高中物理力学实验

赤峰新希望辅导学校

高

中

物

理

力学实验精讲

辅导教师:姚明席

实验一匀变速直线运动的实验探究

(2)“图像法”求加速度,即由“平均速度法”求出多个点的速

度,画出v —t 图,直线的斜率即加速度.

“平均速度法”求速度, 即根据1()2n n Vn s s T

++=如下图所示

三、实验器材

打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、

钩码、刻度尺、电源、导线、复写纸片、

四、实验步骤

1、把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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、

2、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,

把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面、实验装

置见图—1—2所示,放手后,瞧小车能否在木板上平稳地加速滑行

3、把小车停在靠近

打点计时器处,先接通

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,换上

新纸带,重复三次、 图—1—2

4、从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密

集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取

一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4……,测量各计

数点到0点的距离s,并记录填入表中 位置编号

v /(m ·s -1)s/m

时间(t /s )

543210

5、计算出相邻的计数点之间的距离Δs 1、Δs 2、Δs 3……

6、利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速

度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中、

7、增减所挂钩码数,再做两次实验、

五、数据处理

由实验数据得出v-t图像、

(1)根据表格中的v、t数据,在平面直角

坐标系中仔细描点,如图—1—3可以瞧到,

对于每次实验,描出的几个点都大致落在

一条直线上、图—1—3 (2)做一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的两侧,这条直线就就是本次实验v-t图像,它就是一条倾斜的直线、

六、实验结论

由实验得出的v-t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律、

有两条途径进行分析:

(1)小车运动的v-t图像就是一条倾斜的

直线如图—1—4,当时间增加相同的

值Δt,速度也会增加相同的值Δv,由此

得出结论:小车的速度随时间均匀变化、图—1—4 (2)既然小车的v-t图像就是一条倾斜的直线,那么v随t变化的函数关系式为v=kt+b,所以小车的速度随时间均匀变化、

七、实验误差

1、打点计时器的计时误差、

2、纸带的测量误差、

3、用作图法,画出的v-t图像不就是直线

4、木板的粗糙程度并非完全相同

八、注意事项

1、纸带与细绳要与木板平行,小车运动要平稳、

2、实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后应先断开电源后取纸带、

3、要防止钩码落地与小车与滑轮相撞、

4、小车的加速度宜适当大些,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、

实验附录:两种打点计时器

打点计时器就是一种测量时间的工具。如果运动物体带动的纸带通过打点计时器,在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间,纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间的间隔,就可分析物体的运动状况。

两种打点计时器:

（1）电磁打点计时器:

电磁打点计时器就是一种使用交流电源(学生电源)的计时仪器,其工作电压小于6V,一般就是4~6V,电源的频率就是50Hz,它每隔0、02s打一次点。即一秒打50个点。

工作原理:电磁打点计时器的结构如上图所示:通电以前,把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面,接通电源后,在线圈与永久磁铁的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动,这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。

如果把纸带与运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移,由这些点的位置,我们就可以了解物体的运动情况, (2)、电火花打点计时器

电火花打点计时器的计时原理与电磁打点计时器的原理相同,不过在纸带上打点的不就是振针与复写纸,而就是电火花与墨粉,

使用时,墨粉纸套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔(如下图所示),当接通电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生

火花放电,于就是在运动的纸带上便打出一行点迹,当电源的频率为50Hz时,每隔0、02s打一次点。

这种计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小。

电磁打点计时器与电火花打点计时器在实验中的作用就是相同的,所以今后的叙述中不再区分,统称打点计时器。

实验二、探究弹力与弹簧伸长量的关系

【实验目的】

1、探究弹力与弹簧伸长量之间的关系、

2、学会利用图像法处理实验数据、

【实验原理】

1.如图1所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧

会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码

的重力大小相等、

2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可图1

以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算、建立坐标系,以纵坐标表示弹簧的弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验中所测得的各组(x,F)所对应的点,用平滑的曲线连接起