Question

【題目】如圖是英國物理學家牛頓曾經(jīng)做過的光的色散實驗．實驗中將一束太陽光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側(cè)光屏上的范圍內(nèi)可以觀察到不同顏色的光，則：

（1）實驗中，將溫度計放到范圍處的外側(cè)，會看到________；處應(yīng)該是________光．

（2）從實驗看出，光線經(jīng)過三棱鏡后是向它的________偏折（填“頂角”或“底邊”）．這一規(guī)律可以用來類比說明凸透鏡對光的________作用和凹透鏡對光的________作用．

（3）如圖下圖1所示，如果分別用紅光和藍光以平行于主軸的方向照射凸透鏡，之后它們的光路會略有差異，圖中通過點的光線是________光（填“紅”或“藍”）．

（4）物理實驗要遵循實事求是的原則．小雯同學在“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中，完成了如圖2所示的實驗并記錄了數(shù)據(jù)．

通過分析數(shù)據(jù)，她覺得與書中的結(jié)論有較大偏差．你一定也做過這樣的實驗，回想你的實驗經(jīng)歷，回答下列問題：

①該實驗中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是什么_____？

②請你對小雯的實驗方法提出合理的改進意見_____．

Answer 1

【答案】溫度計的示數(shù)升高 紫 底邊 會聚 發(fā)散 紅 由表中數(shù)據(jù)可看出，使用定滑輪時（乙圖），這是由于沒有考慮到彈簧測力計外殼受到的重力；使用動滑輪時（丙圖），是由于沒有考慮動滑輪受到的重力． 使用定滑輪時（乙圖），將彈簧測力計倒過來使用（或水平拉動彈簧測力計；或?qū)嶒炃跋葴y出彈簧測力計自身的重力）；使用動滑輪時（丙圖），要先測出鉤碼和動滑輪的總重，然后比較拉力與總重的關(guān)系（或采用輕質(zhì)滑輪或增加鉤碼重）．

【解析】

（1）太陽光經(jīng)三棱鏡后發(fā)生色散，圖中從A到B依次呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種顏色的色光，紅色光之外稱為紅外線，由于紅外線的熱效應(yīng)很強，所以，若溫度計放應(yīng)放在A處的外側(cè)，則示數(shù)會上升，而B處應(yīng)為紫光；

（2）由光的折射規(guī)律知道，光透過三棱鏡時，發(fā)生兩次折射，最終的折射光線是向三棱鏡的底邊偏折的，這一規(guī)律可以用來類比說明凸透鏡對光的匯聚作用和凹透鏡對光的發(fā)射作用；

（3）由圖1下圖所示知道，從太陽光經(jīng)過三棱鏡被分解后發(fā)現(xiàn)，不同光的折射率不同，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以，圖中b點的光線是紅光；

（4）圖乙中彈簧測力受到向上繩子的拉力（大小等于鉤碼重），向下受到重力和手向下的拉力，圖中手拉測力計掛鉤，即測力計測量的是手向下的拉力而不是繩子自由端的拉力，所以在勻速拉動時，由二力平衡條件知道，實驗時會造成 F1 的測量值小于物重；

改進意見是：彈簧測力計的掛鉤應(yīng)該掛在繩子自由端，其讀數(shù)才是用定滑輪提升物體時繩子自由端的拉力值。

“使用動滑輪能省一半力”是在不考慮動滑輪和摩擦的理想情況下才成立的，在丙圖實際實驗中，動滑輪的物重和摩擦是客觀存在的，由表中數(shù)據(jù)知道，隨著物重的增加，測力計的示數(shù)變大，但比物重的一半要大，這與“使用動滑輪能省一半的力”的結(jié)論偏差較大，其主要原因是沒有考慮滑輪的自重。

改進意見是：可以先測出鉤碼和動滑輪的總重，然后比較拉力與總重的關(guān)系或采用輕質(zhì)滑輪。