1、1-7高一物理 5-1-3 实验：研究平抛运动一、目的：用实验方法描出平抛物体的运动轨迹 用实验轨迹求平抛物体的初速度探究思路：1、设法通过实验得到平抛运动的轨迹。2、在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所达到的位置坐标。3、利用平抛运动的规律求出平抛运动的初速度。2、实验器材：斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。三、实验步骤：1、准备实验装置(1)将平抛运动实验器置于桌面，装好平抛轨道，使轨道的末端处于水平位置调节调平螺丝，观察重锤线或气泡水准，使面板处于竖直平面内，卡好定位板(2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸，紧贴记录面板用压纸板固定在面板上，使横坐标 x
2、 轴在水平方向上，纵坐标 y 轴沿竖直方向向下(若用白纸，可事先用铅笔在纸上画出 x、y 坐标轴线) ，并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球 )的质心(即球心) 离开轨道处2、将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。3、下落的钢球打在水平的接球挡板上，同时在面板上留下一个印迹点4、再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点 5、变更定位板的位置，即可改变钢球平抛的初速度，按上述实验操作方法，便可打出另一系列迹点6、取下记录纸，将各次实验所记
3、录的点分别用平滑曲线连接起来，即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。4、注意事项：1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。4、如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定 y 轴方向，再用直角三角板画出水平线作为 x 轴，建
4、立直角坐标系。5、要在平抛轨道上选取距 O 点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。【例 1】(1998 年上海)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：ACEA通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置必须不同C每次必须由静止释放小球D记录小球位置用的木条 (或凹槽)每次必须严格地等距离下降E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸) 相触F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 练习：（1）在做“研究平衡运动”实验中应采
5、取下列哪些措施减小误差？（ BD ）A斜槽轨道必须光滑B斜槽水平轨道必须水平C每次要平衡摩擦力D小球每次应从斜槽同一高度释放（2）在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是（ABD）A小球平抛的初速度不同B小球每次做不同的抛物线运动C小球在空中运动的时间每次均不同D小球通过相同的水平位移所用时间均不同五、数据处理：1. 求水平初速度： txvtxgytgty002212. 求运动时间： txvtxgytgty00213. 没有记住原点 v0 如何求？Tv210222-7高一物理 7-3-2 第 7 章第 6 节实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1通过实验
6、探究力对物体做的功与物体速度变化的关系2体会探究的过程和所用的方法（1）实验思想方法：倍增法。虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。当然，恒力做功时，倍增法同样适用。（2）数据处理方法：图像法。作出功速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。（3）本实验中，还用到纸带的分析、速度的测量、力的平衡等相关的知识与技能。3激发学生的学习兴趣，体会学习的快乐；并通过亲身实践，树立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。二、实验原理1分析与猜测(1)通过研究重力做的功，我们确立了重
7、力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系2探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图 1 所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功 W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度 v，然后分析功 W 与速度 v 的关系图 1三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器) 、电源、纸带等四、实验步骤1按装
8、置图安装好实验器材2平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动3先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为 W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置4改用 2 条、3 条、4 条橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功 2W、3W、4W 情况下小车获得的速度 v2、v 3、v 4.5分析数据，研究 W 与 v 的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们可根据实验测得的数据，分别作出 Wv 曲线、Wv 2 曲线、Wv 3 曲线哪一种图象更
9、接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系用图象法处理数据，要比计算法更简捷更直观六、实验结论无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的平方成正比的结论，即Wv 2.七、注意事项1平衡摩擦力：实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系，应设法排除摩擦力的影响可采用将木板一端垫高的方法来实现将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就消除了摩擦力的影响2每次实验所用的橡皮筋都相同并且橡皮筋拉伸的长度都保持一致3打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀，应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速
10、度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形(小车速度也可借助光电门来测量)3-7高一物理 7-4-2 第七章第 9 节 实验：验证机械能守恒定律 一、实验原理物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为 m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度 h 及该时刻的瞬时速度 v；进而求得重力势能的减少量E p=mgh 和动能的增加量E K=1/2mv2；比较E p和E K，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。测定第 n 点的瞬时速度 vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时
11、间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式 vn=（h n+1-hn-1）/2T 计算(T 为打下相邻两点的时间间隔)。二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器 )，交流电源，纸带 (复写纸片)，重物( 带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。三、实验步骤(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到 220 V 交流电源上，电磁打点计时器要接到 4 V6 V 的交流低压电源上)。(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下
12、落，计时器就在纸带上打下一系列小点。(4)换几条纸带，重做上面的实验。(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近 2 mm 且点迹清晰的纸带进行测量。(6)在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置 0(或 A)，再任意选取几个点 1、2、3(或 B、C、 D)等，用刻度尺量出各点到 0 的距离h1、h 2、h 3 等，如图所示。(7)用公式 vn=（h n+1-hn-1） /2T 计算出各点对应的瞬时速度 v1、v 2、v 3 等。(8)计算出各点对应的势能减少量 mghn 和动能的增加量 1/2mvn2 的值，进行比较，得出结论。四、实验记录五、实验结论在只有重力做功的情况下，
13、物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。六、实验注意事项(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置) 。(2)打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。(3)接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。(4)对
14、重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响( 使重力远大于阻力)。(5)纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近 2 mm 且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带(重物) 是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔 O02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初 002 s 内下落的距离 h1=1/2gt2=1/298002 2m=0002 m=2 mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近 2 mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满
15、足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动) 。(6)测量下落高度时，必须从起点 o 量起。为了减小测量 的相对误差，选取的计数点要离 O 点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在 60 cm80 cm 以内) 。(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对 mgh 与 1/2mv2 进行比较（实际上只要验证 1/2v2=gh 即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。七、误差分析(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不
16、断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。(2)由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点 0 量起，下落高度 h适当大些( 过小，h 不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大) ，二是多测几次取平均值。【例 1】在验证机械能守恒定律的实验中，得到了一条如图 2-9-2 所示的纸带，纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置，当打点计时器打点 4 时，物体的动能增加的表达式为E k = 物体重力势能减小的表达式为 E P= ，实验中是通过比较 来验证机械能守
17、恒定律的（设交流电周期为 T） 。解答：E k = ； E P =mgD4 ； 与 gD 4是否相等2153()2DmT2153()2DTO. 3 4 5D3D5D44-7电学实验 用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻【实验目的】测定电池的电动势和内电阻【实验原理】1实验原理；根据闭合电路的欧姆定律，其方法有：如图 1 所示，改变变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组 U，I 值，由 UEIr 可得： ， ； 21IU21Ir1 2为减小误差，至少测出 6 组 U，I 值，且变化范围要大些，然后在 UI 图中描点作图，由图线纵截距和斜率找出 E、r，如图 2 所示。2实验器材：被测电池（干
18、电池） ；电流表；电压表；滑动变阻器；电键和导线等3实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按图 891 示电路把器材连接好；（2）把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大； （3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组 I、U 值；（4）断开电键，整理好器材；（5）数据处理：用原理中方法计算或在 UI 图中找出 E、r【注意事项】1使用内阻大些（用过一段时间）的干电池，在实验中不要将 I 调得过大，每次读完 U、I 读数立即断电，以免于电池在大电流放电时极化现象过重，E、r 明显变化2在画 UI 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点
19、均匀分布在直线的两侧，而不要顾及个别离开较远的点以减少偶然误差3干电池内阻较小时 U 的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图 893 甲所示的状况，下部大面积空间得不到利 用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些此时图线与横轴交点不表示短路电流计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用 计算出电池的IUr内阻 r4实验误差的来源与分析（1）每次读完电表示数没有立即断电，造成 E、r 变化；（2）测量电路存在系统误差，I 真 I 测 十 Iv，末考虑伏特表分流【典型例题】例 1 现有一阻值为 100 的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上
20、有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧）要求：（1）画出实验电路图（2）简要写出完成接线实验步骤。（3）写出用测得的量，电源内阻的表达式 r_。例 2 (上海)某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片 P 移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号 A1示数 (A) A2示数(A) V1示数(V) V2示数(V)1 0.60 0.30 2.40 1.202 0.44 0.32 2.56 0.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。（1）电路中 E、r 分别为电源的电动势和内阻，R 1、R
21、 2、R 3为定值电值，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量（不要求具体计算）_。（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零） ， 若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是_。 5-7测定金属的电阻率1实验目的掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法，滑动变阻器在电路中的两种常用连接方式.学会正确使用螺旋测微器，和掌握螺旋测微器的读数规则.掌握用伏安法测电阻的方法.测定金属的电阻率.2实验原理根据欧姆定律和电阻定律知一段金属丝的电阻值： SLR其中 L 是金属丝的长度，S 是它的横截面积， 是金属的电阻率(这是一个用来表示物质电阻特性的物理量，电阻率反映了物
22、质对电流阻碍作用的属性).米尺(最小刻度为毫米)、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝.4实验步骤用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径 d 的平均值.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用最小刻度为毫米的米尺测量接入电路的金属丝长度L(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值 .L依照图 1 所示的电路图用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最大. 电路经检查无误后，闭合开关 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，记入记录表格内，断开开关 S，求出电阻 R 的平均值.将测得的 R，L，d
23、 的值代入电阻率计算公式 SL= 中，计算出金属导线的电阻率.d42拆去实验线路，整理好实验器材.5数据记录及处理测电阻丝的长度次数 1 2 3 平均值 LL(m)测电阻丝的直径 d、横截面积 S次数 1 2 3 平均值d(mm)S( )2m测电阻（R=U/I）次数 U(V) I(A) R( )平均值 R123电阻率 =_6注意事项:金属导线的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量.用螺旋测微器测直径时应选三个不同的部位测 3 次，再取平均值.接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，
24、造成误差.要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差.伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接作出正确选择.6-7实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线要点归纳【实验目的】描绘小灯泡的伏安特性曲线.【实验原理】用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流,建立 IU 坐标系,描点连成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特性曲线. 为了尽可能多取些数据点并减小实验误差,应选用电流表外接法,滑动变阻器分压接法电路,因为小灯泡的电阻值较小. 【实验器材】小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器
25、、电源、导线、开关、坐标纸.【实验步骤】1.连接电路将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图 1 所示电路.2.测出小灯泡在不同电压下的电流(1)闭合开关 S 前,滑动变阻器触头应移到最左端 ,以使开关闭合时小灯泡电压能从 0 开始变化;同时 ,这样做也防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝.(2)移动滑动变阻器触头的位置,测出 12 组不同的电压值 U 和电流值I,并将测量数据填入表格.3.画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以 U 为横轴、以 I 为纵轴,建立坐标系.(2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点( 坐标系纵轴和横轴的标度要适中,以使所描图线充分占据整个坐
26、标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小灯泡的伏安特性曲线.4.拆除电路,整理仪器交流与思考:描绘出小灯泡的伏安特性曲线后 ,曲线上各点对应的曲线的斜率是否表示小灯泡在该电压下的电阻值?若是,说明理由;若不是,如何表示该电压下的电阻值?由于电阻的定义式为 R= ,而不是 R= ,只有 U 与 I 为线性关系时 才等于 ,在 U 与I 为非线性关系时 ,所以各点对应的曲线斜率并不表示该电压下的电阻值.该电压下的电阻值应等于该点对应的电压与电流的比值.【误差分析】1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差.2.在坐标纸上描点、作图带来误差.交流与思考:观察小灯
27、泡的伏安特性曲线 ,分析特点,并说明理由.提示:由于小灯泡在电压较低时没有发光 ,灯丝温度较低,其电阻变化不明显,所以在伏安特性曲线的开始一段接近直线.但随着电压的不断增大,灯泡开始发光,温度变化很大,因此对应电阻值也变化很大,伏安特性曲线为曲线.【注意事项】1.电路的连接方式(1)电流表应采用外接法: 因为小灯泡的电阻较小,与 00.6 A 电流表串联时,电流表的分压影响不能忽略.(2)滑动变阻器应采用分压式连接:目的是为了使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化.2.闭合电键 S 前,滑动变阻器触头应移到小灯泡分得电压为零的位置,可以使开关闭合时小灯泡电压能从零开始变化.同时,也为了防止开关刚
28、闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝.3.IU 图线在 U=1.0 V 左右将发生明显弯曲 ,故在 U=1.0 V 左右测绘点要密,否则将出现很大误差.4.电流表选择 0.6 A 量程,电压表量程选择视小灯泡的额定电压而定,即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小灯泡,选用电压表的 15 V 量程 ,若使用“2.5 V,0.6 A”的小灯泡,则选用电压表的 3 V 量程.5.保持小灯泡电压接近额定值时要缓慢增加,到额定值,读出 I 后立即断开开关.6.误差较大的点要舍去,I U 应是平滑曲线而非折线.典例剖析【例 1】 某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,实验室提供了下表中的器材.小灯泡
29、 L(额定电压 2.5 V,额定电流 250 mA) 直流电源 E(电动势 3 V,内阻不计 )电流表 A1(量程 300 mA,内阻约 0.5 ) 电流表 A2(量程 500 mA,内阻约 0.2 )电压表 V1(量程 3 V,内阻约 3 k) 电压表 V2(量程 6 V,内阻约 6 k)滑动变阻器(最大阻值约 10 ) 开关 S,导线若干(1)为了使实验误差尽可能小,应选用的电流表是,电压表是 .(2)若该同学已正确选用器材,并连接好部分实验电路.如图 2 所 示,请在图中完成其余的电路连接,要求小灯泡两端的电压能在 02.5 IIIUIuI7-7V 范围连续变化,且尽可能减少实验误差 . c.小灯泡的功率随电压的增大而增大等
