高中物理實驗題
在嗎,在我就告訴你,怕你不理我
❷ 高一物理實驗題總結
本實驗研究小車(或滑塊)的加速度a與其所受的合外力F、小車質量M關系,實驗裝置的主體結構如圖所示。由於涉及到三個變數的關系,採用控制變數法,即:
(1)控制小車的質量M不變,討論a與F的關系。
(2)再控制托盤和鉤碼的質量不變即F不變,改變小車的質量M,討論a與M的關系。
(3)綜合起來,得出a與F、M之間的定量關系。
實驗涉及三個物理量的測量:即質量、加速度、和力,其中加速度和力的測量方法具有探究意義。
一、如何測量小車的加速度
1.紙帶分析方法
例如:「探究加速度與物體質量、物體受力的關系」的實驗裝置如圖甲所示。在平衡小車與木板之間摩擦力的過程中,打出了一條紙帶如圖乙所示。計時器打點的時間間隔為0.02s。從比較清晰的點起,每5個點取一個計數點,量出相鄰計數點之間的距離。該小車的加速度a=______m/s2。(結果保留兩位有效數字)
用公式,t=0.1s,(3.68-3.52)m,代入求得加速度=0.16m/s2,也可以用最後一段和第二段的位移差求解,加速度=0.15m/s2。
2.對比分析法
實驗裝置如下圖所示,在兩條高低不同的導軌上放置兩量小車,車的一端連接細繩,細繩的另一端跨過定滑輪掛一個小桶;車的另一端通過細線連接到一個卡口上,它可以同時釋放兩輛小車。輛車從靜止開始做勻加速直線運動,相等時間內通過對位移與它們的加速度成正比,因此實驗中不必計算出加速度,可以採用比較位移的方法,比較加速度的大小。
例如:某小組設計雙車位移比較法來探究加速度與力的關系。通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大小。已知兩車質量均為200g,實驗數據如表中所示:
實驗次數
小車
拉力F/N
位移s/cm
拉力比F甲/F乙
位移比s甲/s乙
1
甲
0.1
22.3
0.50
0.51
乙
0.2
43.5
2
甲
0.2
29.0
0.67
0.67
乙
0.3
43.0
3
甲
0.3
41.0
0.75
0.74
乙
0.4
55.4
分析表中數據可得到結論:在實驗誤差范圍內當小車質量保持不變時,由於,說明。
3.光電門計時法
實驗裝置如下圖所示,研究氣墊導軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為L的擋光片,如圖,滑塊在牽引力作用下,先後通過兩個光電門,配套的數字計時器記錄了通過第一個光電門的時間t1,通過第二個光電門的時間t2,則
小車通過第一個光電門的速度,小車通過第二個光電門的速度
若測得兩光電門間距為x,則滑塊的加速度
簡化裝置圖
4.DIS實驗法
採用DIS手段做實驗具有快捷、方便、精確、細微的優點。
例如測量小車下滑的加速度,位移感測器(發射器)隨小車一起沿傾斜軌道運動,位移感測器(接收器)固定在軌道一端,如下圖所示。
數據採集器將位移感測接受器接收到的數據傳入計算機,計算機進行數據處理,可以直接得到小車運動的v-t圖象,根據v-t圖象可求出小車的加速度。
比較以上四種方法,形式不同原理相似,都是利用運動學中公式或圖象計算出來的加速度,只是實驗中直接測量物理量不同。
二、怎樣測量小車所受的合外力F?
1.平衡摩擦力
小車所受的合外力等於小車受到的重力、支持力、摩擦力和繩子拉力的合力,若小車受到的重力、支持力、摩擦力的合力等於零,那麼小車的合外力等於繩子的拉力。
怎樣實現小車運動時受到的重力、支持力、摩擦力的合力等於零呢?構建斜面情景,調節斜面的傾斜角度,使小車在重力、支持力、摩擦阻力的作用下做勻速運動,也就是重力的在斜面方向的分力與摩擦力平衡,即平衡摩擦力。
用實驗方法檢查平衡的效果:長木板的一端墊高一些,使之形成一個斜面,然後把實驗用小車放在長木板上,輕推小車,給小車一個沿斜面向下的初速度,觀察小車的運動情況,看其是否做勻速直線運動。如果基本可看作勻速直線運動,認為達到平衡效果。
在實驗開始後,小車運動的阻力不只是小車受到的摩擦力,還有紙帶的摩擦力。上面的操作中沒有考慮後者。所以平衡摩擦力正確的方法應該拖著紙帶。檢驗平衡效果憑眼睛直接觀察,判斷小車是否做勻速直線運動不可靠。正確做法是:輕推小車,給小車一個沿斜面向下的初速度,觀察小車的運動,用眼睛看到小車近似勻速運動以後,保持長木板和水平桌面的傾角不變,並裝上打點計時器及紙帶,接通電源,使小車拖著紙帶沿斜面向下運動.取下紙帶後,如果紙帶上打出的點子間隔基本上均勻,表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面的分力平衡。
平衡摩擦力以後,實驗中需在小車上增加或減少砝碼,改變小車對木板的壓力,摩擦力會發生變化,需要重新平衡摩擦力嗎?具體分析如下:
小車拖著紙帶平衡摩擦力,設小車的質量為M,則有
化簡為,式中f是紙帶受到的摩擦力
由上式可知,平衡一次摩擦力後,木板傾角不變,改變小車的質量M,方程兩邊不再相等,小車所受合外力的測量將會產生誤差。
可見,只平衡一次摩擦力後,保持斜面的傾角不變,不會消除由紙帶的摩擦力引起的誤差。若實驗時,紙帶受到的摩擦力小到可以忽略,上述方法還是可行的。
2.平衡摩擦力後,小車受到的合力等於繩子的拉力,如何測量拉力
實驗中,當小車質量M遠大於砂及桶的總質量m,可近似認為對拉力F等於砂及桶的重力mg。嚴格地說,細繩對小車的拉力F並不等於砂和砂桶的重力mg,而是。推導如下:
對砂桶、小車整個系統有: ①
對小車: ②
由①②得:
由於,因此
若允許實驗誤差在5%之內,則由
在實驗中控制 (一般說: )時,則可認為F=mg,由此造成的系統誤差小於5%。
為了提高實驗的准確性,在小車和重物之間接一個不計質量的微型力感測器,可以直接從計算機顯示的圖象中准確讀出小車受到的拉力大小。
三、圖象法數據處理,三個圖象變形的原因
在畫和 圖象時,多取點、均分布,達到一種統計平均以減小誤差的目的。圖象的形狀不易直接觀察加速度與質量間的關系,該實驗採取了化曲為直的轉化思想。
1.該實驗得到圖象如圖所示,直線I、II在縱軸和橫軸上的截距較大,明顯超出了誤差范圍。圖像I在縱軸上有較大的截距,說明在繩對小車的拉力F=0時(還沒有掛砂桶)時,小車就有了沿長木板向下的加速度。設長木板與水平桌面間的夾角為,小車所受的重力為,沿長木板向下的分力應為,長木板對小車的摩擦阻力應為,設運動系統所受其他阻力為(可視為定值),則應有,其中為定值,如果適當減少值,實現=0,圖象起點回到坐標系原點,表明斜面的傾角過大。
圖像II在橫軸上有較大的截距,說明在繩對小車有了較大的拉力F後,小車的加速度仍然為零,因此合外力一定為零,此時應有(為靜摩擦力最大值,且隨變化),當較小或等於零時該式成立。表明長木板傾角θ太小。
2.如圖是研究質量一定,加速度與合外力的關系的圖象,其圖象的斜率物理意義分析如下:
即
該實驗圖象的縱坐標是小車的加速度,橫坐標F=mg,可寫成,圖象的斜率K=。
在條件下,增加m,斜率可認為等於,由於M不變,故斜率不變,圖象是直線。不滿足條件,斜率隨m的增大而減小。故上面圖象中AB段向下彎曲。
四、優化實驗方案,減小實驗誤差
優化方案1:巧妙轉換研究對象,消除系統誤差
本實驗以小車為研究對象,以砂桶重力替代牽引力,產生了系統誤差。要消除這種誤差,可以小車與砂桶組成的系統為研究對象。則該系統質量 ,系統所受合外力 。驗證a與F關系時,要保證 恆定,可最初在小車上放幾個小砝碼,逐一把小砝碼移至砂桶中,以改變每次的外力;驗證a與總質量的關系時,要保證砂、桶重力不變,可在小車上逐一加放小砝碼,以改變每次總質量。其他方法步驟同原來一樣。
優化方案2:利用DIS實驗精確簡捷
實驗裝置示意圖如圖,用位移感測器測小車的加速度,用拉力感測器測小車受到的拉力。
優化方案3:簡化裝置如圖
實驗器材:高度可調的氣墊導軌、滑塊、光電門計時器(1個)、米尺
實驗步驟:
①讓滑塊自斜面上方一固定點A1,從靜止開始下滑至斜面底端A2,用光電門測量出滑塊通過A2位置時的遮光時間t,並求出滑塊在A2位置時的速度v=,l為遮光板長度。
②用米尺測量A1與A2之間的距離x,則小車的加速度a=v2/2x。
③用米尺測量A1相對於A2的高h。設小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=mgh/x。
④ 改變斜面傾角或h的數值,重復上述測量。
⑤以h為橫坐標,v2為縱坐標,根據實驗數據作圖。
若得到一條過原點的直線,則「質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比」。
滑塊在氣墊導軌上運動受到的阻力很小,可認為小車的重力在斜面方向的分力等於滑塊所受的合外力。該實驗方案用光電門測量出滑塊下滑至A2的速度v,以及A1相對於A2的高h,間接測量出小車的加速度,巧妙測量出滑塊所受的合外力。
該方案研究合外力一定時,加速度與質量的關系,同時改變m和h,只要mh的乘積不變,即保證合外力不變,加速度的測量方法同上。
❸ 高中物理實驗常見方法有哪些
探究物理實驗的科學方法有許多種, 常用的有觀察法、控制變數法、轉換法、等效替代法。高中這幾個都有,但考試考的最多的應該是控制變數法和等效替代法。
下面筆者將這些常用方法總結如下。 一、觀察法 觀察是學習物理最基本的方法,是科學歸納的必要條件, 學生對學習活動的外部表現進行有目的、有計劃的觀察、記錄, 能夠為物理概念的形成、物理知識的理解、物理規律的探究提供信息和依據。常用觀察方法有: 1.觀察重點, 排除無關因素的干擾。如做氣體膨脹對外做功的實驗時,學生只聽到「嘭」的一聲, 看到瓶塞跳得很高, 對真正需要看的現象---塑料瓶口出現的酒精煙霧卻視而不見, 這就需要教師及時交待, 提醒學生, 然後再進行分析。 2.前後對比觀察, 抓住因果關系。如學習密度一節時, 我首先讓學生區分銅塊、鐵塊、鋁塊、石塊、酒精、水等物體, 通過觀察它們的顏色、狀態、軟硬來辨認。然後出示用紙包住的相同體積的銅塊、鐵塊、鋁塊, 怎樣區分它們? 學生通過實驗發現, 它們的質量不同, 因而得出相同體積的物體質量不同, 也是物質的一種特性, 從而引入密度概念。 3.正、反對比觀察, 深化認識。在指導學生觀察時, 多採用一些正反對比的方法, 可以加深學生理解知識, 拓寬思路。如探究聲音的產生, 即無聲又有聲; 探究沸點與氣壓的關系時, 即增大氣壓, 沸點升高, 減小氣壓, 沸點降低。 二、控制變數法 控制變數法是指一個物理量與多個物理量有關, 把多因素的問題變成多個單因素的問題, 分別加以研究, 最後再綜合解決。利用控制變數法研究物理問題, 有利於扭轉「重結論、輕過程」的傾向, 有利於培養學生的科學素養, 使學生學會學習。如導體中的電流與導體兩端的電壓和導體的電阻都有關系, 研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓時, 控制導體的電阻不變, 改變導體兩端電壓, 看導體中電流的變化, 通過學生實驗, 得出歐姆定律I=U/R。另外,研究導體的電阻大小、滑動摩擦力的大小、液體壓強的大小、浮力大小、動能和重力勢能大小、電流的熱量的大小、壓力的作用效果、滑輪組的機械效率、電磁鐵的磁性強弱、產生感應電流方向也都用到了控制變數法。 三、轉換法 轉化法是指將抽象的、看不見、摸不著或者是微小變化的現象或規律, 使之轉化為學生熟知的看見的現象來認識它們。如電流看不見、摸不到, 但可以根據電流產生的效應來認識, 磁場也可以根據地磁場的基本性質來認識; 研究電熱與電流、電阻有關時, 將產生的電熱多少轉換成液柱上升的高度; 回答動能與什麼因素有關時, 將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。對於不容易測得物理量, 可以根據定義式轉換成能夠直接測量的物理量。如測量燈泡的電功率, 轉化成利用電流表通過燈泡的電流I, 用電壓表測出燈泡兩端電壓U, 通過P=IU計算得出電功率P。類似的實驗還有, 將測不規則小石塊的體積轉換成測石塊排開水的體積;測曲線的長短時轉換成測細棉線的長度, 測硬幣的直徑轉換成測刻度尺的長度; 測量滑動摩擦力大小轉換成測拉力的大小;測量大氣壓強值轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強。 對於能看到的實驗現象, 但是不容易觀察, 將它產生的效果放大再研究。如音叉的振動藉助於乒乓球被彈起的幅度將其現象放大來觀察; 壓力對玻璃瓶的形變時將玻璃瓶密閉, 裝滿紅水,插上一個小玻璃管, 將玻璃瓶形變引起液面變化放大成小玻璃管液面的變化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住兩個看似不同的物理過程, 尋求其共同效果。如用合力替代物體所受幾個力時, 合力與原來幾個力的作用效果相同; 研究串、並聯電路的總電阻時, 用總電阻大小代替分電阻大小; 在平面鏡成像的實驗中,由於我們無法真正的測出物與像的大小, 所以利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代像的大小, 從而驗證物與像的大小相同。
麻煩採納,謝謝!
❹ 一道高中物理實驗題(測電動勢和內阻)(歐伏法)
E=U+Ir=U+U/R*r
整理得1/U=1/E+r/E*1/R
所以你的圖像畫錯了,是一條k>0的直線。
因為電壓表有電阻,而電壓表是並聯在電源兩端的,所以可以等效地認為電壓表的電阻與電源的內阻並聯。而我們的數據計算出來的r就是並聯以後的r,並聯電路的總電阻比任何一條支路的電阻都要小,因此r測比r真偏小。
而在用I=U/R這個公式時,我們用通過電阻R的電流來代替了幹路電流,實際上幹路電流還要包括通過電壓表的電流,所以I測<I真。而E=U+Ir,I和r都偏小了,E自然也要偏小。
❺ 高中物理打點計時器實驗題
A~E:
AE的位移:x=14.56cm+11.15cm+13.73cm=39.44cm。
C點的瞬時速度:V=X/t=39.44cm÷0.4s=0.986m/s;
根據CD段與DE段的位移差,△x=at^內2;a=△x/t²=(13.73cm-11.15cm)/0.1²=2.58m/s²;
因為加速容度恆定BC-AB=DE-CD;
Xbc-Xab=13.73cm-11.15cm=2.58cm
Xbc-Xab=14.56cm
Xab=5.99cm
❻ 高中物理實驗題要怎麼保留有效數字,多用
如果小數點前不是零,那就從首位開始數,保留幾位就是幾位,之後寫成科學技術法。比如123456.789保留三位有效數字就寫成1.23x10^5
如果小數點前是零,那麼就從小數點後非零的第一位開始,保留幾位是幾位,寫成科學技術法,比如0.012345保留三位有效數字,就寫成1.23x10^(-2)
不寫成科學技術法一般也是可以的
❼ 誰可以幫我歸納一下高中物理實驗題的解題技巧和主要思路
力學實驗主要是掌握好每個實驗的實驗原理,也就是實驗的依據,從原理出發分析需要測量的物回理量以及答減小誤差的方法。
電學實驗主要是供電電路的分析:
1,滑動變阻器的兩種解法:限流接法和分壓接法(得會畫電路圖)
電壓從零開始要分壓---零起比分壓
滑動變阻器的阻值小於被測電阻要分壓----變小必分壓
限流接法中最小電流超標的量程要分壓---燒表必分壓
2,伏安法測電阻:會分析內接法和外接法
靈活應用:若已知表的內阻如何精確測量電阻的阻值
兩個電流表如何精確測量電阻的阻值
兩個電壓表如何精確測量電阻的阻值
3.測表的內阻:
伏安法
半偏法
等效替代
將電學實驗歸類
如:測小燈泡的伏安特性曲線
側金屬的電阻率
測電源電動勢和內電阻
其實原理都是類似的伏安法
先掌握一些基本的分析方法,在此基礎上才能靈活應用。
內容太多了,無法說清楚,我覺得你還是應該找老師好好補一下,自己也好多用心思考才能有收獲
❽ 高中物理實驗題
分析:(1)由於本實驗需測定的電阻Rx的阻值(900~1000Ω),接近電壓表V1和V2的內阻,電阻值較大,屬於大電阻,電源電動勢9V,大於兩個電壓表的量程,電壓表內阻都已知,可將電壓表當作大電阻使用,所以要將電阻與電壓表串聯,採用串聯分壓法,將一個電壓表當電流計使用,另一個電壓表就當電壓表使用,滑線變阻器R的最大阻值遠小於電阻Rx,故必須採用分壓接法;
(2)電阻Rx的電壓等於並聯電壓表的電壓,電流等於幹路電流減去與電阻Rx並聯的電壓表的電流,由於電壓表內阻已知,通過它們的電流等於其兩端電壓除以其阻值.
解答:
解:(1)在實驗中測定的電阻Rx的阻值(900~1000Ω)接近電壓表V1和V2的內阻,屬於測定大電阻,所以採用串聯分壓法,此外滑線變阻器R的最大阻值很小,必須採用分壓接法,故實驗電路
原理圖如下方的左圖或右圖
左圖中電壓表V1和Rx並聯電阻約為420Ω,兩圖都滿足題中要求「電壓表的讀數不小於其量程的1/3".
(2)在左圖中:U1/r1+U1/Rx=U2/r2,
在右圖中U2=U1+Rx*U1/r1
化簡得Rx=r1r2U1/r1U2-r2U1或Rx=U2-U1/U1*r1
故答案為:r1r2U1/r1U2-r2U1或U2-U1/U1*r1。
~~~~~~~~求採納~~~~~~~~