8.磁電式電表原理(二冊150-151頁)
圓柱形鐵芯的作用是在磁鐵兩極和鐵芯間
生成均勻地輻向分布的磁場。不管線圈轉到什么角度,線圈平面都跟磁感線平行,線圈受到的安培力矩的大小只跟電流大小成正比。線圈繞在鋁框上,線圈的兩端分別和兩個螺旋彈簧相接,被測電流由這兩個彈簧流入線圈。鋁框可以起到電磁阻尼的作用。指針偏轉方向與電流方向有關。因此根據指針偏轉方向,可以知道被測電流方向。
7.平行板電容器的電容(二冊110頁)。
靜電計是測量電勢差的儀器。指針偏轉角度越大,金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大。在本實驗中,靜電計指針和A板等電勢,靜電計金屬殼和B板等電勢,因此指針偏轉角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。
本實驗中,極板帶電量不變。三個圖依次表示:正對面積減小時電壓增大;板間距離增大時電壓增大;插入電介質時電壓減小。由知,這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關系是。
6.絕熱過程,做功改變物體內能(二冊38-39頁)。
用打氣筒向容器中打氣到一定壓強,穩(wěn)定后讀出靈敏溫度計的讀數。打開卡子,氣體迅速沖開膠塞,溫度將會明顯降低。(ΔU=Q+W,作用時間極短,來不及熱交換,是絕熱過程,因此Q=0,而W為負,所以ΔU必然為負,即氣體內能減小,溫度降低)。
迅速向下壓活塞,玻璃氣缸內的硝化棉會燃燒起來(ΔU=Q+W,也是絕熱過程,Q=0,W為正,所以ΔU為正,氣體內能增大,溫度升高,達到硝化棉的燃點,因此被點燃)。這就是柴油機的工作原理。
5.擴散現象(二冊32頁)
裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上,中間用玻璃板隔開。抽去玻璃板,過一段時間可以發(fā)現,兩種氣體混合在一起,上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致。
擴散現象也證明分子在做永不停息的無規(guī)則運動。
從熱力學第一定律分析一下:設環(huán)境溫度不變。在擴散過程中,瓶中氣體將吸熱還是放熱?這個實驗也證明擴散現象有方向性。
4.波的疊加(二冊15頁)
在一根水平長繩的兩端分別向上抖動一下,就分別右兩個凸起狀態(tài)1和2在繩上相向傳播。它們在相遇后,彼此穿過,都保持各自的運動狀態(tài)繼續(xù)傳播,彼此都沒有受到影響。
觀察一下:在它們相遇過程中,繩上質點的最大位移出現在什么位置?每個點都有可能達到這個位移嗎?
在同一根繩子上,各種頻率的波傳播速度都是相同的。
3.描繪單擺的振動圖象(一冊168頁)
對同一個單擺,如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a、b所示,說明兩次拉木板的速度之比為3∶2。
對擺長不同的單擺,如果兩次拉木板的速度相同,說明擺的周期之比為3∶2,擺長之比為9∶4。
2.卡文迪許實驗(一冊106頁)
右圖是卡文迪許扭秤實驗的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起著非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小轉動放大到能夠精確測量的程度。設小平面鏡到刻度尺的距離為L,T形架兩端固定的兩個小球中心相距為l,設放置兩個大球m/ 后,刻度尺上的反射光點向左移動了Δx,那么在萬有引力作用下,小球向大球移動了多少?
1.加速度和力的關系 加速度和質量的關系(一冊50-51頁)
兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上,小車前端系上細線,線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤,盤里分別放有不同質量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼(包括砝碼盤)的重力大小。小車后端也系有細線,用一只夾子夾住兩根細線,控制兩輛小車同時開始運動和結束運動。
由于兩個小車初速度都是零,運動時間又相同, s=1at2∝a,只要測出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比。
實驗結果是:當小車質量相同時,a∝F,當拉力F相等時,a∝1/m。
實驗中用砝碼(包括砝碼盤)的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小,這樣做會引起什么樣的系統(tǒng)誤差?怎樣減小這個系統(tǒng)誤差?
5、豎直上拋運動
⑴定義:物體以初速度v0豎直向上拋出后,只在重力作用下而做的運動。
⑵三種常見的處理方法:
①分段法:將整個豎直上拋運動可分為兩上銜接的運動來處理,即上升運動和下落運動上升運動:從拋出點以初速度為v0,加速度為g的勻減速直線運動。(t≤v0/g)
下落運動:從最高點開始為自由落體運動。(當t>v0/g時作自由落體的運動時間為t’=t-v0/g)。
②整體法:將上升階段和下落階段統(tǒng)一看成是初速度向上,加速度向下的勻減速直線運動,其規(guī)律按勻減速直線運動的公式變?yōu)椋?/p>
特別要注意的是:上述三式中均是取v0的方向(即豎直向上)為正方向。即速度vt向上為正,向下為負(過了最高點以后);位移h在拋出點上方為正,在拋出點下方為負。
③從運動的合成觀點看:是豎直向上以v0為速度的勻速直線運動和豎直向下的自由落體運動的合運動。
⑶豎直上拋運動的幾個特點:
①物體上升到最大高度時的特點是vt = 0。由公式可知,物體上升的最大高度H滿足:
②上升到最大高度所需要的時間滿足: 。
③物體返回拋出點時的特點是h = 0。該物體返回拋出點所用的時間可由公式求得:
④將這個結論代入公式,可得物體返回拋出點時的速度:
這說明物體由拋出到返回拋出點所用的時間是上升段(或下降段)所用時間的二倍。也說明上升段與下降段所用的時間相等。返回拋出點時的速度與出速度大小相等方向相反。
⑤從前面兩個表對比可以看出豎直上拋的物體在通過同一位置時不管是上升還是下降物體的速率是相等的。
⑥豎直上拋運動由減速上升段和加速下降段組成,但由于豎直上拋運動的全過程中加速度的大小和方向均保持不變,所以豎直上拋運動的全過程可以看作是勻減速直線運動。
例題:一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起,舉雙臂直體離開臺面。此時其重心位于從手到腳全長的中點。躍起后重心升高0.45m達到最高點。落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計。)從離開跳臺到手觸水面,他可用于完成空中動作的時間是_______s。(計算時,可以把運動員看作全部質量集中在重心的一個質點。g取為10m/s2,結果保留二位數字。)
解析:由圖來看人的重心在跳水過程由A到B做豎直上拋運動,然后由B經C到D做自由落體運動。人的身高雖未給出,但不影響計算。
因由A豎直上拋到B的時間等于由B自由落下到C的時間,所以上升時間
人重心由B到D自由落下的時間
人完成空中動作的時間為
t=t1+t2
=0.3s+1.45s
=1.75s
本題要求學生首先要明確這一物理過程,然后將之轉換成合理的物理模型。其次要掌握人重心位置的變化,了解人的身高(未給出)并不影響問題的解決。
例題:物體A從80m高處自由下落,與此同時在它正下方的地面上以40m/s的初速度豎直向上拋出物體B。試分析二者經歷多長時間在何處相遇?(空氣阻力不計,g取10m/s2)
解析:物體A自由下落,落至地面時
物體B豎直上拋至最高點所需時間為
因此,A、B相遇經歷的時間小于4s。
解:物體A距地面高為H=80m。設二者經時間t在距地面高為h處相遇。A物體做自由落體運動
H-h=gt2 (1)
B物體做豎直上拋運動
h=v0t-gt2 (2)
將(2)式代入(1)式可得
H=v0t-gt2+gt2
=v0t
\t==2s
h=v0t-gt2
=60m
4、豎直下拋運動。
⑴定義:物體只在重力作用下,初速度豎直向下的拋體運動叫豎直下拋運動。
⑵豎直下拋運動是沿豎直方向的勻加速直線運動。且加速度為g(= 9.8m/s2)。
⑶豎直下拋運動的規(guī)律:
(1)
(2)
(3)
(4)
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