高三物理实验复习2

高三物理实验复习二编稿：陈伟审稿：厉璀琳责编:代洪复习内容：实验七：验证机械能守恒定律【实验目的】验证机械能守恒定律【实验原理】在只有重力作用的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总机械能守恒。方法（1）：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：，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7-1：方法（2）：任意找两点A、B，分别测出两点的速度大小vA、vB以及两点之间的距离d。若物体的机械能守恒，应有_______________。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，或由算出。【实验器材】铁架台（带铁夹）；打点计时器；重锤（带纸带夹子）；纸带数条；复写纸片；导线；毫米刻度尺。除了上述器材外，还必须有___________。【实验步骤】1、按图7-1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，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标1，2，3，……用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3、……。6、应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3、……。计算各点对应的势能减少量mgh。和动能的增加量，进行比较。【注意事项】1、打点计时器安装时，必须使两纸带限拉孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。2、实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源、让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的小点。3、选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。4、测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量值h时的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远一些，纸带也不宜过长，有效长度可在60cm～80cm以内。5、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。【巩固练习】1．在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？（）A．只要足够重就可以。B．只要体积足够小就可以。C．既要足够重，又要体积非常小。D．应该密度大些，还应便于夹紧纸带，使纸带随同运动时不致扭曲。2．本实验中，除铁架台、铁夹、学生电源、纸带和重物外，还需选用下述仪器中的哪几种？A．秒表B．刻度尺C．天平D．打点计时器3．验证机械能守恒定律的实验步骤编排如下，其中有些是必要的，有些是错误的。根据实验，请选出必要的步骤，并按正确的操作顺序把它们前面的字母填写在题后的空格上。（A）用天平称出重锤的质量；（B）把纸带固定到重锤上，并把纸带穿过打点计器，然后提升到一定高度；（C）拆掉导线，整理仪器；（D）断开电源，调换纸带，重做两次；（E）用秒表测出重锤下落的时间；（F）在三条纸带中选出合适的一条，用直尺测出记数点与起点的距离，记录数据，并计算出结果，得出结论；（G）把打点计时器接到低压交流电源上；（H）接通电源，释放纸带；（I）把打点计时器固定在桌边的铁架台上。________________________________4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图7－2所示，把第一个点记作O，在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据，可知重物由O点到运动C点，重力势能减少量等于________J，动能的增加量等于________J。（取3位有效数字）实验八：碰撞中的动量守恒【实验目的】验证两小球碰撞前后总动量守恒。【实验原理】一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都作平抛运动，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和，若m1S1在实验误差允许范围内与m1+m2相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。【实验器材】斜槽；重锤线；大小相等而质量不等的小球两个；白纸；刻度尺；天平；游标卡尺。除了上述器材外，还必须有___________。【实验步骤】1、用天平测出两小球的质量m1、m2。2、按图8-1所示安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。3、在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示射球m1碰前的位置。4、先不放被碰小球，让人射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。5、把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。6、再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。7、过O、N作一直线，取=2r，就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。8、用刻度尺量出线段OM、OP、N的长度。9、分别算出与的值，看与在实验误差允许的范围内是否相等。【注意事项】1、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，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，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。2、应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。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挡板，使小球靠着档板，然后释放小球。4、白纸铺好后不能移动。【巩固练习】1．在“碰撞中的动量守恒”实验中，下列关于小球落点说法，正确的是（）A．如果小球每次从同一点无初速释放，重复几次的落点一定是重合的。B．由于偶然因素存在，重复操作时小球落点不重合是正常的，但落点应当比较密集。C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3…P10，则OP应取OP1、OP2、OP3…OP10的平均值，即：D．用半径尽量小的圆把P1、P2、P3…P10圈住，这个圆的圆心是入射小球落点的平均位置P。2．在“碰撞中的动量守恒”实验中，产生误差的主要原因有（）A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向。B．小球在空中飞行时受到空气阻力。C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差。D．测量长度时有误差。3．如图所示，M、N和P为验证动量守恒定律实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒，入射球、被碰球的质量分别为m1、m2，则有（）A、B、C、D、4．某同学用图8-3所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图8－3中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图8－4所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。（1）碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：__________(填选项号)。A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C．测量A球或B球的直径D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）E．测量G点相对于水平槽面的高度实验九：用单摆测定重力加速度【实验目的】1．利用单摆测定当地的重力加速度。2．巩固和加深对单摆周期公式的理解。【实验原理】单摆在偏角很小时的摆动，可以看成是简谐运动（见图9-1）。其固有周期为___________，由此可得g=___________，据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。【实验器材】铁架台及铁夹，中心有小孔的金属小球；约1m的细线；秒表，游标卡尺，刻度尺。【实验步骤】1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。3．用刻度尺测量单摆长（悬点到球心间的距离）。或用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=___________。4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30次（或50次）所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。反复测量3次，再算出测得的周期T的平均值。5．将测出的摆长l和周期T代入公式g=，求出重力加速度g的值。【注意事项】1、选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm。2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。3、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。4、计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。5、为使摆长测量准确，从而减小实验误差，在不使用游标卡尺测量摆球直径的情况下，可以用刻度尺量出图9-2中的l1和l2，再通过计算求得摆长。图9-2【巩固练习】1．某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s。则（1）他测得的重力加速度g=________m/s2。（2）他测得的g值偏小，可能的原因是A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将49次全振动数为50次（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，如表9－1所示。描点并作出T2-l图线。通过图线求得当地的重力加速度g=________.表9－1width=187序号摆长l/mT2/s210.6002.4720.6502.6730.7002.8840.7503.0850.8003.2960.8503.492．某此实验某次测量时，秒表记时如图9－3所示，则秒表的示数为：___________s实验十：测定金属的电阻率【实验目的】1、练习使用螺旋测微器；2、学会用伏安法测量电阻的阻值；3、测定金属的电阻率。【实验原理】根据电阻定律公式，只要测量出金属导线的长度和它的直径，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率。【实验器材】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，毫米该度尺。【实验步骤】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，计算出导线的横截面积S。2、按图10-1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