探究小车速度随时间变化规律
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实验名称探究小车速度随时间变化规律
实验目的：
1 1．会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。
2．会用表格法处理数据，并合理猜想。
3．巧用v—t图象处理数据，观察规律。
实验原理：
瞬时速度求法：在计数点附近选取一个很短的时间△t, △t 内的平均速度可当作打该点时小车的瞬时速度。
加速度：由纸带判断是否做匀变速直线运动，根据纸带及其数据测定匀变速运动小车的加速度a=△v/t=
实验器材：
电源、导线、打点计时器、小车、4个25 g的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等。
实验步骤：
1、把打点计时器固定在实验桌上,连接电源。
2、把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上。
3、先通电等待1～2s,释放物体。
4、先切断电源,后取下纸带。
5、再取2～3条纸带,重复2～4步2～3次.。
6、选取纸带,找一个适当小点作为起始点。
7、选测每隔5个时间间隔的时间T，在选好的起始点上标下标0第6点标1，
第11点标2以此类推，记相邻两个测量点的位移分别为、
、…用刻度尺测量距离,记录数据,保留纸带。
8、整理实验器材。
9、计算出个测量点的瞬时速度，做出v-t图像，完成实验报告。
用打点计时器研究自由落体运动
班级姓名日期成绩
实验名称用打点计时器研究自由落体运动
实验目的：
1 通过实验分析自由落体运动的性质
实验原理：
将打点计时器一端固定在铁架台上，纸带系重物穿过计
时器。
启动计时器后让重物自由下落，计时器在纸带上留下
一串小点，通过纸带可研究重物的运动情况。
实验器材：
纸带、打点计时器、铁架台、重物
实验步骤：
（1）按上图实验装置固定电磁打点计时器，并接好电路。
（2）把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器，用手竖直向上提着纸带，使重物靠近打点计时器。
（3）接通电源，然后松开纸带，让重锤带着纸带下落，打点计时器就在纸带上打下一列点，关闭电源，取下纸带。
（4）更换纸带，重复作3~4次实验。
数据处理及误差分析：
表1 每隔相同的时间间隔取一计数点，时间间隔=∆t 0.1s
位置 相等时间内的位移x （cm ）
相邻相等时间的位移差（cm ）x ∆
1 1x =54.8
2x -1x =9.7
2 2x =64.5
3x -2x =9.6
3 3x =74.1
4x -3x =9.6
4 4x =83.7
5x -4x =9.7
5
5x =93.4
由实验发现，连续相当时间间隔内位移差相等且有：
x ∆==9.65cm
a==9.65m/
注意事项：
1、当我们打开打点计时器时，要保持纸带和重锤静止，保证纸带上的第一个点清晰。
2、要先通电后才放开手让重锤自由下落。
实验结论:自由落体运动实际上是初速度为0的匀加速直线运动。
探究加速度与力、质量的关系
1012141618
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
数据处理及误差分析：m=0.025kg 小桶质量m 0
/
表一： m= 0.025 Kg F= m /g= (m 0/+ m X /)g
次数 a F １
10.1
0.25
２ 12.1 0.3 ３ 14.2 0.35 ４ 15.9 0.4 5
18.0
0.45
表二：F= 0.4 N
次数 m(kg)
a(m/s 2) 1/m(1/kg)
1 0.025 15.9 40
2 0.075 5.
3 13.3 3 0.125 3.2 8
4 0.17
5 2.3 5.7 5
0.225
1.8
4.4
注意事项：
(1)要使重物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
实验结论:
研究平抛运动
班级姓名日期成绩
实验名称研究平抛运动
实验目的：
(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)求出平抛运动物体的初速度。
实验原理：
平抛运动可以看成是两个分运动的合运动：
⑵平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；
⑵竖直方向的自由落体运动．利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用和
可求出平抛运动初速度
实验器材：
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
实验步骤：
1.安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平;
2.调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;
3.坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴
4.确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角;
5.描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点.
数据处理及误差分析：
H/m x/m
/m/s
0.138 0.025 0.49
0.126 0.035 0.48
0.111 0.045 0.50
0.081 0.059 0.51
0.039 0.073 0.49
=0.494m/s
注意事项：
1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
实验结论:平抛运动的运动路径是一条曲线。
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
班级
姓名
日期
成绩
实验名称 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 实验目的：
1 用圆锥摆验证向心力表达式
实验原理：
利用向心力公式F =mv 2/r 测量向心力的大小， 利用圆锥摆的合力计算公式F 合=mgtan θ求出F 合，比较两者的大小。
由匀速圆周运动合力提供向心力可知，向心力大小应该等于物体的合力，在试验允许误差范围内，发现所测量的这两个力总是近似相等，从而验证了向心力公式的正确性。
实验器材：
铁架台 、实心小铁球 、细绳、画有同心圆的白纸 、刻度尺 、托盘天平 实验步骤：
1.先用天平测量小球的质量，做好记录。
2.将细绳连接的小球一端固定铁架台上。
3.将画有同心圆的白纸平铺在桌面上，调节铁架台的支架，使小球竖直悬挂静止时刚好位于同心圆的圆心。
4. 带动小球，让小球在水平面上做圆周运动。
当运动相对稳定时用秒表测量钢球运动若干圈所用时间（一般测量5圈左右）。
同时从铁架台的上方竖直向下观察小球的圆周运动与哪个同心圆重合，标记下这个圆。
5.用直尺测量标记圆的半径r ，利用测量的时间求出圆周运动的周期n
t T =
，带
入公式：2224T
r m r v m F π==向 6.根据由重力与绳子拉力的合力提供向心力的原理，由受力分析计算拉力与重力
的合力。
如图：F 合=mgtan θ ,质量已经测量，重力加速度取g=9.8m/s 2。
Tan θ可以测量小球距离悬挂的的长度和圆周运动的半径，利用22R L h -=，Tan θ
=L
R L L
h 2
2-=。
代入公式L
R L mg F 2
2-=合 7.重复上述实验过程，比较合F 与向F 的大小。
8.得出试验结论：
探究弹簧的弹性势能与形变的关系班级姓名日期成绩
实验名称探究弹簧的弹性势能与形变的关系
实验目的：
1 探究弹簧弹性势能与形变关系
实验原理：
让弹性势能转换为物体的动能，然后通过测量物体的动能来比较原来弹性是能带饿大小
实验器材：
气垫导轨、气源等。
实验步骤：
1、把两弹簧一端与滑块连接另一端固定在导轨的两端。
在滑块上装上一个挡光
框，待滑块静止后，将光电门放在平衡处，使挡光门正好挡住光线。
2、毫秒计的功能开关置S2档，时间选择开关用最小的一档，使滑块偏离平衡位
置10.0cm，由静止开始释放，滑块经过光电门时，毫秒计记下挡光时间t，
如果挡光框两前沿之间的距离为d,则滑块经过光电门的速度v=d/t。
若滑
mv2=。
块质量为m，则滑块的动能E K=1
2
3、改变滑块偏离平衡位置的距离x,重复操作2,得到若干组（x,）
值。
4、作E K-x2图。
数据处理及误差分析： M=0.1kg
d/m 0.05 0.05
0.05 t/s 0.1 0.08 0.069 x/m 0.1
0.12 0.15 x 2
0.01 0.0144 0.0225 E K
1.25 1.8
2.79
E K 与x 2成正比关系。
注意事项：
1、 在改变滑块位置时要注意保持在弹簧弹性限度之内。
2、 2、时间开关选至最小一档。
实验结论: 作图，得到一条过原点的直线，说明弹簧的弹性势能与
它的行变量的平方成正比。
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
0.010
0.012 0.014 0.016 0.018 0.020
0.022
0.024 x 2 E K
探究功与物体速度变化的关系
班级姓
名
日期成绩
实验名称探究功与物体速度变化的关系
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：
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、v3……
5．对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，
以v2（或v，v3，v）为横坐标作图．
数据处理及误差分析： 橡皮筋条数 匀速车速 W/v W/ W/
1 0.460 2.174 4.725 10.273 1.474
2 0.665 3.008 4.52
3 6.800 2.452 3 0.835 3.59
4 4.304 5.153 4.283 4 0.938 4.261 4.536 4.831 4.127
5 1.057 4.72
6 4.466 4.221 4.861 6
1.140 5.259
4.609 4.038
5.617
注意事项：
1、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．
2、增加橡皮筋时要保证每根橡皮筋的有用长度相同
实验结论:W 与v 成正比
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6 7
8
9 10 11 Y Axis Title
W
V
W/v
W/
W/
验证机械能守恒定律
.
电场中等势线的描绘
班级姓名日期成绩
实验名称电场中等势线的描绘
实验目的：
用描迹法画出电场中一个平面上的等势线.
实验原理：
利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的静电场，当在场中与导电纸接触的两探针尖端的电势差为零时，与探针相连的电流计中电流强度为零.从而可以通过探针找出电流场中的等势点，并依据等势点描出等势线。
实验器材：
学生用低压电源或电池组、灵敏电流计、开关、导电纸、白纸、复写纸、圆柱形金属电极2个、探针2个、图钉、导线若干、木板.
实验步骤：
（1）安装
在平整的木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸各一张，导电纸有导电物质的一面向上，再用图钉固定在木板上（如图）.在导电纸上放两个跟它接触良好的圆柱形电极.两极间距离约为10 cm，电压约为6
V.从灵敏电流计的两个接线柱引出两个探针.
（2）选基准点
在导电纸平面两极的连线上，选取间距大致相
等的5个点作为基准点，并用探针把它们的位置复
印在白纸上.
（3）探测等势点
将两个探针分别拿在左、右手中，用左手中的
探针跟导电纸上的某一基准点接触，然后在导电纸平面两极连线的一侧，距此基准点约1 cm处再选1个点，在此点将右手拿着的探针跟导电纸接触，这时一般会看到电流表的指针有偏转，再左右移动探针的位置，直至找到一点，使电流表指针没有偏转为止，说明这个点跟基准点的电势相等，用探针把这个点的位置复印在白纸上.照上述方法，在这个基准点的两侧，各探测出5个等势点，每个等势点大约相距1 cm.用同样的方法，探测出另外4个基准点的等势点.
（4）画等势线
取出白纸，根据等势点画出平滑的曲线，它们就是等势线.
描绘小灯泡的伏安特性曲线
游标卡尺和螺旋测微计的使用
测定金属电阻率
数据处理及误差分析： 表1 次数 1 2 3 平均 直径d/mm 1.415 1.414 1.413 1.414 长度l/cm 6.12 6.13 6.11 6.12 表2
次数 电压U/V
电流I/A 电阻R=U/I （Ω） 电阻的平均值（Ω）
1 3 1.65 1.8
2 1.827
2 4.2 2.
3 1.83
3 5 2.73 1.83 4
6
3.27
1.83
金属导线的横截面积S=
金属的电阻率m l
S
R ⋅Ω⨯=⋅
=-51067.4ρ 误差分析
1.金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，直径的测量是产生误差的主要来源之一；
2.采用伏安法测量金属丝的电阻时，必然带来系统误差；
3.金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差；
4.由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差 注意事项：
⑴测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。
⑵本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
⑶实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
⑷闭合电键S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。
⑸在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I 的值不宜过大（电流表用0~0.6A 量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中变化。
实验结论:金属丝的电阻率为m ⋅Ω⨯-51067.4。
练习用多用电表测电阻
班级 姓名 日期 成绩
实验名称 练习用多用电表测电阻 实验目的：
1 练习使用多用电表测电阻。
实验原理：
测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理图如图
13－2所示，当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有中
R E
R r r E I g x =++=（1）
当电笔间接入待测电阻R x 时，有 （2）
联立（1）、（2）式解得些 中R R R I I
x g g x +=（3）
由（2）式或（3）式可知，每一个R x 都有一个对应的电流值I ，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直
接读出它的阻值。
实验器材：
多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。
实验步骤：
1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。
2．选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡。
3．短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。
4．测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔。
5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k ”挡。
6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF ”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。
x x R R I +=中ε
测定电源电动势和内阻
用油膜法估测分子的大小
实验结论: 油酸分子的大小可根据纯油酸的体积V 和油酸的面积S 计算出油酸薄膜的厚度
S V l
电流表改装成电压表
班级 姓名
日期
成绩
实验名称
把电流表改装成电压表
实验目的：
1、 掌握电流表改装为电压表的方法
2、掌握改装电压表的校对和误差计算的方法
实验原理：
如图2-23虚线框内所示，若改装的电压表的量程为U 时，它表示当电压表两端的电压为U 时，表头G 分担的电压为满偏电压U g ，通过表头G 的电流为满偏电流I g 。
则需串联的电阻R ，满足下列关系： I g =U g /R g =(U-U g )/R , 电压表的内阻 R v ＝R g +R ＝U ·R g /U g
上式中U g 可以由U g ＝I g R g 算出,其中I g 从刻度拄上直接读出；R g 由实验测出．
实验器材：
电流表、标准电压表、电阻箱、电位器、滑动变阻器、直流电源、开关、导线。
实验步骤：
(1)测量电流表的内电阻R g
先按如图2所示电路图连接电路，断开S 2，接通S l ，把电位器R 由最大阻值逐渐向阻值变小进行调节，使电流表的指针达到满偏为止，这时电位器的阻值不得再调整，接通S 2，调整电阻箱R ′的阻值，使电流表的指针恰好偏转到满偏的一半，读出电阻箱R ′的阻值，就是电流表的内电阻R g 。
(2)将电流表改装为电压表
①改装量程为2V 的电压表，按公式R x =
g
I U -R g ，计算分压电阻R x 的值．
②按图4把电流表和电阻箱串联起来，选用电阻箱的阻值等于分压电阻R x 的值．
③改装后的电压表表盘的刻度值，按公式U =
m
I I ·U m
来计算．其中U m 是改装后电压表的量程． (3)改装后的电压表跟标准电压表核对 ①按图3连接电路．
②闭合开关S ，调整滑动变阻器滑片，使改装的电压表的读数分别是0.5V 、1.0V 、1.5V 、2.0V 等，看标准电压表的读数是否与它一致．
③改装的电压表的读数是满刻度U m 时，看标准电压表的读数U 0，计算满刻度时的百分误差。
数据处理及误差分析： 电流表内阻为R g =100 误差分析
利用“半偏法”测出电流表内阻R g =R '，事实上当S 2闭合后电路结构已发生变化，导致线路总电阻R 总减小，由闭合电路的欧姆定律I =r
R E
+知，线路上的电流增大，当流过电流表的电流为
2g I 时，流过电阻箱的电流大于
2
g
I ，故知R '<R g ，即“半偏法”把电流表的内阻测小了．
内阻测小的电流表改装成电压表后，电压表内阻的真实值比计算值大，故改装量程偏大．
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
注意事项：
1、要事先推测副线圈两端电压的可能值。
2、为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12v，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线，接线柱。
3、为了多用电表的安全，使用交流电压档测电压时，先用最大量程档测试，大致确定电压后在选择适当的档位进行测量。
实验结论: 通过实验分析表明，原，副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比。
用单摆测重力加速度
班级姓名日期成绩
实验名称用单摆测重力加速度
实验目的：
1 利用单摆来测定重力加速度
实验原理：
单摆在摆角小于10°时的振动是简谐运动，其固有周期为T=2π ，由此可得
g= 。
据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。
由此通过测量周期T,摆长l求重力加速度
实验器材：
铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表等。
实验步骤：
1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。
2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。
3．测量单摆的摆长l：用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=l'+r。
4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于10°），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。
5．将测出的摆长l和周期T代入公式g= 求出重力加速度g的值。
数据处理及误差分析：
1．用游标卡尺测量钢球直径2r
n 1 2 3 4 5 6
直径2r(cm) 1.712 1.712 1.692 1.692 1.712 1.722
2．用米尺测量悬线长l'
n 1 2 3 4 5 6
悬线长l' (cm) 91.90 91.90 91.91 91.90 91.88 91.90
3．用秒表测量摆动50个周期用时为1’34’’84=94.84’
1．钢球直径平均值
2r=(1.712+1.712+1.692+1.692+1.712+1.722)÷6=1.707(cm)
2．悬线长平均值
l'=(91.90+91.90+91.91+91.90+91.88+91.90)÷6=91.898(cm)
3．摆长
l=l'+r=91.898+1.707=93.605(cm)
4．求出完成一次全振动所用的平均时间，即单摆的周期T
T=94.84÷50=1.8968(s)
5．计算g
将测出的摆长l和周期T代入公式g= =10.27
误差分析：为什么所得g=10.27大于标准值？
1．振动次数：可能是振动次数的有问题
2．摆长测量：可能是摆长测量偏大
3．秒表使用：可能是开表晚了。
