高中物理实验专题复习Word下载.docx
《高中物理实验专题复习Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理实验专题复习Word下载.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
F4=
L4=
X4=
5
m5=
F5=
L5=
X5=
实验结论：
在误差范围内弹簧弹力与弹簧伸长量成正比
[注意事项]
1、用弹簧进行实验时一定要在弹性限度内。
2、测量长度时要多次测量求平均值。
2、验证力的平行四边形定则
验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]
此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：
使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
木板一块，白纸，图钉若干，橡皮条一段，细绳，弹簧秤两个，三角板，刻度尺，量角器。
[实验步骤]
1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2．把方木板平方在水平面上，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。
4．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。
5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'
的图示。
6．比较F'
与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。
7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。
再重复实验两次，比较每次的F与F'
是否在实验误差允许的范围内相等。
1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
3、研究匀变速直线运动
一、实验目的
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理
设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有
△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2
由上式还可得到
s4-s1=（s4-s3）+（s3-s2）+（s2-s1）=3aT2
同理有
s5-s2=s6-s3=……=3aT2
可见，测出各段位移s1、s2……即可求出
……
再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材
电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。
四、实验步骤
（1）如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。
把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。
把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。
换上新纸带，重复实验三次。
（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。
为了测量方便和减小误差，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×
5=0.1s。
在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示。
两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……
（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中。
（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。
注意：
T=0.1s。
求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。
把计算的结果填入下表1中小车做匀变速直线运动的加速度a=
表1计算小车的加速度a=T=0.1s
计数点
位移s/m
位移差△s/m
分段加速度a/m·
s-2
小车加速度a/m·
S1=
S2=
S3=
S4=
S4-S1=
S5=
S5-S2=
6
S6=
S6-S3=
[注意事项]
1．打点计时器使用交流电源
2．纸带打完后及时断开电源。
3．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。
4．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。
5．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。
4、验证牛顿第二定律
验证牛顿第二定律。
1．如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。
2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。
小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺。
1．用天平测出小车和小桶的质量M和M'
，把数据记录下来。
2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3．平衡摩擦力：
在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。
4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量m和m'
记录下来。
把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。
5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。
6．算出每条纸带对应的加速度的值。
7．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力（M'
+m'
）g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。
若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。
8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数
，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。
1．沙和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的
。
（沙和沙桶的总质量远远小于小车）
2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。
用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。
3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。
5、探究动能定理
探究动能定理
[实验原理]
当重物在空中自由下落时，重力对物体做功，物体的动能增加，让重锤带着纸带下落，利用打点计时器记录它的运动情况分析纸带的点迹分布，可以计算出纸带上某点的瞬时速度及对应的动能。
打点计时器、纸带、重锤、铁架台、钩码、夹子、刻度尺、低压交流电源（选择电磁打点计时器所需）、导线。
1、按图所示，用铁架台将打点计时器竖直固定，连接好电路，放在桌子边缘。
2、用夹子将重锤、纸带相连，将纸带穿过限位孔。
3、竖直提起纸带的上端，使重锤静止在靠近打点计时器的地方。
4、先接通电源，后松开纸带，让重锤自由下落。
5、换用不同的纸带，重复上诉步骤2，3，4.
6、在重锤上再挂上数目不等的钩码，重复上诉步骤2，3，4，5.
7、选择纸带上点击清晰部分进行测量。
从某点开始标上0，1，2，……，n，用刻度尺测量各点到O点的距离d1，d2，……dn，选择其中相隔较远的两点，计算通过该两点时的瞬时速度v0，v1，以及这两点之间的距离h。
8、比较动能的增加量及重力做功的大小。
实验记录：
实验内容
纸带
选择的两点的速度（m/s）
两点间的距离（cm）
重锤的动能增加量
重力做的功
重锤的自由下落
纸带1
纸带2
重锤和钩码的自由下落
纸带3
纸带4
1、安装打点计时器时，必须要竖直架稳，使限位孔与纸带在同一竖直平面内，以减小重锤下落时纸带受到的阻力。
2、选择电火花计时器时，纸带受到的阻力要小些，所以条件允许时，应选用电火花计时器。
3、先接通电源，让打点计时器可以正常工作后再放开纸带让重锤下落。
4、为减小长度测量的偶然误差的影响，每一个测量点的位置均在一次测量中测其到第一个点的距离来确定。
6、验证机械能守恒定律
验证机械能守恒定律。
当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。
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：
mgh=
mv2，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，实验装置如图所示。
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vn=
，或由vn=
算出，如图所示。
铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。
1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。
2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。
3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。
4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。
5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。
6．应用公式vn=
计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。
7．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量
mvn2，进行比较。
[注意项事]
1．打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。
2．选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。
3．因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。
7、碰撞中的动量守恒
研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。
一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边沿的另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。
由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。
因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1'
和s2'
，
若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1'
+m2s2'
相等，
就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不
等的小球；
白纸；
复写纸；
天平；
刻度尺，游标卡尺（选用），圆规。
1．用天平测出两个小球的质量m1、m2。
2．如图所示安装、调节好实验装置，使斜槽末端点的切线水平，将被碰小球m2（质量小的）放在斜槽的末端，小球保持在任意位置静止。
3．在水平地面上一次铺放白纸和复写纸。
4．在白纸上记下重锤线所指位置O。
5．先不放被碰小球，让入射球m1从斜槽上同一高度滚下，重复10次左右，用圆规画尽可能小的圆将所有的落点围在里面，其圆心即为入射球在不发生碰撞下的落点的平均位置P。
6．把被碰小球m2放在斜槽末端边缘处，让入射球从原来的高度滚下，使他们发生碰撞。
重复实验10次左右，用同样的方法标出碰撞后入射球的落点的平均位置M和被碰小球的落点的平均位置N。
7．用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度，线段OM是碰撞后小球m1飞行的距离，OP是不发生碰撞时m1飞行的距离，ON是被碰小球飞出的距离。
将距离结果记录在表2中。
8．实验可多测几次，分析得出结论。
表2
m1/
（kg）
m2/
S1（op）/
m
S2/
S1’（om）/
S2’（on）/
m1s1+m2s2/
kg*m
m1s1’+m2s2’/kg
*m
结论
1．应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。
2．要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。
3．每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着挡板，然后释放小球。
4．白纸铺好后不能移动。
8、描绘小电珠的伏安特性曲线
描绘小电珠的伏安特性曲线
实验电路图如图所示，由于灯泡电阻较小，为减小实验误差，电流表采用外接法。
滑动变阻器做分压器使用，这样加在小灯泡两端的电压可以从零开始调节，保证测出的伏安特性曲线图是完整的。
“3.8V，0.3A”的小灯泡，4—6V学生电源（或3—4节干电池），滑动变阻器，电压表，电流表，电键，导线。
1、选取适当的仪器及量程，按图所示将实验电路连接好。
2、将滑动变阻器的滑片滑到左端（填左端或右端）位置，使灯泡在刚闭合电键时得到的电压很小。
3、闭合电键，调节滑动变阻器，使滑动变阻器的阻值由小到大逐渐改变。
在灯泡额定电压的范围内读取8组以上不同的电压值和电流值，将测量结果记录在下表中。
4、断开电键，拆下导线，将实验器材整理好。
5、以电流I为纵轴，电压U为横轴，将各组数据在坐标系上描点，画出I-U曲线并进行分析。
测量次数
物理量
7
8
电压U/V
电流I/A
1、实验中采用电流表外接法，因为小灯泡在额定电压下工作的电阻是几欧或几十欧，与电流表内阻相差不大，而与电压表内阻相差较大，所以用外接法。
2、滑动变阻器采用分压电路，因为分压电路可得到从零开始且变化范围大而分度小的电压，同时也还可以起到限流作用。
3、电键闭合前，滑动变阻器滑片位置应正确，使开始阶段小灯泡上得到的电压很小。
4、移动滑动变阻器滑片，使灯泡两端电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一定值（如0.5V）时，读取一次电流值。
5、在试验过程中，要保证小灯泡两端的电压值不超过其额定值。
6、做I-U图象时，两坐标轴应选取合适的标度，使得画出的图线尽量占满坐标纸，并用平滑的曲线将各数据点连接起来。
9、测定金属的电阻率
用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；
练习使用螺旋测微器。
根据电阻定律公式R=
，只要测量出金属导线的长度
和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。
被测金属导线，直流电源（4V），电流表（0-0.6A），电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。
1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。
2．按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3．用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值
4．把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。
改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。
5．将测得的R、
、d值，代入电阻率计算公式
中，计算出金属导线的电阻率。
6．拆去实验线路，整理好实验器材。
1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。
2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。
5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
10、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻
测定电池的电动势和内电阻。
如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组
、r值，最后分别算出它们的平均值。
此外，还可以用作图法来处理数据。
即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U-I图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线中
的绝对值即为内电阻r的值。
待测电池，电压表（0-3V），电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。
2．移动滑动变阻器的滑片，使其接入电路的电阻最大。
3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1）。
4．多次移动滑动变阻器的滑片，一次一次地减小变阻器的阻值，闭合开关，对应地读出电压表、电流表的测量值，记录在表格内。
5．打开电键，整理好器材。
6．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
[注意事项]
1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2．干电池在大电流放电时，电动势
会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。
因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出
、r值再平均。
4．在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。
个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。
这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。
但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。
不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。
为减小误差，用
求内阻时，
应尽可能大些。
11、练习用多用电表（万用表）测电阻
练习使用多用电表测电阻。
多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百
A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压
及直流电阻等。
测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，
当红、黑表笔短接并调节R使指针时有
Ig=
=
（1）
当电笔间接入待测电阻Rx时，有
Ix=
（2）
联立
（1）、
（2）式解得
（3）
由（3）式知当Rx=R中时，Ix=
Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由
（2）式或（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。
多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。
1、机械调零：
检查多用电表指针是否在表的电流零刻度线位置。
若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝使指零。
2、选档：
将红、黑表笔分别插入所对应的插孔中，根据估计的电阻值大小，旋转选择开关使其尖端对准欧姆档的合适量程。
3、欧姆调零：
将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮，使指针恰好指向欧姆表零刻度线位置。
4、测量、读数：
将红、黑表笔分别与待测电阻两端相连，表针示数乘以量程倍率，即为待测电阻的阻值。
5、重复2.3.4，对其他定值电阻、小灯泡进行测量，要注意每次换挡后都应重新进行欧姆档调零。
6、实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”档或交流电压最高档。
1．多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。
2．测量时手不要接触表笔的金属部分。
3．合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在
~5R中的范围）。
若指针偏角太大，应改换低挡位；
若指针偏角太小，应改换高挡位。
每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示
升级会员 