数字化实验室实验手册doc

1、数字化实验室实 验 手 册生 物实 验化 学实 验创 新实 验物 理实 验前 言数字化实验室，是在我国新一轮的新课程改革大背景下，在新课程标准的指导下，对中学理科实验教学数字化而新生的探究实验室，是课改的必备实验设备，并且是我校实验室建设重点项目之一。然而，这刚引入中学教学的新实验室，许多一线的理科教师对它还不是很熟悉，鉴于此，编写了数字化实验室实验手册，旨在满足理科教师对数字化实验室的了解、使用和掌握。 数字化实验室实验手册实验内容主要列举了物理、生化等实验的实例（包括实验的器材、装置图和具体操作步骤），在最后附录了gqy配套教具的使用方法和部分生化传感器的标定方法，并且在实验手册基础上编写

2、了数字化实验室使用指南，两本书配套使用，便于教师的学习和掌握。由于作者水平及查阅的资料有限，在实验内容选择、实验技术及实验方法叙述方面定会有不足和疏漏之处，恳请教师批评指正。  编者 2009年9月目 录第一章 物理实验一（使用das软件操作）6实验一 练习用位移传感器测量6实验二 研究匀速直线运动7实验三 瞬时速度的测定9实验四 从v-t 图求加速度10实验五 研究自由落体运动12实验六 斜面上力的分解13实验七 验证力的平行四边形定则14实验八 牛顿第二定律16实验九 力的相互作用19实验十 动能大小的比较20实验十一 动量定理22实验十二 机械能守恒定律24实验十三 气体压强与

3、体积的关系27实验十四 气体压强与温度的关系29实验十五 研究摩擦生热31实验十六 小灯泡的u-i 曲线描述32实验十七 电源电动势与内阻测量34实验十八 通电螺线管的磁感应强度36实验十九 测量微弱磁通量变化时的感应电流37实验二十 观察音叉的振动39第二章 物理实验二（使用单机运行平台软件操作）40实验二十一 匀变速直线运动40实验二十二 牛顿第二定律42实验二十三 瞬时速度、加速度的测量45实验二十四 弹簧振子的振动过程46实验二十五 向心力摆研究向心力48实验二十六 转动平台研究向心力50实验二十七 弹簧的弹力与弹簧的伸长的关系52实验二十八 滑动摩擦力与正压力54实验二十九 气体压强

4、与体积的关系55实验三十 气体绝热过程57实验三十一 研究电容充放电58实验三十二 lc电磁振荡60实验三十三 通电螺线管的磁场61实验三十四 单导线切割磁力线62实验三十五 测小灯泡的u-i特性曲线63实验三十六 定值电阻上电压电流关系66实验三十七 交流电的研究67实验三十八 放射性辐射测量实验69第三章 化学实验（使用单机运行平台软件操作）71实验三十九 探究人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同71实验四十 探究酒精灯外焰、内焰加热效果的不同72实验四十一 探究空气中氧气和二氧化碳的含量73实验四十二 不同催化剂对双氧水的催化分解74实验四十三 酸碱中和滴定曲线的绘制76实验四十四 酸碱

5、中和反应中反应热的测量78实验四十五 探究硫代硫酸钠结晶过程中的能量变化79实验四十六 探究实验-盐酸与碳酸钠的过量反应80实验四十七 探究稀硫酸与氢氧化钡溶液过程中的电导率变化82实验四十八 无水硫酸铜水化热的测量84实验四十九 物质溶解过程中的能量变化86实验五十 盐酸滴定碳酸钠ph反应曲线的绘制88实验五十一 冰醋酸稀释过程中的电导率变化（连续测量）90实验五十二 冰醋酸稀释过程中的电导率变化（单点采样）92实验五十三 研究弱电解质的电离平衡94实验五十四 研究电解质的电离95实验五十五 研究强弱电解质的电导率96实验五十六 探究盐溶液的酸碱性97第四章 生物实验（使用单机运行平台软件操

6、作）98实验五十七 考马斯亮兰法测定蛋白质的含量98实验五十八 酵母菌发酵的实验100实验五十九 探究绿豆发芽过程中的呼吸作用102实验六十 细胞膜的渗透作用103实验六十一 食物中铁元素含量的测定104实验六十二 探究不同ph对过氧化氢酶催化活性的影响108实验六十三 探究不同温度对过氧化氢酶催化活性的影响110实验六十四 验证酶催化的高效性112实验六十五 研究水果电池114实验六十六 植物的光合作用115实验六十八 探究蜡烛在烧杯中燃烧过程中氧气和二氧化碳浓度的变化118实验六十九 测量水中的溶解氧120附录1： gqy配套教具使用方法（部分）121一、gqyelab机械能守恒实验仪（j

7、-23）121二、gqyelab导轨小车及其附件（j-4）124三、gqyelab力的合成与分解实验仪（j-27）126四、gqyelab电流磁场线圈(j-7)126五、gqyelab受迫振动与共振实验仪(j-6)127六、gqyelab向心力实验仪（j-29）128七、gqyelab斜面上力的分解实验仪130附录2： gqy生化传感器标定131一、溶解氧传感器的使用及标定131二、色度计测量方法132三、氧化还原电位的测量标准溶液133四、ph值传感器的使用及标定1341、5104主机标定1342、5104d软件标定135第一章 物理实验一（使用das软件操作）实验一 练习用位移传感器测量一

8、、实验目的：学习gqy数字实验室系统与位移传感器的使用方法；了解位移传感器的性能。二、实验器材：计算机、数据采集器、位移传感器、刻度米尺、传感器连接线、usb连接线；三、实验操作步骤：（1）把刻度尺平放在实验台上；把位移传感器接收端放在刻度尺的一端，连接到数据采集器的2号口，位移传感器发射端置于刻度尺上某一适当位置（发射口与接收口相对）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“练习使用dis”， 然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击，进入实验界面。（3）打开发射端电源开关，点击“开始实验”，此

9、时界面上会显示接受端和发射端的距离值。（4）测位移。点按数据采集器2号口置零按钮，为位移传感器“校零”，此时界面数据显示变为0.0cm。（5）沿刻度尺移动发射端，界面上同时显示发生的位移值。把位移传感器测得的值和利用导轨刻度尺上测出的值，填入下表1-1中进行比较，了解位移传感器的测量精度，采集多组数据后，关闭位移传感器发射端的电源。表1-1传感器测量值 l/cm刻度尺测量值 l/cm （6）观察位移传感器的测量范围1）观察传感器可测量的最小（最大）距离。打开发射端电源，如下图所示，把发射端沿轴线靠近（远离）接收端，当界面显示的数据不改变时，这就是可测量的最小（最大）距离。这个距离可以从导轨的刻

10、度尺上读出。2）让发射端离接收端80cm，然后使发射端离开轴线向两侧偏离。 接收端发射端轴线偏离距离发射端观察当偏离多远距离时，不能测量了。（界面显示距离不变了或突然采集到一个比较大的数值）用刻度尺量出偏离距离。步骤6重复做两次，把观察结果填入下表1-2，了解位移传感器的测量偏角。表1-2最大测量距离smax/cm最小测量距离 smin/cm最大偏离距离（相距80cm）d/cm实验二 研究匀速直线运动一、实验目的：研究匀速直线运动物体的s-t图，并从中求物体的位移和速度。二、实验原理：物体在匀速过程中，sv*t。三、实验器材：计算机、5104d数据采集器、位移传感器、gqyelab 配套力学轨

11、道、gqyelab配套力学小车、轨道侧面固定板、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，将“位移传感器接收端”固定在侧面固定板上，放在轨道高端，并用1394线连接到数据采集器的二号端口；再用usb线将数据采集器与计算机连接，并开启数据采集器（按一下椭圆键），最后将“位移传感器发射端”固定到小车上。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis测定位移和速度”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）将小车放到轨道上，放手让小车

12、滑下。调节轨道的倾角，使小车下滑尽可能接近匀速。 （4）将小车放到轨道上，位移传感器的发射口与接收口相对，打开位移传感器发射端的电源开关，点击“开始实验”，放手让小车下滑。（5）当获得的s-t 图线如（图1） 所示时，表明此次数据采集完成，点击“结束实验”， 并关闭位移传感器发射端的电源开关。（6）点击“选择范围”按钮，以便在s-t 图线上选择研究区域。（7）把鼠标移到左侧y轴附近的“开始点选择线”，此时鼠标变形为手指。单击并按住左键，拖拉选择线，选定研究区域的“开始点”；同样方法用右侧的“结束点选择线”，确定“结束点”。 此时在软件界面左下方的数据窗口中，即可显示出研究区域内s-t 图线的初

13、位移、末位移、时间差、速度的值，如（图2）。 图 1 图 2如果选不同的区域，得到的速度基本一样，说明运动是匀速的。（8）点击“v-t 图像”，图像变为研究区域内s-t 图线对应的v-t 图线。点击“选择范围”按钮，按步骤7在v-t 图线上选择“开始点”和“结束点”，此时在软件界面左下方的数据窗口中，即可显示出研究区域内v-t 图线的初速度、末速度、时间差、加速度的值。（9）点击软件窗口右下角“截取屏幕”按钮，可将当前实验结果以图像文件的形式保存下来，记录在电脑中。（10）要重新选择区域，再点击“s-t 图像”按钮，返回s-t图像，重新选择另一段s-t 图线并进行研究。（11）开始新的实验，可

14、再次点击“开始实验”按钮。（12）实验结束，点击“退出”退出实验界面，然后点击退出该软件。再次检查是否关闭了位移传感器发射端的电源开关，保护位移传感器的电池。实验三 瞬时速度的测定一、实验目的：研究平均速度与瞬时速度的关系；学习光电门传感器的使用。二、实验原理： v=s/t三、实验器材：计算机、数据采集器、光电门传感器、gqyelab配套力学轨道、gqyelab配套力学小车、u型挡光片（共四片，宽度分别为0.080、0.060、0.040、0.020m）、轨道侧面固定板、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，使轨道一端略高。将光电门传感器的一

15、个门固定在导轨侧面固定板上，放在轨道的中间。把两个光电门都接到光电门传感器。把光电门传感器连接到数据采集器的任意一个端口中，再用usb线将数据采集器与计算机连接，并开启数据采集器（按一下椭圆键）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis测变速运动的瞬时速度”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击，进入实验界面。（3）软件显示出四次测量中挡光片的宽度（s）的默认值：0.080、0.060、0.040、0.020m。我们做的第一次实验是宽度为0.080m的挡光片，所以将0.080mu型挡光

16、片用5mm的螺丝固定到导轨小车上，并把小车放在轨道高端某一位置。（4）点按光电门上的按钮，调节光电门传感器的档位到“u”档（对应的指示灯亮）。再长按光电门上的按钮，进行传感器清零。当三指示灯全亮，再放开按钮，清零完成。（5）点击“开始实验”，让小车从轨道高端某一位置滑下，挡光片通过光电门后点击“结束实验”。（6）点击“记录数据”，记录下档光片过光门的时间。点击“计算数据”，得到小车运行的平均速度。（7）依次更换挡光片的宽度，重复步骤（5）、（6），得到全部数据。（8）点击软件窗口右下角“截取屏幕”按钮，可将当前实验结果以图像文件的形式保存下来，记录在电脑中。（9）根据实验结果，归纳瞬时速度的概

17、念和研究方法。（10）实验结束，点击“退出”退出实验界面，然后点击退出该软件。实验四 从v-t 图求加速度一、实验目的：用位移传感器测量导轨上下滑物体的加速度。二、实验原理：加速度指速度变化量与发生这一变化所用时间的比值a=(v-v0)/(t-t0)=v/t，是描述物体速度改变快慢的物理量。三、实验器材：计算机、5104d数据采集器、位移传感器、gqyelab配套力学轨道、gqyelab 配套力学小车、轨道侧面固定板、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，将位移传感器接收端固定到侧面固定板上，放在轨道的高端，用1394线连接到数据采集器二号端

18、口；再用usb线将数据采集器与计算机连接，并开启数据采集器（按一下椭圆键），最后将位移传感器发射端固定到小车上。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis测定加速度”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”连接方式，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）将小车放到轨道高端，将位移传感器的发射口与接收口相对准，打开位移传感器发射器电源开关。点击“开始实验”，使小车从轨道上滑下。（4）当获得v-t图线，点击“结束实验”，进入数据分析阶段。（5）点击“选取范围”按钮，把鼠标移到左侧y轴附近的“开始点选择线”，此时鼠

19、标变形为手指。单击并按住左键，拖拉选择线，选定研究区域的“开始点”。同样方法用右侧的“结束点选择线”，确定“结束点”，在v-t 图线上选择研究区域。（6）“开始点”和“结束点”确定后，即可获得，该段v-t 图线对应的加速度值（图1）。图 1（7）调节斜面的倾角，重复实验。（8）点击软件窗口右下角“截取屏幕”按钮，可将当前实验结果以图像文件的形式保存下来，记录在电脑中。（9）归纳加速度的概念和从v-t 图求加速度的研究方法。（10）实验结束，点击“退出”退出实验界面，然后点击，退出该软件。再次检查是否关闭了位移传感器发射端的电源开关，保护位移传感器的电池。实验五 研究自由落体运动一、实验目的：探

20、究自由落体运动的规律，并用位移传感器测定自由落体运动的加速度。二、实验原理：在没有空气阻力影响下，只受重力作用,自由落体运动是一种初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，其运动规律为：v=gt, h=1/2gt2。三、实验器材：计算机、数据采集器、位移传感器；配重套、配重砝码若干、铁架台、网兜、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，把“位移传感器接收端”固定在铁架台的高处，接收口朝下。网兜放在传感器的正下方低处。拿住“位移传感器发射端”使它放在接收端正下方，离开约3-4厘米，发射口与接收口对准。（2）双击图标，打开das程序，单击“新课改实验

21、”，单击实验条目“用dis研究自由落体”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）首先在质量框内输入传感器的质量，约为0.073kg。（4）打开发射端的电源开关，点击“开始实验”按钮，放手让传感器自由下落。当传感器落入网兜，点击“结束实验”。界面显示“v-t”图线。如上图所示。（5）点击“选取范围”按钮。把鼠标移到左侧y轴附近的“开始点选择线”，此时鼠标变形为手指。单击并按住左键，拖拉选择线，到选定研究区域的“开始点”。同样方法用右侧的“结束点选择线”，确定“结束点”，在v-t 图线上选择研究区域。（6）点击

22、“记录数据”即会在下面的表格中记入对应的加速度值。（7）在位移传感器发射端外，套上配重罩。此配重罩质量约为0.05 kg。（8） 在配重罩上加砝码（砝码两个一加，保持平衡），砝码每个质量0.05 kg，重复步骤3-6，多次实验。（9）分析自由落体运动的特点。实验六 斜面上力的分解一、实验目的：验证斜面上力的分解定则。二、实验原理：斜面上力的分解定则平行四边形定则。三、实验器材：计算机、数据采集器、力传感器2个、斜面上力的分解实验仪、磁性固定支架、方木块、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，将一对力传感器的测钩更换为力的分解实验器配套的平头推

23、力部件，将力传感器固定在力的分解实验仪上，用1394线连接到数据采集器，接着用usb线将数据采集器与计算机连接好，并开启数据采集器（按一下椭圆键）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis验证斜面上力的分解”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）调节斜面上力的分解实验仪右侧（单点固定）支架，量角器值为0°，轻按一下力传感器上的置零键，对力传感器进行调零，。（4）将木块放置于两个力传感器之间，确保木块上纵横方向的中心线分别正对两个力传感器平头推力头的中心点。

24、点击“开始实验”，f1、f2就有数据显示。点击“记录数据”，两个分力数值即被记录到软件窗口下方的表格中（图1）。分力f2即是木块的重力。图 1（5）接着拿掉木块，移动力的分解实验器右侧支架位置，使斜面的倾角分别为30°、45°、60°、90°，然后再放上木块，测量记录多组数据。（6）按平行四边形法则计算木块重力的两分力理论值，与测量结果进行比较。实验七 验证力的平行四边形定则一、实验目的：验证力的平行四边形定则。二、实验原理：力的合成与分解满足平行四边形定则。三、实验器材：计算机、数据采集器、力传感器2个；gqy力的合成与分解实验仪、钩码（50g）2个、

25、 连接细绳1根、铁架台、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图： 五、实验操作步骤：（1）将gqy力的合成分解实验器通过螺丝固定在铁架台上。按照实验装置图将两力传感器用长螺丝，固定到力的合成分解实验仪的力传感器定位架上，力传感器测钩则会指向实验器盘的圆心。力传感器支架边沿所指的角度数，就是力作用线与装置中心线的夹角，也就是力的方向。（2）将左边力传感器接入数据采集器一号口，它采集的力是f1，右边力传感器接入数据采集器二号口，它采集的是f2，再用usb线将数据采集器与计算机连接好。（3）将连接细绳分别挂到两个传感器的测钩上，放松接点固定螺丝，把接点调整到实验器盘的圆心。 （4）双击桌面

26、上图标，打开das程序，单击“物理实验”，单击实验条目“力的合成与分解”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（5）点击“开始实验”，点击“开始采集f1f2”按钮，观察软件中两个力传感器窗口示数是否为零。如果不是，点按力传感器上的“调零”按钮，使力传感器置零。把力的角度输入对应的框内。（6）在连接细绳下方挂上钩码，保持钩码稳定后。点击“锁定f1f2”按钮，记录住两分力的大小。（7）点击“显示f1f2”，界面上会显示出两个力的图示，如下图所示。（8）取下钩码，把左边细绳从传感器上取下，把右边力传感器移到中央零刻度

27、处。此时左边的传感器不受力，右边传感器测量竖直方向的合力。（9）点击“开始采集f”按钮，观察软件中两个力传感器窗口示数是否为零。如果不是，轻触力传感器上的“调零”按钮，使力传感器置零。（10）在连接细绳下方挂上钩码，保持钩码稳定后。点击“锁定f”按钮，记录住合力。（11）点击“显示合力f”，界面上会显示出合力的图示。（12）点击“结束实验”按钮，结束实验采集。（13）数据分析观察几个力图示，分析合力与分力的关系；要研究其他角度的情况，再点击“开始实验”按钮，重新实验。实验八 牛顿第二定律一、实验目的：研究在质量一定的情况下，加速度与作用力的关系；研究在作用力一定的情况下，加速度与质量的关系。二

28、、实验原理：fma（质量一定下，加速度与作用力成正比关系）；fma（作用力一定下，加速度与质量成反比关系）。三、实验器材：计算机、数据采集器、位移传感器、gqy轨道（一端带滑轮）、gqy配套小车、专用2克钩码若干、细绳、导轨侧面固定板、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1） 根据实验装置图，将“位移传感器接收端”装在侧面固定板，固定在轨道的一端，并用1394（传感器连接线）连接到数据采集器2号口；将“位移传感器发射器”固定到小车上。（2）进行平衡摩擦力调整，步骤如下：a、双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis测定加速度”，

29、点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，然后点击进入实验界面。b、将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“开始实验”，轻推小车开始运动，测量小车的加速度。当加速度接近零时，可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡，见（图1）。c、如果加速度与 0 相差较大，则调节轨道的倾角，再次测量，直至达到要求。d、点击退出，退出“用dis测定加速度”。图 1 摩擦力平衡时的v-t图（3）返回das软件主界面，开始研究加速度与力的关系，单击实验条目“用dis研究加速度与力的关系”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“u

30、sb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（4）将细绳的一端拴在小车上，另一端通过滑轮拴住两个砝码。（5）在窗口下方的表格内输入小车的质量（本系统小车加位移传感器及固定螺丝等总质量约335克）及砝码质量（每个砝码质量是2克，拉力数值=砝码重量）。（6）将小车放到轨道上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“开始实验”，释放小车，使小车在砝码的拉动下开始运动。待小车运动到轨道另一端时，点击“结束实验”；关闭位移感器发射器的电源开关。 （7）点击“选取范围”，选择需要研究的一段v-t 图线（图2）；（8）点击“记录数据”，软件窗口下方的表格中自动显示该段v-t 图

31、线对应的加速度（图3）；（9）保持小车质量不变，改变拉力，重复步骤58，可得到另几组数据；（10）点击“a-f 图像”按钮，即得到加速度与拉力关系图线（图4）；图 2 图 3图 4 a-f 图像 （11）返回das软件主界面，研究加速度与质量的关系，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis研究加速度与质量的关系”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（12）保持挂6 个钩码，使拉力不变，改变运动小车的质量（在小车上加放50克的砝码，重复步骤58，得到几组实验数据）。（13）点击“a-m 图像”按钮，可得到加速

32、度与质量关系图线（图5）；（14）点击“a-1/m 图像”按钮，即得到加速度与质量倒数的关系图线（图6）；图 5 a-m 图像 图 6 a-1/m 图像（15）比较实验值与理论值。研究实验值与理论值之间存在误差，误差产生的原因，改进实验操作，重复实验；（16）归纳影响加速度的物理量有哪些，讨论控制变量法还能够应用于哪些实验研究。实验九 力的相互作用一、实验目的：验证牛顿第三定律。二、实验原理：牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反，并作用在两个物体上 。三、实验器材：计算机、数据采集器、力传感器2个、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置

33、图：图 1五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，将一对力传感器接到数据采集器，再用usb线将数据采集器接到计算机主机上，并开启数据采集器（按一下椭圆键）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis研究力的相互作用”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）点击“开始实验”，轻按一下力传感器上的置零键，将传感器置零。两手各握住一只力传感器，让传感器的测钩相互钩住，保持两传感器处于一直线（图1）。（4）两手轻拉传感器，如显示的图像，两个力的方向相同，如图2图像的左段，可长按

34、其中一个力传感器上的置零键，改变这个力的显示方向。（5）得出如图2 所示的实验图线右段，实验成功。图 2（6）在实验过程中，观察同一时刻两个力传感器的读数，可见两个力传感器读数基本相同。（7）点击“结束实验”，结束数据采集。观察记录的实验图线，可见两个力传感器测量的力，呈上下对称。（8）点击“图像处理”，可将一个力的实验曲线反转，与另一个力的实验曲线基本重合，说明实验成功，验证了牛顿第三定律。实验十 动能大小的比较一、实验目的：研究动能与m、v的关系，学习用计算机拟合曲线技术，得到变量间的合理关系。二、实验原理： 运动的小车推动摩擦块做功，最后小车停下；则有ekfs。摩擦块与导轨的摩擦力f可以

35、认为基本不变，那么移动距离s的大小反映了小车具有的动能的大小。三、实验器材：计算机、数据采集器、光电门传感器。gqyelab 力学轨道、轨道小车、轨道侧面固定板、单支挡光片、摩擦块、配重用50克砝码若干、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图五、实验操作步骤：（1）将轨道平放，把挡光片固定在轨道小车上。将光电门传感器的一个门装上侧面固定板，固定在轨道上，另一个门保持不被遮挡。把光电门传感器连接到数据采集器的一号口。（2）在轨道上遵照以下原则放置摩擦块：挡光片的后沿刚通过光电门传感器（透光孔）时，摩擦块即与小车相碰。记住摩擦块的位置。（3）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实

36、验”，单击实验条目“用dis研究物体的动能大小”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面 （4）将小车（连同挡光片）的质量m（约255克） 及挡光片的宽度s（0.005m） 填入实验界面下方对应的表格中。（5）点击“开始实验”，放开小车，推动小车沿轨道运动。当小车上挡光杆经过光电门时，即测得小车的速度。与此同时，小车碰撞摩擦块，推动摩擦块一起运动。（6）摩擦块停止运动后，点击“结束实验”。测量出摩擦块的位移s，将数据填入界面下方对应数据的框中。（7）点击“记录按钮”按钮。表格中会自动填上本次实验数据。图 1（8）把

37、摩擦块放回原处。或改变小车的质量（增加配重砝码）、或改变运动速度（改变外力）。重复步骤5-7 ，得到多组数据。（9）点击“选择s 与m、v 的关系”窗口，弹出的下拉菜单中包含s 与m、v 的八个关系式，任选其一。点击“绘图”，即得到位移s 与选择的关系式对应的数据点分布图。上图1为s 与mv2的关系。（10）点击“拟合”，可对数据点进行拟合分析，如图1。观察是否有正比关系。（11）改变s 与m、v 的关系选择，“绘图”、“拟合”。得到存在正比关系的关系式。这个关系就是物体动能大小的关系。（12）讨论本次实验应用的方法，归纳“数据-图线（数据点分布图）”之间的关系及形成上述推断的依据。实验十一

38、动量定理一、实验目的：探究物体在变力的作用下，物体所受合力的冲量与物体动量变化的关系。二、实验原理：由动量定理：物体所受合力的冲量等于物体动量变化，即ft=mv，mv。在气轨上用滑块与力传感器的测量端碰撞（磁性碰撞），测出滑块碰前后通过光电门的时间和碰撞过程中力传感器测得的“f-t”图线，通过计算得出冲量和动量变化。三、实验器材：计算机、gqy数据采集器，力传感器（一个），光电门传感器，气垫导轨，铁架台、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：(1) 根据实验装置图，在滑块上安装“i”型挡光片，并在滑块前端固定一块小磁铁，将力传感器固定在气轨的一端，并将力传感器前端

39、的挂钩换为平头推力部件，也固定一块小磁铁，然后用铁架台固定好光电门传感器。 (2) 将力传感器和光电门传感器通过传感器连接线（1394线）与gqy数据采集器连接，然后在用usb线将数据采集器连接到pc机，接着打开gqy数据采集器。(3) 双击桌面上图标，打开das程序，单击“物理实验”，单击实验条目“研究动量与冲量的关系”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面，如下图：(4) 在挡光片宽度输入的是固定在滑块上的“i”型挡光片的宽度0.5cm，小车质量输入的是，滑块质量。(5) 轻按光电门传感器上的按键，将指示灯选

40、择到“i”挡（即挡光模式），然后长按按键，进行传感器较零。(6) 点击“开始实验”，出现曲线后，轻按力传感器上的较零键，对力传感器进行较零。然后点击“开始采集”，推动滑块通过光电门传感器后与力传感器上的磁铁碰撞，经反弹后又通过光电门传感器后，点击“结束采集”，再点击“结束实验”。(7) 实验结束后，点击“记录数据”“计算速度”“计算动量”，这一次实验的数据，将显示在列表中，如下图。(8) 实验完成，如需再次实验，重复47步骤。实验十二 机械能守恒定律一、实验目的： 通过测量摆锤再摆动过程中任意时刻（位置）的动能和重力势能的值，研究动能和重力势能转化中遵循的规律。二、实验原理：机械能守恒定律在只

41、有重力（或只有弹簧弹力）做功的情况下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，但机械能的总量不变（e机=ep+ek）。三、实验器材：计算机、gqy数据采集器、光电门传感器；gqyelab机械能守恒实验仪、铁架台、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：摆球直径：0.018 m 摆球质量：0.0274 kg图1五、实验操作步骤：实验一 （1）架好gqyelab机械能守恒实验器。如图1； （2）将定位挡杆分别固定在”“p、q、r”三个点中的一个，使摆球线在摆动过程中受到定位挡杆的阻挡；将磁性固定器在某个高度释放摆球。（3）观察释放摆球时 摆球在板上的上升的高度与释放高度的关系。（4）改

42、变定位挡杆的位置，再次释放摆球，观察上升高度。（5）改变磁性固定器的位置，再次释放摆球，观察上升高度。（6）总结挡片位置、摆球释放点与摆球到达点的关系，使学生对论机械能守恒定律有一个定性的了解。实验二（1）根据实验装置图，架设好gqyelab机械能守恒实验器，然后将光电门传感器接入数据采集器，再用usb线将数据采集器接入到pc机，并开启数据采集器（按一下椭圆键）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis研究机械能守恒定律”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）gqy

43、elab机械能守恒实验器摆球的直径（挡光片宽度）及质量数据已经输入。s=1.8cm及m=27.4g，（4）将磁性固定夹固定在gqyelab机械能守恒演示仪上（高于0.15m处），将两个光电门分别固定到高度为0.15m和0.10m处，用测平器准确定位，测平器的上沿边缘通过光电门探头的检测孔的中心，测平器的底部边缘沿对准的刻度线读数就是光电门的高度。（5）轻按光电门传感器上的按键，将指示灯选择到“i”挡（即挡光模式），然后长按按键，使三个指示灯全亮再放手，对光电门传感器进行较零。（6）点击“开始实验”。释放演示仪的摆球，当摆锤通过光电门传感器后，用手接住摆球，不让再次通过光门。点击“结束实验”。（

44、7）点击“记录实验数据”，在表格中就会显示出速度及动能（图1）；点击“计算数据”，表格中显示出势能与机械能（图2）； 图 1图 2（8）变更光电门的位置到0.05m和0处，重复57步骤，得出光电门传感器在其它另两高度的实验数据。（9）比较四组实验数据。（10）改变磁性释放器的位，重复实验步骤4-9，得到另外四组的数据，进行比较。（11）根据实验结果，可见在误差范围内，势能转化为动能过程中，机械能保持不变。实验十三 气体压强与体积的关系一、实验目的：验证玻意尔定律，熟悉压强传感器的性能和使用。二、实验原理：玻意尔定律当温度不变时，一定质量的理想气体，其压强与体积的乘积为常量（pv= consta

45、nt），即体积与压强成反比。三、实验器材：计算机、数据采集器、压强传感器1个，注射器1个、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，将压强传感器接入数据采集器，再把数据采集器接入pc机上，并开启数据采集器（按一下椭圆键），然后把注射器活塞置于初始位置（一般选30-40ml处，这样气体体积变化可以较大；本次实验取30ml），并将注射器与压强传感器前端软管紧密连接，确保其气密性。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis研究气体压强与体积的关系”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”

46、，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）点击“开始实验”，观察压强传感器实时测得的大气压强值。（4）在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。（5）改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化，将变化后的体积值输入到表格中，当气压值稳定时，点击“记录数据”，记录下此刻的压强值。（6）重复步骤5，得到多组数据。点击“结束实验”按钮。（7）点击“p-v 绘图”，根据已有数据绘出“压强-体积”关系图线。（8）点击“图形拟合”，得到p、v 有反比关系（图1）。图 1（9）点击“p-1/v 绘图”，绘出“压强-体积倒数”关系图线。（10）

47、点击“图形拟合”，得到p、1/v 有正比关系（图2）。 图 2实验十四 气体压强与温度的关系一、实验目的： 研究一定质量的气体，在体积不变时，气体的压强与气体的温度之间的关系；知道热力学温标是如何得到的。二、实验原理：查理定律三、实验器材：计算机、数据采集器、压强传感器、温度传感器、查理定律实验器、烧杯、传感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图，将查理定律实验器的橡皮塞上的铜管与压强传感器前端软管紧密连接，把塞子塞住实验器的容器口，确保其气密性，然后将压强传感器和温度传感器固定在铁架台，并接入数据采集器，再把数据采集器用usb线接入到pc机，并开

48、启数据采集器（按一下椭圆键）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis研究气体压强与温度的关系”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面,如下图：（3）点击“开始实验”，将查理定律实验器和温度传感器同时放入盛冷水的烧杯。等待到压强传感器显示的压强值保持一段时间不变（此时容器中的气体温度与烧杯内的水温基本一致了），点击“保存数据”按钮，记录此刻的气体压强与温度值。 （4）用适量沸水置换烧杯中的冷水，提高烧杯内的水温，重复步骤3，采集气体的压强值和温度值。重复多次，不断提高水温，

49、得到多组数据后。点击“结束实验”按钮。（5）点击“p-t 绘图”，根据已有数据绘出“压强-温度”数据点图线。（6）点击“拟合曲线”，得到p、t 有正比关系。（7）分析实验数据误差产生的原因。（8）点击“删除数据”按钮可以删除表格中最后一栏的试验数据；点击“截取屏幕”按钮可以保存数据图形。实验十五 研究摩擦生热一、实验目的：使学生对摩擦生热现象有一个更加理性的认识，熟悉温度传感器的使用。二、实验原理：克服摩擦做功可以生热； 克服摩擦做功的过程就是物体内能增大的过程。三、实验器材：计算机、gqyelab 数据采集器、温度传感器、摩擦做功实验仪（包括：铜管、橡皮塞、柔性粗棉绳、夹具、泡沫塑料等）、传

50、感器连接线若干、usb连接线等；四、实验装置图：五、实验操作步骤：（1）使用夹具将铜管固定在实验台上。将温度传感器探杆透过橡皮图1塞小孔，把橡皮塞塞住铜管。（2）用传感器连接线（1394线）将温度传感器接入数据采集器，再用usb线将数据采集器接入到pc机，并开启数据采集器（按一下椭圆键）。（3）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis研究摩擦生热”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（4）点击“开始实验”，将棉绳绕在铜管上两圈，快速来回拉动，可观察到温度图线随之上升（图2）。

51、 图2（5）也可将温度传感器探针插入柔性泡沫塑料之中，用手握住并快速抽动，亦可观察到升温现象（注意保护探针，不要用力过猛造成探针弯曲或折断）。讨论：如果将适量乙醚滴入铜管塞上橡皮塞，并确保密封，拉动棉绳后会出现何种情况？实验十六 小灯泡的u-i 曲线描述一、实验目的：描绘小灯泡的伏安特性曲线；了解金属的电阻随温度变化的特性。二、实验原理： 在温度不变的情况下，金属电阻的伏安特性曲线为过原点的直线。当灯丝发热温度升高时，其伏安特性曲线与直线发生显著差别，表明灯丝的电阻值有随温度变化的非线性特性。三、实验器材：计算机、数据采集器、电流传感器、电压传感器；电学实验板、小灯泡、导线若干、传感器连接线若

52、干、usb连接线等；四、实验装置图： 实验电路有分压法和限流法，电路原理图如图1 所示。左图是分压电路，右图是限流电路。分压电路可以使小灯两端电压值的变化范围更大，建议采用。图1用gqy电学实验板及附件搭建，实际接线如下图：五、实验操作步骤：（1）根据实验装置图连接好电路，并将变阻器旋钮顺时针旋到底，使变阻器处于最大值位置（接通电源时灯不发光），然后将电流和电压传感器分别连接到数据采集器一号和二号端口，再把数据采集器用usb线接入到pc机，并开启数据采集器（按一下椭圆键）。（2）双击桌面上图标，打开das程序，单击“新课改实验”，单击实验条目“用dis描述小灯泡的u-i曲线”，然后点击开始连接gqy数据采集器，选择“usb连接”，点击“确定”，图标上问号消失，代表连接成功，最后点击进入实验界面。（3）点击“开始实验”，闭合实验电路中的开关，点击“记录数据”，将一组电流、电压值记录进软件窗口下方的表格。（4）逆时针慢慢旋转变阻器的旋钮，减小变阻器的阻值，当显示的电流值有改变时，点击“记录数据”，再记录一组此刻的电压、电流值。（5）重复上述（4）操作，记