最新整理高三物理高中物理实验讲义(全套含解析)12份.docx

发布于:2021-09-13 10:34:19

最新整理高三物理高中物理实验讲义(全套含解析) 12 份 实验一研究匀变速直线运动 板块一主干梳理·夯实基础 实验原理与操作 ◆实验目的 1.练*正确使用打点计时器,学会利用打上点的纸带研究物体的运动。 2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx=aT2)。 3.测定匀变速直线运动的加速度。 ◆实验原理 1.打点计时器 (1)作用:计时仪器,当所用交流电源的频率 f=50Hz 时,每隔 0.02s 打一 次点。 (2)工作条件:电磁打点计时器,6V 以下交流电源;电火花计时器,220V 交流电源。 (3)处理纸带数据时区分计时点和计数点:计时点是指打点计时器在纸带上 打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点,要注意“每 5 个点取 一个计数点”与“每隔 4 个点取一个计数点”取点方法是一样的,时间间隔均为 0.1s。 2.利用纸带判断物体运动性质的方法 (1)沿直线运动的物体,若相等时间内的位移相等,即 x1=x2=x3=......;, 则物体做匀速直线运动。 (2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为 x1 ,x2,x3, x4,......;,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=......;,则说明物体在 做匀变速直线运动,且Δx=aT2。 3.速度、加速度的求解方法 (1)瞬时速度的求法 ①“中间点”的瞬时速度:所谓中间点,是指该点两侧的数据是有效的,可 以用来计算这一段的*均速度,如图甲中的第 n 点。根据匀变速直线运动的中间 时刻的瞬时速度等于这段位移上的*均速度求物体在某点的瞬时速度,即 vn= 2T(xn+xn+1)。 ②“边缘点”的瞬时速度:所谓“边缘点”,是指该点的一侧没有可用的数 据,或虽有数据,但是数据无效,如图乙中的 A、F 两点。“边缘点”的瞬时速度 有以下几种求法:a.先求出加速度,然后根据 vB=vA+aT 求出 A 点瞬时速度; 根据 vF=vE+aT 求出 F 点瞬时速度;b.根据匀变速直线运动在相等的时间内速 度的变化量相等的特点,利用 vB-vA=vC-vB 求出 A 点瞬时速度,同样,利用 vF-vE=vE-vD 求出 F 点的瞬时速度;c.根据 xAB=2(vA+vB)T。其中后一种方 法最为简单。 (2)加速度的求法 ①若题目给的是纸带上两段相邻的数据,则 xm-xm-1=aT2。 ②若题目给的是纸带上两段不相邻的数据,则 xm-xn=(m-n)aT2。 ③若题目给的是偶数段数据(一般是 6 段) “逐差法”求物体的加速度,即 a1=3T2(x4-x1),a2=3T2(x5-x2),a3 =3T2(x6-x3),然后求*均值,即 a=3(a1+a2+a3)=()()9T2(x4+x5+x6- x1+x2+x3),这样所测数据全部得到利用,准确度较高。 ④若题目给的是奇数段数据(一般是 5 段或 7 段),一般舍去第一段,方法同 上。 ◆实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器),一端附有滑轮的长木板,小车、纸带、 细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片。 ◆实验步骤 1.仪器安装 (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,并将它的一端固定在小车的后面。实验装置如下图所示,放手 后,看小车能否在木板上*稳地加速滑行。 2.测量与记录 (1)把小车停在靠*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,随后立即关闭电源,换上新 纸带,重复三次。 (2)从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点,从后 边便于测量的点开始确定计数点,为了计算方便和减小误差,通常用连续打点五 次的时间作为时间单位,即 T=5x0.02s=0.1s,如图所示,正确使用毫米刻度 尺测量每相邻两计数点之间的距离。 (3)利用一段时间内的*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。 (4)增减所挂钩码数,或在小车上放置重物,再做两次实验。 数据处理与分析 ◆数据处理及实验结论 1.由实验数据得出 v­t 图象 (1)根据表格中的 v、t 数据,在*面直角坐标系中仔细描点,如图,可以看 到,对于每次实验,描出的几个点大致落在一条直线上。 (2)做一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直 线上的点,应均匀分布在直线的两侧,偏离直线太远的点可舍去不要,这条直线 就是本次实验的 v­t 图象,它是一条倾斜的直线。 2.由实验得出 v­t 图象后,进一步分析得出小车运动的速度随时间变 化的规律 小车运动的 v­t 图象是一条倾斜的直线,如图所示,当时间增加相同的 值Δt 时,速度也会增加相同的值Δv,由此得出结论:小车的速度 随时间均匀变化。 ◆误差分析 1.偶然误差 (1)纸带上计数点间距测量有偶然误差,故要多测几组数据,以尽量减小误 差。 (2)用作图法作出的 v­t 图象并不是一条直线。为此在描点时最好用坐 标纸,在纵、横轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点。 2.系统误差 (1)纸带运动时摩擦不均匀,打点不稳定引起误差,所以安装时纸带、细绳 要与长木板*行,同时选择符合要求的交流电源的电压及频率。 (2)木板的粗糙程度并非完全相同,这样测量得到的加速度只能是所测量段 的*均加速度。可在木板上铺一层白纸或换用气垫导轨。 ◆注意事项 1.*行:纸带、细绳要和长木板*行。 2.靠*:释放小车前,应使小车停在靠*打点计时器的位置。 3.先后顺序:实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后 取下纸带。 4.防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防

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