(完整word版)高中必修一物理實(shí)驗(yàn)專題(2)

1、用心 愛心 專心 高一物理實(shí)驗(yàn)專題 一、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) （練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器） 1電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：6V以下的交流電。 電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：220V的交流電。 2、 交流電的頻率為 50HZ，打點(diǎn)間隔為0.02s 3、 根據(jù)紙帶算平均速度和瞬時(shí)速度 4、 算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，描點(diǎn)法做出 V t圖 實(shí)驗(yàn)：1、先開電源，然后釋放小車。 2、開頭過于密集的點(diǎn)舍掉，一般每 5個(gè)點(diǎn)或每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，使相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間 時(shí)間間隔為T = 0.1s 數(shù)據(jù)處理： 計(jì)算法：根據(jù)紙帶求某點(diǎn)瞬時(shí)速度和加速度 （1）求某點(diǎn)瞬時(shí)速度,，如： 1 （2）求加速度： a、理想紙帶（即 X相等） b、不理想紙帶（即

2、X不相等）：用逐差法 注意化單位 數(shù)據(jù)處理：圖象法: 1根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標(biāo)度建立坐標(biāo)系， 讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分面積。 2、此實(shí)驗(yàn)小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 所以要用直線擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)， 讓盡可能多的點(diǎn)處在直線上, 不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻地分布在直線兩側(cè)，個(gè)別偏離較大點(diǎn)舍去 二、驗(yàn)證平行四邊形定則 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)的平行四邊形定則 2. 實(shí)驗(yàn)原理：（1）兩個(gè)力F1、F2的作用效果與一個(gè)力 F的作用效果相同：使像皮繩在 某一方向伸長一定的（相同）長度。 （2）以R、F2為鄰邊作平行四邊形求出 F1、F2的合力F,在誤差允許的范圍內(nèi)比較 F 與F。如果在誤差允許

3、的范圍內(nèi) F與F相同，就驗(yàn)證了兩個(gè)力合成時(shí)遵循平行四邊形定則。 3. 實(shí)驗(yàn)器材：方木板一塊；白紙；圖釘（若干）；橡皮條；細(xì)繩套（兩個(gè)）；彈簧秤（兩 只）；三角板；刻度尺；鉛筆。 4. 實(shí)驗(yàn)條件：為使橡皮繩有較明顯的伸長，同時(shí)彈簧測力計(jì)有較大的示數(shù)，兩測力計(jì)所 拉線繩之間的夾角不宜過大和過小，一般在 60 120 之間較合適。 5. 主要測量：用兩個(gè)測力計(jì)拉線繩，使橡皮條伸長，繩的結(jié)點(diǎn)到達(dá) O點(diǎn)，記錄此時(shí)兩個(gè) 測力計(jì)的數(shù)值F1和F2及兩個(gè)力的方向；用一只測力計(jì)重新將結(jié)點(diǎn)拉到 O點(diǎn)，記錄此時(shí)F的（1 ）瞬時(shí)速度 VF V EG X 5 X 6 2T (X4 X5 Xe) (X1 X2 X3) 9T

4、 用心 愛心 專心 大小和方向。 6. 實(shí)驗(yàn)步驟 （1） 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方板上。 （2） 用圖釘把橡皮條的一端固定在 A點(diǎn)，橡皮條的另一端固定拴上兩個(gè)細(xì)繩套。 （3） 用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套， 互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)達(dá)到0點(diǎn)。 （如圖所示）用鉛筆記下 0點(diǎn)的位置及兩條細(xì)繩套的方向，并 分別記錄兩彈簧秤的讀數(shù) Fi和F2。 （4） 用鉛筆和刻度尺從力的作用點(diǎn)（位置 0）沿兩條細(xì)繩 套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出 Fi、F2的圖示，然后，以 Fi、F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形， 過0點(diǎn)畫平行四 邊形的對角線，即為合力 F的圖示。 （5） 只用一只彈

5、簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同 樣的位置0,記下細(xì)繩套的方向和彈簧秤的讀數(shù) F，用刻度尺 從0點(diǎn)按選定的（相同）標(biāo)度沿記錄的方向作出 F的圖示。 的范圍內(nèi)是否相同。 （7）改變兩力Fi、F2的大小和方向，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出結(jié)論。 7. 數(shù)據(jù)記錄與處理 （1） 記錄： （2） 處理：用作圖法比較 F與F的大小和方向。 8. 注意事項(xiàng) （1）使用彈簧秤前， 應(yīng)將彈簧秤水平放置，然后檢查、矯正零點(diǎn)， 并應(yīng)了解彈簧秤的量程、 單位和精度 （最小刻度），讀數(shù)時(shí)視線要正對刻度。 （2 ）本實(shí)驗(yàn)中，為減少實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用規(guī)格相同的彈簧秤，且要對其性能進(jìn)行檢驗(yàn)，具 體方法是：將兩彈簧秤的自

6、由端鉤在一起，沿水平方向拉伸， 若兩彈簧秤的讀數(shù)一樣， 即可 選用，否則，不可選。 （3） 使用彈簧秤測拉力時(shí)，拉力必須沿彈簧秤的軸線方向。在實(shí)驗(yàn)中彈簧秤、橡皮條、細(xì) 繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)， 要防止彈簧秤卡殼、彈簧秤或橡皮條與紙面產(chǎn)生摩擦。 （4） 使用彈簧秤測力時(shí)，拉力應(yīng)適當(dāng)?shù)卮笮詼p小誤差，但拉伸不要超過量程。 （5） 選用的橡皮條應(yīng)富有彈性，能發(fā)生彈性形變，不能選用老化了的橡皮條，實(shí)驗(yàn)時(shí)，一 方面，緩慢地將橡皮條拉伸到預(yù)定的長度，看它能否滯縮縮回到原長； 另一方面，用一個(gè)彈 簧秤多次拉伸相同的長度，看彈簧秤的讀數(shù)是否相同。 （6） 同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉伸后結(jié)點(diǎn)的位置 0必

7、須保持不變。 （7） 作力的圖示時(shí)，標(biāo)度不宜過小，應(yīng)盡可能使圖畫得大些，但不能超出紙外。 9. 誤差分析 實(shí)驗(yàn)中誤差的來源有彈簧秤的精度誤差和兩只彈簧秤規(guī)格不嚴(yán)格相同造成的誤差、 讀數(shù)不準(zhǔn) 造成的誤差和作圖不準(zhǔn)確帶來的誤差等等。 另外，實(shí)驗(yàn)中彈簧秤與板面不嚴(yán)格平行和彈簧秤 卡殼以及彈簧秤或橡皮條與紙面產(chǎn)生摩擦等等。兩個(gè)分力 Fi、F2間的夾角 越大，用平行 四邊形定則作圖得出的合力 F的誤差越大，所以實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力的夾角不要太大，誤差只 能減小不能消除，實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程， 以減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中若用一只彈簧 秤可以減小由于兩只彈簧秤規(guī)格不同而造成的誤差。 三研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 2.

8、 實(shí)驗(yàn)原理（6）比較力F與用平行四邊形定則求出的合力 F的大小和方向，看在實(shí)驗(yàn)誤差允許 用心 愛心 專心 測定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)最基本的是測出位移和時(shí)間的關(guān)系，如圖實(shí) 4 1所示，Si、 Sn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離， S是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間里的位移之差，即 S1 S2 S1 , S2 S3 S2,T是兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔且 T= 0.02n秒(n 為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的間隔數(shù)) 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得： S S2 S1 aT2； T是恒量。當(dāng)a為恒量時(shí)， S也為恒量，即做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的 S必為恒量，它是判斷物體是否做勻變速直 線運(yùn)動(dòng)的必要條件。 3. 實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓

9、交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長木板、刻度 尺、鉤碼、兩根導(dǎo)線。 4. 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)把附有滑輪的長木板放在實(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；再把一條細(xì)繩拴在小車上， 細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適 的鉤碼，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。 (2 )把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次。 (3) 選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)。確定好記數(shù)起點(diǎn)。每隔 T 0.02s 5 0.1s取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，并依次標(biāo)明 0, 1,

10、 2, 3如圖實(shí)4 3所示，用刻度 尺測量兩相鄰記數(shù)點(diǎn)間距離 S1, S2, S3 S6并把測量結(jié)果填入記錄表格中。(4)根據(jù) 測量結(jié)果，用逐差法求出加速度 a1、a2、a3的值，然后計(jì)算出其平均值，它就是小車做勻 變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。 -t 3 (4) 根據(jù)測量結(jié)果，用逐差法求出加速度 a1、a2、a3的值，然后計(jì)算出其平均值，它就 是小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。 5. 數(shù)據(jù)記錄及處理 6. 注意事項(xiàng) (1) 應(yīng)調(diào)整使細(xì)繩與木板平行，小車運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)。 (2) 選用合適的鉤碼，使小車的加速度適當(dāng)大一些，可以減小長度的測量誤差。加速 度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出 78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜

11、。 (3) 要在鉤碼(或沙桶)落地處放置軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼。 (1)記錄：小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 a a1_a2a3 3 (2)處理：禾U用逐差法處理紙帶數(shù)據(jù)求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。 若所選記數(shù)點(diǎn)為0, a1 a2 a3 a 1, 2，6。，故物體運(yùn)動(dòng)的加速度 (S6 S5 S4 ) (S3 S2 S1 ) 9T2 若所選記數(shù)點(diǎn)為0, 1, 2, 3, 4,則 a 若所選記數(shù)點(diǎn)0, 1 , 25,則舍去S3,加速度a (m/s2)。 (S4 S3) (S2 S1) a 1 a? 2 4T2 (S5 S4 ) (S2 S1 ) 6T2 用心 愛心 專心 (4) 要在小車到達(dá)滑輪前用手按住

12、它或放置泡沫塑料檔塊，防止小車掉在地上或撞壞用心 愛心 專心 滑輪。（5）操作時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定打點(diǎn)后再釋放小車。 （6） 紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦。 （7） 紙帶上所選取的記數(shù)點(diǎn)不宜太長，不要分段測量各段位移，應(yīng)一次性測量出各計(jì)數(shù)點(diǎn) 到記數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的下一位。 （8） 處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意 Si , SSn是連續(xù)相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移，而不是各計(jì) 數(shù)點(diǎn)到起點(diǎn)0的距離。 四驗(yàn)證牛頓第二定律 一【實(shí)驗(yàn)器材】 附有定滑輪的長木板、 薄木墊、小車、細(xì)線、小桶及砂、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線、 天平（帶一套砝碼）、毫米刻度尺、紙帶及復(fù)寫

13、紙等。 二【實(shí)驗(yàn)步驟】 1、 用天平測出小車和小桶的質(zhì)量 Mo和mo,并記錄數(shù)值； 2、 按照要求安裝實(shí)驗(yàn)器材，此時(shí)不把懸掛小桶用的細(xì)繩系 在車上，即不給小車加牽引力； 3、 平衡摩擦力，在長木板不帶定滑輪的一端下面墊薄木板，并反 復(fù)移動(dòng)其位置，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，小車在斜面上的運(yùn)動(dòng) 可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。 4、 記錄小車及車內(nèi)所加砝碼的質(zhì)量；稱好砂子后將砂倒入小桶，把細(xì)繩系在小車上并繞過 定滑輪懸掛小桶；此時(shí)要調(diào)整定滑輪的高度使繩與木板平行； 接通電源，放開小車，待打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器在紙帶上打好點(diǎn)后，取下紙帶，做好標(biāo)記。 5、 保持小車的總質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（均要用天平稱量） ，

14、按步驟4中方法打好紙帶， 做好標(biāo)記。 6、 在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，分別計(jì)算出加速度值。 7、 用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示作用力（即砂和砂桶的總重力 mg）,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫 出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上， 便證明了質(zhì)量一定的情況下， 加速度與合外力成正 比。 8、 保持砂和桶的質(zhì)量不變，在小車上加砝碼（需記錄好數(shù)據(jù)） ，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)步驟，求出 1 相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示小車及砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù) M，根據(jù)實(shí)驗(yàn) 結(jié)果畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條直線上， 就證明了合外力一定的情況下， 加速度與質(zhì) 量成反比。 三【注意事項(xiàng)】 1、 實(shí)驗(yàn)中始終要求砂和砂桶的總質(zhì)量（ m）遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量（ M ）, 一般情況下 要滿足10m v M。只有這樣，砂和砂桶的總重力才能視為小車所受的拉力。 2、 平衡摩擦力時(shí)不要掛小桶，但小車要掛紙帶并接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；有兩個(gè)作用：一是從紙 帶上打出的點(diǎn)子來判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)， 二是在平衡摩擦力時(shí)也要平衡振針和紙帶之間的 摩擦（如果使用電火花計(jì)時(shí)器，該摩擦可以忽略 ）。平衡摩擦力是使小車重力沿斜面的分力與 小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的所有摩擦力相平衡。 3、 在每次打過點(diǎn)的紙帶上， 都要注明小車的質(zhì)量和拉力數(shù)值， 以免在