重点高中物理必修一实验

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1、重点高中物理必修一实验作者:日期:高中物理必修一实验实验一 匀变速直线运动的实验探究一、实验目的1 .练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的 运动.2 .掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.3,能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的加速度.二、实验原理L理论基础沿直线运动的物体在连续相等的时间内不同时刻的速度分 别为5、5、，若仍一3 =叨- 5 = 5 S =弓则说明 该物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明该物体在 做匀变速直线运动，即广中=笠=. dl X2,打点计时器的工作原理（1）作用：计时仪器，每隔0. 02 s打一次点./电磁打点计时器！4 V6 V交流电源.件（

2、电火花计时器1220 V交流电源.（3）纸带上点的意义：表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动 情况.3 .判断物体运动状态的方法：求相邻位移的差 设相邻两点之间的位移为3,（1）若靠一S1 =打一,运=.% - $L1 = 0,则物体做匀速直 线运动.（2）若立一4=53 52 = =.3一底-L/。，则物体做匀变速 直线运动.4 .求物体加速度的方法（D逐差法如图实一1一1所示，相邻两计数点间的距离分别为h、立,两计数点间的时间间隔为T,根据hs=aT有 门一门一（向一北）+ （必一立）+ （0 Si ） = 3aTJ图实一1 1同理舟一.也

3、=.%一门=3程丁工求出3T2再算出小，即、电的平均值-_ U -aR （比十打+门）-（必十比+同）即为所求物体运动的加速度.（2）vr图象法根据石=心可求得&求出1、2（一般取5个点）各计数点的瞬时速度，再作出.一因象：求下产的 J-“I的加速度.（3）利用已求出的瞬时速度值,按加速度的定义式求加速度图实一1 一2L如图实一 1 2所示，把原来放于 水平束面上的长木板一端垫起.把 打点计时器固定在木板被垫起的 那端，连接好电路.让平整的纸 带穿过打点计时器的限位孔,把纸 带的一端固定在小车后面.2 .用手按住小军，使小车停在靠近打 点计时器处.先接通电源，再放开小车，小车在拖着纸带运 动的

4、同时，打点计时器就在纸带上打下一系列的点.断开电 源，取下纸带；更换新纸带，重复实验三次.3 .从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比 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- 0.02 sX5-0. 1 ”在选好的开始点下标明人依次标为B、 CD、E叫做计数点.4 .用亳米刻度尺正确测出抵相邻两计数点之间的距离*、之、$八54、几并填入下表中:分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段|时间t/s各段位移 s/rn平均速度 v/m * s Jrh以上数据求咫相应相邻的

5、加速度值相邻段12段23段34段45段56段加速度a/m . s-5 .比较各段的加速度是否相等，得出结论，即小车沿斜面的下 滑是否可以看成匀变速直线运动.6根据实验原理中所讲的方法，计算小车的加速度或根据 口一工图象求出小车的加速度.五、注意事项1.房始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.2,应该先接通电源，再释放小车.当小车到达滑轮前及时用手 按住.3,先断开电源再取下纸带.4 .如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度.5 .选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点 密集部分，适当选取计一数点（注意计数点与计时点的区别）, 弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.6 .每

6、打好一条纸带.将定位轴上的爱写纸换个位置，以保证打 点清晰.7 .不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统 一量出各汁数点到计数起点。之间的距离）.读数时应估 流到毫米的F一位.&要多测几组，尽量减小误差.六、误差分析L根据纸带测量的位移有误差.2 .根据位移计算的瞬时速度有误差.3 .计算的加速度有误差（。=写当）.4 .用作图法，作出的覃一/图线并非是一条直线.5,木板的粗糙程度并非完全相同.实验二探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验目的L培养学生用所学知识探究物理规律的能力.2 .探究弹力和弹簧伸长的关系.3 .养成用图象法处理实验数据的习惯.二、实验原理图实一2一 11 .如图

7、实一2一1所示,弹簧在下端悬挂 钩码时会伸长.平衡时弹簧产生的弹 力与所挂钩码的重力大小相等.2 .用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力 下的伸K量H.建立坐标系,以纵坐 标表示弹力大小F,以横坐标表示弹 簧的仲氏量上，在坐标系中描出实验所测得的各组（z.F）对应的点，用平滑的肺线连接起来.根 据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸氏量间的关系.三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、的码若干、三角板、坐标纸、重 垂线.四送验步骤与数据处理I将弹簧的一端挂在铁架台上，让尺自 然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长 状态时的长度/即原长.2 .如图实一2 一 2所示,将已知质量的 钩码挂在弹簧的下端，在平衡时

8、测量 弹簧的总长L并计算钩码的重力.填 写在记录表格里.钩吗1234567F/NL/crxijcj UHL图实一 2 一 23 .改变所挂钩码的质量，重复前面的实验过程多次.4 .以弹力F（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的 伸长量工为横坐标，用描点法作图.连接各点，得出弹力F 随弹簧伸长量工变化的图线.5,以弹簧的仲氏量上为自变量，写出曲线所代表的函数.首先 尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数.6 .得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式 中常数的物理意义.一 7 1k一I- 二 -I五、注意事项1,所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸.超出它的弹性限 度.要注意观

9、察，适可而止，2 .每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点 尽可能稀，这样作出的图线更精确.3 .测弹簧长度时，一定要在弹簧室宜悬挂且处于平衡状态时 测量g以减小误差.4 .描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上.但应注意 一定耍使各点均匀分布在曲线的两侧.描出的线不应是折 线，而应是平滑的曲线*5 .记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位.六金差分析1,钩码标值不准确.弹簧长度测量不准确带来误差.6 .画图时描点及连线不准确也会带来误差.7 .弹簧竖口悬桂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来误差.实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的L掌握弹簧测力计的正确使用方法

10、，2 .根据实验的要求，会对给定的实验步骤排序、纠错.3 .验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则，培养用 作图法处理问题的能力.二、实验原理等效法：使一个力户和两个力F1、玲都让同一条一端固 定的橡皮筋伸长到某点，即它们的作用效果相同.所以一个力 F就是这两个力F1和F1的合力，作出力F的图示.再根据平 行四边形定则作出力6和入 的合力F的图示/匕较F.和F 的大小和方向是否都相同.三实验器材方木板，白纸；弹簧测力计（两只）,橡皮筋,细绳套（两 个）.三角板，刻度尺，图钉（几个）、铅笔.1.用佟I钉把臼纸钉在水平桌面的方木板匕2 .用图钉把橡皮筋的端固定在八点，橡皮筋的另一端拴匕 两个细

11、绳套.图实一3一13 .用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互 成角度地拉橡皮筋使橡皮筋伸K到某 一位置如图实一3-1所示，记录两 弹簧测力计的读数，用铅弟描下。点的 位置及此时两细绳套的方向.4 .用铅笔和刻度尺从结点。沿两条细绳 方向画宜线，按选定的标度作出这两只 弹簧测力计的读数Fi和F2的图示.并以R 和F2为邻边 用刻度尺作平行四边形过。点间平行四边形的对角线, 此对角线即为合力六的图示.5 .只用一只弹簧测力N通过细绳套把橡皮筋的结点拉到同样 的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺 从。点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计 的拉力尸的图示，6 .比较力F与用平行四边

12、形定则作出的合力F在大小和方 向上是否相同.7,改变两个力Fi与E的大小和夹角，再重复实验两次，在同一次实验中,使橡皮筋拉长时结点。的位置一 定要相同.画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰 当选取标度使所作力的困示稍大一些.五笠意事项1不要宜接以像皮筋端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套.以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O2 .在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点。的位置一定要 相同.3 .不要用老化的橡皮筋，检查方法是用个弹簌拉橡皮筋，要 反复做几次，使橡皮筋拉到相同的长度看弹簧谟数有无 变化.4 .细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.不要直接沿细绳 套的方向画直线，应在细

13、绳套末端用铅笔画一个点，取掉到 绳套后，再将所标点与。点连直线确定力的方向.3.在同一次实验中、阐力的图示所选定的标度要相同,并且要 恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.六、误差分析本实验误差的主要来源除弹簧测力il本身的误差外，还 有读数误差、作图误差,因此读数时眼睛一定要正视，要按有 效数字正确读数和记录,两力与各对边要平行.两个分力B fn巳 间的夹角。越大，用平行四边形作图得出的合力F的误 差户也越大，所以实验中不要把。取得太大，但也不宜太小, 以60“100之间为宜.实验四验证牛顿运动定律一、实验目的L学会用控制变量法研究物理规律.2 .探究加速度与力、质量的关系.3,掌握利用图象

14、处理数据的方法，二,实验原理探究加速度”与力F及质量小的关系时，应用的基本方 法是控制变量:法，即先控制一个参地小车的质地用不变， 讨论加速度a与力F的关系,再控制重物的质量不变,即力F 不变,改变小车质量小,讨论加速度。与加的关系.三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸,小车、一端附有定滑轮的长木 板，重物、祛码,夹子、细绳、低压交流电源、导线，天平（带有一 套硅码）、刻度尺.四、实验步骤及数据分析L用天平测出小车和硅码的总质量加,把数值记录下来.2*按图实4 1所示把实验器材安装好，只是不把悬挂重物 的细绳系在车上，即不给小车加奉引力.图实一4 13 .平衡摩擦力工在长木板的不带定滑轮的端下

15、面垫块木 板.反复移动木板的位置,直至小车在斜面上运动时可以保 持匀速直线运动状态,这时，小车拖着纸带运动时受到的摩 擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡.*把细绳系在小车，并绕过滑轮悬挂重物，先接通电源再放 开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切 断电源，取下纸带.在纸带上标上纸带号码.5 .保持小车和祛码的质量不变，改变重物的质量,使重物的质 量远小于小车和缺码的总质量，把重物的质量,记录F 来，重复步骤4.6 .重复步骤5三次，得到四条纸带.7 .在每条纸带L都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测 量计数点间的距离,算出每条纸带上的加速度的值.8,用纵坐标表示

16、加速度*横坐标表示作用力E作用力的大 小F等于重:物的重力，根据实验结果在坐标平面上描出相 应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上,便证明了加 速度与作用力成正比.实验次数加速度n/(m s ?)小车受力F/N1234由以上数据画出它的一f美系图象加图产 实一42所示.通过。一*关系图象，我们可以得出小车的 L 加速度曰与力“成正比.9-保持重物的质量不变在小车上加祛码，重 图实一4 一2 复上面的实验,用纵坐标表示加速度以，横坐标表示小车和 硅码总质量，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点.实验次数加速度/（m 7 2）小车质量/kg1234由以上数据画出它的一加图象及q图象.如图实一4i

17、n3甲.乙所示.乙 血图实一4 3通过。m和“一关系图象我们可以得出小车的加速度 ma与质量切成反比，与质量的倒数上成正比. m五、注意事项L 定要做好平衡摩擦力的工作,也就是调出一个合适的斜 面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受到 的摩擦阻力,在平衡摩擦力时，不要把重物挂在小车上,即 不要给小车加任何牵引力.并要让小车拖着打点的纸带 运动.2.实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不 管以后是改变重物的质量还是改变小车和硅码的总质量， 都不需要重新平衡摩擦力.工每条纸带必须在满足小不与车上所加成码的总质量远大于 困物的质量的条件下打出.只有如此重物重力的大小才可 视

18、为小车受到的拉力的大小.4*改变重物和小车质量后.每次开始时小车应尽量靠近打点 计时器，并应先接通电源*再放开小车,且应在小车到达滑 轮前按住小车.工作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的 点应尽可能对称分布在所作直线两侧.6 .作图时两坐标轴标度比例要选择适当.各量须采用国际单 位,这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些.7 .为提高测量精度，可以采取下列措施：(1)舍掉纸带上开头比较密集的点,，在后边便于测量的地方 找一个起点.(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位即从开始点 起,每五个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间隔 为T=O.1秒.2.3.、误差分析质量的测量误差,纸带上打点计时器打点间隔距离的测量 误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替 小东受到的拉力（实际r小车受到的拉力要小于重物的重 力）,存在系统误差.重物的质量越接近小车的质量,误差就 越大；反之,重物的质量越小于小军的质量,误差就越小.平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时,除了不持小盘 外其他的都跟正式实验一样（比如要挂好纸带、接通打点 计时器）,匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点 的距离相等.