高一物理实验详细介绍

1、实验：用打点计时器测速度实验目的知道打点计时器的构造和原理，学会使用打点计时器，能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间，会计算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认识v-t图象，并能根据v-t图象判断物体的运动情况。实验原理1、电磁打点计时器。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为46V。当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。电磁打点计时器是应用电磁原理制成的。通电前，先在打点计时器上装上纸带，并把复写纸片压在纸带上。然后把线圈与50Hz、46V的交流电源接通。这时，振片被磁化，在磁力作用下振动起来。每0.02s振针压打复写纸一次，被运动物体拖着的纸

2、带上便记录下一系列的点子，这些点相应地表示运动物体在不同时刻的位置，相邻两点间的时间间隔是0计时器 0.02s。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量，就可以定量地研究物体的运动规律。 2、电火花计时器。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸之间。当接通用220V交流电源，按下脉冲输出开头时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接到负极的纸盘火花放电，于是在运动的纸带1上打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它也是每隔0.02 s打一次点。这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。 上面介绍的两种计时器

3、打点的时间间隔都是T=0.02s，因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间。如果把纸带跟运动物体连接在一起，纸带上的点子就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里民生的位移，从而了解物体运动的情况。实验步骤1把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。2把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接。3打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一列小点。4取下纸带，从能看得清规律的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点，点子的间隔数则为（n-1）个，用t=0.02（n-1

4、）计算出纸带的运动时间t。5用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离s有多长6利用公式计算纸带在这段时间内的平均速度。7选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析。8从能够看清的某个点开始，每隔0.1s取一个点，在纸带上用数字0，1，2 .5标出这些“测量点”，测量包括每个点的一段位移x,同时记录相对应的时间，以测量该点的瞬时速度。9计算出各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，点0作为计时的开始，即t=0。10以速度v为纵轴，以时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据数据在坐标轴上描点，将这些点用平滑的曲线连接起来。11通过曲线的走向大致看出手的速度变化规律，将你的实

5、验结果与其他同学交流一下，说出你的体会。注意事项1、要认清楚你使用了哪种类型的打点计时器，电磁打点计时器要使用10V以下的交流学生电源；而电火花计时器则直接使用220V的交变电流。2、开头的点迹很密集，这是由于先接通电源后拉动纸带和开始时的速度比较慢而造成的，数点时不能从开始处数，而要向后看，从能够看清的某个点开始。3、打点计时器打点结束时要立刻切断电源。4、要保证手每一次“水平地拉动纸带”。5、可以大致表示某包含点的瞬时速度，两边点离得越近算出的平均速度接近B点的瞬时速度，但过小的间距也会增大测量的误差，应根据课本中的例子仔细选取。6、建立坐标系要根据实际情况取合适的单位，以便曲线能分布于大

6、部分的坐标系中。课堂练习1、打点计时器可分为 打点计时器和 计时器。2、电磁打点计时器是一种 的仪器，使用 电源，工作电压 ，电源频率 ，每隔 打一个点。研究匀变速直线运动实验目的1掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法2学会利用纸带做测定做匀变速直线运动物体的加速度实验原理1、利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设s1、s2、s3为纸带上相邻两个计数点之间的距离，若ss2s1s3s2s4s3常数，即连续相等的时间内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。2、加速度的测量匀变速直线运动满足saT2，即测出纸带上相邻点迹间的距离s1、s2、s3、s4结合打点周期即可测出加速度

7、。实验器材 打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源实验步骤1、把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面实验装置见下图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行3、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，换上新纸带，重复三次4、从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后

8、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、4、，测量各计数点到0点的距离s，并记录填入表中. 5、计算出相邻的计数点之间的距离s1、s2、s3、. 6、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的瞬时速度，填入上面的表格中7增减所挂钩码数，再做两次实验数据处理1判断物体是否做匀变速直线运动设s1、s2、s3为纸带相邻两计数点之间的距离，计算：s2s1、s3s2、s4s3、 若存在以上差值相等，则物体做匀变速直线运动2各计数点速度的测量方法，物体做匀变速运动时，一段时间内的平均速度等于该段时间内中点时刻的速度，即v1=( s2+s1

9、)/2T，v2=( s3+s2)/2T，v3=( s4+s3)/2T3.由纸带求匀变速直线运动的加速度方法（1）图像法：如图所示，以v为纵轴，t为横轴建立直角坐标系(0为零时刻)。在坐标系中描出对应坐标：(t1、v1)、(t2、v2)、(t3、v3) 所对应的各点在图像中用一条直线连接起来，尽量使直线过大多数点，且各点分布在直线上下，直线斜率为加速度。（2）逐差法：根据误差分析本实验的误差来源主要是：1电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不是0.02 s. 2间隔测量时的读数误差3长木板各处的粗糙程度不完全相同 4用作图法求加速度时，所作出的v t图象并非是一条直线注意事项1打点计时器在纸

10、带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整振针距复写纸的高度，使之增大一点2使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再释放纸带3释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器位置4使用电火花计时器时应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间：使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面5小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集6选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点(计数点与计时点有区别)，弄清楚所选的时间间隔T. 7测s时不要分段测量，读数时要注意有效

11、数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差巩固练习1、关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是( )A打点计时器一般使用46 V的直流电源B安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面C开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器D最好在接通电源的同时，放开小车2、一同学在用打点计时器做“研究匀变速直线运动”的实验时，纸带上打出的点不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为( )A打点计时器错接在直流电源上B电源电压不稳定C电源的频率不稳定D打点针压得过紧3、在某次实验中，如果某同学不知道实验所使用的交流电电源的实际频率已超过50 Hz，那么，他计算出来的加速度值与真实值相比是( )A偏大 B偏小

12、C相等 D不能确定4、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为，其中、 。（计算结果保留两位有效数字）S1 S2 S3 S4 S5 S6A（1）点处瞬时速度的大小是 ；（2）小车运动的加速度计算表达式为： ，加速度的大小是 。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保持m一定时，改变物体受力测出加速度，用图像法研究与关系保持一定时，改变物体质量m测出加速度，用图像法研究与m关系实验器材一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码（或槽码）、

13、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺实验步骤用天平测出小车和小桶的质量m 和m0/把数值记录下来按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节定滑轮的高度使细线与木板平行。将小车放于靠近打点记时器处，在小桶内放上砝码(5g)，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注意不要让小车撞到定滑轮，打好的纸带要标明条件m=? m/=?）保持小车的质量不变，改变小桶内砝码的质量(10g、15g、20g、25g)，再做几次实验在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分，算出每条纸带的加速度

14、把各次实验中的数据填入表格，作用力的大小认为等于小桶和砝码的重力 m/g=( m0/ + mX/)g，做出与的图像保持小桶内砝码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量（分别加50g、100g、150g、200g），重复上面的实验。把各次实验中的数据填入表格，做出与1/m图像实验要注意事项：(1)要使砂和小桶的总质量远小于小车的总质量（m/m）(2)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(3)调节木板上的滑轮使拉小车的细线要与长木板平行(4)起始小车应靠近打点计时器处，且先接通电源后再放开小车(5)注意不要让小车撞到定滑轮巩固练习1、下列说法中正确的是：（ ）A在探究加速度与

15、质量的关系时，应该改变拉力的大小；B在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量；C在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出 图象；D当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力；2、某同学测得小车的加速度和拉力的数据如下表所示：（小车质量保持不变）0.200.300.400.500.600.100.200.280.400.52（1）根据表中的数据在坐标图上作出图象；（2）图线不过原点的原因可能是 。（3）由图象可以判定，当一定时，与的关系是 。研究平抛运动实验目的 用描迹法描出平抛物体的运动轨迹；求出平抛物体的初速度

16、；实验原理(1)平抛运动可以看作是由两个分运动合成，一个是在水平方向上的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运动的初速度，另一个是在竖直方向上的自由落体运动(2)在水平分运动中，运用x=vt；在竖直分运动中，运用y=1/2gt2或y=gT2实验器材斜槽(附挡球板和铅锤线)、水准仪、小钢球、木板、竖直固定支架、刻度尺、三角板、白纸、图钉、定点用的有孔卡片、重垂、铅笔等 实验步骤(1)描述平抛物体运动的轨迹：(a)将斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面边缘外借助水准仪调节末端，使槽末端切线水平，随之将其固定，如图所示(b)用图钉将白纸钉在木板上，让木板左上方靠近槽口处桌面边缘，用支架将木板竖直固定，使小球

17、滚下飞出槽口后的轨迹平面跟板面平行；(c)将小球飞离斜槽末端时的球心位置水平投影到白纸上描点O，并过O沿重垂线用直尺描出竖直方向；(d)选择钢球从槽上滚下的合适初位置Q，在Q点放上挡球板；(e)将小球从斜槽上释放，用中心有孔的卡片靠在纸面上并沿纸面移动，当飞行的小球顺利地穿过卡片上小孔时，在小孔靠近纸面所在处做上记号；重复该步骤，描下至少5个不同位置的对应点；(f)把白纸从木板上取下来，将前面描述的一系列点用平滑的曲线连接起来，即为小球平抛运动的轨迹(2)求小球平抛的初速度：(a)以O为坐标原点，用三角板在白纸上建立坐标系； (b)在轨迹线上选取点M，并测出它的坐标值(x，y)，代人公式计算水

18、平初速度； (c)再在曲线上选取不同点，测量、计算水平初速度，最后求出其平均值，即为小球平抛初速度的测量值注意事项 (1)在调整安装时，应保证斜槽末端切线水平，确保钢球飞出后作平抛运动；应使木板(包括白纸)靠近槽口、竖直且与小球运动轨迹所在平面平行，确保运动小球靠近木板，但不接触木板. (2)在实验中应使用斜槽挡球板，保证小球每次均从同一位置无初速释放 (3)在取下白纸前，应在白纸上记下小球飞离槽口时球心位置0(钢球球心在图板上的水平投影点，而不是斜槽末端点的投影)，确定坐标轴原点，并用重垂线过0作竖直线，以准确确定坐标系的y轴 (4)在轨迹曲线上选点时，应选离坐标原点稍远的点用以测量计算，这

19、样可减小误差巩固练习1、平抛运动可以看作是水平方向的 运动和竖直方向的 运动。2、在安装斜槽轨道时，斜槽装置末端的切线必须保持 ；木板必须保持 ；小球每次应从 释放。3、在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的A、B、C、D所示。则小球平抛的水平初速度的计算式为 （用、表示）；其值是 ；小球在C点时的速率 。（取）4、如图所示是一小球做平抛运动的轨迹，A、B、C为轨迹上的三个点小球在AB段和BC段所用时间均为t，竖直方向的位移分别为y1、y2.下列结论正确的是( )Ay1y213B重力加速度gC小球在B点速度的反向延长线

20、交于AB水平距离的中点DAB段的水平距离等于BC段的水平距离探究功与速度变化的关系实验目的通过实验得出质量一定时，力对物体做的功与物体的动能关系实验原理如图12 -75，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行当我们用2条、3条、同样的橡皮筋进行第2次、第3次、实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么，第2次、第3次、实验中橡皮筋对小车做的功就是第-次的2倍、3倍、如果把第一次实验时橡皮筋所做的功记为W各次做的功就是2W、3W由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据，以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车

21、获得的速度为横坐标，以第一次实验时的功W为单位，作出W-v曲线即功一速度曲线，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系，实验器材橡皮筋、打点计时器、小车、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子，实验步骤1按图组装好实验器材，由于小车在运动中会受到阻力，把木板略微倾斜，作为补偿2先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，理清纸带，接通电源，放开小车3换用纸带，改用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同4由纸带算出小车获得的速度，把第1次实验获得的速度记为v1，第2次、第3次记为v2、v35对测量数据进行估计，大致判断两个

22、量可能的关系，然后以W为纵坐标，以v2（或v，v3，）为横坐标作图注意事项木板的倾斜程度应满足重力使物体沿斜面下滑的分力等于小车受到的阻力巩固与练习1.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所师，实验主要过程如下：打点计时器纸带橡皮筋（1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、；（2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度、；（3）作出草图；（4）分析图像。如果图像是一条直线，表明；如果不是直线，可考虑是否存在、等关系。以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是_。A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次

23、实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、。B小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。C某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。2.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用

24、拉力传感器记录通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。（1）实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。在小车中增加砝码，或_，重复的操作。（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中的E3_，W3_。（结果保留三位有效数字）（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出图线。验证机械能守恒定律一、

25、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Ep=mgh和动能的增加量EK=1/2mv2；比较Ep和EK，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=（hn+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

26、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

27、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、h2、h3等，如图所示。(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3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、实验结论在只有重力做功的情况下，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。五、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

28、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

29、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=1/2980022m=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。六、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