【高中物理】高考理綜實(shí)驗(yàn)大全.doc

簡 介實(shí)驗(yàn)是物化生三科中的重要組成部分，隨著素質(zhì)教育的大力提倡，實(shí)驗(yàn)題在近年高考理綜中的占分比重逐年提高。為了快速提升16年應(yīng)屆生實(shí)驗(yàn)題拿分能力，特編寫本系列圖書。 高考理綜實(shí)驗(yàn)大全物理共分“實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)梳理”、“實(shí)驗(yàn)儀器及其功能”、“實(shí)驗(yàn)方法及技巧”、“主要實(shí)驗(yàn)”四個(gè)部分，將各年級教材中零碎的實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)和解題技巧系統(tǒng)、簡明的整合在一起，并分別羅列了三科教材中所提及各實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn)和難點(diǎn)，方便教師和學(xué)生快速掌握理科實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)、解題技巧，強(qiáng)化有效記憶，提升解題能力，是提高理綜考試實(shí)驗(yàn)得分能力的不二之選。目 錄一、實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)梳理.1二、實(shí)驗(yàn)儀器及其功能.2三、實(shí)驗(yàn)方法及技巧.61累積法.6來源:學(xué)|科|網(wǎng)Z|X|X|K2替代法.63測量量的轉(zhuǎn)換.74比較法.7四、主要實(shí)驗(yàn).7實(shí)驗(yàn)一 互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成.7實(shí)驗(yàn)二 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）.9實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證牛頓第二定律.10實(shí)驗(yàn)四 研究平拋物體的運(yùn)動.11實(shí)驗(yàn)五 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.13實(shí)驗(yàn)六 碰撞中的動量守恒.14 實(shí)驗(yàn)七 用單擺測定重力加速度.15實(shí)驗(yàn)八 用描跡法畫出電場中平面上的等勢線.16實(shí)驗(yàn)九 測定金屬的電阻率.18實(shí)驗(yàn)十 用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻.19實(shí)驗(yàn)十一 練習(xí)用多用電表（萬用表）測電阻 .20實(shí)驗(yàn)十二 測定玻璃的折射率.22高考要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。1.刻度尺、秒表、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表的讀數(shù)使用以上儀器時(shí)，凡是最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數(shù)字，但是是有效數(shù)字的不可缺少的組成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。例如讀出上左圖中被測物體的長度。 上右圖用3V量程時(shí)電壓表讀數(shù)為多少？用15V量程時(shí)電壓表度數(shù)又為多少？右圖中秒表的示數(shù)是多少分多少秒？凡儀器的最小刻度是10分度的，在讀到最小刻度后還要再往下估讀一位。6.50cm。1.14V。15V量程時(shí)最小刻度為0.5V，只讀到0.1V這一位，應(yīng)為5.7V。秒表的讀數(shù)分兩部分：小圈內(nèi)表示分，每小格表示0.5分鐘；大圈內(nèi)表示秒，最小刻度為0.1秒。當(dāng)分針在前0.5分內(nèi)時(shí)，秒針在030秒內(nèi)讀數(shù)；當(dāng)分針在后0.5分內(nèi)時(shí)，秒針在3060秒內(nèi)讀數(shù)。因此圖中秒表讀數(shù)應(yīng)為3分48.75秒（這個(gè)5是估讀出來的）。2.游標(biāo)卡尺10分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.1mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1毫米位的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，0.1毫米位就讀幾（不能讀某）。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm。20分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.05mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出毫米以下的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05毫米。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm。50分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標(biāo)上的刻度值，就是毫米以下的讀數(shù)。這種卡尺的讀數(shù)可以準(zhǔn)確到0.02mm。如右圖中被測圓柱體的直徑為2.250cm。要注意：游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對齊來讀數(shù)的， 所以都不再往下一位估讀。3.螺旋測微器固定刻度上的最小刻度為0.5mm（在中線的上側(cè)）；可動刻度每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)（或后退）0.5mm。在可動刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數(shù)時(shí)，從固定刻度上讀取整、半毫米數(shù)，然后從可動刻度上讀取剩余部分（因?yàn)槭?0分度，所以在最小刻度后應(yīng)再估讀一位），再把兩部分讀數(shù)相加，得測量值。右圖中的讀數(shù)應(yīng)該是6.702mm。4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種特殊的計(jì)時(shí)儀器，電源用50Hz的交流電，所以打相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s。5.天平天平使用前首先要進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)分兩步：調(diào)底座水平和橫梁水平（在調(diào)節(jié)橫梁水平前，必須把游碼移到左端零刻度處，左端與零刻線對齊，如圖中虛線所示）。測量讀數(shù)由右盤中砝碼和游標(biāo)共同讀出。橫梁上的刻度單位是毫克（mg）。若天平平衡時(shí)，右盤中有26g砝碼，游碼在圖中所示位置，則被測物體質(zhì)量為26.32g（最小刻度為0.02g，不是10分度，因此只讀到0.02g這一位）。6.多用電表使用多用電表時(shí)首先應(yīng)該根據(jù)被測物理量將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。使用前應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，用小螺絲刀輕旋調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行歐姆調(diào)零，即將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。歐姆擋的使用：選擋。一般比被測電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級，如估計(jì)值為200就應(yīng)該選10的倍率。調(diào)零。將紅黑表筆接被測電阻兩端進(jìn)行測量。將指針示數(shù)乘以倍率，得測量值。將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小，應(yīng)增大倍率；如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，應(yīng)減小倍率。7.電阻箱右圖中的電阻箱有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率，將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值（都為整數(shù)）乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是接線柱。若指針?biāo)救鐖D，則阻值為84580.2。下面幾種實(shí)驗(yàn)方法是我們中學(xué)階段物理實(shí)驗(yàn)中用過的，從方法的角度整理、復(fù)習(xí)一下，有助于我們提高認(rèn)識水平和能力。1累積法在“用單擺測重力加速度”測周期時(shí)我們用的是累積法，即我們不直接測一個(gè)周期的時(shí)間，而是測3050個(gè)周期的總時(shí)間，再除以周期數(shù)即得周期T的值用累積法的好處是：相當(dāng)于進(jìn)行多次測量而后取平均值，這樣可以減少偶然誤差；增加有效數(shù)字的位數(shù)以測單擺的周期為例，我們實(shí)驗(yàn)時(shí)單擺的擺長大約是1m或不到1m，用停表（最小分度值是0.1s）直接測1個(gè)周期的值，只能讀出兩位有效數(shù)字（機(jī)械停表的指針是跳躍式前進(jìn)的，因此不能估讀），如1.8s、2.0s等，而測30個(gè)周期總時(shí)間，則可讀出至少3位有效數(shù)字。用累積法的實(shí)驗(yàn)還有很多，如測一張紙的厚度、用刻度尺測金屬絲的直徑2替代法在“互成角度兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中我們就用到了替代法，第一次我們用兩個(gè)彈簧秤成角度地拉橡皮筋，把結(jié)點(diǎn)拉到某一位置，再換成一個(gè)彈簧秤，同樣拉這個(gè)橡皮筋，也把結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置，這說明后一個(gè)彈簧秤的拉力與前面兩個(gè)彈簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代對于“等效”這個(gè)問題，應(yīng)正確理解：所謂效果相等，是對某一方面說的，并不是在所有方面都等效，仍以合力與分力來說，它們只是在改變物體的運(yùn)動狀態(tài)上等效，而在其他方面，例如在產(chǎn)生形變上，二者并不等效。用替代法的例子還有很多，如用天平稱物物體的質(zhì)量，電阻測量等都可以用替代法，我們古代三國時(shí)期曹沖稱象的故事就是替代法的典型實(shí)例。3測量量的轉(zhuǎn)換例如在“碰撞中的動量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，把測物體的速度轉(zhuǎn)換為測物體平拋運(yùn)動的水平位移，即把測速度轉(zhuǎn)換為測長度。又如在“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，本應(yīng)測量入射角和折射角，再根據(jù)折射率n=sini/sinr求出折射率，但角度不容易測準(zhǔn)確（一般所用的量角器的最小分度是1，并且測角度時(shí)頂點(diǎn)很難對得特別準(zhǔn)確），而通過做輔助線的方法可以把測角度轉(zhuǎn)換為測線段的長度，從而增加了有效數(shù)字的位數(shù)，即提高了測量的準(zhǔn)確度。4比較法用天平稱物體的質(zhì)量，就是把物體與砝碼進(jìn)行比較，砝碼的質(zhì)量是標(biāo)準(zhǔn)的，把被測量與標(biāo)準(zhǔn)的量進(jìn)行比較，就是比較法天平是等臂杠桿，因此用天平測物體質(zhì)量時(shí)，不用再進(jìn)行計(jì)算，而是直接讀出砝碼的質(zhì)量，它就等于物體的質(zhì)量。一般情況下，被測物跟標(biāo)準(zhǔn)量并不相等，而是要根據(jù)某種關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，最常用的是二者間滿足一定的比例關(guān)系，通過一定的比例計(jì)算即可得出結(jié)果，因此常常稱為比例法。用比例法測電阻是常見的，當(dāng)兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，通過的電流相等，因此兩電阻兩端的電壓跟它們的電阻成正比，如果其中的一個(gè)電阻是標(biāo)準(zhǔn)電阻，另一個(gè)電阻的阻值就可測出同樣，兩電阻并聯(lián)時(shí)，由于兩端電壓相等，通過兩支路的電流跟電阻成反比，只要一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電阻，另一個(gè)電阻的阻可測出。實(shí)驗(yàn)一 互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)原理 此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)器材 木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩，彈簧秤兩個(gè)，三角板，刻度尺，量角器。實(shí)驗(yàn)步驟 1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。 2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。 3用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O（如圖所示）。 4用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個(gè)彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F。 5只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個(gè)彈簧秤的拉力F的圖示。 6比較F與用平行四邊形定則求得的合力F，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。 7改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項(xiàng) 1用彈簧秤測拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。 2同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。實(shí)驗(yàn)二 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動。 2學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定即時(shí)速度和加速度。實(shí)驗(yàn)原理 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。2由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：如圖所示，0、1、2為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。 3由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法： （1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動的加速度。 （2）用v-t圖法：即先根據(jù)vn=求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。實(shí)驗(yàn)器材 小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟 1把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。 2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面。 3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 4選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測量兩點(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。注意事項(xiàng) 1紙帶打完后及時(shí)斷開電源。 2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。 3應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。 4不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。實(shí)驗(yàn)三 驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)原理 1如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細(xì)線對小車的牽引力，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與外力成正比。 2保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比。實(shí)驗(yàn)器材 小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟 1用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M和M，把數(shù)據(jù)記錄下來。 2按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。 3平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)（可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來判斷）。 4在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量m和m記錄下來。把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。 5保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。 6算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。 7用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力(M+m)g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對象質(zhì)量不變時(shí)其加速度與它所受作用力成正比。 8保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線，若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對象所受作用力不變時(shí)其加速度與它的質(zhì)量成反比。注意事項(xiàng) 1砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的。 2在平衡摩擦力時(shí)，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3作圖時(shí)應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。實(shí)驗(yàn)四 研究平拋物體的運(yùn)動實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動軌跡。 2從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。實(shí)驗(yàn)原理平拋物體的運(yùn)動可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動的合運(yùn)動：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動。令小球做平拋運(yùn)動，利用描跡法描出小球的運(yùn)動軌跡，即小球做平拋運(yùn)動的曲線，建立坐標(biāo)系，測出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)=gt2求出小球的飛行時(shí)間t，再利用公式x=vt,求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動的初速度。 實(shí)驗(yàn)器材斜槽，豎直固定在鐵架臺上的木板，白紙，圖釘，小球，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。實(shí)驗(yàn)步驟 1安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。 2調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。 3確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在圖板上的水平投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)。 4描繪運(yùn)動軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過孔時(shí)球心所對應(yīng)的位置。保證小球每次從槽上開始滾下的位置都相同，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。取下白紙用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動的軌跡。 5計(jì)算初速度：以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y，用公式x=v0t和y=gt2計(jì)算出小球的初速度v0，最后計(jì)算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)中必須保持通過斜槽末端點(diǎn)的切線水平，方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動靠近圖板但不接觸。 2小球必須每次從斜槽上同一位置滾下。 3坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)，球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。 4要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。實(shí)驗(yàn)五 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)物體自由下落時(shí)，只有重力做功，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有：mgh=mv2，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如圖所示。 實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺（帶鐵夾），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟 1按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。 2把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。 3接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。 4重復(fù)幾次，得到35條打好點(diǎn)的紙帶。 5在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各依次標(biāo)上1，2，3，用刻度尺測出對應(yīng)下落高度h1、h2、h3。 6應(yīng)用公式vn=計(jì)算各點(diǎn)對應(yīng)的即時(shí)速度v1、v2、v3。 7計(jì)算各點(diǎn)對應(yīng)的勢能減少量mghn和動能的增加量mvn2，進(jìn)行比較。注意項(xiàng)事 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。 2選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。 3因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)六 碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒。實(shí)驗(yàn)原理 一個(gè)質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運(yùn)動。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等，這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時(shí)入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1和s2，若m1s1在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)與m1s1+m2s2相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動量守恒。實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個(gè)半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)。實(shí)驗(yàn)步驟 1用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2。 2安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。 3在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。 4在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 5先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時(shí)的落地點(diǎn)的平均位置P。 6把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時(shí)處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動到軌道出口端時(shí)恰好與靶球接觸而發(fā)生正碰。 7再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。 8過O、N作一直線，取OO=2r（可用游標(biāo)卡尺測出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O就是被碰小球碰撞時(shí)的球心豎直投影位置。 9用刻度尺量出線段OM、OP、ON的長度。 10分別算出m1與m1+m2的值，看m1與m1+m2在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項(xiàng) 1應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。 2要調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時(shí)處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。 3每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著擋板，然后釋放小球。 4白紙鋪好后不能移動。實(shí)驗(yàn)七 用單擺測定重力加速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦脝螖[測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?shí)驗(yàn)原理 單擺在擺角小于5時(shí)的振動是簡諧運(yùn)動，其固有周期為T=2，由此可得g=。據(jù)此，只要測出擺長l和周期T，即可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?shí)驗(yàn)器材 鐵架臺（帶鐵夾），中心有孔的金屬小球，約1m長的細(xì)線，米尺，游標(biāo)卡尺（選用），秒表。實(shí)驗(yàn)步驟 1在細(xì)線的一端打一個(gè)比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細(xì)線穿過球上的小孔，制成一個(gè)單擺。 2將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。 3測量單擺的擺長l：用米尺測出懸點(diǎn)到球心間的距離；或用游標(biāo)卡尺測出擺球直徑2r，再用米尺測出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長l，則擺長l=l+r。 4把單擺從平衡位置拉開一個(gè)小角度（不大于5），使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成全振動30至50次所用的時(shí)間，求出完成一次全振動所用的平均時(shí)間，這就是單擺的周期T。 5將測出的擺長l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值。 6變更擺長重做兩次，并求出三次所得的g的平均值。 注意事項(xiàng) 1選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm。 2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象。 3注意擺動時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過5，可通過估算振幅的辦法掌握。 4擺球擺動時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。 5計(jì)算單擺的振動次數(shù)時(shí)，應(yīng)以擺球通過最低位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過最低位置時(shí)，進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)八 用描跡法畫出電場中平面上的等勢線實(shí)驗(yàn)?zāi)康?利用電場中電勢差及等勢面的知識，練習(xí)用描跡法畫出電場中一個(gè)平面上的等勢線。實(shí)驗(yàn)原理 用導(dǎo)電紙上形成的穩(wěn)恒電流場來模擬靜電場，當(dāng)兩探針與導(dǎo)電紙上電勢相等的兩點(diǎn)接觸時(shí)，與探針相連的靈敏電流計(jì)中通過的電流為零，指針不偏轉(zhuǎn)，從而可以利用靈敏電流計(jì)找出導(dǎo)電紙上的等勢點(diǎn)，并依據(jù)等勢點(diǎn)描繪出等勢線。實(shí)驗(yàn)器材 學(xué)生電源或電池組（電壓約為6V），靈敏電流計(jì)，開關(guān)，導(dǎo)電紙，復(fù)寫紙，白紙，圓柱形金屬電極兩個(gè)，探針兩支，導(dǎo)線若干，木板一塊，圖釘，刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟 1在平整的木板上，由下而上依次鋪放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙各一張，導(dǎo)電紙有導(dǎo)電物質(zhì)的一面要向上，用圖釘把白紙、復(fù)寫紙、和導(dǎo)電紙一起固定在木板上。2在導(dǎo)電紙上平放兩個(gè)跟它接觸良好的圓柱形電極，兩個(gè)電極之間的距離約為10cm，將兩個(gè)電極分別與電壓約為6V的直流電源的正負(fù)極相接，作為“正電荷”和“負(fù)電荷”，再把兩根探針分別接到靈敏電流計(jì)的“+”、“-”接線柱上（如圖所示）。 3在導(dǎo)電紙上畫出兩個(gè)電極的連線，在連線上取間距大致相等的五個(gè)點(diǎn)作基準(zhǔn)點(diǎn)，并用探針把它們的位置復(fù)印在白紙上。 4接通電源，將一探針跟某一基準(zhǔn)點(diǎn)接觸，然后在這一基準(zhǔn)點(diǎn)的一側(cè)距此基準(zhǔn)點(diǎn)約1cm處再選一點(diǎn)，在此點(diǎn)將另一探計(jì)跟導(dǎo)電紙接觸，這時(shí)一般會看到靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，左右移動探針位置，可以找到一點(diǎn)使電流計(jì)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，用探針把這一點(diǎn)位置復(fù)印在白紙上。 5按步驟（4）的方法，在這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的兩側(cè)逐步由近及遠(yuǎn)地各探測出五個(gè)等勢點(diǎn)，相鄰兩個(gè)等勢點(diǎn)之間的距離約為1cm。 6用同樣的方法，探測出另外四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)。 7斷開電源，取出白紙，根據(jù)五個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)，畫出五條平滑的曲線，這就是五條等勢線。注意事項(xiàng) 1電極與導(dǎo)電紙接觸要良好，且與導(dǎo)電紙的相對位置不能改變。 2尋找等勢點(diǎn)時(shí)，應(yīng)從基準(zhǔn)點(diǎn)附近由近及遠(yuǎn)地逐漸推移，不可冒然進(jìn)行大跨度的移動，以免電勢差過大，發(fā)生電流計(jì)過載現(xiàn)象。 3導(dǎo)電紙上所涂導(dǎo)電物質(zhì)相當(dāng)薄，故在尋找等勢點(diǎn)時(shí)，不能用探針在導(dǎo)電紙上反復(fù)劃動，而應(yīng)采用點(diǎn)接觸法。 4探測等勢點(diǎn)不要太靠近導(dǎo)電紙的邊緣，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是用電流場模擬靜電場，導(dǎo)電紙邊緣的電流方向與邊界平行，并不與等量異種電荷電場的電場線相似。實(shí)驗(yàn)九 測定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率；練習(xí)使用螺旋測微器。實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)電阻定律公式R=，只要測量出金屬導(dǎo)線的長度和它的直徑d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R，即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實(shí)驗(yàn)器材 被測金屬導(dǎo)線，直流電源（4V），電流表(0-0.6A)，電壓表（0-3V），滑動變阻器（50），電鍵，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟 1用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S。 2按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路。 3用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值。 4把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合電鍵S。改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻R的平均值。 5將測得的R、d值，代入電阻率計(jì)算公式中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。 6拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。注意事項(xiàng) 1測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩并入點(diǎn)間的部分待測導(dǎo)線長度，測量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直。 2本實(shí)驗(yàn)中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表外接法。 3實(shí)驗(yàn)連線時(shí)，應(yīng)先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端。 4閉合電鍵S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置。 5在用伏安法測電阻時(shí)，通過待測導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I的值不宜過大（電流表用00.6A量程），通電時(shí)間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大。實(shí)驗(yàn)十 用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y定電池的電動勢和內(nèi)電阻。實(shí)驗(yàn)原理 如圖1所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組、r值，最后分別算出它們的平均值。 此外，還可以用作圖法來處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測出的幾組I、U值畫出U-I圖象（如圖2）所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動勢值，圖線斜率的絕對值即為內(nèi)電阻r的值。實(shí)驗(yàn)器材 待測電池，電壓表（0-3V），電流表（0-0.6A），滑動變阻器（10），電鍵，導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)步驟 1電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電路圖連接好電路。 2把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大。 3閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1、U1），用同樣方法測量幾組I、U的值。 4打開電鍵，整理好器材。 5處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。注意事項(xiàng) 1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1號干電池。 2干電池在大電流放電時(shí)，電動勢會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時(shí)間放電不宜超過0.3A，短時(shí)間放電不宜超過0.5A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。 3要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出、r值再平均。 4在畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。5干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)I必須從零開始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)十一 練習(xí)用多用電表（萬用表）測電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)使用多用電表測電阻。實(shí)驗(yàn)原理 多用電表由表頭、選擇開關(guān)和測量線路三部分組成（如圖），表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，其滿度電流約幾十到幾百A，轉(zhuǎn)換開關(guān)和測量線路相配合，可測量交流和直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等。測量直流電阻部分即歐姆表是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，原理如圖所示，當(dāng)紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時(shí)有 Ig= （1） 當(dāng)電筆間接入待測電阻Rx時(shí)，有 Ix= （2） 聯(lián)立（1）、（2）式解得 = （3） 由（3）式知當(dāng)Rx=R中時(shí)，Ix=Ig，指針指在表盤刻度中心，故稱R中為歐姆表的中值電阻，由（2）式或（3）式可知每一個(gè)Rx都有一個(gè)對應(yīng)的電流值I，如果在刻度盤上直接標(biāo)出與I對應(yīng)的Rx的值，那么當(dāng)紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端，就可以從表盤上直接讀出它的阻值。 由于電流和電阻的非線性關(guān)系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應(yīng)的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿刻度處。實(shí)驗(yàn)器材 多用電表，標(biāo)明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐