学实验题的技巧与方法引言:在高中物理学习中,力学实验是不可或缺的一部分。
解答力学实验题需要运用到所学的理论知识,并结合实验结果进行分析和推理。
然而,由于实验题的题干通常较为复杂,所以如何正确解答力学实验题成为了许多学生的难题。
本文将为大家介绍一些解答力学实验题的技巧与方法,帮助大家更好地应对这一难题。
一、理清题目要求在解答力学实验题时,首先要认真阅读题目要求,并理清所给出的信息。
这包括实验器材、实验步骤和实验数据等。
有时题目会给出实验条件的变化情况,这些条件对结果的影响可能是关键。
只有对题目要求有清晰的理解,才能有针对性地进行解题。
例如,题目要求通过等速运动的小车测量加速度,可知车辆在运动过程中速度不变,那么实验数据就应该呈现出这一特点。
二、运用正确的物理公式物理学中有许多重要的公式,解答力学实验题时,要合理运用这些公式进行计算。
关键是深入理解这些公式的物理意义,从而能准确运用。
例如,在求解力的大小时,牛顿第二定律F=ma是必不可少的公式。
同时,对于匀速变速运动求解加速度时,可以运用加速度的定义a=Δv/Δt,其中Δv表示速度的变化量,Δt表示时间的变化量。
掌握这些基本公式,能更好地解答力学实验题。
三、认真分析实验数据解答力学实验题必须认真分析实验数据,理解数据中蕴含的物理背景和规律。
通过观察数据之间的关系,找出规律,并进行合理的推算思路。
例如,在拉力实验中,通过测量不同拉力下弹簧的伸长量,可以得出拉力与伸长量之间的线性关系。
在解答相关问题时,需要根据实验数据和这一关系进行推算。
四、注意实验误差修正在实验中,可能会存在一定的误差,这会对结果的准确性产生一定的影响。
因此,在解答力学实验题时,要注意考虑实验误差,并针对误差进行修正。
例如,当我们计算平均加速度时,应该考虑到加速度的测量误差,采用多次实验数据取平均值的方法,从而减小误差对结果的影响。
五、实验结果的验证与解释最后,解答力学实验题还需要对结果进行验证与解释。
物理力学题答题技巧

物理力学题答题技巧物理力学是自然科学中研究物体运动和力的学科,涉及广泛且内容繁杂。
在面对物理力学题时,掌握一些解题技巧能够帮助我们更加高效地解决问题。
本文将介绍一些物理力学题的解题技巧,以帮助读者提高解题能力。
一、理清题目要求在回答物理力学题时,首先要认真阅读题目,理解题目所要求解决的问题。
有时候题目中信息较多,但只有一部分是需要我们关注的。
因此,我们需要通过阅读题目,确定具体的题目要求。
在解题过程中,应始终对题目要求保持高度的敏感性。
二、画图解题物理力学问题通常与空间的运动有关,因此,将问题抽象成图形能够帮助我们更好地理解问题。
在解答物理力学题时,可以适当地通过画图的方式,将问题形象化,以便更清晰地分析和推导。
画图不仅有助于整理思路,还可以帮助我们发现问题中隐藏的物理关系。
三、利用物理公式和方程物理力学题的解题过程中,常常需要利用物理公式和方程。
掌握常见的物理公式是高效解题的基础。
在解题时,我们要根据题目给出的已知条件选择适当的公式,并将数据代入计算,帮助我们得到答案。
需要注意的是,对于一些较为复杂的问题,我们可能需要根据题目需要进行物理公式的变形和组合应用,这就需要我们对教材中的公式进行深入理解和灵活运用。
四、善于利用近似计算在解答一些物理力学题时,不一定每道题都需要进行精确计算。
有时候,我们可以利用近似计算来快速得到结果。
近似计算是在保持合理误差范围内最大限度地简化计算过程,提高解题速度。
五、注重单位转换物理力学中涉及到大量的物理量,而这些物理量通常带有特定的单位。
在解答物理力学题时,我们需要特别注重单位的转换。
不同单位之间的转换和统一,能够使计算过程更加准确和便捷,避免因单位不统一而出现的错误。
六、多做题目,培养思维物理力学是需要经验积累的学科,通过多做题目,可以培养我们的思维和解题能力。
在解答物理力学题时,我们可以通过做题来锻炼自己的逻辑思维和分析能力,逐渐提高解题水平。
值得注意的是,做题不仅仅是简单地求解问题,更要注重解题过程中的思考和方法,这样才能更好地掌握解题技巧。
力学题求解技巧

力学题求解技巧力学是物理学中的一个重要分支,研究物体在受到外力作用下的运动规律。
在学习力学的过程中,我们需要掌握一些求解技巧,以便更好地理解和应用力学知识。
下面将介绍一些力学题求解的技巧。
1. 绘制示意图:在解决力学问题时,一定要先绘制出问题的示意图。
通过图像能够更好地理解问题,理清问题中的关键信息。
示意图能够帮助我们确定问题中的物体、坐标系、力的方向和大小等重要信息,从而为求解提供方向。
2. 分析问题:在绘制出示意图后,我们需要对问题进行逐步分析。
首先,要明确问题中所给的已知条件,并将这些条件用符号表示出来。
然后,根据这些已知条件,分析物体所受到的力及其性质,并列出受力分析图。
另外,还需要考虑物体的约束条件和其他可能的影响因素。
3. 采用合适的求解方法:根据问题的具体情况,选择合适的求解方法。
力学中常用的求解方法有牛顿定律、动量定理、能量守恒定律、动能定理等。
根据所给的已知条件和我们想要求解的未知量,可以选择不同的方法进行求解。
在选择方法时,要考虑其适用范围和具体求解步骤。
4. 运用数学技巧:在力学求解的过程中,常常需要运用数学知识来进行计算。
比如,需要运用代数知识进行方程的求解,需要运用几何知识进行矢量分解等。
因此,我们要注意理解和掌握一些数学工具,以便应用到力学问题的求解中。
5. 注意量纲分析:在解答力学问题时,我们需要关注物理量之间的关系和物理量的量纲。
量纲分析是一种基于单位的方法,通过研究物理量之间的量纲关系,可以帮助我们检查问题的求解过程和结果的合理性,避免出现概念上的错误。
6. 充分利用已知条件和简化假设:在求解力学问题时,充分利用已知条件是十分重要的。
已知条件可以提供问题的限制条件,帮助我们确定求解方案。
此外,为了简化问题的复杂度,我们常常进行一些简化假设,比如将物体看作质点、忽略摩擦力等。
合理的简化假设能够让问题更易于求解。
7. 反思和审查:在完成力学问题的求解后,我们需要对解题过程进行反思和审查。
初中物理解析解决力学难题的技巧分享

初中物理解析解决力学难题的技巧分享在初中物理学习中,力学是一个重要的章节,也是一些同学们难以理解和掌握的内容之一。
然而,通过一些解析解决难题的技巧,我们可以更好地理解和解决力学难题。
本文将分享一些解析解决力学难题的技巧,帮助同学们更好地理解力学知识。
一、学会画图在解决力学难题时,画图是非常重要的一步。
通过画图,我们可以形象地表示出受力情况、物体的运动情况等。
在画图时,同学们应该注意画出力的方向、物体的位置和运动轨迹等重要信息,以便进行后续分析和计算。
二、明确所求量在解决力学难题时,我们需要明确所求量。
有时,题目给出的是其中一个已知量,我们需要通过计算得到所求量;而有时,题目给出的是所求量,我们需要通过已知量和相关物理定律来计算。
因此,在解决力学难题时,明确所求量是非常重要的一步。
三、运用合适的物理定律和公式力学是一个非常丰富的物理学科,其中有各种各样的物理定律和公式。
在解决力学难题时,我们需要根据题目的要求,选择合适的物理定律和公式进行计算。
例如,对于等加速度运动,我们可以运用匀加速直线运动的公式;对于平衡力学,我们可以运用牛顿第一定律和二力平衡条件等。
因此,熟练掌握各种物理定律和公式,并能够熟练应用是解决力学难题的关键。
四、进行逻辑推理和分析在解决力学难题时,我们需要进行逻辑推理和分析。
通过分析题目中的条件和要求,我们可以找出与所求量有关的已知量,并运用相关的物理定律和公式进行计算。
在进行逻辑推理和分析时,我们需要善于发现问题中的规律和关系,进行合理的假设和推导,以获得正确的解答。
五、列出计算步骤解决力学难题时,我们需要有条不紊地列出计算步骤。
通过明确的计算步骤,我们可以更好地进行计算和分析,并且可以避免因为疏漏或计算错误而得出错误的答案。
因此,在解决力学难题时,同学们应该养成有条不紊地列出计算步骤的习惯,以提高解题的准确性和效率。
通过以上的技巧和方法,我们可以更好地解析解决力学难题。
在实际学习和应用中,同学们应该注重练习和实践,逐渐掌握和运用这些技巧,并灵活运用于解决各类力学难题。
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力学实验创新试题的解题策略成都双流中学(610200)黎国胜学宛新报物理实验是高考的必考内容,一般考查学生对基本仪器的使用、实验过程是否了解、实验原理的掌握、数据处理方法、误差分析。
经过若干年的演变,实验试题的分值、试题模式已基本固定。
但是历年来学生在实验方面失分较多,特别是近年出现的创新型实验试题得分率更低。
实验创新型试题从不同内容、不同层次、不同角度全方位考查考生的实验能力,较好地区分和鉴别了学生的实验能力,成为试卷的难点和亮点。
实验创新型试题不是无本之木、无源之水,更不是天上的云——来无影、去无踪。
相反,它必源于教材但又高于教材。
经过初步分析,我把实验创新型试题划分为四大类:实验原理创新型、测量方法创新型、数据处理创新型、新型器件(测试)创新型。
不管是哪一类创新型实验试题,都能在教材中找到其原形。
因此,要解答这类创新型实验试题,一是要深刻理解教材实验的原理、数据处理的典型方法,对常用仪器、仪表的使用要了然于胸。
二是要培养迁移能力,在反复阅读创新型实验试题后,要能在大脑中快速检索出对应的教材实验,比较二者的异同,在试题与学过的教材实验之间建立起联系,把教材实验的原理迁移到新试题中。
解题步骤就是:理解题意、联系教材、比较异同、寻找规律、正确解答。
例1:图1是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。
加速度大小用a表示①OD间的距离为cm②图2是根据实验数据绘出的s—t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示,其大小为m/s2(保留三位有效数字)。
解析:阅读试题,迅速与教材实验建立联系,比较异同。
同的部分,把教材实验的方法拿过来就用的;异的部分则需要搜寻物理规律,根据物理规律、实验目的进行分析。
本题所叙述的实验“用打点计时器研究匀变速直线运动”显然是教材实验,第(1)问的考查内容却是长度的测量,根据刻度尽的读数规则要估读一位,因此读出12mm,再估读一位0,所以结果应是1.20cm。
这里要注意刻度尽的起点不是0。
教材求加速度的方法是逐差法。
本题求加速度的方法显然不同于教材的方法。
读题及图后,立即在大脑中搜索匀变速直线的规律:2021at t v s +=。
从位移——时间公式可得,位移与时间的平方要成正比图象才会是一条直线,初速度必为0,且直线的斜率必等于a/2。
答案:1.20 a/2 0.933例2:某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。
如图3所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端。
开始时小球和滑块均静止,剪短细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。
用刻度尺测出小球下落的高度H 、滑块释放点与挡板处的高度差h 和沿斜面运动的位移x 。
(空气阻力对本实验的影响可以忽略) ①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。
③以下能引起实验误差的是________。
a .滑块的质量b .当地重力加速度的大小c .长度测量时的读数误差d .小球落地和滑块撞击挡板不同时解析:显然本实验不是教材实验。
但从题中叙述的实验过程、实验目的来看,实验原理尽在平时学习的物理之中。
题中叙述了两个物理,一个小球,一个是滑块。
小球做自由落体运动,加速度为0,加速度为g ;滑块显然在斜面上做初速度为0的匀加速直线运动。
二者的联系是什么?这是关键。
从题意可知,二者的运动时间相同。
一把尺子量出它们运动的位移H 、x 及斜面的高度,根据已有的知识可得:2221,21at x gt H ==则有:H x g a //=由于x 、H 测量出来了,g 作为已知,可以求出a 。
再由牛顿第二定律可得: αααμαcos sin cos sin g g mmg mg a -=-=根据几何知识可得:xh x xh 22cos ,sin -==αα联方以上方程可得:2221)(hx Hxh --=μ分析动摩擦因数的表达式,看看测量结果与哪些因素有关。
不难发现:动摩擦因数与当地重力加速度x hH图3无关,与滑块质量无关,所以第三问前两项不能选。
与长度H 、x 有关,把以c 要选。
由于操作者要根据二者与地面、木板碰撞的声音来判断运动是否同时,这个判断肯定是不准确的,要带来误差,所以要选d 。
例3:如图4,磁铁A 、B 的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。
A 固定于导轨左端,B 的质量m=0.5kg ,可在导轨上无摩擦滑动。
将B 在A 附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B 在不同位置处的速度,得到B 的势能随位置x 的变化规律,见图6中曲线I 。
若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图5所示),则B 的总势能曲线如图6中II 所示,将B 在20.0x cm=处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。
取29.8/g m s =)(1)B 在运动过程中动能最大的位置; (2)运动过程中B 的最大速度和最大位移。
(3)图6中直线III 为曲线II 的渐近线,求导轨的倾角。
解析:本题初一看,似乎全新,教材上从来没有过。
但仔细分析,你会发现题中叙述的物理情景及物理原理全在教材中。
题中透露出的关键字句:能量守恒。
导轨水平放置时,B 在导轨上运动,不计摩擦,A 、B 同名磁极相排斥,B 显然动能不断增大,当然势能必不断减少。
导轨右端抬高后,从较远的位置由静止释放B ,磁极间的排斥力先小于重力沿斜面向下的分力,合力沿斜面向下,B 沿斜面向下加速度运动,速度选增大。
由于两磁极间的距离减小、排斥力增大,某个距离时合力必为0,此时速度最大、动能最大、势能最小;以后速度必减小、动能减小,势能又增大。
(1)势能最小处动能最大,由图线II 得cm x 0.6=(在5.9 ~ 6.3cm 间均视为正确)(2)由图读得释放处势能0.90p E J =,此即B的总能量。
出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处图6动能最大,由图像得最小势能为0.47J ,则最大动能为:0.90.470.43()km E J =-=(km E 在0.42 ~ 0.44J 间均视为正确)最大速度为220.43 1.31(/)0.5km m E v m s m⨯=== (m v 在1.29~1.33 m /s 间均视为正确)x=20.0 cm 处的总能量为0.90J ,最大位移由E=0.90J 的水平直线与曲线II 的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm ,因此,最大位移20.0 2.018.0()x cm ∆=-= (x ∆在17.9~18.1cm 间均视为正确)(3)渐近线III 表示B 的重力势能随位置变化关系,即:sin Pg E m gx kx θ== s i n k m gθ=由图读出直线斜率20.850.30 4.2310(/)20.07.0k J cm --==⨯-21110 4.23sin ()sin59.70.59.8k m gθ--⨯===︒⨯(θ在59~61︒︒间均视为正确)例4:在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数。
为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab 与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O 点,另一端与金属杆连接并保持绝缘。
在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。
请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
①帮助该同学完成实验设计。
请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C 、D 两端。
②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B ,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I 1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x 1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I 2,弹簧对应的长度为x 2,则弹簧的劲度系数k=__________。
解析:本题初一看,文字冗长,教材上也没有。
仔细读题,理解题意就会发现:实验目的是要测量弹簧的劲度系数,根据胡克定律,劲度系数等于弹力与形变量之比。
因此必然要先测量弹力、形变量。
从物理情景看,位于磁场的导体棒通电后一定要受安培力作用,摩擦不计,最后在安培力和弹力的共同作用下平衡,只有测量安培力就知道弹力了,再测量出形变量就迎刃而解。
①低压直流电源E、滑动变阻器R、电流表、开关S串接在CD两点之间,如右图所示。
②设弹簧原长为L0,应用胡克定律有K(X1-L)=BI1d、K(X2-L)=BI2d,两式相减可得K(X1-X2)=B(I1-I2)d,解得K=1212()Bd I Ix x--;。