|
||||
(1)根据实验数据描绘出F1 和F2 曲线。
(2)通过分析数据,他觉得与课本结论有很大偏差,根据所绘直线分析,出现这样结果的原因是什么?如何改进?
解:由于重力从1牛顿到3牛顿,因此选取横坐标的10个小格,每个小格代表的刻度即为0.2牛顿。纵坐标上的范围从0.65牛顿到3.1牛顿,因此选取纵坐标的16个小格,每个小格代表的刻度为0.2牛顿。利用描点法在坐标系中描绘出图线。
F1是定滑轮的拉力,F2是动滑轮的拉力,因此根据课本所学知识,F1应当等于重力,而F2应当为重力的一半,因此在坐标系中描绘出F1的图线,以及将F2扩大一倍后描绘出图线。(如图4所示)经过分析发现两条直线与重力的直线是平行的,也就是说与重力的差值为定值,因此在每次实验中引起差异的因素必然相同。分析两个实验的做法发现,对于定滑轮来说,弹簧测力计是倒着用的,因此弹簧测力计的自重将影响F1的示数,F1曲线与重力曲线的差值就是弹簧测力计的自重,经计算弹簧测力计的重力为0.1牛顿。
对于动滑轮来说能省一半力,故而要将拉力乘以2然后再分析对比。由于动滑轮本身有重力,提升重物的同时也要提升动滑轮,2F2曲线与物重的差值即为动滑轮的重力,经计算动滑轮重力为0.3牛顿。
改进:在定滑轮实验中只要想办法消除弹簧测力计本身重力的影响即可。由于动滑轮可以改变拉力的方向,因此可以将弹簧测力计水平拉动,也可以在下面再加一个定滑轮,增加绳子缠绕,改变绳子自由端方向,使弹簧测力计向上拉动。
通过上面两道题的分析解题,同学们应该感受到了静力学图像问题的一般分析方法。图像问题并不可怕,但需要静下心来认真对待,要运用一定的数学手段,要在头脑中形象地再现实验过程,就不难从中获得结论,发现问题。
新华中学 刘晓松