高中必修一物理實驗專題

PAGE用心愛心專心高一物理實驗專題研究勻變速直線運動（練習使用打點計時器)電磁式打點計時器：6V以下的交流電。電火花式打點計時器：220V的交流電。交流電的頻率為50HZ，打點間隔為0.02s根據(jù)紙帶算平均速度和瞬時速度算各點的瞬時速度，描點法做出V—t圖實驗：1、先開電源，然后釋放小車。開頭過于密集的點舍掉，一般每5個點或每隔4個點取一個計數(shù)點，使相鄰計數(shù)點之間時間間隔為T＝0.1s數(shù)據(jù)處理：計算法：根據(jù)紙帶求某點瞬時速度和加速度(1)求某點瞬時速度，如：T指相鄰兩點的時間間隔求加速度：a、理想紙帶（即ΔX相等）：b、不理想紙帶（即ΔX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)，選擇合適的標度建立坐標系，讓圖象盡量分布在坐標系平面的大部分面積。2、此實驗小車做勻加速直線運動，所以要用直線擬合數(shù)據(jù)點，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應均勻地分布在直線兩側(cè)，個別偏離較大點舍去。驗證平行四邊形定則1.實驗目的：驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則2.實驗原理：（1）兩個力F1、F2的作用效果與一個力的作用效果相同：使像皮繩在某一方向伸長一定的（相同）長度。（2）以F1、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)比較與F。如果在誤差允許的范圍內(nèi)與F相同，就驗證了兩個力合成時遵循平行四邊形定則。3.實驗器材：方木板一塊；白紙；圖釘（若干）；橡皮條；細繩套（兩個）；彈簧秤（兩只）；三角板；刻度尺；鉛筆。4.實驗條件：為使橡皮繩有較明顯的伸長，同時彈簧測力計有較大的示數(shù)，兩測力計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：用兩個測力計拉線繩，使橡皮條伸長，繩的結(jié)點到達O點，記錄此時兩個測力計的數(shù)值F1和F2及兩個力的方向；用一只測力計重新將結(jié)點拉到O點，記錄此時F的大小和方向。6.實驗步驟（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，橡皮條的另一端固定拴上兩個細繩套。（3）用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點達到O點。（如圖所示）用鉛筆記下O點的位置及兩條細繩套的方向，并分別記錄兩彈簧秤的讀數(shù)F1和F2。（4）用鉛筆和刻度尺從力的作用點（位置O）沿兩條細繩套的方向畫直線，按選定的標度作出F1、F2的圖示，然后，以F1、F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，即為合力F的圖示。（5）只用一只彈簧秤，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下細繩套的方向和彈簧秤的讀數(shù)，用刻度尺從O點按選定的（相同）標度沿記錄的方向作出的圖示。（6）比較力與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向，看在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相同。（7）改變兩力F1、F2的大小和方向，再重復實驗兩次，從實驗結(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與的大小和方向。8.注意事項（1）使用彈簧秤前，應將彈簧秤水平放置，然后檢查、矯正零點，并應了解彈簧秤的量程、單位和精度（最小刻度），讀數(shù)時視線要正對刻度。（2）本實驗中，為減少實驗誤差，應選用規(guī)格相同的彈簧秤，且要對其性能進行檢驗，具體方法是：將兩彈簧秤的自由端鉤在一起，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，拉力必須沿彈簧秤的軸線方向。在實驗中彈簧秤、橡皮條、細繩套應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，拉力應適當?shù)卮笮?，以減小誤差，但拉伸不要超過量程。（5）選用的橡皮條應富有彈性，能發(fā)生彈性形變，不能選用老化了的橡皮條，實驗時，一方面，緩慢地將橡皮條拉伸到預定的長度，看它能否滯縮縮回到原長；另一方面，用一個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）同一次實驗中，橡皮條拉伸后結(jié)點的位置O必須保持不變。（7）作力的圖示時，標度不宜過小，應盡可能使圖畫得大些，但不能超出紙外。9.誤差分析實驗中誤差的來源有彈簧秤的精度誤差和兩只彈簧秤規(guī)格不嚴格相同造成的誤差、讀數(shù)不準造成的誤差和作圖不準確帶來的誤差等等。另外，實驗中彈簧秤與板面不嚴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。兩個分力F1、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，所以實驗中兩個分力的夾角不要太大，誤差只能減小不能消除，實驗中要嚴格遵循實驗操作規(guī)程，以減小實驗誤差，實驗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）研究勻變速直線運動1.實驗目的（1）掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法。（2）測定勻變速直線運動的加速度。（3）會用逐差法計算物體運動的加速度。2.實驗原理測定物體做勻變速直線運動最基本的是測出位移和時間的關(guān)系，運用勻變速直線運動的規(guī)律，對紙帶數(shù)據(jù)進行處理。如圖實4—1所示，、……是相鄰兩計數(shù)點間的距離，是兩個連續(xù)相等的時間里的位移之差，即，……，T是兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔且T=0.02n秒（n為兩計數(shù)點間的間隔數(shù)）由運動學公式：得T是恒量。當a為恒量時，也為恒量，即做勻變速直線運動的物體的必為恒量，它是判斷物體是否做勻變速直線運動的必要條件。若物體做初速度為零的勻加速直線運動，其判斷條件是：A.恒量；B.（為開始運動到第一個計數(shù)點之間的距離）。3.實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、低壓交流電源、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、兩根導線。4.實驗步驟（1）把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路；再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面。（2）把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次。（3）選取一條點跡清晰的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點。確定好記數(shù)起點。每隔取一個記數(shù)點，并依次標明0，1，2，3…如圖實4—3所示，用刻度尺測量兩相鄰記數(shù)點間距離,，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、、的值，然后計算出其平均值，它就是小車做勻變速直線運動的加速度。（4）根據(jù)測量結(jié)果，用逐差法求出加速度、、的值，然后計算出其平均值，它就是小車做勻變速直線運動的加速度。5.數(shù)據(jù)記錄及處理（1）記錄：小車做勻變速直線運動的加速度。（2）處理：利用逐差法處理紙帶數(shù)據(jù)求物體運動的加速度。①若所選記數(shù)點為0，1，2，…6。則，，，故物體運動的加速度②若所選記數(shù)點為0，1，2，3，4，則③若所選記數(shù)點0，1，2…5，則舍去，加速度利用v—t圖象求物體運動的加速度。①先由求出打第n點時的瞬時速度。②再作出v—t圖象，圖線的斜率即為物體運動的加速度。6.注意事項（1）應調(diào)整使細繩與木板平行，小車運動要平穩(wěn)。（2）選用合適的鉤碼，使小車的加速度適當大一些，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7～8個計數(shù)點為宜。（3）要在鉤碼（或沙桶）落地處放置軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼。（4）要在小車到達滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料檔塊，防止小車掉在地上或撞壞滑輪。（5）操作時，應先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定打點后再釋放小車。（6）紙帶運動時不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩擦。（7）紙帶上所選取的記數(shù)點不宜太長，不要分段測量各段位移，應一次性測量出各計數(shù)點到記數(shù)起點O之間的距離，讀數(shù)時估讀到毫米的下一位。（8）處理紙帶數(shù)據(jù)時，應注意，…是連續(xù)相鄰相等的時間內(nèi)的位移，而不是各計數(shù)點到起點O的距離。7.實驗誤差的來源與分析本實驗參與計算的量有S和T，因此誤差來源于S和T。當調(diào)整好了打點計時器后，由于市電的頻率很穩(wěn)定，其誤差小于，所以