高一物理期末实验复习中学教育中考_中学教育-中学课件.pdf

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1、实验一 用 DIS 测定位移和速度 实验目的 （1）熟悉 DIS 的使用方法；（2）用 DIS 测定位移，并研究变速直线运动物体的 s-t图像；（3）测量变速直线运动物体的平均速度；（4）测定变速直线运动的瞬时速度。实验原理 利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离，及其随时间的变化关系。测定位移、得出 s-t图，测量平均速度stv。注：位移传感器的工作原理教参P27，课本P28。利用光电门测量挡光片通过光电门的时间，计算出小车通过光电门的平均速度stv（t 很小）。注：光电门传感器的介绍教参P27，课本P32。实验器材 位移传感器（发射器、接收器）、光电门传感器、数据采集器、计算机

2、、刻度尺、轨道、小车、挡光片。实验步骤（一）DIS 简介（1）DIS：数字化信息系统。digital information system。DIS 的主要组成部分是：传感器、数据采集器和计算机（2）DIS 的系统框图：（3）传感器:是把物理信号转化为电信号的装置。常见的传感器有:力传感器、温度传感器、位移传感器、光电门.位移传感器由两部分组成:位移传感器的发射器和接收器。（4）数据采集器。将由传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机。（二）用 DIS 测定位移（1）将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道右端（轨道稍倾斜，使小车能做变速直线运动），将数据采集器相连。（2）开启计算机和

3、数据采集器电源，运行 DIS 应用软件，选择“教材专用”点击实验条目中的“测量运动物体的位移和速度”，出现相应的界面。（3）点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机界面的表格内，将出现小车的位移随时间变化的取样点数据，同时在 s-t图中将出现对应的数据点，从点的走向可大致看出小车位移随时间的变化的规律。（4）点击“数据点连线”，得出位移随时间变化的曲线。研究对象 传感器 数据采集计算机（5）改变轨道的倾角，重复实验，观察不同形状的图线与小车运动状态的关系。小车做变速直线运动时，对应的图线是怎样的？（三）用 DIS 测变速直线运动的平均速度（1）实验装置同（二），按照前述学生实验的步骤，使载有

4、位移传感器发射器的小车做变速直线运动，获得的 s-t图界面。（2）点击“选择区域”，取 A、D 两点，图中直角三角形水平边为两点的时间间隔t，竖直边为两点位移的变化量s，其斜边的斜率st即为平均速度值，实验下方速度窗口中将显示该速度的值。（3）将类似于上述实验界面图中“AD”“AC”“AB”选定为研究区域，观察实验界面下方速度窗口中显示的数据，并将数值填入表格内。（四）用 DIS 测变速直线运动的瞬时速度（1）将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过并能挡光。（2）开启电源，运行 DIS 应用软件，点击实验条目中的“用 DIS 测定瞬时速度”，出现相应软件

5、界面。（3）点击“开始记录”，依次将与软件中s 对应的挡光片固定在小车上，让小车从轨道的同一位置由静止开始下滑，分别记录下四次挡光的时间，DIS 实时计算出小车通过光电门时的平均速度。（4）将上述实验数据填入表格中：注意事项（1）位移传感器的接受器和发射器要正对，发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端。发射器的电源开关要打开。（2）挡光片上边沿应和小车运动轨道平行。（3）注意点击“开始记录”和释放小车的先后顺序对实验的影响。（4）挡光片的宽度逐渐减小时测定的速度越来越趋近小车挡光片通过光电门时的瞬时速度。（5）光电门传感器的基本原理：A 管发射红外线，B 管接收红外线，当无物体挡在 A、B

6、 之间时电路断开；当有物体挡光时，电路接通。计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间自动计算出物体的平均速度。实验二 用 DIS 测定加速度 实验目的 测定沿轨道下滑小车的加速度。实验原理 利用位移传感器测出运动物体的位移随时间的变化关系，进行数据处理得到 s-t图的斜率 v 随时间的变化关系，即得到 v-t图，根据vta得到运动物体的加速度。物体的平均速度测定变速直线运动的瞬时速度实验原理利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离及其随时间的变化关系测定位移得出图测量平均速度注位移传感器的工作原理教参课本利用光电门测量挡光片通过光电器光电门传感器数据采集器计算机刻度尺轨道小车挡光片实验步骤

7、一简介数字化信息系统器数据采集器和计算机的系统框图的主要组成部分是传感研究对象传感器数据采集计算机传感器是把物理信号转化为电信号的装置常见的传感传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机二用测定位移位移传感器的发射器固定在小车上接收器固定在轨道右端轨道稍倾斜使小车能做变速直线运动数据采集器相连开启计算机和数据采集器电源运行应用软件选择教材专用点击实验器材 小车、轨道、量角器、位移传感器、数据采集器、计算机。实验步骤（1）将位移传感器与数据采集器相连。并将轨道垫高。（2）开启电源，运行 DIS 应用软件，点击实验条目中的“用 DIS 测定加速度”，出现相应的实验界面。（3）点击“开始记录”并释放小

8、车，得到 v-t图像。（4）观察得到小车在轨道上运动的 v-t图线，思考分析速度随时间的变化规律。（5）点击“选择区域”，移动光标，在图像上取相距较远的两点 A（t1，v1）与 B（t2，v2），求出它们所在直线上的斜率，即可求出加速度，即2121vvvttta，并记录a1=_m/s2。（6）不改变轨道的倾角，重复实验，多次（5 次）测量加速度 a 值，并做好相应的记录。a2=_m/s2，a3=_m/s2，a4=_m/s2，a5=_m/s2。选做：（7）改变轨道的倾角，测量加速度值，并做好相应的记录。重复实验 5 次。实验结论 当斜面倾角为_时，小车下滑的加速度平均值为2_/am s。（选做）

9、当斜面的倾角越大，下车下滑的加速度越_。注意事项（1）小车的轮子应在轨道的卡槽内，位移传感器的接收器和发射器要正对。（2）注意连接时，各接口不要松动，并打开数据采集器的电源。（3）多次测量求平均值，不能改变轨道的倾角，a 与初速度无关，与释放位置无关。实验三 研究共点力的合成 实验目的 研究合力与分力的关系 实验原理 用一个力与同时用两个力使橡皮筋发生相同形变效果（伸长相同的长度），合力与两个分力的大小和方向的关系。实验器材 图板、图钉、白纸、橡皮筋、弹簧测力计（两个）、刻度尺、量角器等。物体的平均速度测定变速直线运动的瞬时速度实验原理利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离及其随时

10、间的变化关系测定位移得出图测量平均速度注位移传感器的工作原理教参课本利用光电门测量挡光片通过光电器光电门传感器数据采集器计算机刻度尺轨道小车挡光片实验步骤一简介数字化信息系统器数据采集器和计算机的系统框图的主要组成部分是传感研究对象传感器数据采集计算机传感器是把物理信号转化为电信号的装置常见的传感传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机二用测定位移位移传感器的发射器固定在小车上接收器固定在轨道右端轨道稍倾斜使小车能做变速直线运动数据采集器相连开启计算机和数据采集器电源运行应用软件选择教材专用点击实验步骤（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

11、，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）。选做：（4）改变两力的夹角再做几次。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。实验结论 在误差范围内，如果用表示两个共点力 F1 和 F2 的线段为邻边作平行四边形，那么合力 F的大小和方向就可以用 F1 和 F

12、2 所夹的对角线来表示。即符合力的合成符合平行四边形定则。注意事项：（1）必须拉到同一结点（保证等效）（2）测力计与细绳在同一条直线上，并保持与纸面平行。（3）做力的图示，必须选取相同的标度（4）两力时作用时，要沿不同的两个方向拉开。（5）量角器的作用是可以用它测量角度，作出平行四边形用三角板可以代替量角器，推出平行线，进而作出平行四边形。（6）试验前要检查测力计的刻度是否指在零刻度，如果不在零刻度要调整。（7）两个绳套不等长对实验没有影响 实验四 用 DIS 研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系 实验目的（1）研究小车在质量一定的情况下，加速度与作用力的关系。（2）研究小车在受力一定的情

13、况下，加速度与质量的关系。实验器材 带滑轮的轨道、小车、钩码、小车的配重片、天平、位移传感器、数据采集器、计算机等 实验步骤（一）用 DIS 研究加速度与力的关系（1）用天平测量小车的质量（含位移传感器的发射器）。（2）测量钩码的重力（作为对小车的拉力）。（3）将位移传感器的接收器固定在轨道的一端，并连接到数据采集器。将发射器固定在小车上，同时打开其电源。（4）开启数据采集器电源，运行 DIS 应用软件，点击实验条目中的“牛顿第二定律”，物体的平均速度测定变速直线运动的瞬时速度实验原理利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离及其随时间的变化关系测定位移得出图测量平均速度注位移传感器的

14、工作原理教参课本利用光电门测量挡光片通过光电器光电门传感器数据采集器计算机刻度尺轨道小车挡光片实验步骤一简介数字化信息系统器数据采集器和计算机的系统框图的主要组成部分是传感研究对象传感器数据采集计算机传感器是把物理信号转化为电信号的装置常见的传感传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机二用测定位移位移传感器的发射器固定在小车上接收器固定在轨道右端轨道稍倾斜使小车能做变速直线运动数据采集器相连开启计算机和数据采集器电源运行应用软件选择教材专用点击出现软件界面。（5）用细线连接小车，跨过滑轮系住钩码。点击“开始记录”并释放小车，让其在外力 F 的作用下运动，界面实时显示小车的运动状态的图像。当小车

15、到达终点时，点击“停止记录”，得到 v-t图。（6）拖动滚动条，将需要的图像显示在窗口中，点击“选择区域”，用鼠标在图线中选择“开始点”和结束点“”，计算机自动计算出所选区域的加速度值。（7）将加速度 a 和外力 F 记录在表格中内相应的位置。（8）保持小车的质量不变，改变钩码的大小重复实验，得到一组数据（至少 5 组）。数据处理（1）将实验数据记录在表格中。（2）根据实验数据，绘出 a-F图像。实验步骤（二）研究小车在受力一定的情况下，加速度与质量的关系。（1）-（6）同上。（7）将加速度 a 和质量 m 记录在表格中相应的位置。（8）保持钩码的大小不变，改变小车质量并重复实验，得到一组数据

16、（至少 5 组）。（9）根据实验数据，画出 a-m图，并通过重新设置变量，使图像成为一条线。数据处理（1）将实验数据记录在表中。（2）根据实验数据，绘出 a-m图像，通过重新设置变量（横坐标变为 1/m），使图像成为一条直线 注意事项（1）轨道应保持水平。（2）小车与轨道的摩擦力要小。（3）钩码的质量也应小些。必须保证钩码质量远小于小车质量（4）理解 a-F图像，a-1/m 图像变形的原因。物体的平均速度测定变速直线运动的瞬时速度实验原理利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离及其随时间的变化关系测定位移得出图测量平均速度注位移传感器的工作原理教参课本利用光电门测量挡光片通过光电器光

17、电门传感器数据采集器计算机刻度尺轨道小车挡光片实验步骤一简介数字化信息系统器数据采集器和计算机的系统框图的主要组成部分是传感研究对象传感器数据采集计算机传感器是把物理信号转化为电信号的装置常见的传感传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机二用测定位移位移传感器的发射器固定在小车上接收器固定在轨道右端轨道稍倾斜使小车能做变速直线运动数据采集器相连开启计算机和数据采集器电源运行应用软件选择教材专用点击一互成角度的两个力的合成 1在“研究力的平行四边形定则”的演示实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的一另一端都有绳套（如图）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度

18、地拉橡皮条某同学认为在此过程中，其中正确的是（）A两根细绳与橡皮条的夹角必须相同 B在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 C两弹簧秤的读数可以不一样 D两弹簧秤拉力的合力的大小应等于橡皮条的弹力 2在做“验证力的平行四边形定则”实验时,（1）橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点,则下列说法中正确的是()A同一次实验中,O 点位置允许变动 B实验中,橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行 C 实验中,把橡皮条的另一端拉到 O 点时,两个弹簧秤之间的夹角必须 取 90 D实验中,要始终将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧秤拉力的大小和

19、方向,把橡皮条另一端拉到 O 点(2)如图所示,是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中 F是用作图法得到的合力，F是通过实验测得的合力,则_实验结果是符合实验事实的(填“甲”或“乙”)3橡皮筋的一端固定在 A点，另一端栓上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为 5N、最小刻度为 0.1N 的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到 O 点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N 和_N。（只须读到 0.1N）在答题纸的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。4在研究“互成角度的两个共点力合

20、成”的实验中，测力时要注意不要让橡皮条、线与木板，弹簧与外壳发生_，同时又要保证分力与合力都处在同一个_上。实验中在橡皮条结点位置 O 保持不变的情况下，当两弹簧秤之间夹角 增大时，其中一个弹簧秤的示数_（填“可能不变”，“一定改变”，“一定不变”）.在保持两个分力大小不变的条件下，观察不同夹角 时的合力大小，由数据得到如右图所示的合力F 与两分力间夹角 关系图.则下列说法正确的是：A合力最大的变化范围是 2 N F12 N.B合力最大的变化范围是 2 N F10 N.C两分力大小分别为 2 N 和 8 N.D两分力大小分别为 6 N 和 8 N.五研究力与运动关系 17某实验小组设计了如图（

21、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_是在轨道左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=_kg；滑块和轨道间的动摩擦因数 =_ 21用 DIS 做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论：（）1 2 甲 1 2 乙 F/N

22、 a/ms-2 1-2 0 1 2 4（b）物体的平均速度测定变速直线运动的瞬时速度实验原理利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离及其随时间的变化关系测定位移得出图测量平均速度注位移传感器的工作原理教参课本利用光电门测量挡光片通过光电器光电门传感器数据采集器计算机刻度尺轨道小车挡光片实验步骤一简介数字化信息系统器数据采集器和计算机的系统框图的主要组成部分是传感研究对象传感器数据采集计算机传感器是把物理信号转化为电信号的装置常见的传感传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机二用测定位移位移传感器的发射器固定在小车上接收器固定在轨道右端轨道稍倾斜使小车能做变速直线运动数据采集器相连开启计算机和数据采集器电源运行应用软件选择教材专用点击