期终实验复习

实验期终复习一、学生实验:用DIS研究机械能守恒定律（一）、实验目的研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。

（二）、实验原理分别测定摆锤在摆动过程中任意时刻的动能和势能，研究机械能的总量有什么特点。

（三）、实验器材机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）。

（四）、实验步骤实验1观察由同一位置释放的摆锤，当摆线长度不同时，摆锤上升的最大高度。

1．如图所示，实验时先卸下“定位挡片”，将摆锤（圆柱形）置于A点，释放摆锤，观察它摆到左边最高点时的位置，用笔记下这个位置，看看这个高度与A点位置是否相同？2．装上定位挡片并置于P点位置，它对摆绳有阻挡作用。

再次释放摆锤，同样观察摆锤向左摆起的最大高度，记下这个位置。

3．依次将定位挡片下移至Q、R等位置，重复上述实验。

做类似观察、记录。

4．从实验结果可得出什么结论？实验2【实验原理】．将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器。

测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。

实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。

若选用其他点，则需测量实际高度并输入数据。

【实验步骤】．1．开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“研究机械能守恒定律”，软件界面如图所示：2．测量摆锤的直径Δs及其质量m，将数据输入软件界面内。

把光电门传感器放在标尺盘最底端的D点，并以此作为零势能点。

3．摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度将自动记录在表格的对应处。

4．点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能。

依次将光电门传感器放在标尺盘的C、B点，重复实验，得到相应的数据。

5．比较上述实验结果中各位置的机械能，在实验误差允许范围内，看看有什么特点？从中可得出什么结论？释放杆 释放器 标尺盘光电门 （五）、注意事项(1)每次释放摆锤前摆线要拉直．(2)实验l 中的现象是摆锤每次摆到左边最高点时的位置与释放点高度相同，因此只能定性地得到摆锤在释放点和左边最高点的机械能相等的结论．（3）．实验2中A 、B 、C 、D 四点高度为0.150m 、0.100m 、0.050m 、0.000m ，已由计算机默认，不必输入（4）．实验2摆锤每次均从A 点无初速释放，A 点位置不能移动。

（5）．实验2中光电门传感器定位的顺序是D 、C 、B ，不能颠倒，且光电门传感器定位要正确。

(6)实验2中调整光电门的高度时要将光电门的红外线发射孔或接收孔的中心位置调节到所测的高度．（六）、误差分析1．空气阻力使摆锤的机械能有所减少2．A 、B 、C 、D 四点定位有误差，使高度的值有误差，引起测得的重力势能有误差3．摆线在D 、C 、B 位置均有不同程度的伸长量练习1．将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。

实验中A 、B 、C 、D 四点高度为0.150m 、0.100m 、0.050m 、0.000m ，已由计算机默认，不必输入。

现某位同学要测定摆锤在D 点的瞬时速度。

其实验装置如图（1）所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图（2）。

①请指出该同学实验中的错误之处：②摆图（2）中计算机记录的数据与真实值相比将 （填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）答案（1）①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D 点 ②摆锤释放器未置于A 点 （2）偏小2．（多选题）如图所示为用DIS 研究机械能守恒定律的实验装置。

下列步骤中正确的是（ AC ）A ． 让摆锤自然下垂，以摆线为基准，调整标尺盘的放置位置，使标尺盘上的竖直线与摆线平行B ． 将摆锤置于释放器内并对释放杆进行伸缩调整，使摆锤的系线松弛一点以方便释放摆锤C ． 调整光电门的位置，使光电门的接收孔与测量点位于同一水平面内D ． 将释放器先后置于A 、B 、C 点，将光电门置于标尺盘的D 点，分别测量释放器内的摆锤由A 、B 、C 三点静止释放摆到D 点的势能和动能3.如图所示是在“用DIS 实验系统研究机械能守恒定律”的实验装置，完成下列有关问题：（1）本实验中，采用的传感器是 （填写传感器名）。

（2）本实验中，先选取零势能面再进行实验，则零势能面位置的选取对验证摆锤动能与重力势能之和为常数 影响（选填“有”或“无”）。

（3）每次都准确从同一位置静止释放摆锤，改变传感器安装的高度，以同一零势能面测得四个不同位置的重力势能和动能数据。

分析实验数据可以发现，动能与势能之和（机械能）随测量位置的不同而不断减小，其可能的原因是：答案（1）光电门； （2）无； （3）摆锤在摆动过程中存在一定的阻力4．为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用实验装置如图所示．（1）其设计方案如下：让质量为m 的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h ，则此过程中小铁块重力势能的减少量为 ；测出小铁块通过光电门时的速度v ，则此过程中小铁块动能增加量为 ；比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g ）（2）具体操作步骤如下：A ．用天平测定小铁块的质量m ；B ．用刻度尺测出立方体小铁块的边长d ；C ．用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h （h d ）；D ．电磁铁先通电（电源未画出），让小铁块吸在开始端；E ．断开电源，让小铁块自由下落；F ．计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t ，计算出相应速度v ；G ．改变光电门的位置，重复C 、D 、E 、F 等步骤，得到七组（h i ，2i v ）数据；H ．将七组数据在2v h -坐标系中找到对应的坐标点，拟合得到如图所示直线．上述操作中有一步骤可以省略，你认为是 （填步骤前的字母）；计算小铁块经过光电门的速度表达式v = ．（3）若2v h -图线满足条件 ，则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒．答案（1）；mgh 212mv （2）A ； d t （3）计算出直线斜率的值与2g 的比较，在误差允许的范围内二者相等。

5．（4分）图（甲）为《用DIS 研究机械能守恒定律》的实验。

动能（×10-2J ） 重力势能（×10-2 J ） 机械能（×10-2 J ） 0.00 7.50 7.50 2.46 5.00 7.46 4.91 2.50 7.41 7.34 0.00 7.34 传感器 摆锤 定位挡片 标尺盘 光电门 摆锤释放器 图（甲） 图（乙） 开始记录 停止记录 清除本次数据 数据计算 返回 继续 摆锤直径 Δs = 0.008 m 物体质量m = 0.02 kg次 数 D C B A 高度h /m 0.000 0.050 0.100 0.150 速度v /m·s -1 1.72 1.41 0.99 0.00势能E p /J 动能E k /J 机械能E /J（1）（多选题）下列说法中正确的是： （ ）（A ）必须测定摆锤的直径（B ）定位挡片的作用是改变摆锤的机械能（C ）摆锤下落的高度可由标尺盘直接测定（D ）摆锤每次都必须从摆锤释放器的位置以不同的速度向下运动（2）某同学实验得到的数据界面如图（乙）所示，则摆锤经过C 点的机械能约为_____________，根据各点的数据分析，可以得出结论：_____________________________________________________________________________________________________________________________。

答案：（1）AC （2分）； （2）0.03J （1分）， 在只有重力做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变 （1分）6．（4分）用DIS 研究机械能守恒定律的实验装置如图a ，图b 是某同学某次的实验数据，实验中系统默认D 、C 、B 、A 各点高度分别为0、0.050、0.100、0.150，A 点速度为0。

D 、C 、B 三点速度由光电门传感器测得。

分析图b 表中实验数据（1）从B 到C 到D ，机械能逐渐减小，其原因是______________________________________。

（2）表中A 点的机械能数据明显偏小，其原因是摆锤释放器释放点________ A 点(选填“高于”、“低于”)答案：（1）克服空气阻力做功，机械能减小 （2）高于7.（6分）验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。

（1）关于实验的下列做法中正确的是（A ）摆锤释放器在每次释放后都要调整高度（B ）光电门传感器始终放在最低点（C ）每次要用测平器使光电门传感器的光电孔对应于所要求高度的水平线（D ）摆锤线长应调整到使摆线在摆动时能通过光电孔（2）设摆锤速度为v ，摆锤所在位置的高度h ，以h 为横坐标， v 2/2为纵坐标，作出的图线应是下图中的（3）所选图线的斜率绝对值表示的物理量是 。

答案：.（1）（2分）C ，（2）（2分）D ，（3）（2分）重力加速度（或g ）图a 次数 D C B A 高度h /m 0 0.050 0.100 0.150 速度v /m/s 1.878 1.616 1.299 0 势能E p /J 0 0.0039 0.0078 0.0118动能E k /J 0.0141 0.0104 0.0067 0 图b二、热学学生实验实验一、 用单分子油膜估测分子的大小实验目的]：估测油酸分子的直径。

[实验原理]：1、思想方法：“油膜法”粗测分子直径是物理学中常用的一种将微小的不易测量的物理量转化为明显的易于测量的物理量的测量方法，这是一种非常重要的科学研究方法．2、物质基础：由于分子直径太小．因此，若将1滴纯油酸滴于水面上形成的单分子油膜的面积太大，不便于测量，且纯油酸在水面上扩张也太慢，因此，本实验中使用酒精稀释的油酸溶液，利用的便是酒精易挥发(使油滴尽快在水面上扩张形成单分子油膜)且溶于水(最后在水面上形成的还是纯油酸薄膜)的特性．因此，我们应先根据题设条件求出滴在水面上的一滴溶液中所含纯油酸的体积V ，则油膜的厚度D ＝V ／S ，即等于油酸分子的直径．[实验器材]：油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸发皿。

[实验步骤]：（1）用已知浓度的油酸酒精溶液滴入量筒,(如取1毫升油酸溶于酒精中,制成200毫升的油酸酒精溶液).，记下滴数，测量并计算出每滴溶液中油酸的体积。