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高中物理电磁学实验大全
φ。金属小球带同种电荷后,横杆绕O转动θi角,动球处于B位置,静电力F1的力矩和悬
丝的扭转力矩平衡。
F1lcos(θ12+φ) = κθ1
(1)
两球中心的距
r1 = 2lsin(θ12+φ)
(2)
保持两个带电金属小球所带的电量不变,旋转仪器项部的旋钮,扭转悬丝从而改变
动球B的位置,例如,反向转动(图中的顺时针方向)旋钮,转过a角,使得动球转动的角
注意上述公式的推导过程中都是对同一个油滴而言的,因而对同一个油滴,要在实 验中测出一组vg、vE的相应数据。
用上述方法对许多不同的油滴进行测量。结果表明,油滴所带的电量总是某一个最 小固定值的整数倍,这个最小电荷就是电子所带的电量e。
教师操作: (1)将仪器接入220伏交流电源。 (2)高压电源调节置于0位置,旋开油滴室盖子,把水准器放置在上极板面上,利用 调平螺钉将油滴室内的平行板电容器板面调节水平。调节显微镜目镜,使分划板刻线明 显清晰。再把直别针插入上板小孔中,调节光源角度,直到从显微镜中观察直别针周围 光场最明亮、范围最大和光强均匀为止,然后拨出直别针拧上盖子准备喷油。由于本步 骤要调节电容器极板,谨防极板带电。 (3)用喷雾器将油滴喷入油滴室内,从显微镜中观察油滴运动情况。 实验时先找一个合适的油滴(较小的油滴,运动较缓慢,所带电量小于5 个基本电量),使它自由落下,然后再加上电场使它向上运动(上升太快 或太慢就适当调节电压)。这样在重力和电场力交替作用下,让油滴反复 上升、下落若干次,在整个视场内都可以看得很清楚,否则需要重新选 择。 (4)用停表作记录:记录油滴n次下落一定的距离L(显微镜分划板刻 线的距离),所经历的总时间tg总,记录油滴n次上升同一距离L,所经历 的总时间tE总(两次记录必须是对同一油滴),用油滴所通过的总距离nL分 别除以总时间tg总及tE总就得出vg和vE利用公式(4)算出油滴所带的电量q。
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1. 摆钟实验:通过摆钟实验观察摆锤的周期与摆长的关系。
2. 弹簧振子实验:通过弹簧振子实验观察弹簧的劲度系数
与振动周期的关系。
3. 牛顿第一定律实验:利用滑动物体与静摩擦力的关系,
验证牛顿第一定律。
4. 加速度实验:通过利用自由落体的方法测量重力加速度。
5. 热膨胀实验:通过测量材料长宽变化与温度的关系,观
察热膨胀现象。
6. 透镜成像实验:通过透镜成像实验观察凸透镜或凹透镜
的成像性质。
7. 光栅实验:利用光栅实验观察光的衍射现象,验证光的波动性。
8. 磁场实验:通过引入磁场,观察磁力对载流导线或磁铁的作用力。
9. 音速实验:通过利用共鸣管的方法测量空气中声音的速度。
10. 电路实验:包括串联、并联电路实验,测量电阻等电路参数。
请注意,在进行任何实验之前,请确保正确的实验条件和安全措施,并遵循实验室的指导和监督。
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电磁学实验大全电场1 库仑定律电场强度1、两种电荷间相互作用实验仪器:有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒(2支)教师操作:用橡胶棒与毛皮摩擦后,放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。
实验现象:被橡胶棒吸起的纸片中,较大的纸片先落下来。
实验结论:橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了,带电物体会吸引轻小物体;带电体在空气中不断放电,使它带电量不断减少,因而吸引轻小物体的力也相应减小,所以较大纸片先落下来。
教师操作:将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片。
实验现象:毛皮带上正电,也会吸引轻小物体。
教师操作:用云台支起一根橡胶棒,再将它与另一根橡胶棒并在一起,用毛皮摩擦它们的一端,使之带上同种电荷,再观察两端相互作用的情况,发现它们相斥,而且它们的距离越小斥力越大,过一会儿,它们间的作用力会明显减弱。
实验结论:它们带上了同种电荷,而电荷间作用的规律是同种电荷相斥,异种电荷相吸,斥力的大小与电荷间的距离有关,距离越小,斥力越大,反之,距离越大,斥力越小;斥力的大小还与电量有关,电量越大,斥力越大;由于放电的原因,棒上的电量不断减小,而斥力也随时间的增大而明显减小。
2、电荷量及元电荷实验仪器:密立根油滴仪(J2438)、猴头喷雾器、停表、钟表油密立根油滴仪:它的外形结构如图所示,这是一种专为中学设计的仪器。
它主要由电源、观察显微镜、油滴室、照明系统等组成。
仪器电源在底座内,它将交流220伏输入电压变为直流500伏和交流7伏;观察显微镜带有刻度分划板,便于读出油滴运动的距离,配合计时停表,可测定油滴运动速度,利用齿轮、齿条的调焦,能清晰观察油滴。
油滴室内是两块水平放置的平行金属板组成的电容器,电容器上的直流电压在0~500伏内连续可调,平行极板的极性由三挡换向电键转换,电压大小由直流电压表指示,改变电压的大小和方向可以控制油滴在电场中运动的快慢和方向;照明系统采用6~8伏,3瓦灯泡为光源,发热量小,发出的光经聚光镜将平行极板内的油滴照亮,它可绕转臂旋转,便于调节视场照度。
高中物理必修必修实验汇总
第一讲实验研究匀变速直线运动一、打点计时器1.电磁打点计时器使用交流电压为 4V ~6V 的电源,当电源涉率是50Hz 时,它每隔 0.02s 打一个点.2.电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,使用220V 交流电压,当电源频率为50Hz 时,它也是每隔0.02s 打一个点.二、纸带的数据记录1.取点的原则:从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,以便于测量位置取一个计数点A ,然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示,取一个计数点B 、C 、D ….这样每两个计数点间的时间间隔为T =0.1s ,计算比较方便.2.从纸带读取长度的方法:利用毫米刻度尺.测出各点到A 点的距离,算出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6….由于毫米刻度尺的最小刻度是mm ,读数时必须估读到mm 的下一位 .三、实验原理1.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设s 1、s 2、s 3……为纸带上相邻两个计数点之间的距离,若Δs =s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=常数,即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动.2.由纸带求物体运动加速度的方法(1)逐差法:根据s 4-s 1=s 5-s 2=s 6-s 3=3aT 2,求a 1、a 2、a 3,再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度.设T 为相邻两计数点之间的时间间隔,则a 1=s 4-s 13T 2,a 2=s 5-s 23T 2,a 3=s 6-s 33T 2加速度的平均值为a =a 1+a 2+a 33“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s 1、s 2、s 3……,以减小偶然误差.(2)用v -t 图象求加速度:根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即v n =s n +s n +12T,求出打各个计数点时纸带的瞬时速度,再作出v -t 图象,图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度.四、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸.五、实验步骤1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示.2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在绳的另一端挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器(纸带要放在复写纸下面),并把纸带的一端固定在小车的后面.3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点.取下纸带,换上新纸带,重复实验三次.4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头一些较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点,为了测量方便和减少误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T =0.02s×5=0.1s ,在选好的开始点下标明A ,依次标为B 、C 、D 、E ……(这些点叫做计数点).5.一般要测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6.6.根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值,(注意T=0.1s)求出a1、a2、a3的平均值,就是小车做匀变速直线运动的加速度.六、注意事项1.要在钩码落地处放置软垫或砂箱,防止撞坏钩码.2.要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料挡板,防止车掉在地上或撞坏滑轮.3.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.4.应该先接通电源,待打点计时器工作稳定后,再释放小车.5.小车另一端所挂的钩码个数要适当,避免加速度过大而使纸带上打的点太少,或者加速度太小,使各段位移无多大区别.6.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰.适当舍弃点子密集部分,适当选取计数点(计数点和计时点有区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.七、误差分析本实验中误差来源于s和T.由于电源频率很稳定,所以打点时间T的误差可忽略不计.在用毫米刻度尺测量s时,要求眼睛正对刻度尺.1、在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm。
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实验名称探究自由落体运动的规律实验人 1 2指导教师日期实验目的: 1.研究自由落体运动2.测量重力加速度g值。
实验器材:铁架台、学生电源、电磁打点计时器、导线、纸带、重锤实验原理:自由落体运动是匀加速直线运动,速度v 与时间t 满足关系v=gt,v-t 图像是一条直线,直线的斜率为重力加速度g 值。
由h=1/2 gt2,经过0.02s 纸带下落的位移约为2mm,所以,实验中选前两个点间距为2mm 的纸带进行研究。
实验步骤:1.把铁架平台放在桌面边缘上,将打点计时器固定在铁架台上,注意打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直线上,以减少摩擦阻力。
2.纸带下端挂重物、穿过打点计时器,上端用夹子夹好,并调整纸带顺利穿过限位孔,用手托住重物。
3.接通电源,待打点稳定后打开夹子,释放纸带;4.纸带离开打点计时器后,关闭电源,取下纸带;5.换上新纸带,重复操作三次。
6.在纸带下端重新换上另一重物,重复上述操作,打完后立即关闭电源。
7.换上新纸带,重复操作三次。
8.选取两条比较好的纸带将所得纸带中各点的速度计算出来填入下列表格中:实验数据处理:根据下表50g钩码的数据在坐标纸上绘制速度—时间图像:织带粘贴处:50g钩码100g钩码123456实验结论:1、自由落体的运动轨迹是_______,速度方向__________;位移h与时间t的平方成____________;2观察图像特点,总结出物体在重物的牵引下速度随时间的变化关系,得出自由落体的加速度大小g=______。
实验名称探究弹簧的伸长与弹力的关系实验人 1 2指导教师日期实验目的:探究弹簧的_______与________的关系。
实验器材:铁架台,金属横杆(带铁夹),弹簧(带指针),钩码,米尺。
实验原理:用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力,用直尺测量弹簧的伸长或总长,根据实验所测量实验数据,探索弹簧弹力和弹簧_______________之间的定量关系.实验步骤:(1)将弹簧悬挂在铁架台上,让其自由下垂。
高一知识点物理实验大全
高一知识点物理实验大全一、引言物理实验是高中物理教学中非常关键的一环,通过实验可以帮助学生巩固和应用所学的物理知识,培养学生动手实践和观察实验现象的能力。
本文将为大家提供一系列适合高一学生的物理实验,涵盖了高一物理的各个知识点。
二、力的实验1. 弹簧的弹性系数实验实验目的:测量弹簧的弹性系数。
实验原理:胡克定律。
实验步骤:(略)2. 摩擦力实验实验目的:研究摩擦力的大小与不同物体、不同施加力的关系。
实验原理:静摩擦力、动摩擦力的概念。
实验步骤:(略)3. 动量守恒实验实验目的:验证动量守恒定律。
实验原理:动量的定义、动量守恒定律。
实验步骤:(略)三、能量的实验1. 弹性势能的实验实验目的:研究弹簧的弹性势能与形变的关系。
实验原理:弹簧的弹性能。
实验步骤:(略)2. 重力势能的实验实验目的:研究物体的重力势能与高度的关系。
实验原理:重力势能的定义、计算公式。
实验步骤:(略)3. 动能守恒实验实验目的:验证动能守恒定律。
实验原理:动能守恒定律的概念。
实验步骤:(略)四、电磁学实验1. 电流的大小与电阻、电压的关系实验实验目的:研究电流的大小与电阻、电压的关系。
实验原理:欧姆定律。
实验步骤:(略)2. 磁场实验实验目的:通过实验观察磁铁的磁场分布。
实验原理:磁场的概念。
实验步骤:(略)3. 法拉第电磁感应实验实验目的:研究法拉第电磁感应现象。
实验原理:法拉第电磁感应定律。
实验步骤:(略)五、光学实验1. 光的反射实验实验目的:研究光的反射现象。
实验原理:光的反射定律。
实验步骤:(略)2. 光的折射实验实验目的:研究光的折射现象。
实验原理:光的折射定律。
实验步骤:(略)3. 球面反射实验实验目的:研究球面反射现象。
实验原理:球面反射定律。
实验步骤:(略)六、声学实验1. 声波传播实验实验目的:研究声波在不同介质中的传播特性。
实验原理:声波的传播速度公式。
实验步骤:(略)2. 声音的共振实验实验目的:研究声音的共振现象。
高中力学实验大全(学生版)
实验一 研究匀变速直线运动1.实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、 、导线、电源、复写纸片.2.实验原理3.实验步骤(1)按照如图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无 的一端,接好电源;(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;(3)把小车停靠在打点计时器处,先 ,后 ;(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;(5)换纸带重复做三次,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.4.注意事项(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行.(2)两先两后:实验中应先 ,后 ;实验完毕应 , .(3)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止 及 与滑轮相撞.(4)减小误差:小车的加速度宜适当 ,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm 的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.(5)小车从 位置释放.5.数据处理(1)目的通过纸带求解运动的 和 ,确定物体的运动性质等.(2)方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.②利用逐差法求解平均加速度a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2⇒a =a 1+a 2+a 33= ③利用平均速度求瞬时速度:v n = =④作出速度—时间图象,通过图象的 求解物体的加速度;(3)Δx =aT 2,只要小车做 运动,它在任意两个 的时间间隔内的 就一定相等.实验二探究弹力和弹簧伸长的关系1.实验原理弹簧受到拉力作用会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等;弹簧的越大,也就越大.2.实验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸.3.实验步骤(1)安装实验仪器(2)测量弹簧的(或总长)及所受的(或所挂钩码的质量),列表作出记录,要尽可能多测几组数据.(3)根据所测数据在坐标纸上描点,以为纵坐标,以弹簧的为横坐标.(4)按照在图中所绘点的分布与走向,尝试作出一条(包括直线),所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.(5)以弹簧的伸长量为,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如果不行再考虑二次函数.4.数据处理(1)列表法:将测得的F、x填入设计好的表格中,可以发现弹力F与弹簧伸长量x的在误差允许范围内是相等的.(2)图象法:以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线是一条的直线.(3)函数法:弹力F与弹簧伸长量x满足的关系.2.注意事项(1)不要超过弹性限度:实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免弹簧被过分拉伸,超过弹簧的弹性限度.(2)尽量多测几组数据:要使用轻质弹簧,且要尽量多测几组数据.(3)观察所描点的走向:本实验是探究性实验,实验前并不知道其规律,所以描点以后所作的曲线是试探性的,只是在分析了点的分布和走向以后才决定用来连接这些点. (4)统一单位:记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.3.误差分析(1)钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差.(2)画图时描点及连线不准确也会带来误差.实验三验证力的平行四边形定则1.实验原理:互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相同.2.实验器材:木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺.3.实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上.(2)两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.如图1甲所示.(3)用铅笔描下的位置和的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据求出合力F.(4)只用一个弹簧测力计,通过细绳套把拉到与,记下弹簧测力计的和细绳的,如图乙所示.(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相同.4.注意事项(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中,读数相同,可选;若不同,应另换或调校,直至相同为止.(2)被测力的方向应与方向一致.(3)读数时应正对、平视刻度.(4)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时结点的位置一定要,是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同,这是利用了的思想. (5)角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~100°之间为宜.(6)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.(7)统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示一些.5.误差分析(1)误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.(2)减小误差的办法:①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘,要按要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录.②作图时使用刻度尺,并借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.实验四探究加速度与力、质量的关系1.实验方法控制变量法:(1)保持质量不变,探究跟的关系.(2)保持合外力不变,探究与的关系.(3)作出a-F图象和a-1m图象,确定其关系.2.实验器材:小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压、导线两根、纸带、天平、米尺.3.实验步骤(1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.(2)安装:按照如图1所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车).(3)平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能下滑.(4)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先后,断开电源,取下纸带编号码.②保持小车的质量m不变,改变小盘和砝码的质量m′,重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a. 描点作图,作a-F的图象④保持小盘和砝码的不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作a-1m图象.4.注意事项:(1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡.在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.(2)不重复平衡摩擦力. (3)实验条件:(4)一先一后一按:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.5.数据处理:(1)利用及逐差法求a.(2)以a为纵坐标,F为横坐标,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成.(3)以a为纵坐标,1m为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a与m 成.6.误差分析(1)实验原理不完善:本实验用小盘和砝码的总重力代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小盘和砝码的总重力.(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.实验五探究动能定理1.实验目的:探究功与物体速度变化的关系.2.实验原理(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功为W.(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为.(3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s——做功应为(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度,列表、作图,由图象可以确定功与速度变化的关系.3.实验器材:、小车、木板、、纸带、铁钉、刻度尺等.4.实验步骤(1)垫高木板的一端,平衡.(2)拉伸的橡皮筋对小车做功:①用一条橡皮筋拉小车——做功W.②用两条橡皮筋拉小车——做功2W. ③用三条橡皮筋拉小车——做功3W.(3)测出每次做功后小车获得的.(4)分别用各次实验测得的v和W绘制W-v或W-v2、W-v3、……图象,直到明确得出W 和v的关系.5.实验结论:物体速度v与外力做功W间的关系.6.实验注意事项:(1)将木板一端垫高,使小车的重力沿斜面向下的分力与平衡.方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做运动,找到长木板的一个合适的倾角.(2)测小车速度时,应选纸带上的点迹均匀的部分,也就是选小车做运动的部分.(3)橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值.(4)小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些.7.实验探究的技巧与方法:(1)不直接计算W和v的数值,而只是看第2次、第3次……实验中的W和v是第1次的多少倍,简化数据的测量和处理.(2)作W-v图象,或W-v2、W-v3图象,直到作出的图象是一条.实验六 验证机械能守恒定律1.实验目的:验证机械能守恒定律.2.实验原理通过实验,求出做自由落体运动物体的 和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律.3.实验器材:打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、 、铁架台、导线两根.4.实验步骤(1)安装器材:将 固定在铁架台上,用导线将打点计时器与低压电源相连.(2)打纸带:用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先 ,再 ,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸带重打几条(3~5条)纸带.(3)选纸带(分两种情况说明):①若选第1点O 到下落到某一点的过程,即用 来验证,应选点迹清晰,且第1、2两点间距离小于或接近 的纸带.②用 验证时,由于重力势能的相对性,处理纸带时选择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否小于或接近2 mm 就无关紧要了. ③图象法:从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h ,并计算各点速度的平方v 2,然后以12v 2为纵轴,以h 为横轴,根据实验数据作出12v 2-h 图象.若在误差允许的范围内图象是一条过原点且斜率为 的直线,则验证了机械能守恒定律.5.实验结论:在 的范围内,自由落体运动过程机械能守恒.6.误差分析(1)测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都从0点量起,一次将各打点对应下落高度测量完,二是多测几次取平均值.(2)系统误差:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量ΔE k =12m v n 2必定 于重力势能的减少量 ,尽可能使用 以及改进安装减小阻力。
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52025 15高考实验专题一、基本仪器的使用。
1刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、2.如何读数① 刻度尺、秒表、弹簧秤、温度计、电流表、电压表的读数使用以上仪器时,凡最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位。
凡是最小刻度不是10分度的,只读到最小刻度所在的这一位,不再继续往下估读。
例如⑴读出上左图中被测物体的长度。
⑵上右图用3V 量程时电压表读数为多少?用15V 量程时电压表度数又为多少?⑶右图中秒表的示数是多少分多少秒? ⑴6.50cm 。
⑵3V 量程最小刻度为0.1V ,为十分度,读作1.14V 。
15V 量程时最小刻度为0.5V ,只读到最小分度这一位,也就是小数点后一位,应为5.7V 。
⑶秒表的读数分两部分:小圈内表示分,每小格表示半分钟;图中秒表读数应为3分48.75秒(这个5是估读出来的)。
②游标卡尺 游标卡尺读数首先看分度,如图游标有50小格,其意义是把1mm 平均分成50份,第几个刻度线与主尺对齐,就取多少份1/50mm主尺一定要注意读零刻线而不是游标边缘右图主尺为2.2cm ,游标第28个小格与主尺刻度对齐 于是游标读1/50mm ×28=0.56mm=0.056cm 所以被测物体的直径为2.2+0.056=2.256cm 。
要注意:游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的,所以都不估读。
③螺旋测微器固定刻度上的最小刻度为0.5mm (在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm 。
在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm ,也就是把1mm 平均分成100份。
右图中主尺读:6.5mm ,可动读:1/100mm ×20.2份=0.202mm 于是把两部分读数相加,测量值为6.702mm 。
(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位)0 1 23 V 0 5 10 150 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 312 334 356 378 3941 10 43 12 14 45 16 47 18 49 2051 22 5324 26 55 57 28 59 0 1 2 6 78 9 10 11 34 5 12 13 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 2 3 4 5 6 7 891⑤多用电表使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。
高中物理创新实验40个
高中物理创新实验40个1.瓶内吹气球思考:瓶内吹起的气球,为什么松开气球口,气球不会变小?材料:大口玻璃瓶,吸管两根:红色和绿色、气球一个、气筒操作:1、用改锥事先在瓶盖上打两个孔,在孔上插上两根吸管:红色和绿色,2、在红色的吸管上扎上一个气球3、将瓶盖盖在瓶口上4、用气筒打红吸管处将气球打大5、将红色吸管放开气球立刻变小6、用气筒再打红吸管处将气球打大7、迅速捏紧红吸管和绿吸管两个管口8、放开红色吸管口,气球没有变小讲解:当红色吸管松开时,由于气球的橡皮膜收缩,气球也开始收缩。
可是气球体积缩小后,瓶内其他部分的空气体积就扩大了,而绿管是封闭的,结果瓶内空气压力要降低一一甚至低于气球内的压力,这时气球不会再继续缩小了。
2.能抓住气球的杯子思考:你会用一个小杯子轻轻倒扣在气球球面上,然后把气球吸起来吗?材料:气球1~2个、塑料杯1~2个、暖水瓶1个、热水少许流程:1、对气球吹气并且绑好2、将热水(约70°C) 倒入杯中约多半杯3、热水在杯中停留20秒后,把水倒出来4、立即将杯口紧密地倒扣在气球上5、轻轻把杯子连同气球一块提起说明:1、杯子直接倒扣在气球上,是无法把气球吸起来的。
2、用热水处理过的杯子,因为杯子内的空气渐渐冷却,压力变小,因此可以把气球吸起来。
3.会吸水的杯子思考:用玻璃杯罩住燃烧中的蜡烛,烛火熄灭后,杯子内有什么变化呢?材料:玻璃杯(比蜡烛高) 1个、蜡烛1支、平底盘子1个、打火机1个、水若干操作:1.点燃蜡烛,在盘子中央滴几滴蜡油,以便固定蜡烛。
2.在盘子中注入约1厘米高的水。
3.用玻璃杯倒扣在蜡烛上4.观察蜡烛燃烧情形以及盘子里水位的变化4.会吃鸡蛋的瓶子思考:为什么,鸡蛋能从比自己小的瓶子口进去?材料:熟鸡蛋1个、细口瓶1个、纸片若干、火柴1盒操作:1、熟蛋剥去蛋壳。
2、将纸片撕成长条状。
3、将纸条点燃后仍到瓶子中。
4、等火一熄,立刻把鸡蛋扣到瓶口,并立即将手移开。
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高中物理实验力学实验1、互成角度的两个共点力的合成2、测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)3、验证牛顿第二定律4、研究平抛物体的运动5、验证机械能守恒定律6、碰撞中的动量守恒7、用单摆测定重力加速度8、探究弹力和弹簧伸长的关系9、探究动能定理1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块,白纸,图钉若干,橡皮条一段,细绳套,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器等。
[实验步骤]1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3.用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成一定角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。
4.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。
5.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6.比较F'与用平行四边形定则求得的合力F,在实验误差允许的范围内是否相等。
7.改变两个分力F1和F2的大小和夹角。
再重复实验两次,比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2.同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
[例题]1.在本实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点,以下操作中错误的是A.同一次实验过程中,O点位置允许变动B.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两弹簧之间的夹角应取90°不变,以便于算出合力的大小答案:ACD2.做本实验时,其中的三个实验步骤是:(1)在水平放置的木板上垫一张白张,把橡皮条的一端固定在板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。
物理创新实验100例
物理创新实验100例以下是50个物理创新实验,供参考:1.静电悬浮球:使用静电原理,将小球悬浮在空中。
2.热传导实验:通过观察不同物质在加热时热量传递的速度,探究热传导的规律。
3.光的折射实验:通过观察光在不同介质中的折射现象,探究光的折射规律。
4.摩擦力实验:通过测量不同表面粗糙度的物体在不同接触面上的摩擦力,探究摩擦力的影响因素。
5.共振摆实验:通过观察不同频率的振动对摆动周期的影响,探究共振现象。
6.声速测量实验:通过测量声波在不同介质中的传播速度,探究声速与介质的关系。
7.电磁感应实验:通过观察磁场变化时产生的感应电流,探究电磁感应的原理。
8.霍尔效应实验:通过观察磁场中导体内部的霍尔电压,探究霍尔效应的原理。
9.表面张力实验:通过观察液体表面在不同情况下的张力现象,探究表面张力的影响因素。
10.压强实验:通过观察不同高度水柱产生的压强,探究液体压强的规律。
11.热辐射实验:通过比较不同温度下物体辐射的热量,探究热辐射的规律。
12.电流的热效应实验:通过观察电流通过导体时产生的热量,探究电流热效应的规律。
13.电磁波实验:通过观察电磁波的传播和干涉衍射等现象,探究电磁波的性质。
14.光的干涉实验:通过观察光波的干涉现象,探究光的波动性。
15.光纤通信实验:通过传输不同频率的光信号,探究光纤通信的原理和技术。
16.电阻测量实验:通过测量不同材料的电阻值,探究导体的电阻与材料、长度、横截面积的关系。
17.电容测量实验:通过测量电容器的充放电过程,探究电容器的电容值与其结构的关系。
18.磁悬浮实验:通过磁力排斥原理,将物体悬浮在空中。
19.光的衍射实验:通过观察光波经过障碍物时的衍射现象,探究光的波动性。
20.光的偏振实验:通过观察光波的偏振现象,探究光的波动性。
21.量子纠缠实验:通过观察两个粒子之间的纠缠关系,探究量子力学的神奇现象。
22.超导现象实验:通过观察超导材料在低温下的特殊性质,探究超导现象的原理。
70个物理科学小实验
70个物理科学小实验实验1 能自己跳开的纸杯 ......................................... .................实验2 吹不出来——神奇的兵乓球........................... .................实验3 试管自动上升 ............................ ..................... .................实验4 大力士——纸 .................................. ................ ................. 实验5 不同的承载量 ........................................ ........... ................. 实验6 测量浮力 .......................................................... .................实验7 会听话的小瓶(简易浮沉子) .......................................实验8 冰块融化后会怎样 ........................................... .................实验9 自动旋转的奥秘 ................................................ .................. 实验10 小船与船浆 ...................................................... ................. 实验11 水的压力 ......................................................... .................实验12 帕斯卡桶裂 ...................................................... ................. 实验13 笔帽潜水员 ....................................................... ................. 实验14 冲不走的乒乓球 ............................................... .................. 实验15 水中悬蛋 ......................................................... ................. 实验16 火山爆发 ......................................................... .................实验17 水球的泳姿 ...................................................... .................. 实验18 空气有重量吗? ................................................ ................. 实验19 用声音‚吹灭‛蜡烛................................................ ................. 实验20 有孔纸片托水 ..................................................... ................. 实验21 手绢的秘密 ....................................................... ................. 实验22 掉不下去的塑料垫板.......................................... ................. 实验23 蜡烛吹不灭 ....................................................... ................. 实验24 蜡烛抽水机 ....................................................... ................. 实验25 瓶内吹气球 ....................................................... ................. 实验26 能抓住气球的杯子 ............................................ ................. 实验27 会吸水的杯子 ..................................................... ................. 实验28 会吃鸡蛋的瓶子 .................................................. ................. 实验29 瓶子瘪了 ......................................................... .................实验30 会跳远的乒乓球 .............................................. ................. 实验31 会吹泡泡的瓶子 ............................................... ................. 实验32 这样扎气球,气球会爆炸吗? ........................... ................. 实验33 瓶子赛跑 ......................................................... .................实验34 烧不坏的手绢 ................................................... ................. 实验35 冷水也能沸腾 ................................................... ................. 实验36 可爱的浮水印 ................................................... .................. 实验37 分合的水流 ....................................................... ................. 实验38 漂浮的针 ......................................................... .................实验39 神奇的牙签 ...................................................... .................. 实验40 自己会走路的杯子 ........................................... ................. 实验41 纸杯旋转灯 ....................................................... ................. 实验42 飞行的塑料袋 ................................................... ................. 实验43 云的形成 .........................................................实验44 烧不断的棉线 .................................................实验45 糖的燃烧 .........................................................实验46 变色的碘 .........................................................实验47 神奇墨水 .........................................................实验48 烛火熄灭了 ......................................................实验49 空中点烛 .........................................................实验50 食盐黏结剂 .......................................................实验51 光与彩虹(人造彩虹)...................................实验52 人造彩虹 .........................................................实验53 纽扣的出现与消失 ............................................实验54 水制放大镜 .......................................................实验55 没有胶水,报纸也能贴在墙上 ..........................实验56 间歇趣泉 .........................................................实验57 米粒四射——电荷性质的魅力..........................实验58 胡椒粉与盐巴的分离..........................................实验59 火焰开关 .........................................................实验60 带电的气球 .......................................................实验61 感受高压电 .......................................................实验62 汤匙变磁铁 ........................................................实验63 会上滚的圆锥........................................................实验64 吹气断铁丝........................................................实验65 幻杯........................................................实验66 电动硬币........................................................实验67简易电动机........................................................实验68隔杯转星........................................................实验69自制水果电池........................................................实验70 喷泉.......................................................实验1 能自己跳开的纸杯准备材料:两只纸杯(或轻的塑料杯)实验步骤:1.把两只纸杯重叠好后,搁在桌面上;2.用手轻轻抓住下面的纸杯,用力对上面的纸杯沿水平方向吹气,上面的纸杯便会迅速地跳离开来。
物理必修一实验大全
高一物理实验目录实验一:用打点计时器测速度实验二:研究小车速度随时间的变化规律实验三:用打点计时器测自由落体加速度实验四:研究弹簧弹力和伸长量的关系实验五:验证力的平行四边形定则实验六:探究加速度与质量和力的关系实验七:探究作用力和反作用力的关系用打点计时器测速度一、实验目的1.练习使用电磁打点计时器2.利用打上点的纸带研究物体的运动情况3.学会测量平均速度和瞬时速度二、实验器材电时打点计时器,纸带,刻度尺,导线,电源三、实验步骤(1)把打点计时器固定在桌子上,将纸带穿过限位孔,复写纸套在定位轴上,并压在纸带上。
(2)将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连。
(电磁打点计时器接交流电源4~6 V。
)(3)打开电源开关,按实验需要使纸带运动,在纸带上打出一系列的点。
(4)取下纸带,根据具体情况选出计数点,按实验要求进行测量计算。
(5)整理实验器材四、?打点计时器使用要点及注意事项(1)打点计时器使用的是低压交流电源,它的工作电压为4V—6V,频率为50Hz,如果电压过高会烧毁计时器线圈,如果电压过低,会出现不打点或打点不清的情况。
至于交流电的频率,我国工农生产和生活用的交流电,频率都是50Hz,周期是,比较稳定,一般都满足要求。
(2)为使打点的频率比较稳定,要求打点计时器的振动片的固有频率也是50Hz,使之发生共振现象,振动片的长度可在一定范围调节,通过改变振动片的长度来调节它的固有频率。
(3)实验前要检查打点的清晰情况,必要时应调整振针的高度,振针过高时打不上点,过低时会打出短线,还会对纸带产生过大的阻力;振动片和振针要固定好,不能让它松动,否则会出现漏点或双点。
(4)所用纸带要平整,如果纸带不平整,可能出现点迹不清,漏点或点间距离不准(在纸带有褶皱时两点间间隔和展平后两点间间隔不等)等现象,一般来说使用的是专用纸带,比较平整,个别有褶皱的纸带不要用或熨平后再用。
复写纸应安装在纸带的上面,专用复写纸只有一面有复印油墨的一面应朝下和纸带接触。
高中物理实验大全
高考要求的学生实验(19个)按广东高考考点编制1.长度的测量会使用游标卡尺和螺旋测微器,掌握它测量长度的原理和方法.2. 研究匀变速直线运动右图为打点计时器打下的纸带。
选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O,然后(每隔5个间隔点)取一个计数点A、B、C、D …。
测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 … 利用打下的纸带可以:⑴求任一计数点对应的即时速度v:如(其中T=5×0.02s=0.1s)⑵利用“逐差法”求a:⑶利用上图中任意相邻的两段位移求a:如⑷利用v-t图象求a:求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度,画出如右的v-t图线,图线的斜率就是加速度a。
注意事项1、每隔5个时间间隔取一个计数点,是为求加速度时便于计算。
2、所取的计数点要能保证至少有两位有效数字3.探究弹力和弹簧伸长的关系(胡克定律)探究性实验利用右图装置,改变钩码个数,测出弹簧总长度和所受拉力(钩码总重量)的多组对应值,填入表中。
算出对应的弹簧的伸长量。
在坐标系中描点,根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象,从而发确定F-x间的函数关系。
解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。
该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。
对探索性实验,要根据描出的点的走向,尝试判定函数关系。
(这一点和验证性实验不同。
)4..验证力的平行四边形定则目的:实验研究合力与分力之间的关系,从而验证力的平行四边形定则。
器材:方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤(2个)、直尺和三角板、细线该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果,看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的合成的平行四边形定则。
注意事项:1、使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度),拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦,拉力方向应与轴线方向相同。
2、实验时应该保证在同一水平面内3、结点的位置和线方向要准确5..验证动量守恒定律(O /N-2r)即可。
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高中物理实验力学实验1、互成角度的两个共点力的合成2、测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)3、验证牛顿第二定律4、研究平抛物体的运动5、验证机械能守恒定律6、碰撞中的动量守恒7、用单摆测定重力加速度8、探究弹力和弹簧伸长的关系9、探究动能定理1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块,白纸,图钉若干,橡皮条一段,细绳套,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器等。
[实验步骤]1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3.用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成一定角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。
4.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。
5.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
按同样的比例用刻度尺从O 点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6.比较F'与用平行四边形定则求得的合力F,在实验误差允许的范围内是否相等。
7.改变两个分力F1和F2的大小和夹角。
再重复实验两次,比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2.同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
[例题]1.在本实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点,以下操作中错误的是A.同一次实验过程中,O点位置允许变动B.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两弹簧之间的夹角应取90°不变,以便于算出合力的大小答案:ACD2.做本实验时,其中的三个实验步骤是:(1)在水平放置的木板上垫一张白张,把橡皮条的一端固定在板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。
(2)在纸上根据F1和F2的大小,应用平行四边形定则作图求出合力F。
(3)只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时相同,记下此时弹簧秤的读数F'和细绳的方向。
以上三个步骤中均有错误或疏漏,指出错在哪里?在(1)中是________________。
在(2)中是________________。
在(3)中是________________。
答案:本实验中验证的是力的合成,是一个失量的运算法则,所以即要验证力大小又要验证力的方向。
弹簧秤的读数是力的大小,细绳套的方向代表力的方向。
(1)两绳拉力的方向;(2)“的大小”后面加“和方向”;(3)“相同”之后加“使橡皮条与绳的结点拉到O点”2、测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)[实验目的]1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2.学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
[实验原理]1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一次点(由于电源频率是50Hz),纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
3.由纸带求物体运动加速度的方法:(1)用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1= 、a2= 、a3= ,再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。
(2)用v-t图法:即先根据v n= 求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。
[实验器材]小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺等。
[实验步骤]1.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示。
2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。
4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。
也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。
[注意事项]1.纸带打完后及时断开电源。
2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。
3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个。
4.不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。
[例题]1.电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器,它的工作电压是______。
如图所示,A是______,B是______,C是______,D是______,E是______,F是______。
答案:交流,4至6V,线圈,振动片,振针,纸带,接线柱,永磁体。
2.如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动,请进行下列计算,填入表内(单位:cm)s2-s1s3-s2s4-s3s5-s4s6-s5各位移差与平均值最多相差______cm,由此可以得出结论:小车的位移在________范围内相等,所以小车的运动是________。
(2)根据匀变速直线运动的规律,可以求得物体的加速度a= =______m/s2。
(3)根据a n-3= ,可求出a1= =______m/s2,a2= =______m/s2,a3= =______m/s2,所以,= =______m/s2。
答案:(1)1.60,1.55,1.62,1.53,1.61,1.58,0.05,任意两个连续相等的时间里、在误差允许的,匀加速直线运动;(2)1.58;(3)1.59,1.57,1.59,1.58。
3、验证牛顿第二定律[实验目的]验证牛顿第二定律。
[实验原理]1.如图所示装置,保持小车质量不变,改变小桶内砂的质量,从而改变细线对小车的牵引力,测出小车的对应加速度,作出加速度和力的关系图线,验证加速度是否与外力成正比。
2.保持小桶和砂的质量不变,在小车上加减砝码,改变小车的质量,测出小车的对应加速度,作出加速度和质量倒数的关系图线,验证加速度是否与质量成反比。
[实验器材]小车,砝码,小桶,砂,细线,附有定滑轮的长木板,垫木,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,托盘天平及砝码,米尺等。
[实验步骤]1.用天平测出小车和小桶的质量M和M',把数据记录下来。
2.按如图装置把实验器材安装好,只是不把挂小桶用的细线系在小车上,即不给小车加牵引力。
3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在斜面上可以保持匀速直线运动状态(也可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。
4.在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量m和m'记录下来。
把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号。
5.保持小车的质量不变,改变砂的质量(要用天平称量),按步骤4再做5次实验。
6.算出每条纸带对应的加速度的值。
7.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力,即砂和桶的总重力(M'+m')g,根据实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线。
若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。
8.保持砂和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,并做好记录,求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数,在坐标平面上根据实验结果描出相应的点,并作图线,若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。
[注意事项]1.砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的。
2.在平衡摩擦力时,不要悬挂小桶,但小车应连着纸带且接通电源。
用手轻轻地给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。
3.作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧,但如遇个别特别偏离的点可舍去。
[例题]1.在验证牛顿第二定律的实验中,用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F,用打点计时器测出小车的加速度a,得出若干组F和a的数据。
然后根据测得的数据作出如图所示的a-F图线,发现图线既不过原点,又不是直线,原因是A.没有平衡摩擦力,且小车质量较大B.平衡摩擦力时,所垫木板太高,且砂和小桶的质量较大C.平衡摩擦力时,所垫木板太低,且砂和小桶的质量较大D.平衡摩擦力时,所垫木板太高,且小车质量较大答案:C2.在验证牛顿第二定律的实验中,打出如图所示的纸带,如果只测出图示数据,则小车运动的加速度是________m/s2。
(所用交流电源频率为50Hz)答案:0.554、研究平抛物体的运动[实验目的]1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
2.从实验轨迹求平抛物体的初速度。