物理必修一实验汇编

高一物理实验目录实验一：用打点计时器测速度实验二：研究小车速度随时间的变化规律实验三：用打点计时器测自由落体加速度实验四：研究弹簧弹力和伸长量的关系实验五：验证力的平行四边形定则实验六：探究加速度与质量和力的关系实验七：探究作用力和反作用力的关系用打点计时器测速度一、实验目的1.练习使用电磁打点计时器2.利用打上点的纸带研究物体的运动情况3.学会测量平均速度和瞬时速度二、实验器材电时打点计时器，纸带，刻度尺，导线，电源三、实验步骤（1）把打点计时器固定在桌子上，将纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并压在纸带上。（2）将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连。(电磁打点计时器接交流电源4～6V。)（3）打开电源开关，按实验需要使纸带运动，在纸带上打出一系列的点。（4）取下纸带，根据具体情况选出计数点，按实验要求进行测量计算。(5)整理实验器材四、打点计时器使用要点及注意事项（1）打点计时器使用的是低压交流电源，它的工作电压为4V—6V，频率为50Hz，如果电压过高会烧毁计时器线圈，如果电压过低，会出现不打点或打点不清的情况。至于交流电的频率，我国工农生产和生活用的交流电，频率都是50Hz，周期是0.02S，比较稳定，一般都满足要求。（2）为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器的振动片的固有频率也是50Hz，使之发生共振现象，振动片的长度可在一定范围调节，通过改变振动片的长度来调节它的固有频率。（3）实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，振针过高时打不上点，过低时会打出短线，还会对纸带产生过大的阻力；振动片和振针要固定好，不能让它松动，否则会出现漏点或双点。（4）所用纸带要平整，如果纸带不平整，可能出现点迹不清，漏点或点间距离不准（在纸带有褶皱时两点间间隔和展平后两点间间隔不等）等现象，一般来说使用的是专用纸带，比较平整，个别有褶皱的纸带不要用或熨平后再用。复写纸应安装在纸带的上面，专用复写纸只有一面有复印油墨的一面应朝下和纸带接触。（5）在打点计时器系列实验中，纸带与打点计时器之间的摩擦是引起实验误差的主要原因之一，所以在实验前首先要放正打点计时器的位置，使纸带在移动过程中不与限位孔的侧壁相碰。（6）在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定时，再放开纸带；打点计时器属于间歇性工作仪器，每打完一条纸带，应及时切断电源，并将定位轴上的复写纸片换个位置，以保证打点清晰。（7）选择记时点时，不一定从运动开始打下的第一个点算起，往往要排除初段密。在数据的处理，往往为了计算的方便会采取计算点而不是计时点。t/sv探究小车速度随时间变化的规律实验目的：1．根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。2．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。3．会用表格法处理数据，并合理猜想。4．巧用v—t图象处理数据，观察规律。实验要求：１．初步学习根据实验要求设计实验，完成某种规律的探究方法。２．初步学会根据实验数据进行猜测探究、发现规律的探究方法。３．认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律。4．通过实验探究过程，进一步熟练打点计时器的应用，体验瞬时速度的求解方法。实验器材：电源、导线、打点计时器、小车、4个25g的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等。实验步骤：1、把打点计时器固定在实验桌上（不许松动）,（是电磁式还是电火花式）连接电源（通电检查）。2、把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上（纸带在下复写纸在上!试拉检查!）。3、先通电等待1～2s,后拖动或释放物体（先通电后拉动!控制快慢!）。4、先切断电源,后取下纸带（先断电后取带!）。5、再取2～3条纸带,重复2～4步2～3次.。6、选取纸带（点迹清晰?漏点拖点?）,测量点编号（注意先后!写下序号!）,数点计时（点数不等于间隔数!）。7、用刻度尺测量距离（最小分度?有效数字?）,记录数据（忠实地记录原始数据!）,保留纸带（不能丢失!）。8、整理实验器材（不要忘记!）。实验数据处理方法：1、纸带的选取：2、采集数据的方法：小车在几个时刻的瞬时速度位置编号0123456789时间t/s00.10.20.30.40.50.60.70.80.9)/(11smv)/(12smv)/(13smv3、在坐标纸上画出小车运动的速度时间图像。00112233△△xx00△△xx11△△xx22△△xx33图1用电磁打点计时器测量自由落体的重力加速度目的：测定自由落体的重力加速度仪器：方座支架，电磁打点计时器，直尺，重锤，夹子，学生电源步骤：1．将方座支架放于水平桌的边沿，打点计时器固定于支架的下端并位于竖直平面内。支架底座上放一重物以保持支架的稳定。打点纸带上端穿过计时器的限位孔，并用夹子固定起来，下端通过夹子悬挂一重锤，2．接上电源，闭合开关。待打点计时器工作稳定后，放开上面的夹子让重锤带着纸带自由下落。这时计时器在纸带上打下了一系列点。重复实验，可得几条打点纸带。3．在纸带上选取5－6个点，分别求出打点计时器在打这几个点时，重锤下落的速度及对应的时刻，把乘出的结果在坐标纸上以t为横坐标，以v为纵坐标，画出各点。再根据这些点画直线，直线的斜率即为利用该纸带测出的重力加速度的值。然后利用另外几条纸带分别求出重力加速度的值，最后求出这些重力加速度值的平均值，即为该地区的重力加速度值。探究弹力和弹簧伸长量的关系一、实验目的1．探究弹力和弹簧伸长量的关系．2．学会利用图象法处理实验数据，探究物理规律．二、实验原理1．如图1所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等．2．用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x、F)对应的点，用平滑的曲线连接起j来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．三、实验器材铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线．四、实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1，填入自己设计的表格中．3．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5，并得出每次弹簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.钩码个数长度伸长量x钩码质量m弹力F0l0＝1l1＝x1＝l1－l0m1＝F1＝2l2＝x2＝l2－l0m2＝F2＝3l3＝x3＝l3－l0m3＝F3＝⋮⋮⋮⋮⋮五、数据处理1．以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．2．以弹簧的伸长量为自变量，写出图线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．图13．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．六、误差分析1．本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的，因此，使弹簧的悬挂端固定，另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力，可以提高实验的准确度．2．弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源，所以，应尽量精确地测量弹簧的长度．3．在F－x图象上描点、作图不准确．七、注意事项1．每次增减钩码测量有关长度时，均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态，否则，弹簧弹力将可能与钩码重力不相等．2．弹簧下端增加钩码时，注意不要超过弹簧的限度．3．测量有关长度时，应区别弹簧原长l0、实际总长l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．4．建立平面直角坐标系时，两轴上单位长度所代表的量值要适当，不可过大，也不可过小．5．描线的原则是，尽量使各点落在描出的线上，少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线．6．记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．验证力的平行四边形定则一、实验目的验证力的平行四边形定则．二、实验原理一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F′就是这两个力F1和F2的合力．作出力F′的图示，再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F′的大小和方向是否都相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则．三、实验器材方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)，细芯铅笔．四、实验步骤1．用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．2．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套．3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，如图1所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向．4．只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．5．改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验．五、数据处理1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两细绳套方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示．2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F′的图示．3．比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合，从而验证平行四边形定则．六、误差分析1．读数误差减小读数误差的方法：选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度；弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．2．作图误差减小作图误差的方法：作图时要画准结点O的位置和两个测力计的方向．两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大；作图比例要恰当．七、注意事项1．在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同．2．用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～90°之间为宜．3．读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的限位孔之间有摩擦．读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．4．细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方向．5．在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．记忆口诀结点位置O确定，两绳夹角要适中.力秤木板要平行，眼睛读数垂直秤.细绳套应适当长，铅笔两点定方向.画力标度要适当，不然误差要粗放实验：探究加速度与力、质量的关系[实验目的]通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系[实验原理]1、控制变量法：⑴保持m一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m关系2、物理量的测量：（1）小车质量的测量：天平（2）合外力的测量：小车受四个力，重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消，物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。小车所受的合外力不是钩码的重力。为使合外力等于钩码的重力，必须：①平衡摩擦力：平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带且通过打点记时器的限位孔，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．将长木板倾斜一定角度，此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确，我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑（可以根据纸带上的点来判断），这就说明此时物体合外力为0，摩擦力被重力的沿斜面向下的分力（下滑力）给抵消了。由于小车的重力G、支持力N、摩擦力f相互抵消，那小车实验中