物理

高中物理实验:牛顿第一定律

文/admin

  高中物理实验大全高中物理实验四大高分策略

  惯性(1)

  实验仪器:气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、水平尺、滑块、挡光片

  教师操作:气垫导轨保持水平;用手轻推滑块,手离开滑块后,合外力为零,滑块维持匀速直线运动状态。

  实验仪器:木块、小车

  教师操作:突然使小车向前运动,小车上的木块向后倒。

  实验仪器:生鸡蛋、熟鸡蛋、细绳2根

  学生游戏:不敲碎蛋壳来判别一个蛋的生熟,你该怎么办呢?

  这儿问题的关键就在生蛋和熟蛋的旋转情形不一样。这一点就可以用来解决我们的问题。把要判别的蛋放到一只平底盘上,用两只手指使它旋转。这个蛋如果是煮熟的(特别是煮得很“老”的),那么它旋转起来就会比生蛋快得多,而且转得时间久。生蛋呢,却甚至转动不起来。

  而煮得“老”的熟蛋,旋转起来快得使你只看到一片白影,它甚至能够自动在它尖的一端上竖立起来。

  这两个现象的原因是,熟透的蛋已经变成一个实心的整体,生蛋却因为它内部液态的蛋黄、蛋白,不能够立刻旋转起来,它的惯性作用就阻碍了蛋壳的旋转;蛋白和蛋黄在这里是起着“刹车”的作用。

  生蛋和熟蛋在旋转停止的时候情形也不一样。一个旋转着的熟蛋,只要你用手一捏,就会立刻停止下来,但是生蛋虽然在你手碰到的时候停止了,如果你立刻把手放开,它还要继续略略转动。这仍然是方才说的那个惯性作用在作怪,蛋壳虽然给阻止了,内部的蛋黄、蛋白却仍旧在继续旋转;至于熟蛋,它里面的蛋黄、蛋白是跟外面的蛋壳同时停止的。

  这类实验,还可以用另外一种方法来进行。把生蛋和熟蛋各用橡皮圈沿它的“子午线”箍紧,各挂在一条同样的线上。把这两条线各扭转相同的次数以后,一同放开,你立刻就会看到生蛋跟熟蛋的分别:熟蛋在转回到它的原来位置以后,就因为惯性作用向反方向扭转过去,然后又退转回来──这样扭转几次,每次的转数逐渐减少。但是生蛋却只来回扭转三四次,熟蛋没有停止它就早停下来了:这是因为生蛋的蛋白、蛋黄妨碍了它的旋转运动的缘故。

  弹力的相互性

  实验仪器:气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、水平尺、弹簧圈2只、滑块2只

  教师操作:气垫导轨保持水平;两只滑块相向运动,碰撞瞬间观察两只弹簧圈变化。

  摩擦力的相互作用

  实验仪器:三合板、遥控玩具电动小车、玻璃棒

  教师操作:在桌面上并排放上一些圆杆,可用静电中的玻璃棒.在棒上铺一块三合板,板上放一辆遥控电动玩具小车.用遥控器控制小车向前运动时,板向后运动;当车向后运动时板向前运动。

  静电力的相互作用

  实验仪器:轻小球2个、毛皮、橡胶棒、丝绸、玻璃棒、细线2根

  教师操作:用细线拴两个小球,当两个小球带同种电荷时,相互推斥而远离;当带异种电荷时,相互吸引而靠近。

  实验仪器:小车2个、条形磁铁2个

  教师操作:在两辆小车上各固定一根条形磁铁,当磁铁的同名磁极靠近时,放开小车,两车被推开;当异名磁极接近时,两辆小车被吸拢。

  实验仪器:小车(2个)、绳子

  学生体验:把两辆能站人的小车放在地面上,小车上各站一个学生,每个学生拿着绳子的一端。当一个学生用力拉绳时,两辆小车同时向中间移动。

  4-8实验结论:

  相互性:两个物体间力的作用是相互的。施力物体和受力物体对两个力来说是互换的,分别把这两个力叫做作用力和反作用力。

  同时性:作用力消失,反作用力立即消失。没有作用就没有反作用。

  同一性:作用力和反作用力的性质是相同的。这一点从几个实验中可以看出,当作用力是弹力时,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等。

  牛顿第一定律

  一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。

  运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。

  定律说明了任何物体都有惯性。

  不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。

  牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。

  惯性

  物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。

  惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关,因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性。

  牛顿第二定律

  物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma。

  牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础。

  对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,不能把ma看作是力。

  牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。

  牛顿第三定律

  两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。

  牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失。

  作用力和反作用力总是同种性质的力。

  作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加。

  超重和失重

  超重:物体有向上的加速度称物体处于超重,处于超重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即FN=mg+ma。

  失重:物体有向下的加速度称物体处于失重,处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即FN=mg-ma,当a=g时,FN=0,物体处于完全失重。

  对超重和失重的理解应当注意的问题

  不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意的方向总是一致的。F合的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力。

  看看网友们都有什么想法

  网友

  首先要说明一点这么做是为了平衡这个实验原理上的误差

  因为绳子真正拉小车的力不是小盘和砝码的重力和

  因为小盘和砝码有自己的加速度

  所以实际的拉力是其重力减去自己的加速度即小车的加速度

  但是这个实验让你用这种带误差的式子去算你也没办法

  如果小车质量非常大的话

  小盘和砝码质量就可以忽略不计

  这种误差也就可以非常有效的减小了

  希望你能明白O(∩_∩)O~

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