高中物理必修必修实验总结归纳.pdf

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沟通电压为 4V6V 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 沟通电压，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取点的原就：从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带，舍掉开头比较密集的点迹， 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 ) 如下列图， 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 ，运算比较便利 A 点的距离，算出相邻计 2从纸带读取长度的方法：利用毫米刻度尺测出各点到 数点间的距离 s1，s2， s3，s4，s5， s6 . 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，试验原理 1利用纸带判定物体是否做匀变速直线运动的方法 ss2 s1s3s2 s4 s1， s2，s3 设 为纸带上相邻两个计数点之间的距离，如 s3 常数， 即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量， 就与纸带相连的物 体做匀变速直线运动 2由纸带求物体运动加速度的方法 2 (1) 逐差法：依据 s4 s1 s5 s2s6s33aT ，求 a1， a2，a3，再算出 a1， a2， a3 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，就 s4 s1 3T s5 s2 3T s6 s3 3T a1 ， a2 ，a3 2 2 2 第 1 页，共 14 页 a1a2a3 3 加速度的平均值为 a “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 s1，s2，s3 ， 以减小偶然误差 (2) 用 v t 图象求加速度：依据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度 sn sn 1 等于这段时间内的平均速度即 vn ，求出打各个计数点时纸带的瞬时速度， 2T 再作出 vt 图象，图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度 四，试验器材 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，试验步骤 1把一端附有滑轮的长木板平放在试验桌上，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，如下列图 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，重复试验三次 4从三条纸带中选择一条比较抱负的纸带，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头点，为了测量便利和削减误差，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 T0.02s 5 0.1s ，在选好的开头点下标明 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 s1，s2， s3， s4，s5， s6. 6依据测量结果，利用“试验原理”中给出的公式算出加速度 a1，a2， a3 的值， ( 注 意 T0.1s) 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，留意事项 第 2 页，共 14 页 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开头释放小车时，应使小车靠近打点计时器 4应当先接通电源，待打点计时器工作稳固后，再释放小车 5小车另一端所挂的钩码个数要适当，防止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分 6选择一条抱负的纸带，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分 ) ，弄清晰所选的时间间隔 T 等于多少秒 七，误差分析 本试验中误差来源于 s 和 T. 由于电源频率很稳固，所以打点时间 T 的误差可忽视不 计在用毫米刻度尺测量 s 时，要求眼睛正对刻度尺 1，在“讨论匀变速直线运动”的试验中，打点计时器使 用的沟通电源的频率为 50 Hz， 记录小车运动的纸带如下列图， 在纸带上选择 6 个计数点 A ， B，C，D，E， F，相邻两计数 点之间仍有四个点未画出，各点到 A 点的距离依次是 2.0 cm， cm， cm， cm， cm； （ 1）依据学过的学问可以求出小车在 B 点的速度为 vB m/s， CE 间的平均速度为 m/s； （ 2）以打 B 点时为计时起点， 建立 vt 坐标系如下列图， 请在图中作出小车运 动的速度与时间的关系图线； m/s2； （ 3）依据图中作出的图线可得小车运动的加速度为 2，一个质点正在做匀加速直线运动， 现用固定的照相机对该质点进行闪光照相， 闪光时间间隔为 1 s；分析照片得到的数据，发觉质点在第 1 次，第 2 次闪光的时间 第 3 页，共 14 页 间隔内移动了 2 m，在第 3 次，第 4 次闪光的时间间隔内移 动了 8 m，由此可求得（ ） A 第 次 闪 光 时 质 点 的 速 度 1 B质点运动的加速度 C从第 2 次闪光到第 3 次闪光这段时间内质点的位移 D质点运动的初速 度 其次讲 试验 验证平行四边形法就 1试验目的 验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定就 2试验原理 等效法：使一个力 F的作用成效和两个力 F1，F2 的作用相同，都是让同一条一端 固定的橡皮条伸长到某点， 所以一个力 F就是这两个力 F1 和 F2 的合力， 作出力 F 的图示，如下列图 平行四边形法：依据平行四边形定就作出力 F1 和 F2 的合力 F 的图示 验证：比较 F 和 F的大小和方向是否相同，如有误差答应的范畴内相同，就验证 了力的平行四边形定就 3试验器材 方木板，白纸，弹簧测力计 ( 两只 ) ，橡皮条，细绳套 ( 两个 ) ，三角板，刻度尺，图 钉( 几个 ) 4试验步骤 用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上 用图钉把橡皮条的一端固定在 A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点 伸长到某一位置 O，如下列图，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下 O 点的位置 第 4 页，共 14 页 及此时两细绳的方向 用铅笔和刻度尺从结点 O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧 测力计的拉力 F1 和 F2 的图示，并以 F1 和 F2 为邻边用刻度尺作平行四边形，过 O点画 平行四边形的对角线 ，此对角线即为合力 F 的图示 只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置 O，登记弹簧测力 计的读数和细绳的方向，用刻度尺从 O点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧 测力计的拉力 F的图示 比较力 F与平行四边形定就求出的合力 F 在大小和方向上是否相同 转变两个力 F1 和 F2 的大小和夹角，再重复试验两次 5试验留意事项 在同一次试验中，使橡皮条拉长时结点的位置肯定要相同 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 读数时应留意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳与弹簧测力计的轴线在同一条 直线上，防止弹簧与测力计外套，弹簧测力计的限位卡之间有摩擦读数时眼睛要 正视弹簧测力计刻度，在合力不超出量程及橡皮条在弹性限度内的前提下，测量数 据尽量大一些 细绳应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿细绳方向画直线，应在细绳 两端画两个射影点取掉细绳后，连直线确定力的方向 以调零后的弹簧测力计的两挂钩互钩后对拉，读数相同为宜 在同一次试验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的 图示稍大一些 6试验误差分析 读数误差 第 5 页，共 14 页 减小读数误差的方法：弹簧测力计数据在答应的情形下，尽量大一些读数时眼睛 肯定要正视刻度尺，要按有效数字正确读数和记录 作图误差 削减作图误差的方法： 作图时两力的对边肯定要平行 两个分力 F1，F2 间的夹角越大， F的误差 F就越大， 所以试验中不要把 用平行四边形作出的合力 F1，F2 间的夹角取 得太大 9，在“探究力的平行四边形定就”的试验中： （1）其中的两个试验步骤分别是： A 在水平放置的方木板上固定一张白纸， 用图钉把橡皮条的一端固定在方木板 上，另一端拴上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计（弹簧测力计与方木板 平面平行）互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置 O 点，在白纸上 用铅笔登记 O 点的位置和读出两个弹簧测力计的示数 F1 和 F2； B只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计 拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数 F 和登记细绳的方向； 请 指 出 以 上 步 骤 中 的 错 误 或 疏 漏 ： A 中 是 ； B 中 是 ； （2）在某次试验中，两个弹簧测力计的拉力 F1， F2 已在图中画出，图中的方格 每边长度表示 2 N，O 点是橡皮条的结点， 请用两个直角三角板严格作出合力 F 的图 示，并求出合力的大小为 N； 第三讲 验证牛顿其次定律 1试验目的，原理 试验目的：验证牛顿其次定律，即物体的质量肯定时，加速度 与作用力成正比；作用力肯定时，加速度与质量成反比 试验原理： 利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法， 图 3 14 1 第 6 页，共 14 页 采纳掌握变量法讨论上述两组关系如图 3-14-1 所示，通过适当的调剂，使小车所 受的阻力忽视，当 M和 m 做加速运动时，可以得到 当 Mm 时，可近似认为小车所受的拉力 T 等于 mg 本试验第一部分保持小车的质量不变，转变 m的大小，测出相应的 a，验证 a 与 F 的关系；其次部分保持 m 不变，转变 M 的大小，测出小车运动的加速度 a，验证 a 与 M 的关系 2 试验器材 打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶，细绳，砂，低 压沟通电源，两根导线，天平，刻度尺，砝码 3 试验步骤及器材调整 用天平测出小车和小桶的质量 M 和 m，把数值 (1) 记录下来 按图 3-14-2 所示把试验器材安装好 (2) 图 3 14 2 平稳摩擦力： 在长木板的不带滑轮的一端下面 (3) 垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运 动为止 将砂桶通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录 (4) 小车的运动情形，取下纸带，并在纸带上标上号码 保持小车的质量不变，转变砂桶中的砂量重复步骤 (4) ，每次记录必需在相 (5) 应的纸带上做上标记，列表格将记录的数据填写在表内 建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系上描点，画出 (6) 相应的图线以验证 a 与 F 的关系 保持砂及小桶的质量不变，转变小车的质量 ( 在小车上增减砝码 ) ，重复上述 (7) 步骤 (5) ，(6) 验证 a 与 M 的关系 第 7 页，共 14 页 4 留意事项 在本试验中，必需平稳摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置 (1) 要恰当在位置确定以后，不能再更换倾角 转变 m 和 M 的大小时，每次小车开头释放时应尽量靠近打点计时器，而且先 (2) 通电再放小车 每次利用纸带确定 a 时，应求解其平均加速度 (3) 5 数据处理及误差分析 M 该试验原理中 (1) T=mg ，可见要在每次试验中均要求 Mm ，只有这样， M m 才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力 在平稳摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大 (2) 也不能太小，同时每次转变 M 时，不再重复平稳摩擦力 在验证 。