高中物理学生实验专题.docx
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高中物理实验(超详细)本文档旨在提供一份超详细的高中物理实验指南,以帮助学生更好地理解和掌握物理实验。
实验1: 马赫-朗伯仪器测速实验实验目的通过马赫-朗伯仪器测量运动物体的速度,加深对速度的理解。
实验器材- 马赫-朗伯仪器- 运动物体实验步骤1. 准备马赫-朗伯仪器和物体。
2. 将物体放在仪器底座上,并调整光线,使之通过物体底部的夹角最小。
3. 开始测速,记录仪器上显示的速度值。
实验结论通过马赫-朗伯仪器,可以准确地测量运动物体的速度。
实验2: 牛顿冷却定律实验实验目的验证牛顿冷却定律,并了解物体的冷却过程。
实验器材- 试管装置- 温度计- 热水源- 冷却水源实验步骤1. 准备试管装置,并将温度计插入试管中。
2. 将热水源中的水倒入试管中,记录初始温度。
3. 启动计时器,观察温度的变化,并记录下来。
4. 将冷却水源中的水倒入试管中,继续观察温度的变化。
实验结论实验结果验证了牛顿冷却定律,即物体的冷却速度与温度差成正比。
实验3: 光的折射实验实验目的通过光的折射实验,观察光在不同介质中的传播规律。
实验器材- 光具- 光源- 介质实验步骤1. 准备光具和光源,并将光源固定在适当位置。
2. 在介质中装入不同介质,如水和玻璃。
3. 点亮光源,观察通过不同介质后光线的折射情况。
4. 记录观察结果并比较不同介质的折射角度。
实验结论实验结果表明,光在不同介质中的传播路径会发生折射,折射角度与介质的折射率有关。
以上是三个简单的高中物理实验,通过这些实验的实施,希望能够帮助学生更好地理解各个物理概念和定律,提高实验操作能力。
希望本文档对您有所帮助。
高中物理学生实验【考纲要求】要求能在理解基础上独立完成的学生实验有:1.长度的测量2.研究匀变速直线运动3.探索弹力和弹簧伸长的关系4.验证力的平行四边形定则5.验证机械能守恒定律6.用单摆测定重力加速度7.研究平抛物体的运动8.验证动量守恒定律9.用油膜法估测分子的大小10.用描迹法画出电场中平面上的等势线11.描绘小灯泡的伏安特性曲线12. 测定金属的电阻率13.把电流表改装为电压表14. 研究闭合电路欧姆定律15. 测定电源电动势和内阻16.练习使用示波器17.用多用电表探索黑箱内的电学元件18. 传感器的简单应用19.测定玻璃的折射率20. 用双缝干涉测光的波长21.用气缸导轨验证动量守恒定律22.研究玩具电机的能量转化并注意应用这二十二个实验中所获得的实验思想、方法、技巧,灵活解决其他类似实验或实际问题。
【知识结构】高中阶段的二十二个学生实验,按实验目的和特点可分为五个类型:热点导析1.选择仪器的原则①可行性原则:要根据实验要求和客观条件选用合适仪器。
如测量某电阻阻值,可根据要求的测量精度。
实验的条件确定采用电桥法、伏安法、欧姆表、替代法等,还要根据电阻的规格、电表参数(量程、内阻、精度)选择电压表和电流表。
②准确性原则:怎样的测量实验需要,决定选用怎样精度的测量工具,对一定的实验要求,精度不是越高越好。
如测金属丝电阻率实验中,测直径需2~ 3 位有效数字,所以用螺旋测微器,而测长度时,用毫米刻度尺足够了。
③操作性既要考虑阻值范围,又要考虑它的额定电流和功率。
当然仪器的选择,首先依托于电原理图已定测量方法已明确的前提下,从安全、准确、节能、方便顺序给予统盘考虑。
2. 变阻器分压和限流接法比较限流接法分压接法变阻器 R 工作状态R 的一部分在工作R 全部工作,且 I> IRLRmax L的电压调节范围R L ε - ε0~ε负载 R R L RR L 与 R 阻值相近且不要求R < 1R 以上,或电压从 0L适用条件U 从 0 开始调节2L开始调节优、缺点电压调节范围小, R 工作电流电压调节范围大, R 工作较小(等于 R L 上电流) 电流较大(大于 R L 上电流)备注一般先考虑限流接法后考虑分压接法典型例析例 1 在做 “互成角度的两个力的合力”实验时, 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确定的 O 点。
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。
高一物理实验专题一、研究匀变速直线运动 (练习使用打点计时器)1电磁式打点计时器:6V 以下的交流电。
电火花式打点计时器:220V 的交流电。
2、 交流电的频率为 50HZ ,打点间隔为0.02s3、 根据纸带算平均速度和瞬时速度4、 算各点的瞬时速度,描点法做出 V — t 图 实验:1、先开电源,然后释放小车。
2、开头过于密集的点舍掉,一般每5个点或每隔4个点取一个计数点,使相邻计数点之间时间间隔为T = 0.1s 数据处理:计算法:根据纸带求某点瞬时速度和加速度(1)求某点瞬时速度,,如: 1(2)求加速度:a 、理想纸带(即△ X 相等)b 、不理想纸带(即△ X 不相等):用逐差法 注意化单位 数据处理:图象法: 1根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系, 让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积。
2、此实验小车做匀加速直线运动,所以要用直线拟合数据点, 让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧,个别偏离较大点舍去 二、验证平行四边形定则1.实验目的:验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则2. 实验原理:(1)两个力F 1、F 2的作用效果与一个力 F 的作用效果相同:使像皮绳在 某一方向伸长一定的(相同)长度。
(2)以R 、F 2为邻边作平行四边形求出 F 1、F 2的合力F ,在误差允许的范围内比较 F 与F 。
如果在误差允许的范围内F 与F 相同,就验证了两个力合成时遵循平行四边形定则。
3. 实验器材:方木板一块;白纸;图钉(若干);橡皮条;细绳套(两个);弹簧秤(两 只);三角板;刻度尺;铅笔。
4. 实验条件:为使橡皮绳有较明显的伸长,同时弹簧测力计有较大的示数,两测力计所拉线绳之间的夹角不宜过大和过小,一般在60 °〜120 °之间较合适。
5. 主要测量:用两个测力计拉线绳,使橡皮条伸长,绳的结点到达O 点,记录此时两个测力计的数值F 1和F 2及两个力的方向;用一只测力计重新将结点拉到 O 点,记录此时F 的(1 )瞬时速度V FV EG(X 4 X 5 X e ) (X 1 X 2 X 3)9T大小和方向。
高中物理学生实验【考纲要求】要求能在理解基础上独立完成的学生实验有:1.长度的测量2.研究匀变速直线运动3.探索弹力和弹簧伸长的关系4.验证力的平行四边形定则5.验证机械能守恒定律6.用单摆测定重力加速度7.研究平抛物体的运动8.验证动量守恒定律9.用油膜法估测分子的大小10.用描迹法画出电场中平面上的等势线 11.描绘小灯泡的伏安特性曲线12.测定金属的电阻率13.把电流表改装为电压表14.研究闭合电路欧姆定律15.测定电源电动势和内阻16.练习使用示波器17.用多用电表探索黑箱内的电学元件18.传感器的简单应用19.测定玻璃的折射率20.用双缝干涉测光的波长21.用气缸导轨验证动量守恒定律22.研究玩具电机的能量转化并注意应用这二十二个实验中所获得的实验思想、方法、技巧,灵活解决其他类似实验或实际问题。
【知识结构】高中阶段的二十二个学生实验,按实验目的和特点可分为五个类型:热点导析1.选择仪器的原则①可行性原则:要根据实验要求和客观条件选用合适仪器。
如测量某电阻阻值,可根据要求的测量精度。
实验的条件确定采用电桥法、伏安法、欧姆表、替代法等,还要根据电阻的规格、电表参数(量程、内阻、精度)选择电压表和电流表。
②准确性原则:怎样的测量实验需要,决定选用怎样精度的测量工具,对一定的实验要求,精度不是越高越好。
如测金属丝电阻率实验中,测直径需2~3位有效数字,所以用螺旋测微器,而测长度时,用毫米刻度尺足够了。
③操作性原则:在可行、准确前提下,设计实验和选用仪器越简单越好,并具有良好可操作性。
如滑线变阻选用,既要考虑阻值范围,又要考虑它的额定电流和功率。
当然仪器的选择,首先依托于电原理图已定测量方法已明确的前提下,从安全、准确、节能、方便顺序给予统盘考虑。
2.变阻器分压和限流接法比较限流接法 分压接法变阻器R 工作状态 R 的一部分在工作R 全部工作,且I Rmax >I RL负载R L 的电压调节范围RR R L Lε-ε0~ε适用条件R L 与R 阻值相近且不要求U L 从0开始调节 R <21R L 以上,或电压从0开始调节优、缺点 电压调节范围小,R 工作电流较小(等于R L 上电流)电压调节范围大,R 工作电流较大(大于R L 上电流)备注一般先考虑限流接法后考虑分压接法典型例析例1 在做“互成角度的两个力的合力”实验时,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确定的O 点。
高中物理课本实验全
实验一:测量木块的密度
实验目的
通过测量木块的密度,学生可以了解物体密度的概念,并掌握密度计算的方法。
实验步骤
1. 准备一个木块和一个测量密度的;
2. 用天平测量木块的质量;
3. 将木块放入中,记录的初始体积;
4. 添加一定量的水到中,记录的末尾体积;
5. 使用公式计算木块的密度。
实验二:测量小车的加速度
实验目的
通过测量小车的加速度,学生可以了解力学中的运动和力的关系,并研究如何计算加速度。
实验步骤
1. 准备一个小车和一条光滑的倾斜面;
2. 将小车放在倾斜面上,并确保它处于静止状态;
3. 用尺子测量小车的起点和终点位置;
4. 通过计算公式计算小车的加速度。
实验三:测量电池的电动势
实验目的
通过测量电池的电动势,学生可以了解电压的概念,并掌握如何使用电动势计进行测量。
实验步骤
1. 准备一个电池和一个电动势计;
2. 将电动势计的正负极连接到电池的正负极;
3. 读取电动势计上的电动势数值。
实验四:测量光的折射角
实验目的
通过测量光的折射角,学生可以了解光的折射规律,并掌握如何使用折射仪进行测量。
实验步骤
1. 准备一个折射仪和一束光源;
2. 将光源对准折射仪,使光线通过折射仪的入口面;
3. 通过观察刻度盘上的指示,测量光的入射角和折射角。
......(以此类推,列出所有的高中物理课本实验)
以上是一份高中物理课本实验全的简要列表,希望对您有所帮助!。
高考物理实验专题复习:力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。
二、纸带(一)匀加速直线运动(用纸带计算瞬时速度和加速度)1.(9分)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。
他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上,实验时得到一条纸带。
他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。
(保留三位有效数字)参考答案1.(每);旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm(用纸带计算瞬时速度和加速度,分析由于电源频率引起的误差)2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。
、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:(1) __________________________________计算VF的公式V F = ;(2)以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象,利用图象求得其加速度a =m/s2;(3)如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变)。
参考答案 4. (12 分)(1)* =<10? (2)=0.425±0.005m/s2;图略(3)偏小(纸带的迁移)3、(本题满分13分(1)(3分)图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图,由图可知此工件的直径应为mm o2(10分)如图甲所示,是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动,以替代打点计时器。
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。
高中物理力学实验大全1、力是物体之间的相互作用实验仪器:磁铁、小铁块;细线、钩码(学生用)教师操作:磁铁吸引铁块。
学生操作:用细线使放在桌上的钩码上升。
实验结论:力是物体对物体的作用。
2、测量力的仪器实验仪器:弹簧秤(2只)弹簧秤:(1)构造和原理弹簧秤测力原理是根据胡克定律,即F拉=F弹=kx,故弹簧秤的刻度是均匀的,构造如图。
(2)保养①测力计不能超过弹簧秤的量程。
②测量前要注意检查弹簧秤是否需要调零,方法是将弹簧秤竖直挂起来,如其指针不指零位,就需要调零,一般是通过移动指针来调零。
③被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致。
④读数时应正对平视。
⑤测量时,除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值外,还要估读一位。
⑥一次测量时间不宜过久,以免弹性疲乏,损坏弹簧秤。
教师操作:两只弹簧秤钩在一起拉伸,可检验弹簧秤是否已损坏。
3、力的图示实验仪器:刻度尺、圆规4、重力的产生及方向实验仪器:小球、重锤、斜面教师操作:向上抛出小球,小球总是会落到地面。
教师操作:小球在桌上滚到桌边后总是会落到地面。
实验结论:地球对它附近的一切物体都有力的作用,地球对它周围的物体都有吸引的作用。
教师操作:观察重锤线挂起静止时,线的方向。
教师操作:观察重锤线的方向与水平桌面、斜面是否垂直。
实验结论:重力的方向与水平面垂直且向下,而不是垂直物体表面向下。
5、重力和质量的关系实验仪器:弹簧秤、钩码(100g×3只)教师操作:将质量为100g的3只钩码依次挂在弹簧秤上,分别读出它们受到的重力为多少牛,将数据记在表格中,做出相应计算。
质量m(kg) 重力G(N) 重力与质量的比g(N/kg)0.10.20.3实验结论:物体的质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受的重力跟它的质量成正比,这个比值始终是9.8N/kg。
6、悬挂法测重心实验仪器:三角板、悬线、不规则形状薄板(人字形梯子、绳子)教师操作:在A点用线将不规则物体悬挂起来;在B点将不规则物体悬挂起来,两次重锤线的交点即是重心。
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。
高中物理电学实验【知识梳理】一、描绘小灯泡的伏安特性曲线1、实验原理在纯电阻电路中,电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系,但在实际电路中,由于各种因素的影响,U —I 图像不再是一条直线。
读出若干组小灯泡的电压U 和电流I ,然后在坐标纸上以U 为纵轴,以I 为横轴画出U —I 曲线。
2、实验步骤(1)、适当选择电流表,电压表的量程,采用电流表的外接法,按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。
(2)、滑动变阻器采用分压接法,把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A 端,电路经检查无误后,闭合电键S 。
(3)、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和,记入记录表格内,断开电键S ;(4)、在坐标纸上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流I ,横轴表示电压U ,用平滑曲线将各点连接起来,便得到伏安特性曲线。
(5)、拆去实验线路,整理好实验器材。
3、注意事项(1)、因本实验要作出I —U 图线,,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此,变阻器要采用分压接法;(2)、本实验中,因被测小灯泡电阻较小,因此实验电路必须采用电流表外接法;(3)、电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使小灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V )时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压;(4)、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A 端;(5)、坐标纸上建立坐标系,横坐标所取的分度例应该适当,尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。
连线一定用平滑的曲线,不能画成折线。
4、误差分析(1)、测量电路存在系统误差,未考虑电压表的分流,造成测得的I 值比真实值偏大; (2)、描绘I —U 线时作图不准确造成的偶然误差。
5、知识延伸电流表的解法:(1)内接法:如图所示,待测电阻的测量值R 测:A R A RA x A R U U U U U R R R I I I I +===+=+测测测测显然>x R R 测所以x A R R R =-测当>>x A R R 时,x R R ≈测,系统的相对误差很小,可以忽略不计,所以内接法适用于测量高阻值电阻。
高中物理实验19高中物理实验是学习物理科学的重要环节,通过实验可以观察和验证各种物理现象,加深对物理理论的理解。
以下是一些适合高中物理课程的实验内容,帮助学生加强对物理知识的学习和掌握。
实验一:测量重力加速度实验目的:了解重力的基本概念,测量地球表面的重力加速度。
实验材料:弹簧测力计、定滑轮、金属球。
实验步骤:1. 将金属球挂在弹簧测力计上,称为物体的质量m。
2. 将定滑轮固定在水平位置上。
3. 将测力计的一端固定在定滑轮上,另一端固定在地面上。
4. 调整弹簧测力计使金属球保持在水平位置上。
5. 用测力计测量金属球受到的重力F。
6. 根据测力计的读数和质量m计算出重力加速度g。
实验结果:记录测力计读数和计算出的重力加速度g。
实验二:研究简谐振动实验目的:了解简谐振动的基本概念和特点,研究弹簧振子的振动规律。
实验材料:弹簧振子装置。
实验步骤:1. 将弹簧振子装置固定在水平桌面上。
2. 调整弹簧振子的初始位置,使其保持在静止状态。
3. 将弹簧振子拉伸或压缩一定位移,并释放。
4. 记录振动的周期T。
实验结果:记录不同位移下的振动周期T,绘制位移与周期的关系图,分析振动频率和周期之间的关系。
实验三:研究光的折射定律实验目的:通过测量光的折射角和入射角,验证光的折射定律。
实验材料:光箱、直角三棱镜、光学平台。
实验步骤:1. 将光箱放置在光学平台上,调整光线方向垂直于直角三棱镜的一面。
2. 用直尺测量光线的入射角度和折射角度。
3. 用折射定律计算折射率。
实验结果:记录不同入射角度和折射角度的测量值,计算并比较折射率。
实验四:测量电阻和电流的关系实验目的:通过测量电压和电流的关系,验证欧姆定律。
实验材料:电源、电阻、导线、电流表。
实验步骤:1. 将电源正极和负极通过导线连接到电阻上。
2. 在电路中插入电流表,测量电路中的电流强度I。
3. 在电路中测量电压V。
4. 记录电流强度I和电压V的数值。
实验结果:记录不同电流强度和电压的测量值,绘制电流强度和电压的关系图,验证欧姆定律。
课堂教学设计课前通过课程课标研究和学情分析编制导学案,先进行理论探究机械能守恒定律,再进行实验验证,在探究案中突出了“实验验证”模块,让学生在动手体验中既兼顾了物理学科素养和能力的培养,又对实验操作进行了动手训练。
最后引导学生总结理解机械能守恒定律,进一步形成学科能力。
对课堂整个过程的组织,课前提前培训小组长,明确责任和分工合作,培养学生的合作意识和责任意识。
教师对学生完成学案的情况进行分析,针对性备课,上课突出重难点。
对所需的实验器材要准备好,调试好。
课堂活动中,先通过学生比较熟悉的蹦床比赛导入,总结力做功对应能量的转化,并引导学生从理论推导和实验验证两个维度来分析机械能守恒定律,从而明确本节课重点,一是理论推导机械能守恒定律,二是进行分组实验的验证,通过实验探究和合作探究,力争将问题解决掉,最终解决不掉的问题展示在后黑板疑问栏中。
学生的学习过程先自主学习,找到问题后结合自己和小组的实际,合作学习,可结合提供的实验器材,深入探究,注重思维形成过程,提高课堂效率。
充分讨论,合作探究后,结合后黑板疑问栏,教师和学生共同处理,引导学生思考,培养学生思考和分析能力。
教学设计2、会判断具体问题中机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律分析实际问题,体会守恒思想。
课堂活动一:(老师)设计情景,让学生动手推导情景:如图所示,小球沿一光滑的斜面下滑,在A 点具有的动能是E K1,重力势能是E =300克)、纸带、打点计时器、导线、电源、刻度尺。
1、实验原理:2、实验数据:★3、分析数据得出结论:明确探究要求:(1)合作探究,交流分享自己的思考 (2)做好组内分工(3)有疑问及时提出来讨论,解决不了的写到疑问区【分享提升】疑问栏展示内容:(学生展示疑问) 1 2 3师生共同研究:(引导学生思考,注重思维形成过程)实验次数 实验数据 1 2 3 下落高度h 减少的Ep 瞬时速度V 增加的E门基础实验学科的学科特色。
高中物理学生实验【考纲要求】要求能在理解基础上独立完成的学生实验有:1.长度的测量2.研究匀变速直线运动3.探索弹力和弹簧伸长的关系4.验证力的平行四边形定则5.验证机械能守恒定律6.用单摆测定重力加速度7.研究平抛物体的运动8.验证动量守恒定律9.用油膜法估测分子的大小10.用描迹法画出电场中平面上的等势线11.描绘小灯泡的伏安特性曲线12. 测定金属的电阻率13.把电流表改装为电压表14. 研究闭合电路欧姆定律15. 测定电源电动势和内阻16.练习使用示波器17.用多用电表探索黑箱内的电学元件18. 传感器的简单应用19.测定玻璃的折射率20. 用双缝干涉测光的波长21.用气缸导轨验证动量守恒定律22.研究玩具电机的能量转化并注意应用这二十二个实验中所获得的实验思想、方法、技巧,灵活解决其他类似实验或实际问题。
【知识结构】高中阶段的二十二个学生实验,按实验目的和特点可分为五个类型:热点导析1.选择仪器的原则①可行性原则:要根据实验要求和客观条件选用合适仪器。
如测量某电阻阻值,可根据要求的测量精度。
实验的条件确定采用电桥法、伏安法、欧姆表、替代法等,还要根据电阻的规格、电表参数(量程、内阻、精度)选择电压表和电流表。
②准确性原则:怎样的测量实验需要,决定选用怎样精度的测量工具,对一定的实验要求,精度不是越高越好。
如测金属丝电阻率实验中,测直径需2~ 3 位有效数字,所以用螺旋测微器,而测长度时,用毫米刻度尺足够了。
③操作性既要考虑阻值范围,又要考虑它的额定电流和功率。
当然仪器的选择,首先依托于电原理图已定测量方法已明确的前提下,从安全、准确、节能、方便顺序给予统盘考虑。
2. 变阻器分压和限流接法比较限流接法分压接法变阻器 R 工作状态R 的一部分在工作R 全部工作,且 I> IRLRmax L的电压调节范围R L ε - ε0~ε负载 R R L RR L 与 R 阻值相近且不要求R < 1R 以上,或电压从 0L适用条件U 从 0 开始调节2L开始调节优、缺点电压调节范围小, R 工作电流电压调节范围大, R 工作较小(等于 R L 上电流) 电流较大(大于 R L 上电流)备注一般先考虑限流接法后考虑分压接法典型例析例 1 在做 “互成角度的两个力的合力”实验时, 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确定的 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. 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 另一端拉到 O 点D. 实验中,把橡皮条的另一端拉到 O 点时,两个弹簧秤之间夹角应取90o ,以便于算出合力大小解析本题为 1994 年上海高考试题实验中有严格的要求: ( 1)结点 O 不允许移动。
(2) 弹簧秤不要达到最大量程,因为一个达到最大,另一个将不好调整。
(3) 两个弹簧秤的拉力夹角不易过大,也不易过小, 取 90o 也可以, 并不是必须取90o 。
所以, 本题操作中错误的是A 、C 、D 。
说明 本实验的所有规定都是为了更有利于操作,有利于减小测量误差,合力一定的前提下,一个力大小或方向的改变,都可导致另一个力的大小、方向发生改变。
夹角太大太小、拉力太大太小、拉力与木板不平行均会带来较大误差。
例 2 如图 9-17-1 所示是做匀加速直线的小车带动打点计时器的纸带上打出的点的一部分。
图中每相邻两点之间还 有四个点没有画出, 交流电的频率为 50Hz ,测得第二个、 第三个计数点与起点相距 d =6.0cm,d 3=10.0cm ,则( 1)第一个、2第四个计数点与起点相距d 、 d 各为多少?14( 2)物体经过第一个、第二个计数点的即时速度 v 1,v 2 和物体的加速度分别为多少?解析 设相邻两计数点相距依次为 s 1、 s 2、 s 3、 s 4,则s =d ,s 3=d 3-d 2=10.0-6.0=4.0cm, s 4=d 4-d 3=d 4-10.0cm.在匀加速运动中,从任意一个时刻起在连续相等的时间内通过的位移之差相等。
s=s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3= (6.0-d 1)-d 1=4.0-(6.0-d 1)=(d 4-10.0)-4= ,得 d 1= 8 =2.67cm,d 4=44=14.67cm 。
33( 2)因 s 1=d 1= 8 cm,s 2=6-d 1=10cm,s 3=4.0cm, 而 T=5×0.02s=0.1s ,所以33v 1=s 1s 2 8 103 3 cm ·s -1 =30cm · s -1 2T2 0.1 v 2=s 2s 3 10 43 cm ·s -1 =110cm · s -1 =36.67cm · s -12T 2 0.1 3a=v2v 1110 30 200cm · s -2 =66.67cm · s -2 3 cm ·s -2 =T0.1 3s=aT 2 与 d 1、d 2、 d 3、 d 4 的区别和联系。
说明本题为已知匀加速,求纸带上各点分布规律。
并要注意例 3研究弹性碰撞的实验装置及小球落点位置如图9-17-2所示,判断实验做得是否精确, 只要看关系式 OP+OM=O ′N 是否成立?为什么?解析 设入射小球 A 的质量为 m 1,被碰小球 B 的质量为 m 2,碰撞前后应满足m 1v 1=m 1v 1′ +m 2v 2,m 1 (v 1-v 1′ )=m 2v 2 ①碰撞后机械能没有损失,则1m 1v 21= 1 m 1V 1' 2 +12 22mv 2 ,m (v 2 -v ′ 2 )=m v 2②22 2 1 1 1 2式②÷式① v 1+v 1′=v 2,即 OP+OM=O ′N ③天平测出两个小球质量为m 1、 m 2,大致可以获得较好的结论:m 1· OP=m 1·OM+m 2· O ′ N④满足式④表明动量守恒;满足式③表明为弹性碰撞。
说明 研究动量守恒实验的表达式如此简单,主要依靠两小球均做平抛运动。
实验中用平抛物体水平射程代替小球碰撞前后速度的实验思想,在其他实验场合也会有很好的应用。
例 4 如图 9-17-3 所示,为测定木块与斜面之间的滑动摩擦系数,某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动,他使用的实验器材仅限于:①倾角固定的斜面(倾角未知) 、②木块、③秒表、④米尺。
( 2)计算摩擦系数的公式是μ =。
( 3)为了减小测量的误差,可采用的办法是。
解析本题为 1997 年上海高考试题这是一道很好的设计型实验,不仅要求学生能按题目给定的器材确定要测量的物理量和实验方法,同时要求学生根据运动学和动力学的知识理解实验原理。
掌握了这些,本题就变得简单了,不过就是一道一物体沿斜面下滑的题目。
其初速度为 0,而加速度为 gsin θ- μ gcos θ,位移为 l 的问题。
题目第三问考查了所有实验的一个减小误差的方法,在学习时应引起足够的重视。
因此(1)记录的数据为l 、 d 、 h 、 t ,( 2)μ =h2l 2 ,( 3)多次测量取平均值。
dgt 2d说明 本题物理情景十分简单,测量精度要求不高,不能钻牛角尖,思考过分复杂,认为高考题一定较难,关键是考查物理实验的基本思想和方法。
例 5 一个学生做平抛物体运动的实验时,只在白纸上画出水平方向 x ,忘记在纸上记下斜槽末端的位置,并且只在白纸上画出如图 9-17-4 甲所示的一段曲线,试用一根刻度尺算出这个物体的初速度。
解析 (1)先在平抛物体的轨迹曲线上任意取水平位移相等的A 、B 、C 三点, 再作出相应的高度 y 1,y 2,如图 9-17-4乙所示。
( 2)用刻度尺量出x 、y 1、 y 2 的长度。
( 3)将三个数据代入 v 0=g·Δ x ,得出平抛物体运动的初速度y 2 y 1设想斜槽末端 O 为原点的直角坐标系, 则 A 、B 、C 三个坐标分别为 x A 、y A ;x B 、y B ;x C 、y C ;根据平抛运动的特点: x=v 0 t12和 y=gt ,消去 t ,得y= gx 2 ,可见 2v 02gx 2gx2 gx 2y = A,y =B ,y = CABCy =y -yg( x 2 B x 2A ) g x( xB x A )1BA2v 02 2v 02g( x2C x2B) g x( x C x B ) y2=y C-y B=2v022v02y2-y1=g x( xC x A ) g x2,2v02v02整理后得出 v0=g·Δ x。
y2y1说明虽然在末知平抛初始起抛点时也能求得初速度,但所需测量的物理量较多,也会带来较大的误差。
所以常规定实验方法还是先测得起始点后再进行简单的运算。
例 6关于示波器的作用,下列说法中正确的是()A.它能直接观察电信号随时间的变化情况B.它能直接观察温度的高低、光的强弱等随时间变化的情况C.要观察振动和温度、光等信号的变化情况,可先利用各种传感器把这些信号转化为电信号,再利用示波器间接地观察D.物体的机械振动的情况是无法利用示波器这种电子仪器去研究的解析示波器能直接观察电信号随时间的变化情况,但通过各种传感器可把其他信号转变为电信号,再通过示波器显示。
所以正确答案为 A、 C。
说明示波器的最重要的电子仪器之一,它的广泛用途决定于能灵活地通过各种转换观察、监视、测量各种信号的变化情况。
例 7某同学用以下器材测量电阻:①安培计、②电阻箱、③单刀双掷电键(这种电键在掷刀 a 倒向 b 时 ab 接通,倒向 c 时 ac 接通)、④待测电阻、⑤电源、⑥限流电阻,如图 9-17-6 。
实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻箱和待测电阻接入电路,用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值。
( 1)在图中完成电路的连接(其中有两条导线已连接好)。
( 2)本实验中电键应先接通的是含有(填待测电阻或电阻箱的电路)。
用电健变换电路,调节电阻箱时,应使两次测量的大小相同,这时待测电阻的值可以从上读出。
解析本题是 1997 年上海高考试题( 1)如图 9-17-7 。
( 2)待测电阻,电流(或安培计读数),电阻箱。
说明本题的难点是对单刀双掷开关进行连线操作,应先作出电原理图草稿,再对两支路进行分开连接(如先连干路和 R x组成回路,再连电阻箱支路)。
例 8普通白炽灯是由爱迪生发明的,主要构造是钨丝和灯泡,灯泡内充有惰性气体及混有极少氧气。