高中物理必修一实验

1、高中物理必修一实验实验一 匀变速直线运动的实验探究一 '实验目的1 .练习使用打点计时器，学会用打卜一点的纸带研究物体的 运动.2 .掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.3,能够利用纸带测定物体做匀变速百线运动的加速度.、实验原煤L理论基础沿直线运动的物体在连续相等的时间内不同时刻的速度分别为5、办、5、，若S 一 S 一 S =功5 ，则说明 该物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明该物体在做匀变速直线运动，即。=中=芸=率 0*2 .打点计时器的工作原理（1）作用；计时仪器，每隔0.02 s打一次点."）作条件/电磁打点计时器：4 V6 V交流电源.'

2、9;件（电火花计时器：220 V交流电源.（3）纸带上点的意义：表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动 情况.3 .判断物体运动状态的方法：求相邻位移的差As设相邻两点之间的位移为宣、（1）若§2 门=53 52 =S 一 ,%_1 = 0,则物体做匀速直 线运动.（2）若52 51 = 53 52 =1 7 0，则物体做匀变速 直线运动.4 .求物体加速度的方法（D逐差法如图实一1一1所示，相邻两计数点间的距离分别为八、§2、S6,两计数点间的时间间隔为。根据=aT2有 $4 一=（54 §3）+（§3

3、-$2）+（$2 §1 ）=3aT20123456（P-4i+k-H I1 51 1 S2 S3 1 S4$5§6/图实一1 一 1同理 S5-52=56-$3=3T23。23 丁2，。33 Tz再算出白、生、。3的平均值一_。1 +生 +3 _（方 +$5 +§4）一（门十。2 十 $1）a 39T即为所求物体运动的加速度.（2）.一£图象法根据V= VI.可求得_S +> 功一2T5? "T5a S3、叨=2丁、q=一2T、“2T求出1、2（一般取5个点）各计数点的瞬时速度，再作出 v倜象，求出图线的斜率即为该物体做匀变速直线运动 的

4、加速度.（3）利用已求出的瞬时速度值，按加速度的定义式求加速度四、实验步骤与数据处理图实一 1一21 .如图实一1 2所示，把原来放于 水平桌面上的长木板一端垫起.把 打点计时器固定在木板被垫起的 那一端，连接好电路.让平整的纸 带穿过打点计时器的限位孔，把纸 带的一端固定在小车后面.2 .用手按住小车，使小车停在靠近打点计时器处.先接通电源，再放开小车，小车在拖着纸带运 动的同时，打点计时器就在纸带上打下一系列的点.断开电 源，取下纸带；更换新纸带，重复实验三次.3 .从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比 较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了测 量方便和减少误差，

5、通常不用每打一次点的时间作为时间 的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T- 0.02 sX5 = 0. 1 s,在选好的开始点下标明A,依次标为B、 上叫做计数点.4 .用亳米刻度尺正确测出每相邻两计数点之间的距离、*、 $3、$4、$5、&，并填入下表中：分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段时间r/s各段位移 s/m平均速度/ )v/ m s由以上数据求得相应相邻的加速度值相邻段12段23段34段45段56段加速度 a/m s-z5 .比较各段的加速度是否相等，得出结论，即小车沿斜面的下 滑是否可以看成勺变速直线运动.6 .根据实验原理中所讲的方法，计算小车的加速度或

6、根据 力一，图象求出小车的加速度.五、注意事项1 .开始释放小车时；应使小车靠近打点计时器.2 .应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手 按住.3 .先断开电源，再取下纸带.4 .如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度.5 .选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点 密集部分，适当选取计数点（注意计数点与计时点的区别）， 弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.6 .每打好一条纸带.将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打 点清晰.7 .不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统 一量出各计数点到计数起点。之间的距离）.读数时应估 读到毫米的下一位.8 .

7、要多测几组，尽量减小误差.六、误差分析1.根据纸带测量的位移有误差.2.根据位移计算的瞬时速度有误差.3 .计算的加速度有误差（a 写）.4 .用作图法，作出的V-/图线并非是一条直线.5 .木板的粗糙程度并非完全相同.实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系、实验目的1 .培养学牛用所学知识探究物理规律的能力.2 .探究弹力和弹簧伸长的关系.3 .养成用图象法处理实验数据的习惯.、实验原1图实一2一 11 .如图实一21所示孑弹簧在下端悬挂 钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹 力与所挂钩码的重力大小相等.2 .用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力 下的伸K量工建立坐标系，以纵坐 标丧示弹力大小F,以横坐标表

8、示弹 簧的仲长量上，在坐标系中描出实验所测得的各组（工.F）对应的时，用平滑的肺线连接起来.根 据实验所得的图线，就可探知弹力大小与仲氏量间的关系.三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺'的码若干、三角板、坐标纸重 垂线.U!，图实一 2 一 21实验步骤与数据处理1 .将弹簧的一端挂在铁架台上，让攵自 然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长 状态时的长度3即原长.2 .如图实一2 2所示，将已知质最的 钩码持在弹簧的下端，在平衡时测量 弹簧的总长，并计算钩码的重力，填 写在记录表格里.1234567F/NL/cmx/cm3 .改变所挂钩码的质量.重复前面的实验过程多次.4 .以弹力F（大小等

9、于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的 伸K量”为横坐标，用描点法作图.连接各点，得出弹力F 随弹簧伸长最变化的图线.5 .以弹簧的伸长量z为自变量，写出曲线所代表的函数.首先 尝试写成一次函数，如果不行则考虑二次函数.6 .得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式 中常数的物理意义.五、注意事项1 .所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限 度,要注意观察，适可而止.2 .每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点 尽可能稀，这样作出的图线更精确.3 .测弹簧长度时，一定要在弹簧将有悬挂且处于平衡状态时 测量：g以减小误差.4 .描点画线时,所描的点不一定都落在一

10、条曲线上，但应注意 一定耍使各点均匀分布在曲线的两侧,描出的线不应是折 线，而应是平滑的曲线.5 .记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位.六、误差分析1 .钩码标值不准确弹簧长度测量不准确带来误差.2 .而图时描点及连线不准确也会带来误差.3 .弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响而带来误差.实验三 验证力的平行四边形定则一、实验目的L掌握弹簧测力计的正确使用方法，2 .根据实验的要求，会对给定的实验步骤排序、纠错.3 .验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则，培养用 作图法处理问题的能力.二、实验原理等效法：使一个力户和两个力F、居都让同一条一端固 定的橡皮筋伸长到某点，

11、即它们的作用效果相同所以一个力 F'就是这两个力F1和F1的合力，作出力F'的图示.再根据平 行四边形定则祚出力B和B的合力F的图示/匕较F.和F' 的大小和方向是否都相同.三、实验器材方木板，白纸；弹簧测力计（两一只）,橡皮筋,细绳套（两 个），三角板，刻度尺，图钉（几个）、铅笔.UI1.2.医验步骤与数据处理用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上.用图钉把橡皮筋的一端固定在八点,橡皮筋的另一端拴上 两个细绳套.图实一3一13 .用两只惮簧测力计分别钩住细绳套，互 成珀度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长到某 一位置。，如图实一 31所示，记录两 弹簧测力计的读数，用铅笔描下。点的

12、 位置及此时两细绳套的方向.4 .用铅笔和刻度尺从结点。沿两条细绳 方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示井以F,和 E 为邻边用刻度尺作平行四边形，过。点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力”的图示.5 .只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮筋的结点拉到同样 的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向，用刻度尺 从。点按同样的标度沿记录的方向作出这只弹簧测力计 的拉力F'的图示.6 .比较力F'与用平行四边形定则作出的合力F在大小和方 向上是否相同.7 .改变两个力Fi与F2的大小和夹角再重叁实验两次.:I 在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点。的位

13、置一；;定要相同.画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰;!当选取标度，使所作力的图示稍大一些.!五、注意事项1 .不要直接以橡皮筋端点为结点,可拴二短细绳连两细绳套， 以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点() 的位置.2 .在同一次实验中，使橡皮筋拉长时结点O的位置一定要 相同.3 .不要用老化的橡皮筋，检查方法是用一个弹簧拉橡皮筋，要 反复做几次，使橡皮筋拉到相同的长度看弹簧读数有无 变化.4 .细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.不要直接沿细绳 套的方向画宜线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细 绳套后，再将所标点与。点连直线确定力的方向.5 .在同一次实验中，画力的图

14、示所选定的标度要相同，并且要 恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些.六、误差分析本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还 有读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，要按有 效数字正确读数和记录,两力与各对边要平行.两个分力储 和巳间的夹角。越大，用平行四边形作图得出的合力厂的误 差AF也越大，所以实验中不要把J取得太大，但也不宜太小, 以60。100。之间为宜.实验四验证牛顿运动定律一、实验目的1,学会用控制变量法研究物理规律.2.探究加速度与力、质量的关系.3,掌握利用图象处理数据的方法.二,实验原理探究加速度。与力F及质量甲的关系时，应用的基本方 法是控制变量:法，即先控制一

15、个参品小车的质员用不变， 讨论加速度口与力F的关系,再控制重物的质量不变,即力F 、变？改变小车质量小,讨论加速度。与加的关系.三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸.小车、一端附有定滑轮的长木 板，重物、祛码，夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平（带有一 套硅码）、刻度尺.四、实验步骤及数据分析L用天平测出小车和祛码的总质量加把数值记录下来.2*按图实4 1所示把实验器材安装好,只是不把悬挂重物 的细绳系在车上，即不给小车加牵引力.图实一4 一 13 .平衡摩擦力：在:长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木 板,反复移动木板的位置.直至小车在斜面上运动时可以保 持匀速直线运动状态.这时，小车拖着

16、纸带运动时受到的摩 擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡.4 .把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂重物，先接通电源再放 开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切 断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码.5 ,保持小车和跌码的质量不变，改变重物的质量，使重物的质 量远小于小车和帙码的总质量，把重物的质量记录下 来，重复步骤4.6 .重复步骤5三次，得到四条纸带.7 .在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测 量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值.8 .用纵坐标表示加速度叫横坐标表示作用力F,作用力的大 小厂等于重物的重力，根据实验结果在坐标平面上描出相 应

17、的点，如果这些点是在一条过原点的直线上,便证明了加 速度与作用力成正比.实验次数加速度”(in s 2 )小车受力尸/、1234图实一4 一2由以上数据画出它的Q m3甲、乙所示.由以上数据画出它的。一 F关系用象如图 实一4一2所示.通过qF关系图象，我们可以得出小车的 加速度Q与力”成正比.9 .保持重物的质量不变，在小车上加祛码，重复上面的实验，用纵坐标表示加速度，横坐标表示小车和 祛码总质量，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点.实验次数加速度a/（m - s-2）小车质量"z/kg1234图象及。5图象,如图实T图实一4 一3通过a 一相和a 关系图象我们可以得出小车的加速

18、度 m。与质量加成反比，与质量的倒数上成正比. m五、注意事项1 . 定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出个合适的斜 面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受到 的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要把重物挂在小车上，即 不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带 运动.2 .实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不 管以后是改变重物的质量还是改变小车和祛码的总质量， 都不需要重新平衡摩擦力.3 .每条纸带必须在满足小不与彳.上所加祛码的总质量远大于 重物的质量的条件下打出.只有如此重物重力的大小才可 视为小车受到的拉力的大小.4 .改变重物和小车质量后，每次开始时小车应

19、尽量靠近打点 计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑 轮前按住小车.5 .作图象时，耍使尽可能多的点在所作直线上，不在宜线上的 点应尽可能对称分布在所作直线两侧.6 .作图时两坐标轴标度比例要选择适当.各量须采用国际单 位.这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些.7 .为提高测量精度，可以采取下列措施：(1舍掉纸带上开头比较密集的点，在后边便于测量的地方 找一个起点.(2)可以把每打五次点的时间作为时间单位，即从开始点 起，每五个点标出一个计数点，而相邻计数点间的时间间隔 为T=O.1秒.六、误差分析L质量的测量误差,纸带上打点计时器打点间隔距离的测量 误差，拉线或纸带不

20、与木板平行等都会造成误差.2,因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替 小车受到的拉力（实际上小车受到的拉力要小于重物的重 力）,存在系统误差.重物的质量越接近小车的质量误差就 越大；反之,重物的质量越小于小军的质量,误差就越小.3,平衡摩擦力不准造成误差:在平衡摩擦力时,除了不持小盘 外其他的都跟正式实验一样（比如要挂好纸带、接通打点 计时器）.匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点 的距离相等.实验七：验证机械能守恒定律【实验目的】验证机械能守恒定律【实验原理】在只有重力作用的自由落体运动中， 物体的重力势能和动能可以互相转化， 但总机械能 守恒。愕酸-（加口方法（1）：若某一时刻物体下落的瞬时速度为 V,下落高度为h,则应有：, 广 ，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度 v,即可验证机械能是否守恒，实验装置如图：方法（2）:任意找两点A、B,分别测出两点的速度大小 Va、vb以及两点之间的距离 do若物体的机械能守恒，应有依泊,。测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第 n点的相邻前、后两段相等时间 T内下落的距离Sn和Sn+1,由公式咎,或由- -i1算出。【实验器材】铁架台（带铁夹）；打点计时器；重锤（带纸带夹子）；纸带数条；复写纸片；导线；毫 米刻度尺。除了上述器材外，还必须有电源。【