普通物理实验教案资料Word文档格式.docx
《普通物理实验教案资料Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《普通物理实验教案资料Word文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
回表后，如秒针不指零，应记下其数值（零点读数），实验后，从测量值中将其值减去（注意符号）。
【实验原理】
在一根细轻的悬线末端悬一重物，就成为一个单摆，单摆的振动周期为：
…………
（1）
取前二项得：
当摆角很小（一般小于5o）的情况下，周期公式可表为：
由上式可得：
…………
（2）
式
（2）就是单摆测重力加速度的计算式，其中L——摆长，g——当地的重力加速度。
【实验步骤】
1．调节立柱铅直，将摆线作校准垂直用。
调节水平螺丝至正面看摆线在立柱正中；
从侧面看摆线与立柱平行时止。
2．用刀口钢卷尺和游标卡尺测单摆摆长L（L取1米以上）。
式中：
——悬线上端固定点至小球球下端之间的距离（用刀口钢卷尺测），D——小球的直径（用游标卡尺测），如图1-2所示。
3．测量单摆周期，使单摆摆动的摆幅较小（如小于5o），用停表测量振动50个周期的时间50T，求平均值T。
测量时应在摆球通过最低位置时计时。
为避免视差，可在摆球通过平面反射镜时，当摆线、镜刻线、摆线在镜中的象三者重合时计时。
4．改变摆长，研究摆长与周期的关系。
每次将摆长缩短0.05m，重复步骤2与3，测出摆长与周期，得5组数据。
5．用图解法处理数据并求出g值。
在方格纸上取L为纵坐标，T2为横坐标，作L～T2图线，取二代表点求得斜率
，再由式
（2）求得g（
），并与杭州地区的公认值
=9.794m/s2比较，求百分误差
。
【数据处理】
由L～T2图线求解g
次数
1
2
3
4
5
（m）
D（m）
L（m）
50T（s）
T（s）
T2（s2）
【思考题】
1．摆锤从平衡位置移开的距离为摆长的几分之一时，摆角为5o？
2．试用误差分析说明为什么要用累计法测周期？
实验二驻波法测定电振音叉频率
1．观察弦上驻波的形成及其性质。
2．用驻波法测电振音叉的频率。
1．电振音叉（包括电源）2．钢卷尺
3．弦线4．滑轮
5．砝码盒6．电子天平（公用）
如图2-1所示，均匀细弦线一端跨过滑轮悬挂砝码（设其质量为M），另一端系于音叉上，音叉振动，则弦上便产生波动，并以一定速度沿弦线传播，由波动理论可得波速为：
…………
（1）
T为弦上的张力，
为单位弦长的质量。
从A端向左行进的波到R1点反射，这两列相干行波（指向左行进的入射波和向右行进的反射波）便形成驻波。
当L为行波半波长（
/2）的整数倍（n）时，驻波最强，即有：
因为音叉振动频率和行波的频率相等，所以音叉振动频率可表为：
将
（1）、
（2）两式代入上式得：
…………（3）
由（3）式可知，只要测得T、
和l（半波长的长度）即可求得电振音叉的振动频率。
1．如图2-1装置仪器，接通电源，调节接触螺丝，使音叉有最强振动。
2．加适当的砝码（每个砝码的质量为50克），移动三角形（△形）木块R1，直至弦上出现清晰的驻波为止，记下砝码的质量M，由此可算得张力T。
3．记录半波数n。
从R1处开始计算，在第n个驻波的波节处放置另一个三角形（△形）木块R2，用刚卷尺测量R1和R2之间的距离L（即n个半波的总长度），求得驻波的平均半波长l。
4．逐次增加砝码，依次可测得五组半波长l及相应的张力T值。
5．测得
值。
6．将测得结果代入（3）式求得频率，再取平均值
7．与音叉所标频率
比较，求百分误差。
（注意：
实验中弦与音叉必须保持平行）
【数据与结果】
f0=（赫）
M（千克）
T=Mg（牛顿）
n（半波数）
L（米）
（米）
（赫）
弦线长
=（米）弦线质量m=（千克）
单位弦长的质量
（千克/米）
百分误差
实验三电路接线练习与万用表使用
1．掌握滑线变阻器限流和分压的特点。
2．学会万用表的使用。
1．MF—40型万用表2．ZX21型旋转式电阻箱
3．110Ω滑线变阻器4．直流电流表
5．直流电压表6．干电池
7．单刀单掷开关8．待测电阻
9．导线若干
【实验内容】
一、滑线变阻器电路接线练习
1．限流电路
如图3-1所示，图中：
E——一节干电池；
——直流电流表（75mA档）；
R0——待测电阻；
R——滑线变阻器（110Ω）。
要求：
设计数据记录表格，记下滑线变阻器滑动端C分别置A、B端时的电流值，并说明滑动端C从A滑向B的过程中电流值的变化情况。
2．分压电路
如图3-2所示，图中：
E——二节干电池；
——直流电流表（150mA档）；
R0——待测电；
——直流电压表（2.5V档）。
测试五组数据，并填入自行设计的表格内，并算出R0的平均值。
二、MF—40型万用表使用练习
1．用万用表欧姆档测电阻箱的阻值。
取400Ω作为电阻箱阻值的准确值，用万用表欧姆档（注意万用表的机械调零）测电阻箱的阻值，并求出万用表的测量误差（百分误差）。
实验四用惠斯登电桥测量电阻
1．掌握惠斯登电桥测电阻的原理。
2．掌握用自组式惠斯登电桥测电阻的方法。
1．可变电阻箱三只（R0，R1，R2）
2．待测电阻Rx一只3．检流计一只
4．干电池一节5．开关一只
惠斯登电桥的电路如图4-1所示，由四个电阻R1，R2，Rx，R0联成一个
四边形ABCD，每一个边称为电桥的一个臂，在四边形的对角A和C上加上电源E，再在对角B和D之间连接检流计G，所谓桥就是指这条对角线BD而言，它的作用就是把“桥”的两个端点的电位直接进行比较，当B、D两点电位相等时，检流计无电流通过，称作电桥平衡。
这时AB间的电位差等于AD间的电位差，DC间的电位差等于BC间的电位差，设通过四个桥臂的电流分别为I1，I2，I0，Ix，根据欧姆定律有：
R1I1=R2I2…………
（1）
RxIx=R0I0…………
（2）
又因Ig=0，故I1=IxI2=I0
将式
（2）除式
（1）得：
即
若R1，R2，R0均为已知，则Rx即可由（3）式求出，具有这种读测方法的电桥称为平衡电桥。
【实验示意图】
用自组式惠斯登电桥测电阻的实验示意图如4-2所示。
1．按图4-2接好线路，并取R1=R2=500Ω。
2．合上K2，选适当的R0值，按下检流计上开关按钮，使检流计指针偏转最小（称为粗调）。
R0电阻选择方法如下：
先用较小之值，试按下检流计上的开关按钮观察检流计之偏向，然后用较大之值。
如果两次指针偏向不同，则说明Rx必在R0的两个数值之间。
以后逐渐减小R0之值，同时按下开关按钮，直到检流计指针偏转最小。
3．选好R0后，再度仔细选好R0，直到检流计无偏转为止（称为细调），并记录R0的数据，算出Rx1。
4．为了减少因电阻箱不准确引起的误差，必须把Rx与R0之位置对调，再测一次得Rx2，求几何平均值
5．改变电源E的极性，重复步骤3、4再测一次，并求出
的算术平均值
R0（Ω）
R1（Ω）
R2（Ω）
Rx（Ω）
Rx几何平均值（Ω）
E
500.0
-E
升级会员 