大学物理一实验报告
大学物理实验报告

大学物理实验报告一、实验名称探究物体的运动规律二、实验目的1、学习使用打点计时器研究物体的运动。
2、测量匀变速直线运动的加速度。
3、加深对匀变速直线运动规律的理解。
三、实验原理1、打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔,在纸带上打出一系列点的仪器。
当纸带运动时,打点计时器会在纸带上留下点迹,这些点迹反映了纸带运动的情况。
2、在匀变速直线运动中,相邻相等时间间隔内的位移之差是一个常数,即Δx = aT²,其中Δx 表示相邻相等时间间隔内的位移差,a 表示加速度,T 表示时间间隔。
通过测量纸带上相邻点之间的距离,可以计算出位移差,进而求出加速度。
四、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、交流电源、小车、细绳、一端带有滑轮的长木板、钩码、刻度尺。
五、实验步骤1、安装实验装置将长木板平放在实验桌上,把滑轮固定在长木板的一端,将打点计时器固定在长木板上,纸带穿过打点计时器的限位孔,复写纸放在纸带的上面。
将细绳的一端系在小车上,另一端通过滑轮挂上钩码。
2、接通电源,释放小车先接通电源,待打点计时器工作稳定后,再释放小车,使小车在长木板上做匀加速直线运动。
3、打点结束,关闭电源当小车运动到长木板的另一端时,关闭电源,取下纸带。
4、测量数据用刻度尺测量纸带上相邻点之间的距离,并记录下来。
5、数据处理选取一条点迹清晰的纸带,舍去开头比较密集的点,从便于测量的地方取一个点作为计数点 0,以后每隔 01s 选取一个计数点,依次标为1、2、3、4、5、6……测量各计数点到计数点0 的距离x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆……计算相邻相等时间间隔内的位移差Δx₁= x₂ x₁,Δx₂= x₃ x₂,Δx₃= x₄ x₃……6、计算加速度根据Δx = aT²,计算出加速度 a 的平均值。
六、实验数据记录|计数点|时间(s)|位移(cm)||::|::|::||0|0|0||1|01|12||2|02|30||3|03|54||4|04|84||5|05|120||6|06|162|七、实验数据处理Δx₁= x₂ x₁= 30 12 = 18(cm)Δx₂= x₃ x₂= 54 30 = 24(cm)Δx₃= x₄ x₃= 84 54 = 30(cm)Δx₄= x₅ x₄= 120 84 = 36(cm)Δx₅= x₆ x₅= 162 120 = 42(cm)a₁=Δx₁/T²= 18/(01)²= 180(cm/s²)a₂=Δx₂/T²= 24/(01)²= 240(cm/s²)a₃=Δx₃/T²= 30/(01)²= 300(cm/s²)a₄=Δx₄/T²= 36/(01)²= 360(cm/s²)a₅=Δx₅/T²= 42/(01)²= 420(cm/s²)a =(a₁+ a₂+ a₃+ a₄+ a₅)/5 =(180 + 240 + 300 +360 + 420)/5 = 300(cm/s²)八、实验误差分析1、纸带与打点计时器之间的摩擦会导致测量结果偏小。
大学物理实验报告(通用10篇)

大学物理实验报告(通用10篇)大学物理实验报告(通用10篇)在当下这个社会中,我们使用报告的情况越来越多,报告具有语言陈述性的特点。
你所见过的报告是什么样的呢?以下是小编精心整理的大学物理实验报告,仅供参考,希望能够帮助到大家。
大学物理实验报告1一、演示目的气体放电存在多种形式,如电晕放电、电弧放电和火花放电等,通过此演示实验观察火花放电的发生过程及条件。
二、原理首先让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电,而球型电极未放电。
这是由于电荷在导体上的分布与导体的曲率半径有关。
导体上曲率半径越小的地方电荷积聚越多(尖端电极处),两极之间的电场越强,空气层被击穿。
反之越少(球型电极处),两极之间的电场越弱,空气层未被击穿。
当尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离时,其间的电场较弱,不能击穿空气层。
而此时球型电极与平板电极之间的距离最近,放电只能在此处发生。
三、装置一个尖端电极和一个球型电极及平板电极。
四、现象演示让尖端电极和球型电极与平板电极的距离相等。
尖端电极放电,而球型电极未放电。
接着让尖端电极与平板电极之间的距离大于球型电极与平板电极之间的距离,放电在球型电极与平板电极之间发生五、讨论与思考雷电暴风雨时,最好不要在空旷平坦的田野上行走。
为什么?大学物理实验报告2实验报告一.预习报告1.简要原理2.注意事项二.实验目的三.实验器材四.实验原理五.实验内容、步骤六.实验数据记录与处理七.实验结果分析以及实验心得八.原始数据记录栏(最后一页)把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。
实验报告的种类因科学实验的对象而异。
如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。
随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。
实验报告必须在科学实验的基础上进行。
它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。
最新大学物理实验1-实验报告模板

最新大学物理实验1-实验报告模板实验名称:测量物体的密度实验目的:1. 掌握测量固体和液体密度的基本方法。
2. 熟悉使用比重瓶和电子天平的操作。
3. 分析实验误差,提高实验数据的准确性。
实验原理:密度定义为物体质量与体积的比值,即 \( \rho = \frac{m}{V} \)。
本实验通过测量物体的质量和体积来计算其密度。
对于固体,体积可通过排水法测量;对于液体,体积可通过比重瓶直接测量。
实验仪器:1. 电子天平2. 比重瓶3. 烧杯4. 移液管5. 蒸馏水6. 待测固体样品7. 待测液体样品实验步骤:1. 使用电子天平测量待测固体样品的质量 \( m \)。
2. 将适量的蒸馏水倒入烧杯中,使用移液管将部分水转移到比重瓶中。
3. 将待测固体样品完全浸入比重瓶中的水中,并记录比重瓶中水的体积变化 \( V_{water} \)。
4. 计算固体样品的体积 \( V = V_{water} \)。
5. 根据密度公式计算固体样品的密度 \( \rho = \frac{m}{V} \)。
6. 重复上述步骤,测量不同液体样品的密度。
7. 记录所有数据,并进行必要的误差分析。
实验数据与结果:(此处填写实验数据表格,包括样品编号、质量m、体积V、计算出的密度ρ以及可能的误差分析)结论:通过本次实验,我们成功地测量了不同固体和液体样品的密度,并掌握了使用比重瓶和电子天平进行密度测量的方法。
实验结果与理论值相近,但在实际操作中存在一定的系统误差和随机误差,这些误差来源包括仪器的精度限制、操作者的技术水平等。
未来可以通过改进实验方法和提高操作精确度来减少误差,提高实验结果的准确性。
示波器使用大学物理实验报告1

示波器使用大学物理实验报告1一、实验目的1、了解示波器的基本结构和工作原理。
2、掌握示波器的基本操作方法,包括示波器的调节、信号的输入与显示等。
3、学会使用示波器测量正弦波、方波等信号的电压、频率和周期等参数。
二、实验仪器示波器、函数信号发生器、探头、连接线等。
三、实验原理示波器是一种用于显示电信号波形的电子仪器。
它通过将输入的电信号转换为光信号,并在荧光屏上显示出来,从而使我们能够观察到信号的变化情况。
示波器主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。
电子枪产生高速电子束,经过偏转系统的作用,使电子束在荧光屏上按照输入信号的变化规律进行偏转,从而形成信号的波形。
示波器的显示原理是基于电子束在电场和磁场中的偏转。
当在垂直偏转板和水平偏转板上分别加上适当的电压时,电子束就会在垂直和水平方向上发生偏转,从而在荧光屏上显示出相应的波形。
四、实验内容及步骤1、示波器的调节(1)打开示波器电源,预热一段时间。
(2)调节辉度和聚焦旋钮,使荧光屏上的亮点清晰可见。
(3)调节水平和垂直位移旋钮,将亮点移至屏幕的中心位置。
(4)选择适当的触发方式和触发电平,使示波器能够稳定地显示输入信号的波形。
2、正弦波信号的测量(1)将函数信号发生器的输出端与示波器的输入端连接,设置函数信号发生器输出正弦波信号,频率为 1kHz,峰峰值为 5V。
(2)调节示波器的垂直灵敏度和水平扫描速度,使正弦波的波形在屏幕上显示完整且清晰。
(3)测量正弦波的峰峰值、有效值、频率和周期。
峰峰值:通过示波器的垂直刻度读取正弦波的峰峰值。
有效值:根据公式 U 有效值= U 峰峰值/√2 计算正弦波的有效值。
频率:根据示波器水平刻度上一个周期所对应的时间,计算出正弦波的频率。
周期:直接从示波器上读取正弦波的周期。
3、方波信号的测量(1)设置函数信号发生器输出方波信号,频率为 500Hz,峰峰值为 3V。
(2)按照上述方法测量方波信号的峰峰值、频率和周期。
大学物理实验报告大全

大学物理实验报告大全大学物理实验报告大全引言:大学物理实验是培养学生实践能力和科学精神的重要环节。
通过实验,学生可以巩固理论知识,培养观察、分析、解决问题的能力,并加深对物理学原理的理解。
本文将为大家提供一份大学物理实验报告大全,希望对同学们的学习和实验有所帮助。
实验一:测量重力加速度实验目的:通过自由落体实验测量地球表面上的重力加速度。
实验步骤:将小球从一定高度自由落下,记录下落时间,并根据运动学公式计算重力加速度。
实验结果:测得的重力加速度为9.8 m/s²,与理论值相符合。
实验结论:地球表面上的重力加速度约为9.8 m/s²,这是物体在自由落体运动中的加速度。
实验二:测量光的速度实验目的:通过干涉实验测量光的速度。
实验步骤:使用干涉仪,观察光的干涉条纹,并通过计算干涉条纹的间距和光的波长,计算得到光的速度。
实验结果:测得的光的速度为3.0×10^8 m/s,与理论值相符合。
实验结论:光的速度在真空中约为3.0×10^8 m/s,这是光在真空中传播的速度。
实验三:测量电阻的电阻率实验目的:通过测量电阻丝的长度、直径和电阻值,计算电阻的电阻率。
实验步骤:测量电阻丝的长度和直径,并使用电桥测量电阻值,根据电阻率的定义计算电阻的电阻率。
实验结果:测得的电阻率为1.0×10^-6 Ω·m,与理论值相符合。
实验结论:电阻的电阻率是一个物质的固有属性,不随电阻的形状和尺寸变化而变化。
实验四:测量电流的电荷量实验目的:通过电解水实验测量电流的电荷量。
实验步骤:将电解水放在电解槽中,通过电流计测量通过电解槽的电流和电解水的电解时间,计算电流的电荷量。
实验结果:测得的电荷量为1.6×10^-19 C,与理论值相符合。
实验结论:电流的电荷量是电流通过导体所携带的电荷的量度。
实验五:测量声音的速度实验目的:通过共振管实验测量声音的速度。
实验步骤:调整共振管的长度,使共振现象发生,通过测量共振管的长度和声音的频率,计算声音的速度。
关于大学物理实验报告参考精选5篇

关于大学物理实验报告参考精选5篇通过实验,我们得出结果,很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的。
下面就是小编给大家带来的大学物理实验报告,希望能帮助到大家!大学物理实验报告1摘要:热敏电阻是阻值对温度变化非常敏感的一种半导体电阻,具有许多独特的优点和用途,在自动控制、无线电子技术、遥控技术及测温技术等方面有着广泛的应用。
本实验通过用电桥法来研究热敏电阻的电阻温度特性,加深对热敏电阻的电阻温度特性的了解。
关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性1、引言热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~+0.6)℃-1。
因此,热敏电阻一般可以分为:Ⅰ、负电阻温度系数(简称NTC)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。
国产的主要是指MF91~MF96型半导体热敏电阻。
由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。
大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。
Ⅱ、正电阻温度系数(简称PTC)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。
这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。
载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。
应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
2、实验装置及原理【实验装置】FQJ—Ⅱ型教学用非平衡直流电桥,FQJ非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置MF51型半导体热敏电阻(2.7kΩ)以及控温用的温度传感器),连接线若干。
大学物理一实验报告

大学物理(一)实验报告目录实验1刚体转动的研究实验报告................................................ (1)实验2惠斯通电桥测电阻实验报告............................................. (6)实验3三线摆测刚体转动实验报告 (11)实验4密立根油滴法测定电子电荷实验报告 (18)实验5静电场测绘实验报告 (23)实验6阴极射线示波器实验预习报告 (28)实验7测定钢丝的杨氏弹性模量实验报告............ . (29)实验8电位差计测电动势实验报告 (34)实验9导轨上的一维运动实验报告 (40)实验10 测定液体变温粘滞系数实验报告 (47)刚体转动的研究实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](实验示意图、主要计算公式等)图1实验示意图解释下列概念或定律:1.刚体2.刚体的转动惯量3. 力矩4.刚体的转动定律5.视差[实验步骤](简要列出实验主要操作步骤)[数据表格]下落高度:h1= (m);h2= (m);h= (m) [注意事项]刚体转动的研究实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器](规格、型号、精度)[实验原理](简述)[数据表格](要求计算刚体的转动惯量和摩擦力矩,并作图)表1测量原始数据表砝码下落高度:h 1= (m); h 2= (m); h = (m) 图121t r与r 关系图(在直角坐标纸上做图)[数据处理][实验结果][分析讨论]1、实验中为何使用25克左右的砝码而不使用比25克大得多或小得多的砝码?2、怎样用最小二乘法拟合实验数据?惠斯通电桥测电阻实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)图1实验电路原理图[实验步骤](简要列出实验主要操作步骤)1、自组电桥2、箱式电桥[数据表格]1、自组电桥电阻单位:2、箱式电桥电阻单位:[注意事项]箱式电桥倍率与不确定度计算表:惠 斯 通 电 桥 测 电 阻 实 验 报 告班级 组 姓 名 学号 实验成绩 年 月 日 同组人 实验台号 教师签字 [实验目的][实验原理][实验仪器](规格、型号、精度)[数据表格]1、 自组电桥(要求:分别计算a R 和b R 的均值,不确定度和相对不确定度,写出计算过程)电阻单位:2、箱式电桥(要求:将表格填写完整,写出a R 和b R 的不确定度的计算过程) 电阻单位:[[结果表达][分析讨论]1、当惠斯通电桥达到平衡后,若交换电源和检流计位置,电桥是否仍保持平衡?2、什么是电桥灵敏度?如何测定灵敏度引入的误差?三线摆法测刚体转动惯量实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)[实验步骤](简述)[数据表格]表1.圆盘转动惯量测试数据记录表表2. 圆环转动惯量测试数据记录表三线摆转动惯量的理论公式:J盘J环三线摆转动惯量的实验公式:J盘J环[注意事项]三线摆法测刚体转动惯量实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器][实验原理]图1.三线摆法测刚体转动惯量原理图[数据表格]表1.圆盘转动惯量测试数据记录表表2.圆环转动惯量测试数据记录表[数据处理]1.转动惯量的计算三线摆转动惯量的理论计算:J盘J环三线摆转动惯量的实验计算:J盘J环2.各直接测量量的不确定度的计算3.盘的不确定度的计算4.环的不确定度的计算5.转动惯量的理论值与实验值的百分比比较[结果表达] [分析讨论]密立根油滴法测定单电子电荷实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)[实验步骤](简述)[数据表格][注意事项]密立根油滴法测定单电子电荷实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器][实验原理](简述)图1.密立根油滴法测定单电子电荷原理图[数据表格][数据处理] t(s)的计算q(c)的计算e(c)的计算不确定度的计算1.2.3.e与单电子电量e0的比较[结果表达][分析讨论]静电场测绘实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)[实验步骤](简述)[数据表格] 2a= cm;2b=cm[静电场测绘实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器][实验原理](用稳恒电流的电场模拟静电场的依据):[实验数据]a= cm;b= cm实验所得的等位线图:(在此处粘贴等位线图)ln a = ;ln b = ;用坐标纸作图。
大学物理实验报告(a4手写版)(一)2024

大学物理实验报告(a4手写版)(一)引言概述- 本实验报告旨在总结和分析大学物理实验的结果和数据,以便更好地理解物理原理和加深对实验内容的理解。
- 在该实验报告中,我们将详细介绍实验的目的、所用仪器和方法以及实验过程中获得的关键数据和结果。
- 通过这个实验报告的撰写和分析,我们可以更好地掌握和了解大学物理实验的重要性和基本原理。
正文内容一、引力实验1. 确定使用的实验装置和仪器2. 记录实验中所用的材料和物体的质量3. 通过测量高度和时间来计算实验物体的加速度4. 分析测量数据并绘制相关的图表5. 讨论实验结果和原理,以及与预期结果的比较二、光学实验1. 使用凸透镜和凹透镜进行像的成像实验2. 测量物体和像的距离以及透镜的焦距3. 分析实验数据并计算透镜的放大倍数和物距像距关系4. 比较实验结果与凸透镜和凹透镜的理论公式5. 探讨透镜的应用和原理,以及误差来源和可能改进的方法三、电磁实验1. 使用电磁铁和磁弹簧进行磁场实验2. 测量电磁铁产生的磁场强度和磁力3. 计算电流和磁场的关系,以及磁感应强度的大小4. 比较实验结果与理论公式的一致性5. 讨论电磁的基本原理和应用,以及实验中可能出现的误差和改进方法四、力学实验1. 使用弹簧测力计和斜面进行力的测量实验2. 测量物体在斜面上的斜率和力的大小3. 分析测量数据并计算物体的重力加速度和力的大小4. 实验结果与理论公式进行比较,讨论实验误差和改进方法5. 探讨力学的基本原理和力的平衡和平移的关系五、热学实验1. 使用热传导装置进行热传导实验2. 测量不同材料的导热系数和传热速率3. 分析实验数据并计算热传导的速率和热传导系数4. 比较实验结果与理论公式的一致性5. 探讨热力学的基本原理和热传导的应用,以及实验中可能出现的误差和改进方法总结- 本实验报告对大学物理实验进行了全面的介绍和分析,涵盖了引力、光学、电磁、力学和热学实验。
- 通过实验和数据的收集、分析和比较,我们更深入地理解了物理原理和实验的基本原则。
大学物理1实验报告

大学物理1实验报告大学物理1实验报告引言:大学物理实验是一门重要的课程,通过实践探究物理规律,加深对理论知识的理解。
本次实验旨在通过实际操作和数据分析,探究物理实验的基本原理和应用。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果和结论,并提出改进和展望。
实验目的:本次实验的目的是通过测量和分析物理现象,探究相关物理规律,提高学生对物理实验的操作技能和数据处理能力。
通过这次实验,我们将加深对物理实验原理的理解,培养科学实验的思维方式。
实验原理:在这里,我们简要介绍实验的基本原理。
实验原理是理解实验过程和结果的基础。
在本次实验中,我们将研究某一物理现象,并通过实验操作和数据收集来验证一定的物理规律。
这个物理规律可以是基本的牛顿定律、能量守恒定律、电磁感应定律等。
通过实验,我们将观察和测量物理现象,收集数据,并利用相关的物理公式和理论知识进行分析和解释。
实验步骤:本次实验的步骤如下所示:1. 准备实验所需的器材和材料,包括测量仪器、实验装置和样品等。
2. 按照实验操作指南,逐步进行实验。
确保实验过程中的数据收集和记录的准确性。
3. 收集实验数据,并进行初步的数据处理和分析。
4. 根据实验结果,结合理论知识,得出实验结论。
实验结果:在这一部分,我们将详细介绍实验的结果。
实验结果应该包括实验数据、数据处理和分析。
通过实验数据的收集和处理,我们可以得出一些有意义的结论,并与理论预期进行比较。
实验结果的准确性和可靠性对于实验的有效性至关重要。
结论:通过本次实验,我们得出了一些重要的结论。
结论应该是通过实验数据和理论分析得出的科学结论,能够回答实验目的所提出的问题。
结论的正确性和合理性是评价实验的成败的重要标准之一。
改进和展望:在实验报告的最后,我们可以提出一些改进和展望的意见。
改进可以包括实验操作的改进、数据处理方法的改进等。
展望可以包括进一步深入研究该物理现象、探索其他相关实验等。
总结:通过本次实验,我们深入了解了物理实验的基本原理和应用。
《大学物理(一)》实验报告

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:朱建军学提交时间:2017年6月6日四、实验内容像a—F图像.(6) 保持沙和小桶质量不变,在小车上加砝码,重复上面的实验,然后画出质量倒数与加速度a之间关系a—的图像.3. 注意事项(1) 使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量.(2) 平衡摩擦力时不要挂小桶,应连着纸带,且接通电源. 判断小车是否作匀速直线运动可以直接观察,也可以用打点计时器打出的纸带判定(各点间间距相等).(3) 小车应紧靠打点计时器,先接通电源后才放手.(4) 画a—F和a—图像时,应使所描的点均匀分布在直线两侧.4。
难点突破:(1). 数据处理需要计算各种情况下所对应的小车加速度时,使用“研究匀变速直线运动”的方法,先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据公式a=计算加速度.需要记录各组对应的加速度与小车所受牵引力F,然后建立直角坐标系,纵坐标表示加速度a,横坐标表示作用力F,描点画a—F图像,如果图像是一条直线,便证明T加速度与作用力成正比.再记录各组对应的加速度与小车和砝码总质量,然后建立直角坐标系,用纵坐标表示加速度a,横坐标表示总质量的倒数,描点画a—图像,如果图像是一条直线,就证明了加速度与质量成反比五、实验数据①研究加速度与质量成反比,跟力成正比实验中所采用的牵引力由细绳来提供,而计算时,采用的是桶和沙所受的总重力(M′+m′)g,这二者之间存在着差异,当桶和沙通过细绳与小车一起运动时,由于桶和沙也做匀加速直线运动,故其所受合外力不为零,即(M′+m′)g>F. F为细绳上的张力,也是细绳对小车的拉力. 因此,用这种方法得到的结果必然存在误差. 因此本实验要求桶和沙的总质量远小于车和砝码的质量,此时(M′+m′)相对于(M+m)可以忽略,则(M′+m′)a相对于(M+m)a可以忽略,即F近似等于(M′+m′)g. 因此,理论上说,桶和沙的总质量与小车和砝码的总质量相比越小,误差越小.②平衡摩擦力时,如果忘记了这一步,就会出现如图甲所示的a—F图像,这种情况下,直线不过原点. 但是如果平衡摩擦力时斜面倾角过大,也造成误差,形成如图乙所示的a—F 图像,因此实验中如果出现图示的情况,应检查平衡摩擦力造成的偏差.三、好题精析例题1.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及物体质量m的关系实验。
《大学物理(一)》实验报告(速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证)

中国石油大学(华东)现代远程教育实验报告课程名称:大学物理(一)实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式:在线模拟+现场实践提交形式:在线提交实验报告学生姓名:学号:184**********年级专业层次:学习中心:山东济南明仁学习中心提交时间:2019 年月日一、实验目的1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。
2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。
3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。
4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。
5.掌握验证物理规律的基本实验方法。
二、实验原理1.速度的测量一个作直线运动的物体,如果在t~t+Δt时间内通过的位移为Δx(x~x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。
当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度(1)实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。
但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。
本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。
2.加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。
对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。
(1)由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。
(2)由测量加速度设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为(3)根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。
大学物理实验报告书(共6篇)

篇一:大学物理实验报告1图片已关闭显示,点此查看学生实验报告学院:软件与通信工程学院课程名称:大学物理实验专业班级:通信工程111班姓名:陈益迪学号:0113489学生实验报告图片已关闭显示,点此查看一、实验综述1、实验目的及要求1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。
2.学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3.学会物理天平的使用。
4.掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪=±0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪=±0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平 tw-0.5 t天平感度0.02g 最大称量 500g △仪=±0.02g 估读到 0.01g二、实验过程(实验步骤、记录、数据、分析)1、实验内容与步骤1、用游标卡尺测量圆环体的内外径直径和高各6次;2、用螺旋测微器测钢线的直径7次;3、用液体静力称衡法测石蜡的密度;2、实验数据记录表(1)测圆环体体积图片已关闭显示,点此查看(2)测钢丝直径仪器名称:螺旋测微器(千分尺)准确度=0.01mm估读到0.001mm图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看测石蜡的密度仪器名称:物理天平tw—0.5天平感量: 0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析(1)、计算圆环体的体积1直接量外径d的a类不确定度sd ,sd=○sd=0.0161mm=0.02mm2直接量外径d的b类不确定度u○d.ud,=ud=0.0155mm=0.02mm3直接量外径d的合成不确定度σσ○σd=0.0223mm=0.2mm4直接量外径d科学测量结果○d=(21.19±0.02)mmd=5直接量内径d的a类不确定度s○sd=0.0045mm=0.005mmd。
ds=6直接量内径d的b类不确定度u○dud=ud=0.0155mm=0.02mm7直接量内径d的合成不确定度σi σ○σd=0.0160mm=0.02mm8直接量内径d的科学测量结果○d=(16.09±0.02)mm9直接量高h的a类不确定度s○sh=0.0086mm=0.009mmd=h hs=10直接量高h的b类不确定度u○h duh=0.0155mm=0.02mm11直接量高h的合成不确定度σ○σh=0.0177mm=0.02mm 12直接量高h的科学测量结果○h=(7.27±0.02)mmhσh=13间接量体积v的平均值:v=πh(d-d)/4 ○22v =1277.8mm14 间接量体积v的全微分:dv=○3? (d2-d2)4dh+dh?dh?dd- dd 22再用“方和根”的形式推导间接量v的不确定度传递公式(参考公式1-2-16) 222?v?(0.25?(d2?d2)?h)?(0.5dh??d)?(0.5dh??d)计算间接量体积v的不确定度σ3σv=0.7mmv15写出圆环体体积v的科学测量结果○v=(1277.8±0.7) mm2、计算钢丝直径(1)7次测量钢丝直径d的a类不确定度sd ,sd=sdsd =0.0079mm=0.008mm3(2)钢丝直径d的b类不确定度ud ,ud=udud=0.0029mm=0.003mm(3)钢丝直径d的合成不确定度σ。
大学物理实验报告

大学物理实验报告大学物理实验报告「篇一」一、实验目的:掌握用流体静力称衡法测密度的原理。
了解比重瓶法测密度的特点。
掌握比重瓶的用法。
掌握物理天平的使用方法。
二、实验原理:物体的密度,为物体质量,为物体体积。
通常情况下,测量物体密度有以下三种方法:1、对于形状规则物体根据,可通过物理天平直接测量出来,可用长度测量仪器测量相关长度,然后计算出体积。
再将、带入密度公式,求得密度。
2、对于形状不规则的物体用流体静力称衡法测定密度。
测固体(铜环)密度根据阿基米德原理,浸在液体中的物体要受到液体向上的浮力,浮力大小为。
如果将固体(铜环)分别放在空气中和浸没在水中称衡,得到的质量分别为。
②测液体(盐水)的密度将物体(铜环)分别放在空气、水和待测液体(盐水)中,测出其质量分别为、和,同理可得③测石蜡的密度石蜡密度---------石蜡在空气中的质量--------石蜡和铜环都放在水中时称得的二者质量--------石蜡在空气中,铜环放在水中时称得二者质量3、用比重瓶法测定液体和不溶于液体的固体小颗粒的密度①测液体的密度--------空比重瓶的质量---------盛满待测液体时比重瓶的质量---------盛满与待测液体同温度的纯水的比重瓶的质量.固体颗粒的密度为。
----------待测细小固体的质量---------盛满水后比重瓶及水的质量---------比重瓶、水及待测固体的总质量二、实验用具:TW—05型物理天平、纯水、吸水纸、细绳、塑料杯、比重瓶待测物体:铜环和盐水、石蜡三、实验步骤:调整天平⑴调水平旋转底脚螺丝,使水平仪的气泡位于中心。
⑵调空载平衡空载时,调节横梁两端的调节螺母,启动制动旋钮,使天平横梁抬起后,天平指针指中间或摆动格数相等。
用流体静力称衡法测量铜环和盐水的密度⑴先把物体用细线挂在天平左边的秤钩上,用天平称出铜环在空气中质量。
⑵然后在左边的托盘上放上盛有纯水的塑料杯。
将铜环放入纯水中,称得铜环在水中的质量。
大学物理实验报告(10篇)

大学物理实验报告(10篇)大学物理实验报告1院系名称:勘察与测绘学院专业班级:姓名:学号:辉光盘【实验目的】:观察平板晶体中的高压辉光放电现象。
【实验仪器】:大型闪电盘演示仪【实验原理闪电盘是在两层玻璃盘中密封了涂有荧光材料的玻璃珠,玻璃珠充有稀薄的惰性气体(如氩气等)。
控制器中有一块振荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。
通电后,振荡电路产生高频电压电场,由于稀薄气体受到高频电场的电离作用二产生紫外辐射,玻璃珠上的荧光材料受到紫外辐射激发出可见光,其颜色由玻璃珠上涂敷的荧光材料决定。
由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。
【实验步骤】:1. 将闪电盘后控制器上的电位器调节到最小;2. 插上220V电源,打开开关;3. 调高电位器,观察闪电盘上图像变化,当电压超过一定域值后,盘上出现闪光;4. 用手触摸玻璃表面,观察闪光随手指移动变化;5. 缓慢调低电位器到闪光恰好消失,对闪电盘拍手或说话,观察辉光岁声音的变化。
【注意事项】:1. 闪电盘为玻璃质地,注意轻拿轻放;2. 移动闪电盘时请勿在控制器上用力,避免控制器与盘面连接断裂;3. 闪电盘不可悬空吊挂。
辉光球【实验目的】观察辉光放电现象,了解电场、电离、击穿及发光等概念。
【实验步骤】1.将辉光球底座上的电位器调节到最小;2.插上220V电源,并打开开关;3. 调节电位器,观察辉光球的玻璃球壳内,电压超过一定域值后中心处电极之间随机产生数道辉光;4.用手触摸玻璃球壳,观察到辉光随手指移动变化;5.缓慢调低电位器到辉光恰好消失,对辉光球拍手或说话,观察辉光随声音的变化。
【注意事项】1.辉光球要轻拿轻放;2.辉光球长时间工作可能会产生臭氧。
【实验原理】辉光球发光是低压气体(或叫稀疏气体)在高频电场中的放电现象。
玻璃球中央有一个黑色球状电极。
球的底部有一块震荡电路板,通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。
大学物理实验报告范文3篇(完整版)

大学物理实验报告范文3篇大学物理实验报告范文3篇大学物理实验报告范文篇一:一、实验综述1、实验目的及要求1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造,掌握它们的原理,正确读数和使用方法。
学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。
3.学会物理天平的使用。
4.掌握测定固体密度的方法。
2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪= 0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪= 0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平 TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量500g △仪=0.02g 估读到 0.01g二、实验过程准确度=0.01mm 估读到0.001mm测石蜡的密度仪器名称:物理天平TW 0.5 天平感量:0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析h) mm2、计算钢丝直径t以25C为标准查表取值,计算石蜡密度平均值:M1tM2 M3=0.9584kgm3三、结论1、实验结果实验结果即上面给出的数据。
2、分析讨论心得体会:1、天平的正确使用:测量前应先将天平调水平,再调平衡,放取被称量物和加减砝码时○一定要先将天平降下后再操作,天平的游码作最小刻度的12估读。
2、螺旋测微器正确使用:记下初始读数,旋动时只旋棘轮旋柄,当听到两声咯咯响○时便停止旋动,千分尺作最小刻度的110估读。
思考:1、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定?测定值如何表示? ○答:把螺旋测微器调到0点位置,读出此时的数值,测定值是读数+零点修正值2、游标卡尺读数需要估读吗? ○答:不需要。
3、实验中所用的水是事先放置在容器里,还是从水龙头里当时放出来的好,为什么? ○答:事先放在容器里面的,这样温度比较接近设定温度。
建议学校的仪器存放时间过长,精确度方面有损,建议购买一些新的。
四、指导教师评语及成绩:评语:成绩:指导教师签名:批阅日期:大学物理实验报告范文篇二:一、实验目的。
大学物理实验报告(一)

大学物理实验报告(一)大学物理实验报告是每位学生在物理实验课程中不可或缺的一部分,它不仅可以加深对物理理论知识的理解,还可以提高实验能力和科学思维能力。
下面就来详细介绍一下大学物理实验报告应该如何写作。
一、报告的结构大学物理实验报告通常应包含以下几个部分:封面、目录、实验目的、实验原理、实验装置与实验操作、实验结果与数据处理、实验分析与讨论、实验结论、参考文献等。
二、报告的要求1.报告语言应简洁明了、用词规范、语句连贯,避免使用生硬的如“本人”、“笔者”、“筆者”之类的称谓。
2.报告内容应翔实完整、准确无误,不应将实验内容过度简化或难以理解。
3.报告应尽量避免出现拼音、生僻字或错别字等错误,以体现学生的语言表达能力。
4.报告中应重点介绍实验的过程、数据、结果和分析,所有实验数据、图表或图片应标明自己的编号,并进行解释说明。
5.报告的分析过程必须严谨,结论应直观易懂,并可根据图表数据进行证明。
6.报告应自主研究,本着实验的原理与目的进行实验,如有不懂处应及时请教和向老师请教。
三、写作技巧1.报告的写作要注重逻辑性,可以先列出大纲,思路清晰,然后在进行组织写作。
2.报告的开头应概述实验的目的和背景,中间应详细描述实验的过程、数据。
分析与讨论实验结果,最后描述实验的结论和反思。
3. 注意实验原理、实验操作、实验数据的详细介绍,理论知识的深入剖析,并注重语言的准确性与流畅性。
综上所述,大学物理实验报告的写作虽然细节和要求很多,但只要遵循规范的格式,详细展示实验过程和结果,严谨分析和讨论数据,正确得出实验结论,报告就会更加贴近实际,更具学术价值。
教师们在评估报告时往往会注重同学的实验操作能力和科学分析能力,因此同学们一定要认真对待每次实验报告的写作,不断提升自己。
《大学物理》实验报告

《大学物理》实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察和测量物理现象,理解和掌握物理学的原理和实验方法,培养实验技能和科学素养。
二、实验原理在物理学中,许多现象和规律都可以通过实验来揭示和验证。
本实验将通过以下原理进行实验:1、牛顿第二定律:力等于质量乘以加速度,即F = ma。
2、欧姆定律:电流等于电压除以电阻,即I = V/R。
3、法拉第电磁感应定律:感应电动势等于磁通量变化率与线圈匝数的乘积,即E = n(dΦ)/(dt)。
三、实验步骤1、准备实验器材:小车、小钩码、轨道、光电门、电磁铁、电源、电阻箱、线圈等。
2、进行实验操作:将小车放在轨道上,安装光电门以测量小车的速度,连接电源和电磁铁,调整电阻箱和线圈的阻值。
3、记录实验数据:通过控制变量法,分别改变小车的质量、电磁铁的电流、电阻箱的阻值等,记录小车的速度、加速度、电流、电压等数据。
4、分析实验数据:根据实验数据,分析各个变量对小车运动的影响,验证牛顿第二定律和欧姆定律。
5、撰写实验报告:将实验过程和结果进行总结,得出结论。
四、实验结果及分析1、牛顿第二定律验证:根据实验数据,当小车的质量增加时,其加速度减小;当施加的力增加时,加速度也增加。
这符合牛顿第二定律的预测,即力等于质量乘以加速度。
2、欧姆定律验证:通过测量电流和电压,发现电流与电压成正比,符合欧姆定律的预测,即电流等于电压除以电阻。
3、法拉第电磁感应定律验证:当磁通量变化时,线圈中产生了感应电动势。
实验数据也显示,感应电动势与磁通量变化率和线圈匝数成正比,符合法拉第电磁感应定律的预测。
五、结论通过本实验,我们验证了牛顿第二定律、欧姆定律和法拉第电磁感应定律。
这些实验结果进一步巩固了我们对物理学原理的理解和应用能力。
实验过程中的操作技巧和方法也为我们未来的科学研究打下了基础。
在今后的学习和实践中,我们应该继续加强对物理学的理解和应用,为解决实际问题提供科学依据。
大学物理实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量不同材料的光学常数和吸收系数,深入理解光的传播和吸收规律,探索不同材料对光的响应特性,为实际应用提供理论支持。
大学物理一实验报告(共5篇)

篇一:大学物理实验报告模板.**学院物理系大学物理学生实验报告实验项目:实验地点:班级:姓名:座号:实验时间:月物理系编制一、实验目的:二、实验仪器设备:三、实验原理:四、实验步骤:教师签名:五、实验数据记录六、实验数据处理七、实验结论与分析及思考题解答1、对实验进行总结,写出结论:2、思考题解答:篇二:大学物理实验报告**学院物理系大学物理学生实验报告实验项目:空气比热容比测定实验实验地点:班级:姓名:座号:实验时间:月日物理系编制一、实验目的:①用绝热膨胀法测定空气的比热容比?。
②观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
③学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验仪器设备:贮气瓶,温度计,空气比热容比测定仪。
数字电压表1-进气活塞;2-放气活塞;3-ad590; 4-气体压力传感器;5-704胶粘剂图4-4-1 实验装置简图三、实验原理:气体由于受热过程不同,有不同的比热容。
对应于气体受热的等容及等压过程,气体的比热容有定容比热容c和定压比热容c。
定vp容比热容是将1kg气体在保持体积不变的情况下加热,当其温度升高1?c时所需的热量;而定压比热容则是将1kg气体在保持压强不变的情?cv况下加热,当其温度升高1?c时所需的热量。
显然,后者由于要对外作功而大于前者,即c定容比热容c之比vp。
气体的比热容比?定义为定压比热容c和p??ccpv是一个重要的物理量,经常出现在热力学方程中。
2四、实验步骤:5(1)用气压计测量大气压强p0 设为(1.0248?10pa);(2)开启电源,将电子仪器部分预热10分钟,然后用调零电位器调节零点;(3)关闭放气活塞2,打开进气活塞1,用充气球向瓶内打气,使瓶内压强升高(即数字电压表显示值升高120~140mv左右,关闭进气活塞1。
待瓶中气压强稳定时,瓶内气体状态为ⅰ。
记下p1; (4) 迅速打开放气活塞2,使瓶内气体与大气相通,由于瓶内气压高于大气压,瓶内部分气体将突然喷出,发出“嗤”的声音。
大学物理一实验报告

大学物理一实验报告大学物理一实验报告引言大学物理一实验是大学物理课程的重要组成部分,通过实验可以帮助学生巩固理论知识,培养实践能力和科学思维。
本实验报告将对我们进行的实验进行详细描述和分析,以便更好地理解物理原理和实验方法。
实验目的本次实验的主要目的是研究力学中的一些基本概念和定律,包括运动学、力的平衡和力的分解。
通过实验,我们将探索物体的运动规律、力的作用效果以及力的合成与分解等内容。
实验装置与原理本次实验需要使用的装置包括平衡杆、滑轮、弹簧测力计、直尺等。
其中平衡杆用于测量物体的质量和重力,滑轮用于改变力的方向,弹簧测力计用于测量力的大小,直尺用于测量距离。
实验过程与数据记录我们首先使用平衡杆测量了不同物体的质量,并记录了相应的重力值。
然后,我们通过滑轮将力的方向改变,使用弹簧测力计测量了不同力的大小。
最后,我们使用直尺测量了物体的位移,并记录了相应的数据。
实验结果与分析通过实验数据的记录和分析,我们得出了以下结论:1. 质量与重力的关系:根据平衡杆的测量结果,我们发现质量越大,重力也越大,符合牛顿第二定律。
2. 力的平衡:通过滑轮改变力的方向,我们观察到当两个力大小相等且方向相反时,物体处于力的平衡状态。
3. 力的分解:利用滑轮和弹簧测力计,我们可以将一个力分解为两个力,使其在不同方向上产生效果。
这可以帮助我们更好地理解力的合成与分解原理。
实验误差与改进在实验过程中,由于仪器的精度限制和操作的不准确性,可能会产生一些误差。
为了减小误差,我们可以采取以下改进措施:1. 提高测量仪器的精度:使用更精确的平衡杆、滑轮和弹簧测力计,可以减小仪器本身的误差。
2. 提高操作技巧:在进行实验时,要注意操作方法和步骤,尽量减小人为误差的产生。
3. 多次重复实验:进行多次实验可以减小随机误差的影响,提高实验结果的准确性。
结论通过本次实验,我们深入了解了物体的运动规律、力的平衡和力的分解等基本概念和定律。
实验结果与理论知识相符,证明了这些物理原理的正确性。
大学物理实验报告通用10篇

大学物理试验报告1
重力加速度的测定
一、试验任务
精确测定银川地区的重力加速度
二、试验要求
测量结果的对不确定度不超过5%
三、物理模型的建立及比较
初步确定有以下六种模型方案:
方法一、用打点计时器测量
所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等.
利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择抱负纸带,找出起始点0,数出时间为t的p点,用米尺测出op的距离为h,其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.
摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:
g=4π2n2h/t2.
将所测的n、t、h代入即可求得g值.
方法六、单摆法测量重力加速度
在摆角很小时,摇摆周期为:
则
通过对以上六种方法的比较,本想尝试利用光电掌握计时法来测量,但因为试验室器材不全,故该方法无法进行;对其他几种方法反复比较,用单摆法测量重力加速度原理、方法都比较简洁且最熟悉,仪器在试验室也很齐全,故利用该方法来测最为顺利,从而可以得到更为精确的值。
重力加速度的计算公式推导如下:
取液面上任一液元a,它距转轴为x,质量为m,受重力mg、弹力n.由动力学知:
ncosα-mg=0(1)
nsinα=mω2x(2)
两式相比得tgα=ω2x/g,又tgα=dy/dx,∴dy=ω2xdx/g,
∴y/x=ω2x/2g.∴g=ω2x2/2y.
.将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出,将转台转速ω代入即可求得g.
方法二、用滴水法测重力加速度
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大学物理一实验报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
现代远程教育
实验报告
课程名称:大学物理(一)
实验名称:速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证
实验形式:在线模拟+现场实践
提交形式:提交书面实验报告
学生姓名:学号:
年级专业层次:
学习中心:
提交时间:年月日
一、实验目的
1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。
2.了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。
3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。
4.从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。
5.掌握验证物理规律的基本实验方法。
二、实验原理
1.速度的测量
一个作直线运动的物体,如果在t-t+Δt时间内通过的位移为Δx(x-
x+Δx),则该物体在Δt时间内的平均速度为,Δt越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。
当Δt→0时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度
(1)
实际测量中,计时装置不可能记下Δt→0的时间来,因而直接用式(1)测量某点的速度就难以实现。
但在一定误差范围内,只要取很小的位移Δx,测量对应时间间隔Δt,就可以用平均速度近似代替t时刻到达x点的瞬时速度。
本实验中取Δx为定值(约10mm),用光电计时系统测出通过Δx所需的极短时间Δt,较好地解决了瞬时速度的测量问题。
2.加速度的测量
在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1和v2。
对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。
(1)由测量加速度
在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为
(2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。
3.验证牛顿第二定律
牛顿第二定律所描述的内容,就是一个物体的加速度与其所受合外力成正比,与其本身质量成反比,且加速度的方向与合外力方向相同。
数学表述为
F = m a(3)
为了研究牛顿第二定律,考虑如图1所示一个运动物体系统,系统由m1(滑块)和m2(砝码)两个物体组成,忽略空气阻力及气垫对滑块的粘滞力,不计滑轮和细线的质量等。
图1验证牛顿第二定律
调节气垫导轨水平后,将一定质量的砝码盘通过一细线经气垫导轨的滑轮与滑块相连。
设滑块部分的质量为m1,滑块本身所受重力为m1g,气垫对滑块的漂浮力为N,此二力相平衡,滑块在垂直方向受到的合外力为零。
滑块在水平方向上受到细线的拉力,此力为重物作用于细线所产生的张力T,由于气垫导轨和滑块及细线所受的粘滞阻力及空气阻力忽略不计,则有
(4)式中a为运动系统的加速度,根据式(4)有
(5)在式(5)中,若令m=m1+m2表示运动物体系统的总质量,F=m2g表示物体系统在运动方向所受的合外力,则式(5)即为式(5)F=m a。
根据式(5),验证牛顿第二定律可分为以下两步来完成。
(1)当系统总质量m保持不变时,加速度a应与合外力F成正比,比值为常数,即
(6)
实验时,在保持总质量m不变的情况下,改变合外力F i=m2i g,即逐次改变砝码盘中砝码的质量,测出系统相应的加速度a i。
如果在实验误差允许的范围内式(7)成立,
(7)则验证了m不变的情况下,a与F成正比。
还可以利用上述a和F数据作a~F关系图,若为直线,则可验证式(6),即a与F成正比。
(2)当保持系统所受合外力F=m2g不变时,加速度a的大小应与系统的总质量m=m1+m2成反比,即
(8)
同样,实验时保持合外力F=m2g不变,改变系统总质量mi=m1i+m2,即逐次向滑块增加不同重量的质量块,测出系统相应的加速度a i。
如果在实验误差允许的范围内式(9)成立,
(9)则验证了F不变的情况下,a与m成反比。
还可以利用上述a和m数据作
a~关系图,若为直线,则可验证式(8),即a与m成反比。
如果式(6)和式(8)均被验证,则式(5)即式(3)得到验证,也就是
说,验证了牛顿第二定律。
三、实验器材
气垫导轨、光电计时系统、滑块、砝码、质量块(铁块)等。
四、实验内容
1.调节气垫导轨和光电计时系统
调整气垫导轨水平,达到细调水平要求,即滑块往返一次。
调整光电计时系统处于正常工作状态。
2.验证物体系统总质量不变时加速度与合外力成正比
保证物体系统总质量不变,逐步增加砝码盘中砝码的质量,改变外力5次。
每一外力下分别记录滑块经过两个光电门的时间和,重复测量6次。
3.验证物体系统所受合外力不变时加速度与总质量成反比
保持砝码盘部分的质量不变,即合外力不变,在滑块上逐步增加质量块,改变物体系统总质量5次。
每一总质量下分别记录滑块经过两个光电门的时间和,重复测量6次。
五、实验数据。