2023年高中物理实验超详细知识汇总全面汇总归纳.pdf

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1、高中物理实验汇总 新课标高中物理 实验教学教案资料汇总 隆回一中物理组周宝物理实验的目的与要求 1、实验目的(1)教会学生用实验研究物理现象与规律,包括:A、正确选择实验方法与实验器材。B、学会控制实验条件。C、知道如何实验、判断结果的可靠程度。(2)帮助学生理解与掌握有关课程内容与重要的物理概念,以形成物理思想,培养解决物理问题的能力 (3)通过实验培养掌握基本物理量的测量方法,以培养实验技能。(4)培养学生严谨的实验态度、科学的实验方法及良好的实验习惯。2、做好实验的基本要求(1)实验前必须做好如下准备:明确实验目的,弄懂实验原理 高中物理实验汇总 了解仪器性能,熟悉操作步骤 设计记录表格

2、,掌握注意事项 (2)实验中必须手脑并用,做到心到、眼到、手到。仔细调整实验装置,正确使用实验仪器 保证满足实验条件,注意规范实验操作 认真观察实验现象,客观记录实验数据(3)实验后必须对数据进行处理:尊重实验客观事实,正确分析记录数据 合理做出实验结论,独立完成实验报告 常用基本仪器的使用与读数 物理考试说明中要求学生熟练掌握的基本仪器有 13 种,除打点计时器与滑动变阻器不需要读数外,其余 11 种都涉及到读数问题。(一)测量仪器使用常规 对于测量仪器的使用,首先要了解测量仪器的量程、精度、使用注意事项与读数方法。1.关于量程问题:这就是保护测量仪器的一项重要参数,特别就是天平、弹簧秤、温

3、度计、电流表、电压表与多用电表等,超量程使用会损坏仪器,所以实验时要根据实验的具体情况选择量程适当的仪器。在使用电流表、电压表时,选用量程过大的仪器,采集的实验数据过小,会造成相对误差较大,应选择使测量值位于电表量程的 1/3 以上的电高中物理实验汇总 表;使用多用电表测电阻时,应选择适当的档位,使欧姆表的示数在电表的中值附近。2.关于精度问题:所选用仪器的精度直接影响着测量读数的有效数字的位数,因此应在使用前了解仪器的精度,即瞧清仪器的最小分度值。其中螺旋测微器与秒表的最小分度就是一定的。但游标卡尺上游标尺的最小分度、天平游码标尺的最小分度、弹簧秤与温度计刻线的最小分度,都因具体的仪器情况不

4、同而有所差异,电流表、电压表与多用电表则会因所选择的档位不同而造成最小分度值有所不同,因此在进行这些仪器的读数时,一定要瞧清所选的档位。3.使用注意事项:一般不同的仪器在使用中都有其特殊的要求,以下几点要特别注意:天平在进行测量前应先调平衡。打点计时器所用电源要求为 46V 的交流电源。多用电表的欧姆档每次换档后要重新调零,被测电阻要与电路断开,使用完毕要将选择开关转至交流电压最高档或“OFF”档。滑动变阻器、电阻箱与定值电阻使用过程中要考虑其允许的最大电流。滑动变阻器采用限流接法时,滑动触片开始应位于变阻器阻值最大的位置;滑动变阻器采用分压接法时,滑动触片开始应位于分压为零的位置。电阻箱开始

5、应处于阻值最大状态,调整电阻箱的阻值时,不能由大到小发生突变,以免因为阻值过小而烧坏电阻箱。(二)测量仪器的读数方法 1.需要估读的仪器:在常用的测量仪器中,刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天高中物理实验汇总 平、弹簧秤等读数时都需要估读。因为最终的读数要以有效数字的形式给出,而有效数字的最后一位数字为估计数字,应与误差所在位置一致,在实际操作中,究竟估读到哪一位数字,应由测量仪器的精度(即最小分度值)与实验误差要求两个因素共同决定。根据仪器的最小分度可以分别采用 1/2、1/5、1/10 的估读方法,一般:最小分度就是 2 的,(包括 0、2、0、02 等),采用 1/2 估读,如安培表

6、 00.6A 档;最小分度就是 5 的,(包括 0、5、0、05 等),采用 1/5 估读,如安培表 015V 档;最小分度就是 1 的,(包括 0、1、0、01 等),采用 1/10 估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表 03A 档、电压表 03V 档等,当测量精度要求不高或仪器精度不够高时,也可采用 1/2 估读。2.不需要估读的测量仪器:游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读;欧姆表刻度不均匀,可以不估读或按半刻度估读。游标卡尺的读数:游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为 1mm),与游标尺两部分组成。按照游标的精度不同可分为三种:(a)10 分游标,其精度为 0.1mm;(b)20 分

7、游标,其精度为 0.05mm;(c)50 分游标,精度为 0.02mm。游标卡尺的读数方法就是:以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L1,再瞧游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐,由游标上读出毫米以下的小数L2,则总的读数为:L1+L2。机械秒表的读数:机械秒表的长针就是秒针,转一周就是 30s。因为机械表采用的齿轮传动,指针不可能停留在两小格之间;所以不能估读出比 0、1 s 更短的时间。位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针就是分针,表针走一周就是 15 min,每小格为 0、5 高中物理实验汇总 min。秒表的读数方法就是:t短针读数(t1)+长针读数(t2)。电阻箱:能表示出接入电阻值

8、大小的变阻器;读数方法就是:各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,它们之与就就是电阻箱接入电路的阻值。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。高中物理实验常用基础知识(一)常用实验原理的设计方法 1.控制变量法:如:在“验证牛顿第二定律的实验”中,加速度、力与质量的关系控制。在“研究单摆的周期”中,摆长、偏角与摆球质量的关系控制等等。2.理想化方法:用伏安法测电阻时,选择了合适的内外接方法,一般就忽略电表的非理想性。3.等效替代法:某些量不易测量,可以用较易测量的量替代,从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中,两球碰撞后的速度不易直接测量,在将整个平抛时间

9、定为时间单位后,速度的测量就转化为对水平位移的测量了。4.模拟法:当实验情景不易创设或根本无法创设时,可以用物理模型或数学模型等效的情景代替,尽管两个情景的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就就是用电流场模拟静电场。5.微小量放大法:微小量不易测量,勉强测量误差也较大,实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量,采用光路放大了金属丝的微小扭转;在观察玻璃瓶受力后的微小形变时,使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。高中物理实验汇总(二)常见实验数据的收集方法 1.利用测量工具直接测量基本物理量 模块 基本物理量 测量仪器 力学 长度 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器 时间

10、 秒表(停表)、打点计时器 质量(力)天平(弹簧秤)电学 电阻(粗测)欧姆表、电阻箱 电流(电压)电流表(电压表)热学 温度 温度计 2.常见间接测量的物理量及其测量方法 有些物理量不能由测量仪器直接测量,这时,可利用待测量与可直接测量的基本物理量之间的关系,将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。模块 待测物理量 基本测量方法 力学 速度 利用纸带,12nnmSSvT;利用平抛,2gvxy 加速度 利用纸带,逐差法2SaT;利用单摆224LgT 功 根据kWE 转化为测量 m、v 高中物理实验汇总 电学 电阻(精确测量)根据URI转化为测量 U、I(伏安法);电阻箱(半偏、替代)电功率 根

11、据 P=UI 转化为测量 U、I 电源电动势 根据 EUIr 转化为测量 U、I 然后联立方程求解或运用图像处理(三)常用实验误差的控制方法 为了减小由于实验数据而引起的偶然误差,常需要采用以下方法控制实验误差。1.多次测量求平均值,这就是所有实验必须采取的办法,也就是做实验应具有的基本思想。2.积累法。一些小量直接测量误差较大,可以累积起来测量,以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中,为了减小周期的测量误差,不就是测量完成一次全振动的时间,而就是测量完成 30-50 次全振动的时间。(四)常用实验数据的处理方法 1.列表法:在记录与处理数据时,常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确

12、的表示出有关物理量之间的关系,有助于找出物理量之间的规律性的联系。列表的要求就是写明表的标题或加上必要的说明;必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义,并写明单位;表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。2.作图法:用作图法处理实验数据就是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点就是直观、简便,有取平均的效果,由图线的斜率、截距、所包围面积与图线高中物理实验汇总 的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系,找出规律。作图的规则就是:作图一定要用坐标纸.坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少与结果的需要来定;要标明坐标轴名、单位,在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值;图上连

13、线要就是光滑曲线(或直线),连线时不一定要通过所有的数据点,而就是要使数据点在线的两侧合理的分布;在图上求直线的斜率时,要选取线上相距较远的两点,不一定要取原来的数据点;作图时常设法使图线线性化,即“化曲为直”。3.平均值法:将测定的若干组数相加求与,然后除以测量次数.必须注意,求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。4.逐差法:这就就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法,这种方法充分利用了测量数据,具有较好的取平均的效果。(五)有关误差分析的问题 要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差与偶然误差;知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差;能在某

14、些实验中分析误差的主要来源;不要求计算误差。要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。课题:实验一:用打点计时器测速度 课型:实验 一、教学目标 1.了解两种打点计时器的结构与工作原理。2.会安装并使用打点计时器。高中物理实验汇总 3.理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。4.明确速度时间图象的意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度时间图象。二、教学重点 1.打点计时器的使用。2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。3.画物体的速度时间图象。三、教学难点 1.对纸带数据的处理 2.画图象的方法。四、教学方法 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,亲自动手实验,并讨论、交流学习成果。五、教学过

15、程 1、打点计时器的原理构造(如图)高中物理实验汇总 实验原理:(1)电磁打点计时器:它就是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器,当通过 46V 低压交流电时,在线圈与永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时,如果纸带运动,振针就在纸带上打出一系列点,当交流电源频率为 50Hz 时,它每隔 0、02s 打一点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为 0、02s。(2)电火花计时器:它就是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通 220V 交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花

16、放电,于就是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为 50Hz 时,它也就是每隔 0、02s 打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也就是 0、02s。电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小。打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,如果把纸带跟物体连在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。高中物理实验汇总 2、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)及纸带、刻度尺、电源、导线等。3、纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度。(1)在纸带上相邻两点间的时间间隔均为 0、02s(电源频率为 50Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很

17、小。(2)根据v=x/t,求出在任意两点间的平均速度,这里x可以用直尺测量出两点间的距离,t为两点间的时间间隔数与 0、02s 的乘积。这里必须明确所求的就是哪两点之间的平均速度。4、粗略计算瞬时速度。某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。vEvDG,或vE=vDF。说明:在粗略计算E点的瞬时速度时,可利用公式v=x/t来求解,但须注意的就是,如果取离E点越接近的两点来求平均速度,这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但就是距离太小会使测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点。5、v-t图象与其画法 为了更直观地反映物体的运动情况,我们可以用v-t图象来表示速度随时间

18、的变化规律。以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条高中物理实验汇总 能够描述速度v与时间t关系的图象。3、实验步骤:1.把电火花计时器固定在桌子上,检查墨粉纸盘就是否已经正确地套在纸盘轴上,检查两条白纸带就是否已经正确地穿好,墨粉纸盘就是否在两条纸带之间。2.把计时器上的电源插头在 220V 交流电源插座上。3.按下脉冲输出开头,用手水平地拉动两条纸带,纸带动上就打上一列车员小点。4.取下纸带,从能瞧得清规戒律的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点。如果共有 n 个点,点子的间隔数则为(n-1

19、)个,用 t=0、02(n-1)计算出纸带的运动时间 t。5.用刻度尺测量一下,打下这些点,纸带通过的距离 s 有多长 6.利用公式tsv 计算纸带在这段时间内的平均速度。把测量与计算的结果填入表一中。7.选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析。8.从能够瞧清的某个点开始,每隔 0、1s 取一个点,在纸带上用数字0,1,2、5 标出这些“测量点”,测量包括每个点的一段位移 x,记录在表二中,同时记录相对应的时间,以测量该点的瞬时速度。9.计算出各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度,高中物理实验汇总 填入表三中,点 0 作为计时的开始,即 t=0。10.以速度 v 为纵轴

20、,以时间 t 为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表二的数据在坐标轴上描点,将这些点用平滑的曲线连接起来。11.通过曲线的走向大致瞧出手的速度变化规律,将您的实验结果与其她同学交流一下,说出您的体会。12.重复以上步骤再做一次。如果用电磁打点计时器,则实验步骤的前 3 步相应地应当就是:1 1、把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过两个限位孔,压在复写纸的下面。2 2、把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与 6V 的低压交流电源的接线柱相连接。3 3、打开电源开关,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一列小点。4、注意事项(1)电源电压要符合要求,电磁打点计时器应使用 10V 以下的交流电源;电火

21、花计时器要使用 220V 交流电源。(2)实验前要检查打点的稳定性与清晰程度,必要时要进行调节或更换器材。(3)使用打点计时器应先接通电源,待打点计时器稳定后再用手拉纸带。(4)手拉纸带时,速度应快一些,以防点迹太密集。六、实例探究 高中物理实验汇总 打点计时器及应用 例 1一同学在使用打点计时器时,纸带上点不就是圆点而就是一些短线,这可能的原因就是()A.接在直流电源上 B.电源电压不稳 C.电源频率不稳 D.打点针压得过紧 解析:A.接在直流电源上不会打点。A 错。B.打点与电压就是否稳定无关,点痕重轻与电压有关。B 错。C.频率不同打的点仍为圆点。故 C 错。D.打点针压得过紧。针与纸接

22、触时间长,打出一些短线。D 正确。答案:D 打点计时器直接测量的量 例 2 电磁打点计时器就是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸 带,我们可以从纸带上直接得到的物理量就是()A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度 解析:从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间,因为两个点的时间间隔为0、02s、故 A 选项正确。用刻度尺量一下任意两个点间的距离,就知道了物体的位移。故 B 选项正确。从纸带上不能直接得到加速度、平均速度,只可以间接计算。故 C、D 选项错误。答案:AB 高中物理实验汇总 例 3 用接在 50 Hz 交流电源上的打点计时器,测定小车速度,某次实验中得到一条

23、纸带,如下图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个记数点,分别标明 0、l、2、3、4,量得 0 与 1 两点间距离 x1=30mm,3与 4 两点间的距离 x2=48mm,则小车在 0 与 1 两点间平均速度为 m s。解析:01 两点间的平均速度3.01.003.01Txvm/s 七、作业 1.完成实验报告。2.思考 P22“说一说”栏目中提出的问题,3.完成 P24“问题与练习”中的问题。4.阅读教材 P23“科学漫步”气垫导轨与数字计数器短文,思考并回答文后提出的问题。八、教学反思 思维方法就是解决问题的灵魂,就是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程就是培养学生能力的关键,离

24、开了思维方法与实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花,水中月。课题:实验二:探究小车速度随时间变化的规律 高中物理实验汇总 课型:实验 一、教学目标 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。二、教学重点 1.图象法研究速度随时间变化的规律。2.对运动的速度随时间变化规律的探究。三、教学难点 1.各点瞬时速度的计算。2.对实验数据的处理、规律的探究。四、教学用具 学生电源、导线、打点计时器、小车、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、电脑 五、教学过程 我们

25、已经学习了用打点计时器测定物体运动的速度。我们这节课再利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。如何探究一个物体速度随时间变化的规律？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器测？高中物理实验汇总 让学生自己设计好实验,并口头阐述相关实验器材及步骤。问题一:打点计时器结构如何？问题二:用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？实验步骤:1.把一端附有滑轮的长木板平放(一高一低可否？)在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端,连接好电路。2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立

26、即关闭电源。问题三:本实验特别要注意哪些事项？1.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2.滑轮不能过高。3.应考虑复写纸与纸带的位置关系。4.钩码数量不能过多,长木板两端高低相差不能太大。5.小车应由紧靠打点计时器处开始释放,在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。6.先接通电源,后让纸带运动。7.打点结束后立即关闭电源。引导学生熟练地摆好器材,合理、准确地操作,得到一条点迹清晰的纸带。注意:引导学生“三思而后行”,注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事高中物理实验汇总 项,而确保准确,并巡视全场,对出现的问题予以及时纠正。选择纸带,并选好计数点,计算各计数点的瞬时

27、速度填入表格。问题四:怎样分析与选取纸带上的点？开头过于密集的点舍掉,纸带的一段;若纸带上点与点之间的距离较小,可取多个间隔(可 5)为一个计数间隔时间(间隔不再就是 0、02s)(但要瞧具体情况灵活选定);原则上能取六、七个计数点为宜;给选取的点加标记。问题五:如何计算出所取点的速度？用求平均速度的方法来代替(用计算较准确的平均速度来代替),如何代替？(选择包括该点在内的一段位移(该点最好处在中间时刻位置)x,找出对应的时间 t,用 x t 作为该点的瞬时速度);对于选取的两个端点的速度暂时不计算(误差较大);测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。数据处理,总结分析 问题六:如何处理计算

28、出来的数据？.列表法。(注意列表要求)数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律:速度与时间成正比。鼓励学生大胆猜想,并一一列举学生的各种想法,了解学生猜想的原因,进行总结与点评,纠正盲目的瞎想。学生在猜想中回答猜想原因,阐述猜想思路。.图象法:高中物理实验汇总 根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系(让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)。描点:观察与思考点的分布规律。拟合:从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上,用直线拟合,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。引导描点法一般原则,强调作图的精确性,培养严谨的科学态度。步骤方法:先确定标度,再准确描点

29、,并用平滑的曲线进行连接。总结介绍:描点法就是作图的一种最基本的方法,最重点的两点:一就是准确性(标度要合适)。二就是要用平滑曲线连接(要让尽可能多的点分布在线上,不在线上的点分布在两侧,离线较远的点删去)。最后还要注意美观性(使图象分布在坐标纸中央)。问题七:如何根据速度时间图象(vt 图象)求小车的加速度与初速度？取任意两组数据求出 v 与 t,然后代入 v t 求解。在 vt 图象上取一段时间 t(尽量取大一些),找出两个时刻对应的坐标值求出 v,代入 v t 求解。问题八:纸带上零时刻的速度与末速度如何求？六、课堂小结 这节课重点就是对重物牵引下小车的运动进行探究,在探究过程中,涉及到

30、高中物理实验汇总 了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则,很好地提高了大家各方面的能力,同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。七、作业 1.完成实验报告。2.书后习题 1、2、3、4 3.思考如何进行数据处理？八、教学反思 1.本节课运用知识的迁移,探究新的知识,通过实验、数据的处理、画图象、讨论并得出结论,充分调动了学生的参与意识,使学生从被动接受知识向主动获取知识转化,培养了学生的科学探究能力与勇于探索的精神,增强了学生的成就感,激发了学生的求知欲,将学习重心从过分强调知识的传承与积累向知识的探究过程转化。2.利用图片,让学生回顾了所学的知识;通过师生互动,使学生注意了在探究性实验中

31、容易出现的问题,养成学生分析实验误差的习惯,以避免以后实验中出现错误,少走弯路。3.利用了现有的教学条件,使用多媒体课件、用 Excel 软件作图,与信息技术相结合,体验学科结合的魅力。加强了学科之间的联系,提高了学生的思考与认知水平,以互动课程为学习平台,培养了学生的自主、合作、探究及创新方面的能力。高中物理实验汇总 4.不尽如人意的就是:实验中的探究基本就是在教师的引导下完成的,这使得学生心态的开放、主体性的凸显、个性的张扬与创造性的解放受到了一定的限制。课题:实验三:探究求合力的方法 即互成角度的两个力的合成 课型:实验 实验目的 1.会用弹簧测力计与细线测出力的大小与方向。2.探究求合

32、力的方法。3.寻找合力与两个分力之间的关系。实验器材 方木板、图钉、白纸、橡皮条、细绳套、两个弹簧测力计、刻度尺。实验原理 等效替代。等效替代法就就是从事物间的等同效果出发,来研究物理现象与过程的一种方法。误差分析 主要误差来源:弹簧测力计的读数;弹簧测力计本身的误差;根据平行四边形定则作图。注意事项 高中物理实验汇总 1、弹簧秤的使用 使用前要先调零。检查弹簧秤示数就是否准确。(两根弹簧对拉,或者用弹簧秤测标准钩码受到的重力。使用时弹簧的伸长方向与所测拉力方向要一致。(不一定要沿着竖直方向)弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板与刻度板末端的限位孔发生摩擦擦。用两个弹簧秤拉橡皮条时,橡皮条、细绳与测

33、力计要在同一平面内且与木板平行。读数时,视线与刻度线平行。()弹簧秤的估读 2.橡皮条的选取与使用 不要用老化的橡皮条,检查方法就是用一个弹簧测力计拉橡皮条,要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度瞧弹簧测力计读数有无变化。可用两根橡皮筋并联使用以增大其劲度系数。同一次实验中,橡皮筋的结点 O 的位置一定要相同。(不能只就是橡皮条形变相同)3.注意纸张的选取与作图 白纸不要选的过小。画力的图示应选择适当的标度。严格按力的图示要求与几何方法求出力的高中物理实验汇总 合力。画分力 F1、F2的合力时要准确。图要尽可能画得大些,以使测量值的最后一位估读数字在图上能准确表示出来。力的大小合适。作力的图示时

34、,选取标度时不增加误差。两个分力的夹角要适中,不能太大也不能太小。(60 120 ,两个分力 F1、F2 之间的夹角越大,用平行四边形作图得出的合力 F 的误差也越大,以不大于120 为最佳。但角也不能太小,太小就不利于做平行四边形。)弹簧秤的读数 在常用的测量仪器中,刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。根据仪器的最小分度估读 最小分度就是 2 的,(包括 0、2、0、02 等),采用 1/2 估读,如安培表 00.6A档;最小分度就是 5 的,(包括 0、5、0、05 等),采用 1/5 估读,如安培表 015V档;最小分度就是 1 的,(包括 0、1、0、0

35、1 等),采用 1/10 估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表 03A 档、电压表 03V 档等,当测量精度要求不高或仪器精度不够高时,也可采用 1/2 估读。高中物理实验汇总 减小误差的方法 1 弹簧秤使用前调零 2 木板应水平放置。3 弹簧伸长方向与所测拉力方向应一致,并与木板平行。4 拉动过程中尽量减少摩擦。5 在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下,两个分力与合力都应尽可能大些,读数时注意弹簧秤的量程以及最小刻度。6 拉橡皮条的细线要长些,标记两分力的方向尽可能远些。7 两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取 60 120 为宜。8 在画力的合成图时,要选内定适当标

36、度。例题 1。(2010 宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33 甲所示,其中 A 为固定橡皮筋的图钉,O 为橡皮筋与细绳的结点,OB 与 OC 为细绳.图实33 乙所示就是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)图乙中的_F_ 就是力 F1 与 F2 的合力的理论值;_F_就是力 F1 与F2 的合力的实际测量值.(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果就是否会发生变化？答:_ 否_。(3)本实验采用的科学方法就是 (B)高中物理实验汇总 A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法 作业:完成实验报告。课题:实验 4:探究加速度与力、质量的关系 课型:

37、实验 一、教学目标 1、理解物体运动状态的变化快慢即加速度大小与力有关,与质量也有关;2、通过实验探究加速度与力与质量的定量关系;(分 2 课时探究。)3、培养学生动手操作能力。二、教学重点 1.控制变量法的使用;2.如何提出实验方案,并使实验方案合理可行;3.实验数据的分析与处理。三、教学难点 高中物理实验汇总 1.在老师引导下提出切实可行的实验方案;2.实验的操作过程;3.充分准备教学器材,让更多的学生参与。四、教学用具 多媒体课件,小车(28 辆,每辆车上贴上质量为 200g,贴上“参照车”与“实验车”字样),一端带有滑轮的长木板(28 个),一次性小塑料口杯及棉线套(28 个,质量可忽

38、略),50g 规格钩码 28 盒(每盒 10 个),托盘天平砝码 28 盒,刻度尺(米尺),线绳若干,铁文件夹 28 个,计算机与大屏幕投影系统一套,计算器。五、教学过程、第 1 课时:设计实验方案(教师组织学生讨论并回答学案上的问题)问题 1:本节课研究物体运动的加速度大小跟什么有关,请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？教师注意:学生可能猜出质量与力以外的因素,教师引导或告之本节课只探究加速度与力与质量的关系。问题 2:请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系,列举出实例。如果学生说不出实例,教师可以列举以下典型的例子:绿灯亮后,摩托车先冲出,然后小轿车,最后载重货车,说明质量大加速度小;

39、方程式赛车的发动机功率大,启动快,加速度大,说明力大加速度大。播放以上例子的视频。高中物理实验汇总 问题 3:能否从理论上验证力越大,加速度越大;质量越大,加速度越小就是合理的？参考答案:力就是改变运动状态的原因,力大运动状态容易改变,而运动状态的改变快慢就是用加速度来描述的,因此力大,加速度大;质量就是惯性大小的量度,质量大,惯性大,运动状态难改变,即加速度小。教师注意:学生回答这一问题时,容易用举实例法,教师注意引导从理论出发。问题 4:研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系,应当采用什么方法？(学生很容易回答出用控制变量法)。问题 5:初中用过这种办法不？举例说明。(安排此问题的目的就

40、是向学生进行物理学研究方法的教育)参考答案:在讨论电流与电压、电阻两个量就是什么关系时;在讨论压强与压力、作用面积两个量就是什么关系时。问题 6:保持质量一定,怎样研究加速度与力的关系,或保持力一定,怎样研究加速度与质量的关系？学生会回答出用打点计时器测出几个加速度及所对应的力,分析加速度与力关系或加速度与质量关系,若不提测加速度,可追问如何测出加速度。以上 6 个问题难度不大,建议采用单独让某个学生回答的方式即可,不必给高中物理实验汇总 时间进行小组内讨论。问题 7:鉴于用纸带测出加速度就是我们已经掌握的一种技能,因此本次探究加速度与力、质量关系不想用此方法。请同学们另外设计出一种切实可行的

41、实验方法？(1)阐述实验的理论依据及对实验方法的初步设计。(2)在此理论框架内,具体的实验方案就是什么？组内讨论 6 分钟,每组组长准备发言。在学生讨论期间,教师巡视参与讨论交流,如果时间过半还有一些组提不出方案,教师可提醒该组学生参考课本 44 页“做一做”栏目,再讨论.参考答案:理论依据及初步设计:两物体均做初速度为零的匀加速直线运动,由212xat知,相同时间内的位移关系,就就是她们的加速度关系。具体实验方案:课本 73 页参考案例。学生在阐述时可能(1)(2)两个问题混在一起说出,只要合理、清晰即可;另外理论依据与方案课本上都有,学生瞧了课本就很容易回答此问题。引申问题:在此理论依据下

42、,能否再设计出一种实验方案,组内讨论 10 分钟后组长发言。(讨论后,刚才只提出课本上方案的组重点发言,已经提出不同于课本上方案的组也可以再提出第 3 种方案。)教师组织同学们对各种方案进行评价,只要合理可行即可。高中物理实验汇总 最后教师指出:本节课用课本 72 页的方案。问题 8:绳拉小车的力就是小车受的合力不？学生很容易提出还有摩擦力。问题 9:我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力,否则还要计算滑动摩擦力,使问题复杂化,那么怎样去掉摩擦力呢？组内讨论 5 分钟后组长发言。参考答案:(1)用重力分力平衡掉摩擦力(教师可投影图片解释),为此可以倾斜木板,直到小车放上后恰能静止或被轻推后

43、匀速。(2)减小摩擦力直到可忽略,可采用气垫导轨。、第 2 课时:做实验并记录、分析数据,得出结论 一、实验前教师做以下交待:1.为了节省时间,教师给学生做一下分工,1-14 组探究加速度与力的关系,参照表一与表二要求(见学案);15-28组探究加速度与质量的关系,参照表三与表四要求(见学案),要填写好表格。2.平衡摩擦力时不必将拴有口杯小桶的绳子解下,车后拖的绳子也不用解下,放在车上即可。3.注意铁夹子的位置。高中物理实验汇总 4.注意实验中同学之间互相配合,如谁扶住板,谁控制铁夹开启、闭合,谁负责更换砝码与保证绳在滑轮内并负责保护仪器,谁负责测量记录等。附:表一(两车质量均为 200g+1

44、00g)参照车 实验车 组别 绳上挂的钩码/g(代表力F1)位移x1/cm 绳上挂的钩码/g(代表力 F2)位移x2/cm1 20 30 2 20 40 3 20 50 4 20 60 5 20 70 表二(两车质量均为 200g+100g)组别 1 1.5 2 2.0 3 2.5 4 3.0 5 3.5 高中物理实验汇总 表三(两车绳上挂的钩码均为 40g)参照车 实验车 别 车与车上砝码总质量/g(代表质量m1)位移x1/cm 车与车上砝码总质量/g(代表质量m2)位移x2/cm 300 200 300 400 300 500 300 600 300 700 表四(两车绳上挂的钩码均为 4

45、0g)组别 1 2/3=0.67 2 4/3=1.33 3 5/3=1.67 4 6/3=2.00 5 7/3=2.33 (以上实验过程 36 min)高中物理实验汇总 二、分析实验数据并得出结论 让学生分析表二与表四,并得出结论。参考答案:在两车质量一样的情况下,实验车受的力就是参照车的多少倍,加速度就就是参照车的多少倍,说明加速度与力成正比;在两车受力一样的情况下,实验车总质量就是参照车的几倍,加速度就就是参照车的几分之一,说明加速度与质量成反比。九、课堂小结 1.高中第一次接触控制变量法。2.爱因斯坦有一句名言:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”,因此猜想出加速度与质量、力的关系比

46、实验验证重要,提出实验方案比实验操作重要,通过本节课,大家要好好体会。3.体会合作的含义,现代科研就是需要团队精神的。十、作业 1.完成实验报告。2.设计“探究加速度与质量关系”方案。3.思考如何进行数据处理？十一、教学反思 1.关于时间分配问题 首先实验设计环节最能体现学生的创造能力,应该多花一些时间,学生在课高中物理实验汇总 堂上能提出切实可行的实验方案,而且思维相当活跃,在思维高潮时刻嘎然而止,学生有点意犹未尽的感觉。其次实验设计也不应该仅仅就是设计出方案,还应该设计出操作步骤,如总共做几次实验,每一次的车质量与力分别多大,采集数据的表格如何设计,应该怎样处理数据等。2.关于实验设计环节

47、(1)限制了实验的理论依据与提醒更换铁夹子克服夹不住的毛病应该对学生能成功设计出实验方案起到了关键作用,这就说明科学探究中教师的引导就是必不可少的。(2)在上课之前,我内心认为学生不能设计出实验方案,即使老师作了引导,因此学生的表现令我吃惊,所以说学生的创造能力就是潜在存在的,老师一定要给学生机会,一定要引导她们表现出这种能力,久而久之学生的素质才会真正提高。课题:实验五:研究平抛运动 课型:实验 实验目的 1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2.从实验轨迹求平抛物体的初速度。实验原理 平抛物体的运动可以瞧作就是两个分运动的合运动:一就是水平方向的匀速直线运动,另一个就是竖直方向的自由落体运

48、动。令小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标系,测出曲线上的某一高中物理实验汇总 点的坐标 x 与 y,根据重力加速度 g 的数值,利用公式 y=21gt2求出小球的飞行时间 t,再利用公式 x=vt,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度。实验器材 斜槽,竖直固定在铁架台上的木板,白纸,图钉,小球,有孔的卡片,刻度尺,重锤线。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,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明水平已调好。2.调整木板:用悬挂在槽口的重锤

49、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。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变。3.确定坐标原点 O:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点 O,O 点即为坐标原点。4.描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘,然后用铅笔在卡片缺口上点个黑点,这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的

50、曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。5.计算初速度:以 O 点为原点画出竖直向下的 y 轴与水平向右的 x 轴,并在曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点,用刻度尺与三角板测出它们的坐标 x 与 y,用公式 x=v0t 与 y=21gt2计算出小球的初速度 v0,最后计算出 v0的平均值,并将有关数据记入表格内。注意事项 1.实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平,方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触。2.小球必须每次从斜槽上同一位置滚下。3.坐标原点(小球做平抛运动的起点)不就是槽口的端点,应就是小球在槽口时,球的球心