大振幅实验对常规动导数实验包容性研究
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大振幅摆实验报告实验目的:本实验旨在研究大振幅摆的周期与摆长、摆角振幅以及重力加速度之间的关系,并验证摆动物体的周期公式。
实验装置与器材:1. 一根细绳或细线2. 一个重物(如小球)3. 钟表或秒表4. 直尺和墨水笔实验步骤:1. 在实验室或其他适当的地方,选择一个固定稳定的支点,将细绳或细线系于支点上,使其垂直向下。
2. 在绳的另一端系上一个重物,形成一个简单的摆。
3. 用直尺测量并记录下摆长 L(即支点至重物下端的距离)。
4. 将摆拉到一较大的振幅θ0 处,使其摆向一侧,释放,记录下开始摆动的时间 t0。
5. 用秒表计时,记录下摆动每10个周期的用时 t(或者记录若干个完整周期的时间,取平均值)。
6. 重复步骤4和5,记录不同摆长和不同振幅下的周期。
数据处理与分析:1. 根据实验数据计算每个周期的平均时间 t。
2. 计算周期平方 T^2,并将摆长、周期平方和振幅写入数据表格中。
3. 进行重力加速度 g 的计算,根据公式 g = 4π^2 L / T^2。
实验结果和讨论:1. 通过对实验数据的整理和计算,得到一组关于摆长 L、周期平方 T^2 和振幅θ0 的实验数据。
2. 绘制摆长 L 与周期平方 T^2 的图像,根据图像的形状可以大致判断它们之间的关系。
3. 使用线性拟合或其他合适的拟合方法,可以得到实验数据的适当拟合曲线。
4. 根据拟合曲线的斜率和截距,计算重力加速度 g 的值,并与理论值进行比较。
5. 如有必要,讨论实验过程中可能存在的误差来源,并提出改进实验的建议。
结论:根据实验结果和数据分析,我们得出的结论是:在大振幅条件下,摆长、周期平方和振幅之间存在一定的关系,符合摆动的周期公式。
通过实验计算得到的重力加速度 g 的值与理论值基本吻合,验证了实验的可靠性和准确性。
2024年高考物理核心考点押题预测卷01(河北卷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )A.卢瑟福通过甲图中的α粒子散射实验发现了质子B.乙图表明:只要光强度足够高,照射到金属板上时就一定有光电子射出C.根据图丙所示的氢原子能级图可知,氢原子从较高能级向较低能级跃迁时所发射出光子的能量是不连续的D.丁图表示的核反应属于重核裂变,是人工无法控制的核反应第(2)题如图所示,一半径为R的绝缘环上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,在位于圆环平面的对称轴上有一点P,它与环心O的距离OP=L,则P点的场强为( )A.B.C.D.第(3)题用手握住一条较长的均匀软绳一端将绳水平拉直,先后以两种不同频率在竖直方向上下抖动。
如图所示,以手握点O为原点,在x轴正方向形成一列简谐横波,图中时刻该横波刚好传到B点,下列说法正确的是( )A.O点起振方向竖直向上B.前后两次形成的绳波波长之比为3∶2C.前后两次振动的周期之比为2∶3D.前后两次形成的横波波速之比为3∶2第(4)题关于近代物理知识,下列描述正确的是( )A.爱因斯坦首次提出能量子假说,成功解释了黑体辐射的实验规律B.已知氡的半衰期是3.8天,则40个氡原子核经过7.6天还剩下10个氡原子核C.一个处于n=3能级状态的氢原子自发跃迁时,能发出3种不同频率的光子D.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定阴极射线是电子流,并求出了其比荷第(5)题电场线的形状可以用实验来模拟,把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,头发屑按照电场的方向排列起来,如图所示,关于此实验,下列说法正确的是()A.a图是模拟两等量同种电荷的电场线B.b图一定是模拟两等量正电荷的电场线C.a图中A、B应接高压起电装置的两极D.b图中A、B应接高压起电装置的两极第(6)题一段导线弯成互成直角的两段,放在光滑桌面上,导线中通有2A的电流,处于磁感应强度大小为0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中。
实验2.7 波尔振动实验(一)实验人姓名:合作人:学院:物理工程与科学技术学院专业:光信息科学与技术年级:级学号:日期:年月日室温:℃相对湿度: %【实验目的】1.观察和研究自由振动、阻尼振动、受迫振动的特性2.观察和研究振动过程的拍频、相图、机械能转换和守恒现象【仪器用具】仪器名称数量型号技术指标扭摆(波尔摆) 1 ZKY-BG 固有振动频率约0.5Hz秒表 1 DM3-008 石英秒表,精度0.01s三路直流稳压稳流电源1 IT6322 三路隔离,0-30V/1mV,0.3A/1mA台式数字万用表 1 DM3051 5-3/4位,1μV-1000V,10nA-10A,准确度为读数的0.025%数据采集器及转动传感器1 SW850及CI6531 最高采样率1000Hz,分辨率0.25°,准确度±0.009°实验测控用计算机 1 IdeaCenterB320i 一体台式计算机【原理概述】1.扭摆的阻尼振动和自由振动在有有阻尼的情况下,将扭摆在某一摆角位置释放,使其开始摆动。
此时扭摆受到两个力矩的作用:一是扭摆的弹性恢复力矩M E(M E=-cθ c为扭转恢复力系数);二是阻力矩M R(M R=-r(dθ/dt)r为阻力矩系数)。
若扭摆转动惯量为I,可列出扭摆的运动学方程:(1)令r/I=2β,c/I=ω02 (ω0为固有圆频率),则式(1)化为(2)其解为(3)其中A0为扭摆的初始振幅,T为扭摆做阻尼振动的周期,且。
由式(3)可知,扭摆振幅随时间按指数规律衰减。
若测得初始振幅A0、第n个周期时的振幅A n,及摆动n个周期所用时间t=nT,则有(4)故有(5)若扭摆在摆动在摆动过程中M R=0,则β=0。
由式(5)知,不论摆动多少次,振幅均不变,扭摆处于自由振动状态。
2.扭摆的受迫振动当扭摆在有阻尼的情况下还受到简谐外力的作用,就会作受迫振动。
设外加简谐力矩的频率是ω,外力矩角幅度为θ0,M0=cθ0为外力矩幅度,因此外力矩可表示为。
大学物理实验(二)_华东师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.声速测量实验中,声波波长的测量采用()参考答案:共振干涉法和相位比较法2.当惠斯通电桥平衡时,检流计会偏转。
参考答案:错误3.自耦电压器的电压调节可以快。
参考答案:错误4.热敏电阻的电阻值与温度的关系是【图片】。
参考答案:错误5.在光电效应中逸出的电子称为光电子,显示出光的波动性。
参考答案:错误6.两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射时没有光线通过。
当其中一振偏片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为 ( )参考答案:光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零7.用螺旋测微计测量一个小球的直径值,得到d=0.1498cm。
参考答案:正确8.实验中增加测量次数是为了减小数据结果的系统误差。
参考答案:错误9.验中影响测量数据准确性的原因主要是偶然误差。
参考答案:错误10.光电流随加速电压的增加而增加,加速电压增加到一定量值后,光电流达到饱和。
参考答案:正确11.当光的频率【图片】时,无论光强多强都不会产生光电效应。
参考答案:正确12.在0℃时,用20℃时刻制的铁质米尺测量长度所产生的误差属于系统误差。
参考答案:正确13.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n,厚度为d的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了 ( )参考答案:2 ( n-1 ) d14.迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法获得双光束干涉的仪器。
干涉仪光程差的改变可以由移动一个反射镜(或在一光路中加入另一种介质)得到。
参考答案:正确15.当多项数据进行乘除时,得到数据结果的有效位数取决于小数点后最少位数的那一项。
参考答案:错误16.记录实验数据时,错把单位毫米记成厘米所产生的误差属于偶然误差。
参考答案:错误17.电压表未通电时,指针未指示在零刻度线所产生的误差属于偶然误差。
参考答案:错误18.某螺旋测微计的分度值为0.01mm,测量某小球的直径为1.5281×10-2m。
课后思考题1. 使⽤交换法测未知电阻时21,R R 的阻值在交换前后是否可以改变, 为什么?例如交换前Ω==0.10021R R ,交换后Ω==0.500'2'1R R 。
答:不可以。
因为误差的存在,在实验中 0.5000.5000.1000.100≠ 。
因此如果交换前后21,R R 的阻值改变,则''1'221s s R R R R R R R =,相应的不确定度 ()()()()()()()2''22'1'12'2'2222211212121212121+++++=s s s s x x R R u R R u R R u R R u R R u R R u R R u ()%1.023%1.0262611?=?≈≈R R u 2. 检流计的“电计”和“短路”键的作⽤是什么?调零键下⽅的锁扣在什么位置才可以进⾏调零和测量(说明是露出红点还是⽩点),使⽤后应置于什么位置(是露出红点还是⽩点)?答:“电计”是AC5型检流计⾃带的⼀个保护开关。
按下“短路”健,就给指针加上⼀个阻尼⼒矩,使其尽快回到平衡位置。
在调零和测量时调零旋钮下的锁扣应先搬到左边(露出红点),实验结束后应搬向右边(露出⽩点)。
3. 说明测量电路中滑线变阻器的作⽤。
答:本实验中滑线变阻器采⽤限流接法,起保护电路的作⽤。
开始时应调节到最⼤阻值,待电桥基本平衡后,应使滑线变阻器的阻值为零,以提⾼电桥的线路灵敏度。
4. 测量时如何使⽤B 、G 按钮,为什么要这样使⽤?答:⽤单桥测量电感线圈的直流电阻时,为防⽌通断瞬间产⽣⼤电流损伤检流计或⼲扰测量,接通时应先按B ,后按G ,断开时应先断G 后断B 。
5. 为什么选取⽐率臂时⼀般应使单臂电桥×1000Ω的测量盘尽可能⽤上?答:为了使测量数据的有效数字最多,减⼩测量误差。
6. 下列因素是否会加⼤测量误差?(1) 电源电压⼤幅下降。
2020届江西省南昌四校联盟高三第二次联考理综全真演练物理试题(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时,常利用沉积物中半衰期较短的,其衰变方程为→Bi+X。
以下说法正确的是()A.衰变方程中的X是电子B.为了精确测量时间,应该考虑温度变化对衰变的影响C.的结合能大于Bi的结合能D.1000个原子核经过一个半衰期后,还剩500个未衰变第(2)题如图,平衡位置位于原点O的振源做简谐运动,其运动的表达式为。
该振动激发一列沿x轴正方向传播的简谐波。
某次振源的位置达到正向最大位移处时,坐标为(9,0)的P点恰好开始振动且OP之间存在4个波谷,从该时刻开始计时,下列说法正确的是( )A.P点起振时沿y轴正方向运动B.该列简谐波的波速60m/sC.t=1.2s时,P点的加速度沿y轴负方向且最大D.t=1.2s时,坐标为(21,0)的Q点(图中未画出)通过的路程为0.2m第(3)题1900年,普朗克在研究黑体辐射时,认为其辐射的能量是不连续的,而是一份一份的,由此引入了一个常量h(普朗克常量),普朗克常量的引入开创了量子论.物理学家金斯曾说过这样一句话:“虽然h的数值很小,但是我们应当承认,它是关系到保证宇宙存在的.如果说h严格等于0,那么宇宙的物质,宇宙的物质能量,将在十亿万分之一秒的时间内全部变为辐射.”关于h的单位,用国际单位制中的基本单位表示,正确的是A.J·s B.J/s C.kg·m2/s D.kg·m2·s3第(4)题甲乙两质点同时同地向同一方向做直线运动,它们的速度时间图像如图所示,则下列说法正确的是( )A.乙比甲运动得快B.在末乙追上甲C.在内,甲的平均速度大于乙的平均速度D.乙追上甲时距出发点远第(5)题如图所示,A、B叠放在粗糙水平桌面上,一根轻绳跨过光滑定滑轮连接A、C,滑轮左侧轻绳与桌面平行,A、B间动摩擦因数为μ,B与桌面间动摩擦因数为,A、B、C质量分别为2m、2m和m,各面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,将C由图示位置静止释放,要使A、B间发生相对滑动,则μ满足的条件是( )A.B.C.D.第(6)题北京时间2022年10月7日21时10分,中国成功将微厘空间北斗低轨导航增强系统S5/S6两颗试验卫星送入离地高度约700km的近地轨道。
高考物理物理学史知识点难题汇编及解析(6)一、选择题1.下列有关物理学家的成就正确的是()A.法拉第发现了电流的磁效应B.安培提出了分子电流假说C.楞次发现了电磁感应定律D.奥斯特发现了判断感应电流方向的规律2.伽俐略对运动的研究,不仅确立了许多用于描述运动的基本概念,而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法,或者说给出了科学研究过程的基本要素.关于这些要素的排列顺序应该( )A.提出假设→对现象的观察→运用逻辑得出推论→用实验检验推论→对假说进行修正和推广B.对现象的观察→提出假设→运用逻辑得出推论→用实验检验推论→对假说进行修正和推广C.提出假设→对现象的观察→对假说进行修正和推广→运用逻辑得出推论→用实验检验推论D.对现象的观察→提出假设→运用逻辑得出推论→对假说进行修正和推广→用实验检验推论3.在物理学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是()A.自然界的电荷只有两种,美国科学家密立根将其命名为正电荷和负电荷,美国物理学家富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值B.卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量G和静电力常量k的数值C.奥斯特发现了电流间的相互作用规律,同时找到了带电粒子在磁场中的受力规律D.开普勒提出了三大行星运动定律后,牛顿发现了万有引力定律4.物理学中最早使用理想实验方法、发现万有引力定律、最早引入了电场概念并提出用电场线表示电场和发现电流磁效应分别由不同的物理学家完成,他们依次是()A.伽利略、牛顿、法拉第和奥斯特B.牛顿、卡文迪许、洛伦兹和安培C.伽利略、卡文迪许、库仑和奥斯特D.伽利略、牛顿、库仑和洛伦兹.5.科学发现或发明是社会进步的强大推动力,青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中,存在错误的是A.安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质B.库仑发明了“扭秤”,准确的测量出了带电物体间的静电力C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系D.法拉第经历了十年的探索,实现了“电生磁”的理想6.下列说法中正确的是()A.奥斯特发现了电磁感应现象B.牛顿通过理想斜面实验得出了维持运动不需要力的结论C.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱现象,推动了量子理论的发展D.光照在金属板上时,金属能否发生光电效应现象与入射光的强度有关.7.以下物理学史正确的是()A.卡文迪许总结出了点电荷间相互作用的规律B.伽利略首创将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法C.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律并发现了万有引力定律D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动时匀变速直线运动8.下列说法正确的是( )A.在国际单位制中,力学的基本单位是千克、牛顿、秒B.开普勒通过对行星运动规律的研究总结出了万有引力定律C.库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律D.法拉第首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转9.下列描述中符合物理学史的是()A.开普勒发现了行星运动三定律,从而提出了日心说B.牛顿发现了万有引力定律并测定出引力常量GC.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化10.下列说法正确的是A.伽利略的理想斜面实验说明了“力是维持物体运动的原因”B.采用比值定义法定义的物理量有:电场强度FEq=,电容QCU=,加速度Fam=C.库仑通过实验得出了库仑定律,并用扭秤实验最早测量出了元电荷e的数值D.放射性元素发生一次β衰变,新核原子序数比原来原子核序数增加111.在处理某些物理问题时,人们常常采取建立理想化模型的方法进行研究。
新人教版高中物理选修3-4精品教案全册第1单元:机械振动1、简谐运动【教学目标】1.知识与技能(1)了解什么是机械振动(2)掌握简谐运动回复力的特征(3)掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律(定性)2.过程与方法(1)通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力;通过相关物理量变化规律的学习,培养分析、推理能力。
(2)渗透物理学方法的教育,运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型——弹簧振子,研究弹簧振子在理想条件下的振动。
【教学重点】:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。
回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。
【教学难点】:偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆,这是难点。
在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂,比较困难【教学器材】:(1)演示机械振动:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球。
气垫弹簧振子、微型气源。
(2)分析相关物理量的变化:课件【教学方法】:演示观察引入课题,问题导学、教师教授与学生讨论相结合【教学过程设计】:(一)引入新课我们学习机械运动的规律是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
(二)教学过程设计【板书】:1.机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请(1)(2)(3)同学举例说明有哪些具体的运动算是振动?说明微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
演示几个振动的实验,要求同学边看边想:物体振动时有什么特征?(1)单摆——秋千、海盗船、钟摆(2)一端固定的钢板尺——琴弦(3)弹簧振子(4)穿在橡皮绳上的塑料球提出问题:这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的(如1);运动方向水平的、竖直的;为什么它们都叫做振动呢?也就是振动这种运动因该有什么共同特征?——归纳出:物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。