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高中物理实验题

发布时间: 2020-11-19 09:24:04

❶ 高中物理实验题要怎么保留有效数字,多用

在吗,在我就告诉你,怕你不理我

❷ 高一物理实验题总结

本实验研究小车(或滑块)的加速度a与其所受的合外力F、小车质量M关系,实验装置的主体结构如图所示。由于涉及到三个变量的关系,采用控制变量法,即:

(1)控制小车的质量M不变,讨论a与F的关系。

(2)再控制托盘和钩码的质量不变即F不变,改变小车的质量M,讨论a与M的关系。

(3)综合起来,得出a与F、M之间的定量关系。

实验涉及三个物理量的测量:即质量、加速度、和力,其中加速度和力的测量方法具有探究意义。

一、如何测量小车的加速度

1.纸带分析方法

例如:“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。在平衡小车与木板之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s2。(结果保留两位有效数字)

用公式,t=0.1s,(3.68-3.52)m,代入求得加速度=0.16m/s2,也可以用最后一段和第二段的位移差求解,加速度=0.15m/s2。

2.对比分析法

实验装置如下图所示,在两条高低不同的导轨上放置两量小车,车的一端连接细绳,细绳的另一端跨过定滑轮挂一个小桶;车的另一端通过细线连接到一个卡口上,它可以同时释放两辆小车。辆车从静止开始做匀加速直线运动,相等时间内通过对位移与它们的加速度成正比,因此实验中不必计算出加速度,可以采用比较位移的方法,比较加速度的大小。

例如:某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系。通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小。已知两车质量均为200g,实验数据如表中所示:

实验次数
小车
拉力F/N
位移s/cm
拉力比F甲/F乙
位移比s甲/s乙

1

0.1
22.3
0.50
0.51


0.2
43.5

2

0.2
29.0
0.67
0.67


0.3
43.0

3

0.3
41.0
0.75
0.74


0.4
55.4

分析表中数据可得到结论:在实验误差范围内当小车质量保持不变时,由于,说明。

3.光电门计时法

实验装置如下图所示,研究气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为L的挡光片,如图,滑块在牵引力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了通过第一个光电门的时间t1,通过第二个光电门的时间t2,则

小车通过第一个光电门的速度,小车通过第二个光电门的速度

若测得两光电门间距为x,则滑块的加速度

简化装置图

4.DIS实验法

采用DIS手段做实验具有快捷、方便、精确、细微的优点。

例如测量小车下滑的加速度,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端,如下图所示。

数据采集器将位移传感接受器接收到的数据传入计算机,计算机进行数据处理,可以直接得到小车运动的v-t图象,根据v-t图象可求出小车的加速度。

比较以上四种方法,形式不同原理相似,都是利用运动学中公式或图象计算出来的加速度,只是实验中直接测量物理量不同。

二、怎样测量小车所受的合外力F?

1.平衡摩擦力

小车所受的合外力等于小车受到的重力、支持力、摩擦力和绳子拉力的合力,若小车受到的重力、支持力、摩擦力的合力等于零,那么小车的合外力等于绳子的拉力。

怎样实现小车运动时受到的重力、支持力、摩擦力的合力等于零呢?构建斜面情景,调节斜面的倾斜角度,使小车在重力、支持力、摩擦阻力的作用下做匀速运动,也就是重力的在斜面方向的分力与摩擦力平衡,即平衡摩擦力。

用实验方法检查平衡的效果:长木板的一端垫高一些,使之形成一个斜面,然后把实验用小车放在长木板上,轻推小车,给小车一个沿斜面向下的初速度,观察小车的运动情况,看其是否做匀速直线运动。如果基本可看作匀速直线运动,认为达到平衡效果。

在实验开始后,小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力,还有纸带的摩擦力。上面的操作中没有考虑后者。所以平衡摩擦力正确的方法应该拖着纸带。检验平衡效果凭眼睛直接观察,判断小车是否做匀速直线运动不可靠。正确做法是:轻推小车,给小车一个沿斜面向下的初速度,观察小车的运动,用眼睛看到小车近似匀速运动以后,保持长木板和水平桌面的倾角不变,并装上打点计时器及纸带,接通电源,使小车拖着纸带沿斜面向下运动.取下纸带后,如果纸带上打出的点子间隔基本上均匀,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面的分力平衡。

平衡摩擦力以后,实验中需在小车上增加或减少砝码,改变小车对木板的压力,摩擦力会发生变化,需要重新平衡摩擦力吗?具体分析如下:

小车拖着纸带平衡摩擦力,设小车的质量为M,则有

化简为,式中f是纸带受到的摩擦力

由上式可知,平衡一次摩擦力后,木板倾角不变,改变小车的质量M,方程两边不再相等,小车所受合外力的测量将会产生误差。

可见,只平衡一次摩擦力后,保持斜面的倾角不变,不会消除由纸带的摩擦力引起的误差。若实验时,纸带受到的摩擦力小到可以忽略,上述方法还是可行的。

2.平衡摩擦力后,小车受到的合力等于绳子的拉力,如何测量拉力

实验中,当小车质量M远大于砂及桶的总质量m,可近似认为对拉力F等于砂及桶的重力mg。严格地说,细绳对小车的拉力F并不等于砂和砂桶的重力mg,而是。推导如下:

对砂桶、小车整个系统有: ①

对小车: ②

由①②得:

由于,因此

若允许实验误差在5%之内,则由

在实验中控制 (一般说: )时,则可认为F=mg,由此造成的系统误差小于5%。

为了提高实验的准确性,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,可以直接从计算机显示的图象中准确读出小车受到的拉力大小。

三、图象法数据处理,三个图象变形的原因

在画和 图象时,多取点、均分布,达到一种统计平均以减小误差的目的。图象的形状不易直接观察加速度与质量间的关系,该实验采取了化曲为直的转化思想。

1.该实验得到图象如图所示,直线I、II在纵轴和横轴上的截距较大,明显超出了误差范围。图像I在纵轴上有较大的截距,说明在绳对小车的拉力F=0时(还没有挂砂桶)时,小车就有了沿长木板向下的加速度。设长木板与水平桌面间的夹角为,小车所受的重力为,沿长木板向下的分力应为,长木板对小车的摩擦阻力应为,设运动系统所受其他阻力为(可视为定值),则应有,其中为定值,如果适当减少值,实现=0,图象起点回到坐标系原点,表明斜面的倾角过大。

图像II在横轴上有较大的截距,说明在绳对小车有了较大的拉力F后,小车的加速度仍然为零,因此合外力一定为零,此时应有(为静摩擦力最大值,且随变化),当较小或等于零时该式成立。表明长木板倾角θ太小。

2.如图是研究质量一定,加速度与合外力的关系的图象,其图象的斜率物理意义分析如下:



该实验图象的纵坐标是小车的加速度,横坐标F=mg,可写成,图象的斜率K=。

在条件下,增加m,斜率可认为等于,由于M不变,故斜率不变,图象是直线。不满足条件,斜率随m的增大而减小。故上面图象中AB段向下弯曲。

四、优化实验方案,减小实验误差

优化方案1:巧妙转换研究对象,消除系统误差

本实验以小车为研究对象,以砂桶重力替代牵引力,产生了系统误差。要消除这种误差,可以小车与砂桶组成的系统为研究对象。则该系统质量 ,系统所受合外力 。验证a与F关系时,要保证 恒定,可最初在小车上放几个小砝码,逐一把小砝码移至砂桶中,以改变每次的外力;验证a与总质量的关系时,要保证砂、桶重力不变,可在小车上逐一加放小砝码,以改变每次总质量。其他方法步骤同原来一样。

优化方案2:利用DIS实验精确简捷

实验装置示意图如图,用位移传感器测小车的加速度,用拉力传感器测小车受到的拉力。

优化方案3:简化装置如图

实验器材:高度可调的气垫导轨、滑块、光电门计时器(1个)、米尺

实验步骤:

①让滑块自斜面上方一固定点A1,从静止开始下滑至斜面底端A2,用光电门测量出滑块通过A2位置时的遮光时间t,并求出滑块在A2位置时的速度v=,l为遮光板长度。

②用米尺测量A1与A2之间的距离x,则小车的加速度a=v2/2x。

③用米尺测量A1相对于A2的高h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=mgh/x。

④ 改变斜面倾角或h的数值,重复上述测量。

⑤以h为横坐标,v2为纵坐标,根据实验数据作图。

若得到一条过原点的直线,则“质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”。

滑块在气垫导轨上运动受到的阻力很小,可认为小车的重力在斜面方向的分力等于滑块所受的合外力。该实验方案用光电门测量出滑块下滑至A2的速度v,以及A1相对于A2的高h,间接测量出小车的加速度,巧妙测量出滑块所受的合外力。

该方案研究合外力一定时,加速度与质量的关系,同时改变m和h,只要mh的乘积不变,即保证合外力不变,加速度的测量方法同上。

❸ 高中物理实验常见方法有哪些

探究物理实验的科学方法有许多种, 常用的有观察法、控制变量法、转换法、等效替代法。高中这几个都有,但考试考的最多的应该是控制变量法和等效替代法。
下面笔者将这些常用方法总结如下。 一、观察法 观察是学习物理最基本的方法,是科学归纳的必要条件, 学生对学习活动的外部表现进行有目的、有计划的观察、记录, 能够为物理概念的形成、物理知识的理解、物理规律的探究提供信息和依据。常用观察方法有: 1.观察重点, 排除无关因素的干扰。如做气体膨胀对外做功的实验时,学生只听到“嘭”的一声, 看到瓶塞跳得很高, 对真正需要看的现象---塑料瓶口出现的酒精烟雾却视而不见, 这就需要教师及时交待, 提醒学生, 然后再进行分析。 2.前后对比观察, 抓住因果关系。如学习密度一节时, 我首先让学生区分铜块、铁块、铝块、石块、酒精、水等物体, 通过观察它们的颜色、状态、软硬来辨认。然后出示用纸包住的相同体积的铜块、铁块、铝块, 怎样区分它们? 学生通过实验发现, 它们的质量不同, 因而得出相同体积的物体质量不同, 也是物质的一种特性, 从而引入密度概念。 3.正、反对比观察, 深化认识。在指导学生观察时, 多采用一些正反对比的方法, 可以加深学生理解知识, 拓宽思路。如探究声音的产生, 即无声又有声; 探究沸点与气压的关系时, 即增大气压, 沸点升高, 减小气压, 沸点降低。 二、控制变量法 控制变量法是指一个物理量与多个物理量有关, 把多因素的问题变成多个单因素的问题, 分别加以研究, 最后再综合解决。利用控制变量法研究物理问题, 有利于扭转“重结论、轻过程”的倾向, 有利于培养学生的科学素养, 使学生学会学习。如导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻都有关系, 研究导体中的电流跟这段导体两端的电压时, 控制导体的电阻不变, 改变导体两端电压, 看导体中电流的变化, 通过学生实验, 得出欧姆定律I=U/R。另外,研究导体的电阻大小、滑动摩擦力的大小、液体压强的大小、浮力大小、动能和重力势能大小、电流的热量的大小、压力的作用效果、滑轮组的机械效率、电磁铁的磁性强弱、产生感应电流方向也都用到了控制变量法。 三、转换法 转化法是指将抽象的、看不见、摸不着或者是微小变化的现象或规律, 使之转化为学生熟知的看见的现象来认识它们。如电流看不见、摸不到, 但可以根据电流产生的效应来认识, 磁场也可以根据地磁场的基本性质来认识; 研究电热与电流、电阻有关时, 将产生的电热多少转换成液柱上升的高度; 回答动能与什么因素有关时, 将动能的大小转换成了小球运动的远近。对于不容易测得物理量, 可以根据定义式转换成能够直接测量的物理量。如测量灯泡的电功率, 转化成利用电流表通过灯泡的电流I, 用电压表测出灯泡两端电压U, 通过P=IU计算得出电功率P。类似的实验还有, 将测不规则小石块的体积转换成测石块排开水的体积;测曲线的长短时转换成测细棉线的长度, 测硬币的直径转换成测刻度尺的长度; 测量滑动摩擦力大小转换成测拉力的大小;测量大气压强值转换成求被大气压压起的水银柱的压强。 对于能看到的实验现象, 但是不容易观察, 将它产生的效果放大再研究。如音叉的振动借助于乒乓球被弹起的幅度将其现象放大来观察; 压力对玻璃瓶的形变时将玻璃瓶密闭, 装满红水,插上一个小玻璃管, 将玻璃瓶形变引起液面变化放大成小玻璃管液面的变化。 四、等效替代法 等效替代法是指抓住两个看似不同的物理过程, 寻求其共同效果。如用合力替代物体所受几个力时, 合力与原来几个力的作用效果相同; 研究串、并联电路的总电阻时, 用总电阻大小代替分电阻大小; 在平面镜成像的实验中,由于我们无法真正的测出物与像的大小, 所以利用了一个完全相同的另一根蜡烛来等效替代像的大小, 从而验证物与像的大小相同。
麻烦采纳,谢谢!

❹ 一道高中物理实验题(测电动势和内阻)(欧伏法)

E=U+Ir=U+U/R*r
整理得1/U=1/E+r/E*1/R
所以你的图像画错了,是一条k>0的直线。
因为电压表有电阻,而电压表是并联在电源两端的,所以可以等效地认为电压表的电阻与电源的内阻并联。而我们的数据计算出来的r就是并联以后的r,并联电路的总电阻比任何一条支路的电阻都要小,因此r测比r真偏小。
而在用I=U/R这个公式时,我们用通过电阻R的电流来代替了干路电流,实际上干路电流还要包括通过电压表的电流,所以I测<I真。而E=U+Ir,I和r都偏小了,E自然也要偏小。

❺ 高中物理打点计时器实验题

A~E:
AE的位移:x=14.56cm+11.15cm+13.73cm=39.44cm。
C点的瞬时速度:V=X/t=39.44cm÷0.4s=0.986m/s;
根据CD段与DE段的位移差,△x=at^内2;a=△x/t²=(13.73cm-11.15cm)/0.1²=2.58m/s²;
因为加速容度恒定BC-AB=DE-CD;
Xbc-Xab=13.73cm-11.15cm=2.58cm
Xbc-Xab=14.56cm
Xab=5.99cm

❻ 高中物理实验题要怎么保留有效数字,多用

如果小数点前不是零,那就从首位开始数,保留几位就是几位,之后写成科学技术法。比如123456.789保留三位有效数字就写成1.23x10^5
如果小数点前是零,那么就从小数点后非零的第一位开始,保留几位是几位,写成科学技术法,比如0.012345保留三位有效数字,就写成1.23x10^(-2)
不写成科学技术法一般也是可以的

❼ 谁可以帮我归纳一下高中物理实验题的解题技巧和主要思路

力学实验主要是掌握好每个实验的实验原理,也就是实验的依据,从原理出发分析需要测量的物回理量以及答减小误差的方法。
电学实验主要是供电电路的分析:
1,滑动变阻器的两种解法:限流接法和分压接法(得会画电路图)
电压从零开始要分压---零起比分压
滑动变阻器的阻值小于被测电阻要分压----变小必分压
限流接法中最小电流超标的量程要分压---烧表必分压

2,伏安法测电阻:会分析内接法和外接法
灵活应用:若已知表的内阻如何精确测量电阻的阻值
两个电流表如何精确测量电阻的阻值
两个电压表如何精确测量电阻的阻值
3.测表的内阻:
伏安法
半偏法
等效替代
将电学实验归类
如:测小灯泡的伏安特性曲线
侧金属的电阻率
测电源电动势和内电阻
其实原理都是类似的伏安法
先掌握一些基本的分析方法,在此基础上才能灵活应用。
内容太多了,无法说清楚,我觉得你还是应该找老师好好补一下,自己也好多用心思考才能有收获

❽ 高中物理实验题

分析:(1)由于本实验需测定的电阻Rx的阻值(900~1000Ω),接近电压表V1和V2的内阻,电阻值较大,属于大电阻,电源电动势9V,大于两个电压表的量程,电压表内阻都已知,可将电压表当作大电阻使用,所以要将电阻与电压表串联,采用串联分压法,将一个电压表当电流计使用,另一个电压表就当电压表使用,滑线变阻器R的最大阻值远小于电阻Rx,故必须采用分压接法;

(2)电阻Rx的电压等于并联电压表的电压,电流等于干路电流减去与电阻Rx并联的电压表的电流,由于电压表内阻已知,通过它们的电流等于其两端电压除以其阻值.

解答:

解:(1)在实验中测定的电阻Rx的阻值(900~1000Ω)接近电压表V1和V2的内阻,属于测定大电阻,所以采用串联分压法,此外滑线变阻器R的最大阻值很小,必须采用分压接法,故实验电路

原理图如下方的左图或右图

左图中电压表V1和Rx并联电阻约为420Ω,两图都满足题中要求“电压表的读数不小于其量程的1/3".

(2)在左图中:U1/r1+U1/Rx=U2/r2,

在右图中U2=U1+Rx*U1/r1

化简得Rx=r1r2U1/r1U2-r2U1或Rx=U2-U1/U1*r1

故答案为:r1r2U1/r1U2-r2U1或U2-U1/U1*r1。

~~~~~~~~求采纳~~~~~~~~

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