全国中学生物理竞赛复赛实验考查.doc

《全国中学生物理竞赛复赛实验考查.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、.word格式.全国中学生物理竞赛复赛实验考查实验三：测定金属的杨氏模量一、实验目的1.掌握用拉伸法测定金属丝的杨氏模量；2.学会用光杠杆测量长度的微小变化；3.学会用逐差法处理数据。二、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、镜尺组、钢卷尺、螺旋测微计、钢直尺、砝码三、实验原理胡克定律指出，在弹性限度内，弹性体的应力和应变成正比。设有一根长为L，横截面积为S的钢丝，在外力F作用下伸长了，则；式中的比例系数E称为杨氏模量，单位为N·m－2。设实验中所用钢丝直径为d，则，将此公式代入上式整理以后得如上图所示

2、：，因为，所以即：，所以：补充：统计误差（精度）；系统误差（准度）：测量值与真实值距离实验六：测量空气中的声速一、实验目的：1、了解超声压电换能器的结构和原理，进一步掌握信号源和示波器的使用；2、加深对驻波及波的振动合成理论的理解；3、学习用驻波法和相位比较法测试超声波在空气中的传播速度。二、实验仪器：.专业.专注..word格式.THSS-1型声速测试仪，低频信号发生器（带频率显示），示波器。三、实验原理：1.驻波法（共振干涉法）测波速当换能器S1与S2的表面平行时，由换能器S1的震动产生的超声

3、波在S1、S2两表面之间形成驻波，如图所示。两相邻波节（或波腹）之间的距离是。由波动理论知，波腹处声压最大，转换后的电压信号也最强，在示波器上观察到的信号振幅达到极大。移动S2可在示波器上看到信号振幅由大到小呈周期性变化。因此，只要测出两相邻极大值时S2的位置值，就可测出声波的波长。即：，2.相位比较法测波速声波从声源经过传输媒质到达接收器，在发射波和接收波之间产生相位差，此相位差和角频率ω、传播时间t、声速υ、距离L、波长λ之间有下列关系：，，四、实验内容及步骤.专业.专注..word格式.一、

4、驻波法（也称共振干涉法）1.首先将信号源输出端与换能器发射头S1连接，再将换能器接收头S2与示波器CH1通道连接。2.然后移动S2，使S1与S2的间距大于3cm。分别打开示波器和信号源电源开关3.各仪器都正常工作以后，调整信号频率，对示波器的扫描时基TIME/DIV进行调节，使在示波器上获得稳定的正弦波。4.微微改变S2的位置，使正弦波振幅达最大；调信号源“频率调节”钮，使正弦波振幅达到极大，此频率即是压电换能器的谐振频率。本系统参考谐振频率在37kHZ左右。一旦频率选定，实验测量中不再改变。5.

5、缓慢移动S2，使其与S1的间距逐渐增大，荧光屏显示正弦波振幅由大到小呈周期性变化。记录每一次振幅达极大值时S2的位置读数，连续测10个。二、相位比较法（也称利萨如图形法、行波法）1.保持驻波法测量状态不变，另将信号源输出端与示波器CH2通道连接，分别调节CH1、CH2通道偏转因数，使荧光屏上显示幅度相同的两列正弦波。2.把示波器扫描时基TIME/DIV选为X-Y模式，观察李萨如图形。3.微微改变S2的位置，使荧光屏上出现斜率为正的斜直线，记录S2的位置读数值。4.缓慢移动S2，使其与S1的间距逐渐

6、增大（或减小），荧光屏显示李萨如图形由直线到椭圆呈周期性变化。记录每一次图形为正斜率的斜直线时，S2的位置读数，连续测10次。实验七：弦振动的研究及波的传播速度测量一、实验目的1、观测在弦线上形成的驻波，并用实验确定弦振动时，驻波波长与张力的关系，驻波波长与振动频率的关系，以及驻波波长与弦线密度的关系。2、掌握驻波原理测量横波波长的方法。二、实验内容1、观察在弦上形成的驻波，并用实验确定弦线振动时驻波波长与张力的关系；2、在弦线张力不变时，用实验确定弦线振动时驻波波长与振动频率的关系；3、学习对数

7、作图或最小二乘法进行数据处理。三、实验原理：若波源的振动频率为，横波波长为，由于，，故波长与张力及线密度之间的关系为：（μ为线密度）为了用实验证明上式成立，将该式两边取对数，得：四、波长的测量：弦线上的波长可利用驻波原理测量：.专业.专注..word格式.当两个振幅和频率相同的相干波在同一直线上相向传播时，其所叠加而成的波称为驻波，一维驻波是波干涉中的一种特殊情形。在弦线上出现许多静止点，称为驻波的波节。相邻两波节间的距离为半个波长。当波源振动时，即在弦线上形成向右传播的横波；当波传播到可动刀口支

8、架与弦线相切点时，由于弦线在该点受到可动刀口支架阻挡而不能振动，当振动端簧片与可动刀口支架的弦线切点的长度等于半波长的整数倍时，即可得到振幅较大而稳定的驻波，振动簧片与弦线固定点为近似波节，弦线与动滑轮相切点为波节。它们的间距为，则其中为任意正整数。利用上式，即可测量弦上横波波长。实验可将振动片到可动刀口支架相切点距离。五、实验时须注意的问题：1、须在弦线上出现振幅较大而稳定的驻波时，再测量驻波波长。2、张力包括砝码与砝码盘的质量。3、当实验时，发现波源发生机械共振时，应减小振幅或