高中物理實驗分類整理及解析

2022-10-29 21:48:08 字數 5034 閱讀 8447

1.研究勻變速直線運動

右圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條,捨掉開始比較密集的點跡,從便於測量的地方取乙個開始點o,然後每5個點取乙個計數點a、b、c、d …。測出相鄰計數點間的距離s1、s2、s3 … 利用打下的紙帶可以:

⑴求任一計數點對應的即時速度v:如(其中t=5×0.02s=0.1s)

⑵利用「逐差法」求a:

⑶利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a:如

⑷利用v-t圖象求a:求出a、b、c、d、e、f各點的即時速度,畫出如右的v-t圖線,圖線的斜率就是加速度a。

2.**彈力和彈簧伸長的關係(胡克定律)

利用右圖裝置,改變鉤碼個數,測出彈簧總長度和所受拉力(鉤碼總重量)的多組對應值,填入表中。算出對應的彈簧的伸長量。在座標系中描點,根據點的分布作出彈力f隨伸長量x而變的圖象,從而發確定f-x間的函式關係。

解釋函式表示式中常數的物理意義及其單位。

該實驗要注意區分彈簧總長度和彈簧伸長量。對探索性實驗,要根據描出的點的走向,嘗試判定函式關係。(這一點和驗證性實驗不同。)

3.互成角度度兩個力的合成

該實驗是要用互成角度的兩個力和另乙個力產生相同的效果,看其用平行四邊形定則求出的合力與這乙個力是否在實驗誤差允許範圍內相等,如果在實驗誤差允許範圍內相等,就驗證了力的合成的平行四邊形定則。

4.研究平拋物體的運動(用描跡法)

該實驗的實驗原理:平拋運動可以看成是兩個分運動的合成:乙個是水平方向的勻速直線運動,其速度等於平拋物體的初速度;另乙個是豎直方向的自由落體運動。

利用有孔的卡片確定做平拋運動的小球運動時的若干不同位置,然後描出運動軌跡,測出曲線任一點的座標x和y,利用

、就可求出小球的水平分速度,即平拋物體的初速度。

注意事項:

⑴斜槽末端的切線必須水平。

⑵用重錘線檢驗座標紙上的豎直線是否豎直。

⑶以斜槽末端所在的點為座標原點。

⑷如果是用白紙,則應以斜槽末端所在的點為座標原點,在斜槽末端懸掛重錘線,先以重錘線方向確定y軸方向,再用直角三角板畫出水平線作為x軸,建立直角座標系。

⑸每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。

5.驗證動量守恆定律

由於v1、v1/、v2/均為水平方向,且它們的豎直下落高度都相等,所以它們飛行時間相等,若以該時間為時間單位,那麼小球的水平射程的數值就等於它們的水平速度。在右圖中分別用op、om和o /n表示。因此只需驗證:

m1op=m1om+m2(o /n-2r)即可。

注意事項:

⑴必須以質量較大的小球作為入射小球(保證碰撞後兩小球都向前運動)。

⑵小球落地點的平均位置要用圓規來確定:用盡可能小的圓把所有落點都圈在裡面,圓心就是落點的平均位置。

⑶所用的儀器有:天平、刻度尺、游標卡尺(測小球直徑)、碰撞實驗器、複寫紙、白紙、重錘、兩個直徑相同質量不同的小球、圓規。

⑷若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那麼兩小球將不再同時落地,但兩個小球都將從斜槽末端開始做平拋運動,於是驗證式就變為:m1op=m1om+m2on,兩個小球的直徑也不需測量了。

6.驗證機械能守恆定律

驗證自由下落過程中機械能守恆,圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。

注意事項:

⑴要多做幾次實驗,選點跡清楚,且第

一、二兩點間距離接近2mm的紙帶進行測量。

⑵用刻度尺量出從0點到1、2、3、4、5各點的距離h1、h2、h3、h4、h5,利用「勻變速直線運動中間時刻的即時速度等於該段位移內的平均速度」,算出2、3、4各點對應的即時速度v2、v3、v4,驗證與2、3、4各點對應的重力勢能減少量mgh和動能增加量是否相等。

⑶由於摩擦和空氣阻力的影響,本實驗的系統誤差總是使

⑷本實驗不需要在打下的點中取計數點。也不需要測重物的質量。

7.用單擺測定重力加速度

擺長的測量:讓單擺自由下垂,用公尺尺量出擺線長l/(讀到0.1mm),用游標卡尺量出擺球直徑(讀到0. 1mm)算出半徑r,則擺長l=l/+r

注意事項:

開始擺動時需注意:擺角要小於5°(保證做簡諧運動);不要使擺動成為圓錐擺。

必須從擺球通過最低點時開始計時,測出單擺做50次全振動所用時間,算出週期的平均值t。

改變擺長重做幾次實驗,計算每次實驗得到的重力加速度,再求這些重力加速度的平均值。

8用描跡法畫出電場中平面上等勢線

實驗所用的電流錶是零刻度在**的電流錶,在實驗前應先測定電流方向與指標偏轉方向的關係:將電流錶、電池、電阻、導線按圖1或圖2 連線,其中r是阻值大的電阻,r是阻值小的電阻,用導線的a端試觸電流錶另一端,就可判定電流方向和指標偏轉方向的關係。

該實驗是用恆定電流的電流場模擬靜電場。與電池正極相連的a電極相當於正點電荷,與電池負極相連的b相當於負點電荷。白紙應放在最下面,導電紙應放在最上面(塗有導電物質的一面必須向上),複寫紙則放在中間。

9.測定玻璃折射率

實驗原理:如圖所示,入射光線ao由空氣射入玻璃磚,經oo1後由o1b方向射出。作出法線nn1,則折射率

n=sinα/sinγ

注意事項:手拿玻璃磚時,不准觸控光潔的光學面,只能接觸毛面或稜,嚴禁把玻璃磚當尺畫玻璃磚的介面;實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變;大頭針應垂直地插在白紙上,且玻璃磚每一側的兩個大頭針距離應大一些,以減小確定光路方向造成的誤差;入射角應適當大一些,以減少測量角度的誤差。

10.伏安法測電阻

1伏安法測電阻有a、b兩種接法,a叫(安培計)外接法,b叫(安培計)內接法。外接法的系統誤差是由電壓表的分流引起的,測量值總小於真實值,小電阻應採用外接法;內接法的系統誤差是由電流錶的分壓引起的,測量值總大於真實值,大電阻應採用內接法。如果無法估計被測電阻的阻值大小,可以利用試觸法:

如圖將電壓表的左端接a點,而將右端第一次接b點,第二次接c點,觀察電流錶和電壓表的變化,若電流錶讀數變化大,說明被測電阻是大電阻,應該用內接法測量;若電壓表讀數變化大,說明被測電阻是小電阻,應該用外接法測量。(這裡所說的變化大,是指相對變化,即δi/i和δu/u)。

(1)滑動變阻器的連線

滑動變阻器在電路中也有a、b兩種常用的接法:a叫限流接法,b叫分壓接法。分壓接法被測電阻上電壓的調節範圍大。

當要求電壓從零開始調節,或要求電壓調節範圍盡量大時應該用分壓接法。用分壓接法時,滑動變阻器應該選用阻值小的;用限流接法時,滑動變阻器應該選用阻值和被測電阻接近的。

(2)實物圖連線技術

無論是分壓接法還是限流接法都應該先把伏安法部分接好;對限流電路,只需用筆畫線當作導線,從電源正極開始,把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯起來即可(注意電表的正負接線柱和量程,滑動變阻器應調到阻值最大處)。

對分壓電路,應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連線起來,然後在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選乙個接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低,根據伏安法部分電表正負接線柱的情況,將伏安法部分接入該兩點間。

(3)描繪小電珠的伏安特性曲線

因為小電珠(即小燈泡)的電阻較小(10ω左右)所以應該選用安培表外接法。

小燈泡的電阻會隨著電壓的公升高,燈絲溫度的公升高而增大,所以u-i曲線不是直線。為了反映這一變化過程,燈泡兩端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動變阻器必須選用分壓接法。

在上面實物圖中應該選用右面的那個圖,開始時滑動觸頭應該位於左端(使小燈泡兩端的電壓為零)。

由實驗資料作出的i-u曲線如右,說明燈絲的電阻隨溫度公升高而增大,也就說明金屬電阻率隨溫度公升高而增大。(若用u-i曲線,則曲線的彎曲方向相反。)

若選用的是標有「3.8v 0.3a」的小燈泡,電流錶應選用0-0.6a量程;電壓表開始時應選用0-3v量程,當電壓調到接近3v時,再改用0-15v量程。

11.把電流錶改裝為電壓表

⑴、用圖(a)測定電流錶內阻rg,方法是:先斷開s2,閉合s1,調節r,使電流錶滿偏;然後閉合s2,調節r/,使電流錶達到半滿偏。當r比r/大很多時,可以認為rg=r/。

(當r比r/大很多時,調節r/基本上不改變電路的總電阻,可認為總電流不變,因此當電流錶半滿偏時,通過r/的電流也是滿偏電流的一半,兩個分路的電阻相等)。實際上,s2閉合後,總電阻略有減小,總電流略有增大,當電流錶半滿偏時,通過r/的電流比通過電流錶的電流稍大,即r/比rg稍小,因此此步測量的系統誤差,總是使rg的測量值偏小。其中r不必讀數,可以用電位器,r/需要讀數,所以必須用電阻箱。

根據rg、ig和擴大後的量程,計算出需要給電流錶串聯的電阻r1的值。

⑵、用(b)圖把改裝的電壓表和標準電壓表進行校對。校對要每0.5v校對一次,所以電壓要從零開始逐漸增大,因此必須選用分壓電路。

百分誤差的計算:

如果當改裝電壓表示數為u時,標準電壓表示數為u / ,則這時的百分誤差為|u-u / | / u /。

如果校對時發現改裝電壓表的示數總是偏大,則應該適當增大r1的阻值(使表頭的分壓減小一些),然後再次重新進行校對。

12.測定金屬的電阻率

被測電阻絲的電阻較小,所以選用電流錶外接法;本實驗不要求電壓調節範圍,可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時滑動變阻器的滑動觸頭應該在右端。

本實驗通過的電流不宜太大,通電時間不能太長,以免電阻絲發熱後電阻率發生明顯變化。

13用電流錶和電壓表測電池的電動勢和內電阻

根據閉合電路歐姆定律:e=u+ir,本實驗電路中電壓表的示數是準確的,電流錶的示數比通過電源的實際電流小,所以本實驗的系統誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統誤差, 電阻r的取值應該小一些,所選用的電壓表的內阻應該大一些。

為了減小偶然誤差,要多做幾次實驗,多取幾組資料,然後利用u-i圖象處理實驗資料:將點描好後,用直尺畫一條直線,使盡量多的點在這條直線上,而且在直線兩側的點數大致相等。這條直線代表的u-i關係的誤差是很小的。

它在u軸上的截距就是電動勢e(對應的i=0),它的斜率的絕對值就是內阻r。(特別要注意:有時縱座標的起始點不是0,求內阻的一般式應該是r=|δu/δi |)。

為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內阻宜大些。(選用使用過一段時間的1號電池)

14.用多用電表探索黑箱內的電學元件

設定黑箱上有三個接點,兩個接點間最多只能接乙個元件;黑箱內所接的元件不超過兩個。

測量步驟和判定:

⑴用直流電壓擋測量,a、b、c三點間均無電壓;說明箱內無電源。

⑵用歐姆擋測量,a、c間正、反接阻值不變,說明a、c間有乙個電阻。⑶用歐姆擋測量,黑錶筆接a紅錶筆接b時測得的阻值較小,反接時測得的阻值較大,說明箱內有乙個二極體,可能在ab間,也可能在bc間,如右圖中兩種可能。

高中物理實驗總結及試題

實驗一 研究勻變速直線運動 一 實驗目的 1.學會用打上點的紙帶研究物體的運動。2.掌握判斷物體是否做勻變速運動的方法。3.會利用紙帶測定勻變速直線運動的加速度。4.練習使用打點計時器 二 實驗原理 1.勻變速直線運動的特點 1 物體做勻變速直線運動時,若加速度為a,在各個連續相等的時間t內發生的位...

《分類整理》教學設計及教學反思

新課標人教版小學一年級數學下冊 分類與整理 教學設計 淮濱縣王店一小王璐璐 教學內容 義務教育教科書一年級下冊第三單元第27頁例題1,練習七第1 2題。教學目標 1 學生通過分一分的活動,初步體會分類的思想,培養初步的分類能力。2 通過操作學會分類方法,能選擇一定的標準對物體進行分類,並對分好的物體...

最全高中物理實驗總結 包括實驗原理,分類題型歸納

高中物理實驗總結 最新完整版 知識結構 方法指導 物理是以實驗為基礎的科學,實驗能力是物理學科的重要能力,物理高考歷來重視考查實驗能力。一 基本實驗的複習 要應對各類實驗試題,包括高層次的實驗試題,唯一正確的方法是把要求必做的學生實驗真正做懂 做會,特別是在實驗原理上要認真鑽研,對每乙個實驗步驟都要...