高一物理实验

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1、高一物理实验实验一：电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动1、要点预览⑴电磁打点计时器和电火花计时器的构造及工作原理；⑵打点计时器的使用方法及测瞬时速度的方法；⑶用v-t图像进行数据分析。2、内容详解⑴电磁打点计时器和电火花计时器①用途：计时仪器，同时记录不同时刻的位置，进而可测量各点间的距离（物体位移）②电源：交流电③电压：电磁打点计时器工作电压6V以下；电火花计时器工作电压220V④打点周期：0.02s（频率50Hz）⑵使用打点计时器的步骤①将纸带穿过限位孔，固定打点计时器；②先开启电压，然后拉动纸带运动，纸带上打出一系列的点，随即关闭电源；③取下纸带，选择比较清

2、晰的一段，计算某两点间的时间间隔，测量两点间距离。⑶瞬时速度的测量思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度。所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确。示例：如图，测量出包括E点在内的D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度=，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度。可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。然而D、F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。⑷用v-t图像进行数据分析①建立直角坐标系：横轴——时间t（s）；纵轴——速度v(m/s)②描点：利用所测数据

3、计算瞬时速度，选择合适的单位长度，在坐标纸上描点。③连线：用平滑曲线将描的点连接起来。④v-t图像：描述速度随时间的变化关系。3、例题剖析如图所示，表示用毫米刻度尺测量打点计时器打出的一条纸带的数据情况，由此可知纸带做运动。纸带在A、B间的平均速度为m/s，纸带在A、C间的平均速度为m/s。解析：要判断物体的运动状态，则要看各段时间内平均速度的关系。由于各段时间相等，则从相等时间内的位移方面分析，也能看出物体是怎样运动的。从图中可以看出纸带上两点之间时间相等，距离增加，故做加速运动。VAB=0.2m/s，VAC＝0.33m/s。答案：加速0.20.33纸带问题的分析1.判断物体的

4、运动性质（1）根据匀速直线运动特点x=vt，若纸带上各相邻的点的间隔相等，则可判断物体做匀速直线运动。（1）由匀变速直线运动的推论，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之差相等，则说明物体做匀变速直线运动。1.求加速度（1）逐差法（2）v—t图象法利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论，求出各点的瞬时速度，建立直角坐标系（v—t图象），然后进行描点连线，求出图线的斜率k=a.实验二：探究加速度与力、质量的关系<一>方法探究研究“牛顿第二定律”实验所研究的是物体运动的加速度与物体所受外力F的关系，物体运动的加速度与物体的质量m的关系，即

5、、F、m间的关系。由于加速度随F、物体的质量m的变化而同时发生变化，所以它们间的关系难以确定。实验中为了研究三者的关系可采用控制变量法，所谓控制变量法，就是将具有某种相互联系的三个或多个物理量中的一个或几个加以控制，使之保持不变，研究另外两个物理量之间的关系；此后再控制另一个物理量，使之保持不变，研究剩余的两个物理量之间的关系。本实验在研究、F、m之间的关系时，先控制物体的质量m不变，改变力F的大小，研究与F的关系；再控制物体所受的外力F不变，改变物体的质量m，研究与m的定量关系；最后将二者加以归纳综合，得出、F、m三者之间的定量关系。<二>实验装置（参考课本案例）如图所示，取两

6、个质量相同的小车，放在光滑的水平板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放上砝码，使两小车在绳的拉力作用下做匀加速运动。实验时，要求砝码跟小车相比质量较小，则小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）所受重力的大小，车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动。<三>实验说明（参考课本案例）1.本实验中是将小车放在光滑的水平板上，忽略了小车所受木板对它的滑动摩擦力F。事实上，水平板是很难做到光滑的，且小车所受木板对它的滑动摩擦力F，随小车质量的变化而变化，这样给验证实验过程带来了不必要的麻

7、烦。一方面需要测定滑动摩擦因数，另一方面还要测量、计算每次改变小车的质量后的摩擦力，显然大大增加了实验的难度。因此，实际操作中常采用平衡摩擦力的方法将实验简化。即将表面平整的木板的一端垫起，使放在它上表面的小车所受重力沿斜面的分量与摩擦阻力相等，即，此时无论物体的质量怎样变化只要成立，就一定存在，于是实现了化“变”为“不变”，即平衡了摩擦力之后的实验就等效于物体不受摩擦阻力作用，这样小车受到的合外力就是细线对小车的拉力。注意平衡摩擦力时要使小车拖着纸带，使纸带通过打点计时器，并且