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文档简介
1、争辩匀变速直线运动一、试验目的 1练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带争辩物体的运动状况会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的vt图象,依据图象求加速度二、试验器材刻度尺、导线、电源、复写纸片三、试验步骤 1把附有滑轮的长木板放在试验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路 2把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上适宜的钩码,把纸带穿过打点计稳地加速滑行把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车,让小车拖着纸带运动, 打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上纸带,重复三次从几条纸带
2、中选择一条比较抱负的纸带,舍掉开头一些比较密集的点,在后面便于 测量的地方找一个开头点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明 0、1、2、3、40s,并记录填入表中.位置编号012345t/ss/m/(m1)计算出相邻的计数点之间的距离x、x、x、.123利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点 1、2、3、4、5增减所挂钩码数,再做两次试验四、留意事项 1纸带、细绳要和长木板平行释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置试验时应先接通电源,后释放小车;试验后先断开电源,后取下纸带探究弹力和弹簧伸长的关系一、试验目的 1探究弹力和弹簧伸长的定量关系2
3、学会利用列表法、图象法争辩物理量之间的关系 二、试验原理 弹簧的伸长量越大,弹力也就越大三、试验器材铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸四、试验步骤1安装试验仪器(见试验原理图)将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,让其自然下垂,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为 1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直 2用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l ,即原长0在弹簧下端挂质量为m 的钩码,量出此时弹簧的长度l,记录ml,填入自己设1计的表格中111转变所挂钩码的质量,量出对应的弹簧长度,记录m、m、m、m 和相应的弹簧长度2345l、l、l、l,并得出每次弹簧
4、的伸长量x、x、x、x、x.234512345钩码长度伸长量x钩码质F个数量ml0l1l2l3五、数据处理1列表法将测得的F、x填入设计好的表格中,可以觉察弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的2图象法以弹簧伸长量x为横坐标,弹力F为纵坐标,描出F、x各组数据相应的点,作出的拟合曲线,是一条过坐标原点的直线六、误差分析钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确带来误差画图时描点及连线不准确也会带来误差七、留意事项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,弹簧弹力有可能与钩码重力不相等弹簧下端增加钩码时,留意不要超过弹簧的弹性限度测量有关长度时,应区分弹
5、簧原长l、实际总长l及伸长量x三者之间的不同,明0确三者之间的关系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,不行过大,也不行过小描线的原则是,尽量使各点落在描画出的线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是光滑的曲线验证力的平行四边形定则一、试验目的验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则培育应用作图法处理试验数据和得出结论的力量二、试验原理互成角度的两个力F、F 与另外一个力F产生一样的效12果,看F、F用平行四边形定则求出的合力FF在试验误12差允许范围内是否相等三、试验器材刻度尺四、试验步骤 1用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上用图钉把橡皮条的一端固定在A
6、 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套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,如下图,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的方向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,登记弹簧测力计的读数和细绳套的方向转变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次试验五、数据处理用铅笔和刻度尺从结点O 沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测F1FFF21O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F 的图示O点按同样的标度沿记录的方向作出试验步骤4F的图示比较FF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
7、、留意事项 1同一试验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,读数一样在同一次试验中,使橡皮条拉长时,结点O 位置肯定要一样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60100之间为宜试验时弹簧测力计应与木板平行,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,即可确定力的方向在同一次试验中,画力的图示所选定的标度要一样,并且要恰中选取标度,使所作力的图示稍大一
8、些七、误差分析 1弹簧测力计本身的误差读数误差和作图误差F、F间的夹角F的误差F也12越大验证牛顿运动定律一、试验目的 1学会用把握变量法争辩物理规律探究加速度与力、质量的关系把握机敏运用图象处理问题的方法二、试验原理(见试验原理图)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系保持合外力不变,探究加速度与质量的关系a Fa 1作出 图象和 m图象,确定其关系三、试验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压沟通电源、导线两根、纸带、天平、米尺四、试验步骤1测量:用天平测量小盘和砝码的质量m和小车的质量m.安装:依据照试验原理图所示装置把试验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细
9、绳系在小车上 (即不给小车牵引力)平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑 4操作:(1)小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,取下纸带编号码 (2)保持小车的质量m不变,转变砝码和小盘的质量m,重复步骤(1)(3)在每条纸带上选取一段比较抱负的局部,测加速度a. (4)描点作图,作aF的图象mma 1(5)保持砝码和小盘的质量象不变,转变小车质量 ,重复步骤(1)和(3),作 m图五、数据处理保持小车质量不变时,计算各次小盘和砝码的重力(作为小车的合力)及对应纸带的加速度,填入表(一)中表(一)试验次数加速度/(s)小车受力F/N1234保
10、持小盘内的砝码个数不变时,计算各次小车和砝码的总质量及对应纸带的加速度, 填入表(二)中表(二)小车和砝码试验次数加速度/(s2)的总质量/kg1234利用a2及逐差法求.以 a为纵坐标,F为横坐标,依据各组数据描点,假设这些点在一条过原点的直线上,说明aF成正比1a为纵坐标,ma与m成反比六、留意事项 1平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车的纸带匀速运动不重复平衡摩擦力试验条件:m m.一先一后一按:转变拉力和小车质量后,每次开头时小车应尽量靠近打点计时器, 并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达定滑轮前按住小车作图象时,要使尽可能多的点在所作直线上不
11、在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧作图时两轴标度比例要选择适当各量需承受国际单位 七、误差分析1mg 的拉力要小于小盘和砝码的总重力 2偶然误差:摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差探究动能定理一、试验目的1.通过试验探究外力对物体做功与物体速度的关系 二、试验原理条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加v,最终通过数据分析得出速度变化与功的关系三、试验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等 四、试验步骤垫高木板的一端,平衡摩擦力拉伸的橡皮筋对小车做功:用一条橡皮筋拉小车做功W. (2)用两条橡皮筋拉小车做功2W. (3)用三
12、条橡皮筋拉小车做功3W. 3测出每次做功后小车获得的速度4分别用各次试验测得的v和W绘制v或2、图象,直到明确得出Wv的关系五、数据处理x求小车的速度:利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离 x,则 vT(其中 T为打点周期)试验数据处理在坐标纸上画出v和2的功为单位)依据图象得出2.六、误差分析 1误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力做功W 与橡皮筋的条数不成正比没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差 七、留意事项平衡摩擦力的方法是轻推小车测小车速度时,纸带上的点应选均匀局部的橡皮筋应选规格一样的力对小车做的
13、功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些八、试验结论物体速度v与外力做功W间的关系2.验证机械能守恒定律一、试验目的验证机械能守恒定律二、试验原理二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律三、试验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根 四、试验步骤安装置:按试验原理图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落更换纸带重复做3 次5 次试
14、验1(1mgm2来验证,应选点迹清楚,且、2两22 mm11用m2 m2mh验证时,只要、B之间的点迹清楚即可2 B2 A选用,五、验证方案ngh1和 gh1 2,则验证了机械能守恒定律n2nn2n方案二:任取两点计算1任取两点A、B测出h,算出gh.ABAB11算出2 2的值2 B2 A11gh 2 ,则验证了机械能守恒定律AB2B2A方案三:图象法从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计11算各点速度的平方2,然后以2为纵轴,以h为横轴,绘出2h图线,假设是一条过原 22且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律六、误差分析测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都
15、从0 点量起,一次将各打点对应下落高度测量完,二是多测几次取平均值1Em2k2 n必定稍小于重力势能的削减量E mghpn七、留意事项打点计时器要竖直:安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以削减摩擦阻力重物应选用质量大、体积小、密度大的材料试验:验证动量守恒定律一试验原理m和碰撞前后物体的速率vvpmvmv及碰撞后的动量pmvmv1 12 21122二试验方案方案一:利用气垫导轨完成一维碰撞试验(1)测质量:用天平测出滑块质量安装:正确安装好气垫导轨试验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种状况下碰撞前后的速度(转变滑块的质量转变滑块的初速度大小和方向)验证:一
16、维碰撞中的动量守恒方案二:利用等长悬线悬挂等大小球完成一维碰撞试验测质量:用天平测出两小球的质量m、m.12安装:把两个等大小球用等长悬线悬挂起来试验:一个小球静止,拉起另一个小球,放下时它们相碰测速度:可以测量小球被拉起的角度,从而算出碰撞前对应小球的速度,测量碰撞后小球摆起的角度,算出碰撞后对应小球的速度转变条件:转变碰撞条件,重复试验(6)验证:一维碰撞中的动量守恒方案三:在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞试验(1)测质量:用天平测出两小车的质量.安装:将打点计时器固定在光滑长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车的后面,在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥试验:接通电源,让小车A 运动,小车B 静止,两车碰撞时撞针插入橡皮泥中,把两小车连接成一体运动v x测速度:
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