高三物理实验汇总一.docx

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高三物理实验汇总一

高三物理实验汇总㈠1~6

第一节共点力合成与力矩平衡

本节知识点：

1．研究共点力合成：

看_测出的合力_与_作出的合力_是否一致，记录力要记录_弹簧秤示数_和_细线方向_，力的作用效果用_橡皮筋的形变_反映，两个力拉与一个力拉等效是指橡皮筋拉到_同一结点_。

2．研究固定转动轴物体的平衡条件：

其中一个力矩用弹簧秤是因为_力的大小方向可以任意改变，便于力矩盘达到平衡_。

例题与课堂练习：

一．研究共点力合成：

实验目的：

研究合力与两个分力的关系（理解的记忆，实际上是验证）。

实验原理：

如何显示力的作用效果：

_橡皮筋的形变_，如何保证一个力作用与两个力作用等效：

_结点都拉到相同的点_，

实验器材：

两个弹簧秤、带绳套的橡皮筋、图板、图钉、白纸、刻度尺、量角器（实际上是用三角板可推平行线）。

要记录的数据：

结点伸长到的位置，合力和两分力的大小（弹簧秤示数）与方向（用描点记录细线的方向）

数据处理：

用相同标度作出两个分力与合力F，用平行四边形定则作出两个分力的合力F’，再比较F’和F。

注意事项：

弹簧秤水平放时调零，弹簧秤与细线平行与木板平行。

实验步骤：

（放后面是要学生理解的记忆，可让学生自己写，抓住关键词），

1．用两个弹簧秤互成角度地拉绳套，使橡皮筋伸长到一定的位置，记下橡皮筋与绳套结点的位置O，画出两绳套的方向，记录两弹簧秤的示数F1和F2，

2．用一个弹簧秤将橡皮筋拉伸，使结点仍到达位置O，画出绳套的方向，记录弹簧秤示数，

3．用相同标度作出两个分力F1、F2与合力F，以F1和F2为邻边作出平行四边形，得到其对角线F’，看F’和F是否完全重合（研究的话应连接各力的顶点看是否平行四边形），

4．改变两力的夹角再做几次。

实验结果：

在误差范围内力的合成符合平行四边形定则。

二．研究固定转动轴物体的平衡条件：

实验目的：

研究有固定转动轴的物体的平衡条件。

实验原理：

其中一个力矩用弹簧秤是因为_力的大小方向可以任意改变，便于力矩盘达到平衡_，

实验器材：

铁架台、力矩盘、弹簧秤、一组钩码、带套环的横杆、钉子、细线、刻度尺（实际应为三角板）。

要记录的数据：

各力的大小（钩码重或弹簧秤示数）与力臂的大小（轴到力的作用线的垂直距离）

数据处理：

算出顺时针力矩之和与逆时针力矩之和进行比较。

注意事项：

力矩盘要保持竖直（看挂钩码的细线是否与力矩盘平行），力矩盘的重心要在轴上（轻轻转动到另一位置看是否仍能静止），弹簧秤与细线平行与木板平行。

实验步骤：

（放后面是要学生理解的记忆，可让学生自己写，抓住关键词），

1．把力矩盘和横杆固定在铁架台上，使力矩盘保持竖直。

2．将钉子固定在力矩盘上四个任意位置上，其中三枚钉子上用细线悬挂不同个数的钩码，第四个钉子用细线与弹簧秤的钩子相连，弹簧秤的另一端则挂在水平横杆的套环上。

3．当力矩盘在四个力的作用下处于平衡时，测出各力的大小及它们的力臂，将力和力臂的数据记录在表格中。

4．改变钉子位置重复实验一次。

5．分析数据得出结论。

实验结果：

在误差范围内有固定转动轴的物体的平衡条件是合力矩为零。

基础训练

1．在做《研究共点力的合成》实验时，已准备好的器材有：

方木板1块、橡皮条1根、细绳套2个、三角板1副、刻度尺1把、图钉若干只，还缺少的器材是弹簧秤2个。

2．在《研究共点力的合成》实验中，设用两个弹簧秤拉橡皮条的力分别为F1和F2，利用平行四边形求出的合力为F，用一个弹簧秤拉橡皮条的力为F’，那么F和F’中已被确认的F1和F2的合力是F’，这是因为一个力作用与两个力作用效果相同，而F是不是等于合力有待于检验。

3．在《研究共点力的合成》实验中，橡皮筋一端固定在A点，用两只弹簧秤通过细绳互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点，记下分别显示弹簧秤拉力F1、F2方向的位置M、N（如图所示）和弹簧秤读数F1＝1.50N，F2＝2.00N，再用一个弹簧秤拉弹簧，使橡皮筋仍伸长到O点，记下弹簧秤读数为F’＝2.50N，试在图上作出F1、F2和F’，并验证平行四边形法则是否正确。

图略，

4．下面关于研究共点力合成的实验的说法中正确的是（A、C、D）。

（A）拉橡皮条的细绳套细一些且长一些，实验效果较好

（B）分力F1、F2的夹角尽量大些好

（C）拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近且平行于木板

（D）橡皮条弹性要好，拉到结点O时，拉力要适当大些

5．两组同学分别用各自的器材完成“互成角度的两个共点力的合成”实验，下列说法中，正确的是（A、B）

（A）实验中将木板水平放置比竖直放置实验误差小，

（B）用1cm长度的线段表示1N力比用1mm长度的线段表示1N力实验误差小，

（C）在同一次实验中，只要橡皮条的拉伸长度相同，O点位置允许变动

（D）两组同学作图得到合力的大小显著不同，至少有一组同学实验操作有误。

6．有固定转动轴物体平衡条件的实验中：

（1）该实验使用的器材有：

带有金属轴的力矩盘、钩码若干、铁架台、丝线和大头针若干，还有弹簧秤，三角尺，横杆。

（2）某同学在做该实验时，将力矩盘调节到平衡（如图所示），盘面上各圆的半径分别是0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m，每个钩码的质量均为100g，此时，弹簧秤与力矩盘连线上的拉力T为___3__N。

（3）下面一些实验的注意事项,你认为正确的是B、C、D（用前面的字母表示）

（A）横杆应尽量高一些且保持水平；（B）弹簧秤使用前必须调零；（C）各力矩应取得大一些；（D）对力臂的测量要尽量准确。

7．用力矩盘做验证有固定转动轴物体的平衡条件实验时，

（1）对力矩盘重心位置的制作要求是：

重心在转轴中心；实验中判定重心位置是否合乎要求的检验方法是转盘能随遇平衡。

（2）实验时，力矩盘的平面应在竖直平面内，同一直线上，弹簧测力计的轴线应与所拉的细线在便于力矩盘自动调节达到新的平衡。

（3）实验中加入一个测力计的好处是力的大小及方向可任意改变，力的大小不受整数限制

，，

8．如图所示为“研究有固定转动轴物体的平衡条件”实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。

在A、B两点分别用细线悬挂若干钩码，C点挂上弹簧秤后力矩盘平衡。

已知每个钩码所受的重力均为1N，此时弹簧秤示数为2.0N，B点细线上悬挂的钩码个数为3个。

第二节DIS力学实验

本节知识点：

1．DIS实验：

基本结构是_传感器__数据采集器__计算机_。

2．光电门：

测量的是经过挡光片时间内的_平均速度_，因为挡光片较_窄_，所以就看成是_瞬时速度_了。

例题与课堂练习：

一．用DIS测定位移和速度：

实验目的：

研究变速直线运动的s-t图并从中求物体的位移和速度。

实验器材：

小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器等）。

实验步骤：

1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好。

2．开启电源，点击“用DIS测定位移和速度”。

3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，s-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到s-t图。

4．点击“选择区域”，将某段曲线选定为研究区域，下方速度窗口就出现该段运动的平均速度值。

注意事项：

发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端。

二．用DIS测定加速度：

实验目的：

测定沿轨道下滑物体的加速度。

实验器材：

小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器等）。

实验步骤：

1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好，使轨道的倾角固定妥当。

2．开启电源，点击“用DIS测定加速度”。

3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，v-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到v-t图。

4．移动光标，在图像上取较远的两点A与B，求出它们所在直线的斜率即加速度。

5．多次测量得出加速度的平均值。

三．用DIS研究加速度与力的关系和加速度与质量的关系：

实验目的：

研究小车在质量不变的情况下加速度与作用力的关系，在受力一定的情况下加速度与质量的关系。

实验器材：

小车、钩码、小车配重片、带滑轮的轨道、DIS（位移传感器等）、天平。

实验步骤：

1．用天平测小车质量。

2．测量钩码的重力。

3．在轨道上放置小车并安装传感器，连接线路，将细线连接小车，跨过滑轮系住小钩码，释放小车测定加速度。

4．保持小车质量不变，改变钩码的大小重复实验。

5．保持钩码的大小不变，改变小车质量重复实验。

6．处理数据并作a-F图和a-1/m图，归纳结果。

注意事项：

轨道应保持水平、小车与轨道的摩擦力要小、钩码质量也应小些。

四．用DIS研究机械能守恒定律：

实验目的：

研究动能和重力势能转化中所遵循的规律。

实验器材：

机械能守恒实验器、DIS（光电门传感器等）、天平、刻度尺。

实验步骤：

1．测量摆锤的直径s及质量m（按理可以不测，但计算机程序中要）。

2．将光电门放在标尺盘的D点，并接入数据采集器，摆锤置于A点，点击“开始记录”，同时释放摆锤，摆锤通过D点的速度自动记录在表格对应处。

3．点击“数据计算”，计算D点的势能、动能和机械能（A、B、C、D点的高度计算机默认）。

4．将光电门依次放在标尺盘的B、C点，重复实验。

基础训练

1．用DIS研究物体运动的s-t图，用的是位移传感器，其发射装置应装在小车上，接收装置应装在轨道上。

实验得到的s-t图如图所示，可知小车的运动方向是靠近（填“靠近”可“远离”）传感器的固定部分，1.0s时小车离初始计时点距离为0.2m。

第一次

第二次

s＝0.005m

s＝0.005m

t＝0.100s

t＝0.050s

2．有位同学利用DIS实验这样来测小车的加速度：

他做了一个U字型遮光板，遮光片a宽度为5mm，两遮光片间的透光部分距离b为10cm，如图所示。

将此遮光板装在小车上，实验时测得遮光时间如下表，则小车的加速度约为3.75×10－2m/s2。

要提高测量的精确度，可以采取的方法是让遮光板更窄一些。

3．某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图（b）所示。

（1）图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“”或“”）；

（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝0.5kg；滑块和轨道间的动摩擦因数＝0.2。

4．“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置如上题图所示。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS测小车的加速度。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是在质量不变的条件下，加速度与外力成正比。

②此图线的AB段明显偏离直线，其主要原因是（C）

（A）小车与轨道之间存在摩擦（B）导轨保持了水平状态

（C）所挂钩码的总质量太大（D）所用小车的质量太大（09高考）

5．《用DIS研究机械能守恒定律》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：

①光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点，②摆锤释放时未置于A点。

（2）图

（2）中计算机记录的数据与真实值相比偏小（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）

第三节平抛