8.磁电式电表原理(二册150-151页)
圆柱形铁芯的作用是在磁铁两极和铁芯间
生成均匀地辐向分布的磁场。不管线圈转到什么角度,线圈平面都跟磁感线平行,线圈受到的安培力矩的大小只跟电流大小成正比。线圈绕在铝框上,线圈的两端分别和两个螺旋弹簧相接,被测电流由这两个弹簧流入线圈。铝框可以起到电磁阻尼的作用。指针偏转方向与电流方向有关。因此根据指针偏转方向,可以知道被测电流方向。
7.平行板电容器的电容(二册110页)。
静电计是测量电势差的仪器。指针偏转角度越大,金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。在本实验中,静电计指针和A板等电势,静电计金属壳和B板等电势,因此指针偏转角越大表示A、B两极板间的电压越高。
本实验中,极板带电量不变。三个图依次表示:正对面积减小时电压增大;板间距离增大时电压增大;插入电介质时电压减小。由知,这三种情况下电容分别减小、减小、增大。因此可以确定C和S、d、ε的关系是
。
6.绝热过程,做功改变物体内能(二册38-39页)。
用打气筒向容器中打气到一定压强,稳定后读出灵敏温度计的读数。打开卡子,气体迅速冲开胶塞,温度将会明显降低。(ΔU=Q+W,作用时间极短,来不及热交换,是绝热过程,因此Q=0,而W为负,所以ΔU必然为负,即气体内能减小,温度降低)。
迅速向下压活塞,玻璃气缸内的硝化棉会燃烧起来(ΔU=Q+W,也是绝热过程,Q=0,W为正,所以ΔU为正,气体内能增大,温度升高,达到硝化棉的燃点,因此被点燃)。这就是柴油机的工作原理。
5.扩散现象(二册32页)
装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板,过一段时间可以发现,两种气体混合在一起,上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。
扩散现象也证明分子在做永不停息的无规则运动。
从热力学第一定律分析一下:设环境温度不变。在扩散过程中,瓶中气体将吸热还是放热?这个实验也证明扩散现象有方向性。
4.波的叠加(二册15页)
在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下,就分别右两个凸起状态1和2在绳上相向传播。它们在相遇后,彼此穿过,都保持各自的运动状态继续传播,彼此都没有受到影响。
观察一下:在它们相遇过程中,绳上质点的最大位移出现在什么位置?每个点都有可能达到这个位移吗?
在同一根绳子上,各种频率的波传播速度都是相同的。
3.描绘单摆的振动图象(一册168页)
对同一个单摆,如果两次拉出木板得到的图形分别如a、b所示,说明两次拉木板的速度之比为3∶2。
对摆长不同的单摆,如果两次拉木板的速度相同,说明摆的周期之比为3∶2,摆长之比为9∶4。
2.卡文迪许实验(一册106页)
右图是卡文迪许扭秤实验的示意图。其中固定在T形架上的小平面镜起着非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小转动放大到能够精确测量的程度。设小平面镜到刻度尺的距离为L,T形架两端固定的两个小球中心相距为l,设放置两个大球m/ 后,刻度尺上的反射光点向左移动了Δx,那么在万有引力作用下,小球向大球移动了多少?
1.加速度和力的关系 加速度和质量的关系(一册50-51页)
两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砝码。小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)的重力大小。小车后端也系有细线,用一只夹子夹住两根细线,控制两辆小车同时开始运动和结束运动。
由于两个小车初速度都是零,运动时间又相同, s=1at2∝a,只要测出两小车位移s之比就等于它们的加速度a之比。
实验结果是:当小车质量相同时,a∝F,当拉力F相等时,a∝1/m。
实验中用砝码(包括砝码盘)的重力G的大小作为小车所受拉力F的大小,这样做会引起什么样的系统误差?怎样减小这个系统误差?
5、竖直上抛运动
⑴定义:物体以初速度v0竖直向上抛出后,只在重力作用下而做的运动。
⑵三种常见的处理方法:
①分段法:将整个竖直上抛运动可分为两上衔接的运动来处理,即上升运动和下落运动上升运动:从抛出点以初速度为v0,加速度为g的匀减速直线运动。(t≤v0/g)
下落运动:从最高点开始为自由落体运动。(当t>v0/g时作自由落体的运动时间为t’=t-v0/g)。
②整体法:将上升阶段和下落阶段统一看成是初速度向上,加速度向下的匀减速直线运动,其规律按匀减速直线运动的公式变为:
特别要注意的是:上述三式中均是取v0的方向(即竖直向上)为正方向。即速度vt向上为正,向下为负(过了最高点以后);位移h在抛出点上方为正,在抛出点下方为负。
③从运动的合成观点看:是竖直向上以v0为速度的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动。
⑶竖直上抛运动的几个特点:
①物体上升到最大高度时的特点是vt = 0。由公式可知,物体上升的最大高度H满足:
②上升到最大高度所需要的时间满足: 。
③物体返回抛出点时的特点是h = 0。该物体返回抛出点所用的时间可由公式求得:
④将这个结论代入公式,可得物体返回抛出点时的速度:
这说明物体由抛出到返回抛出点所用的时间是上升段(或下降段)所用时间的二倍。也说明上升段与下降段所用的时间相等。返回抛出点时的速度与出速度大小相等方向相反。
⑤从前面两个表对比可以看出竖直上抛的物体在通过同一位置时不管是上升还是下降物体的速率是相等的。
⑥竖直上抛运动由减速上升段和加速下降段组成,但由于竖直上抛运动的全过程中加速度的大小和方向均保持不变,所以竖直上抛运动的全过程可以看作是匀减速直线运动。
例题:一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面。此时其重心位于从手到脚全长的中点。跃起后重心升高0.45m达到最高点。落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计。)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是_______s。(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点。g取为10m/s2,结果保留二位数字。)
解析:由图来看人的重心在跳水过程由A到B做竖直上抛运动,然后由B经C到D做自由落体运动。人的身高虽未给出,但不影响计算。
因由A竖直上抛到B的时间等于由B自由落下到C的时间,所以上升时间
人重心由B到D自由落下的时间
人完成空中动作的时间为
t=t1+t2
=0.3s+1.45s
=1.75s
本题要求学生首先要明确这一物理过程,然后将之转换成合理的物理模型。其次要掌握人重心位置的变化,了解人的身高(未给出)并不影响问题的解决。
例题:物体A从80m高处自由下落,与此同时在它正下方的地面上以40m/s的初速度竖直向上抛出物体B。试分析二者经历多长时间在何处相遇?(空气阻力不计,g取10m/s2)
解析:物体A自由下落,落至地面时
物体B竖直上抛至最高点所需时间为
因此,A、B相遇经历的时间小于4s。
解:物体A距地面高为H=80m。设二者经时间t在距地面高为h处相遇。A物体做自由落体运动
H-h=gt2 (1)
B物体做竖直上抛运动
h=v0t-gt2 (2)
将(2)式代入(1)式可得
H=v0t-gt2+
gt2
=v0t
\t==2s
h=v0t-gt2
=60m
4、竖直下抛运动。
⑴定义:物体只在重力作用下,初速度竖直向下的抛体运动叫竖直下抛运动。
⑵竖直下抛运动是沿竖直方向的匀加速直线运动。且加速度为g(= 9.8m/s2)。
⑶竖直下抛运动的规律:
(1)
(2)
(3)
(4)
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