高中物理必修一四大实验题.doc

高中物理必修一四大实验题
◆匀变速直线运动的实验探究：
⑴实验目的：探究自由落体运动的位移、速度变化规律
⑵实验原理：让重物拖着纸带竖直下落（忽略纸带阻力和空气阻力），打点计时器打出的纸带记录下重物的下落过程，通过对只带计数点的分析研究，即可探究出自由落体运动的性质和运动规律。
⑶实验器材：电磁打点计时器（含复写纸，低压交流电源）或电火花打点计时器，纸带、重物、铁架台。
⑷实验步骤：①把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电源。
②把纸带穿过两个限位孔，下端用铁夹夹到重物上，让重物靠近打点计时器。
③用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直状态，先接通电源，再松开纸带让重物自由下落，重物落地后，立即关闭电源。
④重复几次，选取一条点迹清晰的纸带分析，用刻度尺测量纸带上的点间距离。
⑤瞬时速度的计算：时间间隔很短，可用某段时间的均速表示某一时刻的瞬速，即Vn=
⑥作出小车运动的v-t图。
⑸注意事项：①实验前应让重物停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度利用纸带的有限长度。
②实验时应先启动打点计时器，待其工作稳定后再释放纸带
③打完一条纸带要立即关闭电源，避免其线圈过热而损坏。
⑹结论（计算）：详情看2.3的纸带工具式
设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有：
△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2 s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2 s5-s2=s6-s3=……=3aT2
若为奇数段，则抛弃头一段后分两段进行位移差量计算，偶数段，则直接分两段用位移差公式计算即可。

◆胡克定律的实验探究：
⑴实验目的：探究弹力与弹簧伸长的定量关系
⑵实验器材：两根弹簧，同质量砝码、槽码各五个、毫米刻度尺一根、铁架台一个。
⑶实验步骤：①将一较细弹簧悬挂在铁架台上，用刻度尺量长，数据记入表中。
②在弹簧上悬挂一钩码，用刻度尺量长，数据记入表中。
③在弹簧上悬挂2、3、4、5个相同质量的钩码，用刻度尺量长，数据记入表中。
④分别计算各组数据中弹簧的伸长量
⑤以力为纵坐标，伸长量为横坐标建系描点
⑥连点成线，所描的点不一定全在该直线上，但要注意使线两侧的点数目大致相同。
⑦以弹簧伸长量为自变量，写出该函数的表达式，并解析表达式中常数的物理意义。
⑷实验结论：同一弹簧中，其伸长量与所受作用力大小成正比，而常数表示该弹簧的劲度系数。

◆探究合力与分力的关系：【等效替代法】
⑴实验目的：
1．会用弹簧秤和细线测出力的大小和方向．
2．验证互成角度的两个共点力的合成，遵从平行四边形定则(或《探究合力与分力之间的关系》)
⑵实验原理：此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即：使橡皮条在某一方向伸长一定的长度)，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等．如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则．
⑶实验器材：方木板一块，弹簧秤两个，白纸，橡皮条一段，细绳套两个，图钉(若干)，三角板，刻度尺，铅笔．

⑷实验步骤：
（1）在桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。
（2）用图钉把橡皮条的一端固定在木板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。
（3）用两个弹簧秤分别勾住绳子套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图）。
（4）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数。
（5）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示。用平行四边形定则求出合力F。
（6）只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O。读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。
（7）比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们是否相等。
⑸实验结论：两力合力的大小，可以用该两力构成的平行四边形的对角线来表示，即可以用平行四边形定则来求解两力甚至多力的合力。
⑹注意事项：①检查弹簧秤的指针是否在零刻度上；
②使橡皮条、细绳所在的平面与木板面平行；
③尽可能不让弹簧秤的弹簧、指针、拉杆与刻度板或限位卡发生摩擦；
④描绘结点的位置和细线的方向应力求准确。可以将细线按在白纸上，用铅笔尖沿线描出两个距离较大的点，再用直尺把点连成线。
⑤两细绳的方向夹角θ的大小要适中（可取在00<θ<1200）

◆探究影响加速度的因素实验：【变量控制法】
⑴实验目的：通过一组器材就可探究加速度与力、质量的关系
⑵实验器材:弹簧测力计、打点计时器、纸带、轻绳、滑轮、一个小盘（内装砝码）
⑶实验图： 【注意：该图中并无出现测力计和轻绳，而测力计作用主要为了读出所受拉力F（方便），轻绳是用于连接定滑轮与砝码盘的】

⑷实验步骤：
①测量空小车的质量
②平衡摩擦力：使台面稍微倾斜（或在斜面上实验），使小车重力沿斜面的分力与所受摩擦力成为一对平衡力（通过观察小车在不受任何拉力情况下台面（斜面）上做匀速直线运动即可）
③在小车上加入已知质量的砝码，在绳子另一端悬挂砝码盘，同时启动打点计时器。
④得到纸带，计算加速度。
⑤控制砝码盘质量不变，往小车内加入（或减少）砝码，重复实验。得出质量与加速度的关系。
⑤或控制小车质量不变，减少砝码盘内砝码质量，重复实验，得出合力与加速度的关系。
⑸实验结论：小车质量一定时，其加速度与合外力成正比。合外力一定时，小车质量与加速度成反比。
⑹注意：①砝码盘内砝码质量必须远比小车的质量小，这样近似地认为合外力F不变。
②关于绘制图象，加速度与质量图象应转变为加速度与的图象，这样才能做出正比例直线图象。
③关于使用到的符号：“<<”（两个小于号）称为“远小于”符号，而“∝”称为“正比于”符号。