范文一:高一物理目录
第一章 力
课时1 力
课时2 重力
课时3 弹力
课时4 磨擦力
课时5 弹力 磨擦力习题课
课时6 受力分析初步
课时7 力的合成
课时8 力的分解
课时9 正交分解法
课时10 实验:长度的测量
课时11 实验:验证力的平行四边形定则
单元复习自测题
第二章 直线运动
课时1 几个基本概念
课时2 位移和时间的关系
课时3 运动快慢的描述 速度
课时4 速度和时间的关系
课时5 速度改变快慢的描述 加速度
课时6 匀变速直线运动的规律
课时7 匀变速直线运动的应用(一)
课时8 匀变速直线运动的应用(二)
课时9 自由落体运动
课时10 实验:练习使用打点计时器
课时11 实验:研究匀变速直线运动
单元复习自测题
期中测试卷
第三章 牛顿运动定律
课时1 牛顿第一定律
课时2 物体运动状态的改变
课时3 牛顿第二定律(一)
课时4 牛顿第二定律(二)
课时5 牛顿第三定律
课时6 力学单位制
课时7 牛顿运动定律的应用(一)
课时8 牛顿运动定律的应用(二)
课时9 超重和失重
单元复习自测题
第四章 物体的平衡
课时1 共点力作用下物体的平衡
课时2 共点力平衡条件的应用(一) 正交分解法
课时3 共点力平衡条件的应用(二) 整体隔离法
课时4 共点力平衡条件的应用(三) 动态分析和图解法
课时5 有固定转动轴物体的平衡
课时6 力矩平衡条件的应用
单元复习自测题
第五章 曲线运动
课时1 曲线运动
课时2 运动的合成和分解(一)
课时3 运动的合成和分解(二)
课时4 平抛物体的运动(一)
课时5 平抛物体的运动(二)
课时6 匀速圆周运动
课时7 向心力 向心加速度
课时8 匀速圆周运动的实例分析(一)
课时9 匀速圆周运动的实例分析(二)
课时10 离心现象及其应用
课时11 实验:研究平抛物体的运动
单元复习自测题
期末测试卷
参考答案与点拨
范文二:高一物理教材目录
高一物理知识内容
必修一:
第一章 运动的描述
1、质点 参考系和坐标系
2、时间和位移
3、运动快慢的描述-速度
4、实验:用打点计时器测速度
5、速度变化快慢的描述-加速度
第二章 匀变速直线运动的研究
1、实验:探究小车速度随时间变化的规律
2、匀变速直线运动的速度与时间的关系
3、匀变速直线运动的位移与时间的关系
4、匀变速直线运动的速度与位移的关系
5、自由落体运动
6、伽利略对自由落体运动的研究
第三章 相互作用
1、重力 基本相互作用
2、弹力
3、摩擦力
4、力的合成
5、力的分解
6、专题二 物体的受力分析及动态平衡
第四章 牛顿运动定律
1、牛顿第一定律
2、实验:探究加速度与力、质量的关系
3、牛顿第二定律
4、力学单位制
5、牛顿第三定律
6、用牛顿运动定律解决问题(一) 专题三 用牛顿定律的综合应用
7、用牛顿定律解决问题(二)
范文三:高一物理课程目录
第五章 曲线运动
一、曲线运动
二、运动的合成和分解
三、平抛物体的运动
习题课(一)
四、匀速圆周运动
五、向心力向心加速度
六、匀速圆周运动的实例分析
七、离心现象及其应用
习题课(二)
学生实验:研究平抛物体的运动
单元能力训练
第六章 万有引力定律 一、行星的运动
二、万有引力定律
三、引力常量的测定 四、万有引力定律在天文学上的应用
五、人造卫星宇宙速度 习题课(三)
单元能力训练
.第七章 机械能
一、功
二、功率
习题课(四)
三、功和能
四、动能动能定理
习题课(五)
五、重力势能
六、机械能守恒定律
七、机械能守恒定律的应用
习题课(六)
学生实验:验证机械能守恒定律
单元能力训练
期中测评试题
期末测评试题
参考答案
范文四:高一物理新课标目录
高一物理新课标目录 第一章 运动的描述
1 质点 参考系和坐标系
2 时间和位移
3 运动快慢的描述 —— 速度
4 实验:用打点计时器测速度
5 速度变化快慢的描述 —— 加速度
第二章 匀变速直线运动的研究
1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
4 自由落体运动
5 伽利略对自由落体运动的研究
第三章 相互作用
1 重力 基本相互作用
2 弹力
3 摩擦力
4 力的合成
5 力的分解
第四章 牛顿运动定律
1 牛顿第一定律
2 实验:探究加速度与力、质量的关系
3 牛顿第二定律
4 力学单位制
5 牛顿第三定律
6 用牛顿定律解决问题(一)
7 用牛顿定律解决问题(二)
范文五:高一物理实验目录
高一物理实验目录
实验一:用打点计时器测速度
实验二:研究小车速度随时间的变化规律
实验三:用打点计时器测自由落体加速度
实验四:研究弹簧弹力和伸长量的关系
实验五:验证力的平行四边形定则
实验六:探究加速度与质量和力的关系
实验七:探究作用力和反作用力的关系
学习目标】
1.通过练习让学生再次熟悉打点计时器的构造及使用,能根据纸带研究物体的运动情况。
2.通过原理分析会根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度。
3.通过对纸带分析粗略测量物体的瞬时速度。
4.初步认识 v-t 图象,能根据图象分析物体运动情况。
5.通过例题了解实验误差和有效数字。
用打点计时器测速度和加速度
一、 实验目的
1. 练习使用电磁打点计时器
2. 利用打上点的纸带研究物体的运动情况
3. 学会测量平均速度和瞬时速度
二、实验器材
打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)
,纸带,刻度尺,导线,电源
三、实验步骤
(1)把打点计时器固定在桌子上,将纸带穿过限位孔,复写纸套在定位轴上,并压在纸带上。
(2)将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连。 (电磁打点计时器接交流电源4~6 V。)
(3)打开电源开关,按实验需要使纸带运动,在纸带上打出一系列的点。
(4)取下纸带,根据具体情况选出计数点,按实验要求进行测量计算。
(5)整理实验器材
四、 打点计时器使用要点及注意事项
(1)打点计时器使用的是低压交流电源,它的工作电压为4V —6V ,频率为50Hz , 如果电压过高会烧毁计时器线圈,如果电压过低,会出现不打点或打点不清的情况。
至于交流电的频率,我国工农生产和生活用的交流电,频率都是50Hz ,周期是0.02S ,比较稳定,一般都满足要求。
(2)为使打点的频率比较稳定,要求打点计时器的振动片的固有频率也是50Hz ,使之发生共振现象,振动片的长度可在一定范围调节,通过改变振动片的长度来调节它的固有频率。
(3)实验前要检查打点的清晰情况,必要时应调整振针的高度,振针过高时打不上点,过低时会打出短线,还会对纸带产生过大的阻力;振动片和振针要固定好,不能让它松动,否则会出现漏点或双点。
(4)所用纸带要平整,如果纸带不平整,可能出现点迹不清,漏点或点间距离不准(在纸带有褶皱时两点间间隔和展平后两点间间隔不等)等现象,一般来说使用的是专用纸带,比较平整,个别有褶皱的纸带不要用或熨平后再用。复写纸应安装在纸带的上面,专用复写纸只有一面有复印油墨的一面应朝下和纸带接触。
(5)在打点计时器系列实验中,纸带与打点计时器之间的摩擦是引起实验误差的主要原因之一,所以在实验前首先要放正打点计时器的位置,使纸带在移动过程中不与限位孔的侧壁相碰。
(6)
计时器属于间歇性工作仪器,每打完一条纸带,应及时切断电源,并将定位轴上的复写纸片换个位置,以保证打点清晰。
(7)选择记时点时,不一定从运动开始打下的第一个点算起,往往要排除初段密。在数据的处理,往往为了计算的方便会采取计算点而不是计时点。
探究小车速度随时间变化的规律
一、实验目的:
1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作。
2.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度。
3.会用表格法处理数据,并合理猜想。
4.巧用v —t 图象处理数据,观察规律。 实验要求:
1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法。
2.初步学会根据实验数据进行猜测探究、发现规律的探究方法。
3.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律。
4.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法。
二、实验器材:
电源、导线、打点计时器、小车、4个25 g的钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等。
三、实验步骤:
1、把打点计时器固定在实验桌上(不许松动), (是电磁式还是电火花式)连接电源(通电检查)。
2、把纸带穿过限位孔, 复写纸压在纸带上(纸带在下复写纸在上! 试拉检查! )。
3、先通电等待1~2s, 后拖动或释放物体(先通电后拉动! 控制快慢! )。
4、先切断电源, 后取下纸带(先断电后取带! )。
5、再取2~3条纸带, 重复2~4步2~3次. 。
6、选取纸带(点迹清晰? 漏点拖点? ), 测量点编号(注意先后! 写下序号! ), 数点计时(点数不等于间隔数! )。
7、用刻度尺测量距离(最小分度? 有效数字? ), 记录数据(忠实地记录原始数据! ), 保留纸带(不能丢失! )。
8、整理实验器材(不要忘记! )。
四、实验数据处理方法:
1、 纸带的选取: 2、 采集数据的方法:
在坐标纸上画出小车运动的速度时间图像。
五、打点计时器测量速度的数据处理与误差分析
1、接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点.
2.取下纸带,从能看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n 个点,那么n 个点的间隔数为n -1个,则纸带的运动时间Δt =(n-1) ×0.02 s.
3.用刻度尺测量出从开始计数的点到第n 个点间的距离Δx.
4.利用公式v =Δx/Δt
计算出纸带在这段时间内的平均速度.
5.把纸带上能看得清的某个点作为起始点O ,以后的点分别标上A 、B 、C 、D ?作为“计数点”,如图所示,依次测出O 到A 、A 到B 、B 到C ?之间的距离x1、x2、x3?.
6.对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O 之间的距离) .读数时应估读到毫米的下一位.
7.计算速度
六、误差分析
1.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差.为减小误差,应取以计数点为中心的较小位移△x 来求平均速度.
2.分段测量计数点间的位移x 带来误差.减小此误差的方法是一次测量完成,即一次测出各计数点到起始计数点O 的距离,再分别计算出各计数点间的距离.
3.作v -t 图象不用坐标纸、尺子,坐标单位选定的不合理,作图粗糙等都会带来误差.
七、打点计时器测量加速度的数据处理与误差分析
1、数据处理方法:
在研究匀变速直线运动中,如图是打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O ,然后每5个点取一个计数点A 、B 、C 、
D ?。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 ? 利用打下的纸带可以:
【典例精析】
例1 电磁打点计时器的打点周期取决于( )
A. 交流电压的高低 B.交流电的频率
C. 永久磁铁的磁性强弱 D.振针与复写纸间的距离
解析:电磁打点计时器的打点周期,即振针击打复写纸和纸带的周期,从它利用电磁感应打点的原理可知,振针是由振片带动振动的,而振片上下振动的周期就是线圈中磁场变化的周期,与所用交流电源的电流方向变化周期相对应. 也就是交流电的周期,等于交流电的频率的倒数,即若使用电源的频率为50 Hz,则交流电的周期为1/50 s=0.02 s.我国使用的交流电的频倒数,即若使用电源的频率为50 Hz,则交流电的周期为频率统一为50 Hz. 正确选项为B 。
点悟 明确打点计时器的工作电压为什么必须是交流电。
例2 当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点迹的说法中正确的是( )
A. 点迹记录了物体运动的时间
B. 点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状
D. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况 提示 从打点计时器的用途出发对选项进行筛选。
解析 打点计时器每隔一定的时间(当电源频率为50Hz 时,打点的时间间隔为0.02s )打下一个点,因而点迹记录了物体运动的时间,也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移;点迹的分布情况反映了物体的运动情况,而不能反映物体的质量和形状。正确选项为
A 、B 、D 。
点悟 熟悉物理仪器的用途,是做好物理实验的前提。打点计时器并不是测量长度的仪器,不要产生误解。
例3 通过打点计时器得到的一条打点纸带上,如果点子的分布不均匀,那么是点子密集的地方纸带运动速度比较大,还是点子稀疏的地方纸带运动速度比较大?为什么?
提示 根据平均速度公式进行讨论。 解析 打点计时器打点的时间间隔△t 保持不变,点子稀疏的地方△x 大,从而纸带的运动速度比较大。
点悟 对实验现象进行仔细的观察,经过认真思考和理论分析,得出正确结论,这是每个学生必须具备的基本实验素质。
例5 如图1-23为某次实验时打出的纸带,打点计时器每隔0.02s 打一个点,图中O 点为第一个点,A 、B 、C 、D 为每隔两点选定的计数点。根据图中标出的数据,打A 、D
点时间
内纸带的平均速度有多大?打B 点时刻纸带的瞬时速度有多大?计算的依据是什么?你能算出打O 、D 点时间内纸带的平均速度吗?为什么?
提示 根据平均速速度和瞬时速度的定义式求解。
例5 使用打点计时器时,如果发现纸带上打出的点不清晰,那么可能是什么原因?如何采取措施?
提示 可从复写纸和打点两方面寻找原因。 解析 点迹不清的原因及应采取的措施主要有:
(1)复写纸使用过久,可调整复写纸位置,或更换复写纸; (2)电源电压过低,导致打点太轻,可适当提高电源电压; (3)振针位置偏高,同样会导致打点太轻,可适当调低振针。
点悟 做实验时,难免会遇到仪器发生故障。要注意培养自己发现问题、对症下药排除故障的能力,这也是一种基本的实验能力。
例6 图1-24是两个匀速直线运动的位移图象。哪条直线所表
示的运动的速度大? 各是多大?
点悟 根据匀速直线运动的位移图象,除了已知位移可求时间,已知时间可求位移外,还可根据图线的斜率求得速度。
随堂小测1
一、选择题
1.关于打点计时器在纸带上打出的点痕,下列说法中正确的是( )
A .点痕记录了物体运动的时间
B .点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C .点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
D.根据纸带上的点痕可以知道任一时刻运动物体的瞬时速度
2.在使用打点计时器前应检查( )
A 、所用电源是否符合要求 B、纸带是否平整
C 、打点周期的等时性是否良好 D、复写纸安装是否正确
3.由打点计时器打出的纸带可以直接得到(可直接测量得到,而不需经过计算)的物理量是( )
A 、时间间隔 B、位移 C、加速度 D、平均速度
4.在使用打点计时器时()
A 、 每打完一列点子就要切断电源 B、不要移动圆形复写纸片的位置
C 、纸带一定要从两限位孔穿过,并且压在复写纸的下面
D 、侧向移动限位孔位置,在一条纸带上可以打出两列点,提高纸带的利用率
5.在使用打点计时器时( )
A 、应先接通电源,再使纸带运动
B 、应先使用纸带运动,再接通电源
C 、在使纸带运动的同时接通电源
D 、先使纸带运动或先接通电源都可以
6.下面是四位同学在测定匀速运动的小车的速度时分别打出的四条纸带 ,纸带上的点迹比较理想的是( )
7.运动小车拉动的纸带通过打点计时器后,在纸带上留下的点子中有5 个连续清晰的点,测出5 个点间的距离为20cm ,则( )
A 、小车运动的平均速度为2.00m/s
B 、小车运动的平均速度为2.50m/s
C 、小车运动的平均速度为
200m/s
D 、小车运动的平均速度为250m/s
8.某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后,纸带上打下了一列点,他要根据这列点计算纸带运动的平均速度及纸带是否做匀速直线运动,则下列操作正确的是( )
A 、他首先查清共有多少个点
B 、他首先从第一个能看清的点数起,查清共有多少个点
C 、他分别测出每两个相邻清晰点间的距离,然后相加,把相加的结果作为所有能够看清点间的总长度,用来计算平均速度。
D 、他分别测出每两个相邻清晰点间的距离,用来计算各段的平均速度,判断是否是匀速运动。
二、填空题
9.根据图所示的打点计时器构造图, 指出各主要部件的名称:①___ _, ②__ __,③___ _, ④ ___ _,⑤__ __, ⑥__ __,⑦__ __, ⑧___ _,⑨__ _。
10.电磁打点计时器的电源应是________电源,通常的工作电压为________伏,实验室使用我国民用电时,每隔________秒打一次点,如果每打5个取一个计数点,即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
11.电磁打点计时器是一种使用交流电源的_ _仪器,当电源的频率为50Hz 时,振针每隔_ _s 打一次点,现在用打点计时器测定物体的加速度,当电源频率低于50Hz 时,如果仍按频率为50Hz 的时间间隔打一次点计算,则测出的加速度数值____(选填“大于”,“小于”,或“等于”频率为50Hz 时测出的加速度的值。
12.打点计时器是一种使用流电源的仪器,它的工作电压为,当电源频率为50Hz 时,它隔打一次点。
13.下图是某同学用打点计时器(电源频率为50Hz )研究某物体运动规律时得到的一段纸带,从A 点通过计时器到B 点通过计时器历时 s,位移为 m,这段时间内纸带运动的平均速度为 m/s,BC 段的平均速度为 m/s,而AD 段的平均速度是 m/s。
[随堂小测1
参考答案]
1-4答案
1、ABC2、A 、B 、C 、D 应注意(1
)还应检查振针的高度是否适当,固定振动片的螺丝是否
松动,如果有上述现象会出现漏点、双点、等时性不良情况。(2)如果经检查发现打点计时器有问题,不要自己调整,应请实验老师调整,(3)一个性能良好的打点计时器的振动片的固有频率和所使用交流电频率相等,这样使振动片共振,振幅较大,打点清晰,等时性好,而振动片的固有频率与振动片的长度及材料的弹性系数有关,可以通过调节振动片的长度来调整它的固有频率,改变振动片的长度,观察振动片的振幅,把振动片长度固定在振幅最大位置。3、A 、B4、A 、C 、D ,每打完一列点就要切断电源,是为了防止线圈过热而损坏,圆形复写纸是套在定位轴上的,定位轴可以移动,每打完一列点后移动一下定位轴,以充分利用复写纸的各个部位,可保证打点清晰,限位孔也可以侧向移动,但在移动时要保证两限位孔纵向对齐,移动后要把螺钉拧紧。5、A6、B7、 B此题的解答有两点需要注意:一是在5 个连续点间只有4 个间隔,因此在这5 个点间运动的总时间为0.02×4s=0.08s;二是要注意长度的单位是cm ,在计算平均速度时应把cm 换成m 。8、B 、D 在大多数测量中不需要全部的点子,因此在很多情况下把最先打出的一些不很清晰、分布不够合理的点子舍去,而利用那些清晰的、分布合理的点子,在此题的实验中也应如此处理,因此A 选项错误,B 选项正确,在测量距离时,按C 选项所叙的方法测量误差较大,原因是每次测量都会带来绝对误差,在相加时会造面误差积累,正确的方法是用较长的尺一次测出所需的总长,D 答案的叙述是正确的,因为计算各段的平均速度时需要的是各段的长度,必须分段测量。 10、低压交流,4~6,0.02秒,0.1 11、计时、0.02、大于。
12、交;计时;4~6;0.02;0.017(这里取了两位有效数字)打点计时器打点的时间间隔由所用交流电源的频率决定,打点计时器1s 内打点的次数n 和所用电源的频率f 相等,因此打点时间间隔T=f1(s )。
13、0.04, 2.8×10-2
, 0.70, 1.10 , 0.76。
注:平均速度的值,与在哪段时间或在哪段位移上计算有关,要注意单位换算,有时单位标在纸带图上。
同步练习
1.下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中,正确的是( )
A .电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源
B .两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C .电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D .电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉
2.以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤,其中有错误的操作是( )
A .把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面
B .把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与4~6 V低压交流电源相连
C .用手水平地拉动纸带,然后打开电源开关
D .取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0,用公式v =x0/t计算纸带 运动的平均速度
3. 小明从家中出发,沿平直的公路以一定的速率走到邮局。发信之后,沿原路以相同的速率返回。设出发时速度方向为正方向,则图中能正确描述小明运动情况的v-t 图象是( )
4.沿同一条直线运动的a 、b 两个质点,在0~t0时间内的x -t 图像如图所示。根据图像,下列说法正确的是( )
A .质点a 做周期性往返运动 B.t ′时刻,a 、b 的位移相同
C .在0~t ′时间内,a 的位移大于b 的位移
D .在0~t0时间内,a 通过的路程是b 通过路程的3倍,但位移相同
5.如图所示是某位同学练习使用打点计时器得到的纸带,纸带向左通过打点计时器,从点迹的分布情况可以看出:纸带________是匀速通过打点计时器的,纸带________是越走越快的,纸带________先是越走越快后来是越走越慢。
6.用打点计时器测速度,得到如图一段纸带,测得AB =7.65 cm,BC =9.17 cm,已知交流电的频率为50 Hz,则打B 点时物体的瞬时速度为________m/s,物体运动速度变化的特点是___________________________________________。
7.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率50 Hz。在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,
A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA =16.6 mm,xB =126.5 mm,xD =624.5 mm。
若无法再做实验,可由以上信息推知: (1)相邻两计数点的时间间隔为________s。
(2)打C 点时物体的速度大小为________ m/s。(取2位有效数字)
8.如图所示是一个物体运动的v -t 图像,从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的。
(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?
(2)运动的方向是否变化?
(3)速度的大小是否变化?怎样变化?
9.如图所示是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一段纸带,根据图中的数据,计算物体在AB 段、BC 段、CD 段和DE 段的平均速度的大小,并判断物体运动的性质.
10.图是某质点做直线运动的v -t 图象,试回答: (1)AB、BC 、CD 段质点分别做什么运动? (2)质点在2 s末的速度多大?
用电磁打点计时器测量自由落体的重力加速度
目的:测定自由落体的重力加速度
仪器:方座支架,电磁打点计时器,直尺,重锤,夹子,学生电源
步骤:1.将方座支架放于水平桌的边沿,打点计时器固定于支架的下端并位于竖直平面内。支架底座上放一重物以保持支架的稳定。打点纸带上端穿过计时器的限位孔,并用夹子固定起来,下端通过夹子悬挂一重锤,
2.接上电源,闭合开关。待打点计时器工作稳定后,放开上面的夹子让重锤带着纸带自由下落。这时计时器在纸带上打下了一系列点。重复实验,可得几条打点纸带。
3.在纸带上选取5-6个点,分别求出打点计时器在打这几个点时,重锤下落的速度及对应的时刻,把乘出的结果在坐标纸上以t 为横坐标,以v 为纵坐标,画出各点。再根据这些点画直线,直线的斜率即为利用该纸带测出的重力加速度的值。然后利用另外几条纸带分别求出重力加速度的值,最后求出这些重力加速度值的平均值,即为该地区的重力加速度值。
探究弹力和弹簧伸长量的关系
一、实验目的
1.探究弹力和弹簧伸长量的关系.
2.学会利用图象法处理实验数据,探究物理规律. 二、实验原理
1.如图1所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的
弹力与所挂钩码的重力大小相等.
2.用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x ,建立直角坐标
系,以纵坐标表示弹力大小F ,以横坐标表示弹簧的伸长量x ,在 坐标系中描出实验所测得的各组(x、F) 对应的点,用平滑的曲线
连接起j 来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系. 三、实验器材 铁架台、弹簧、毫米刻度尺、钩码若干、三角板、坐标纸、重垂线. 四、实验步骤
1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.
2.如图2所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,填入自己设计的表格中. 3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹
簧的伸长量x1、x2、x3、x4、x5.
五、数据处理
1.以弹力F(大小等于所挂钩码的重力) 为纵坐标,以弹簧的伸长量x 为横坐标,用描点法作图.连接各点,得出弹力F 随弹簧伸长量
x 变化的图线.
2.以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数.首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数.
3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义. 六、误差分析
1.本实验的误差来源之一是由弹簧拉力大小的不稳定造成的,因此,使弹簧的悬挂端固定,另一端通过悬挂钩码来充当对弹簧的拉力,
可以提高实验的准确度.
2.弹簧长度的测量是本实验的主要误差来源,所以,应尽量精确地测量弹簧的长度. 3.在F -x 图象上描点、作图不准确. 七、注意事项
1.每次增减钩码测量有关长度时,均需保证弹簧及钩码不上下振动而处于静止状态,否则,弹簧弹力将可能与钩码重力不相等. 2.弹簧下端增加钩码时,注意不要超过弹簧的限度.
3.测量有关长度时,应区别弹簧原长l0、实际总长l 及伸长量x 三者之间的不同,明确三者之间的关系. 4.建立平面直角坐标系时,两轴上单位长度所代表的量值要适当,不可过大,也不可过
小.
5.描线的原则是,尽量使各点落在描出的线上,少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是平滑的曲线. 6.记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位.
验证力的平行四边形定则
一、实验目的
验证力的平行四边形定则.
二、实验原理
一个力F ′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力F ′就是这两个力F1和F2的合力.作出力F ′的图示,再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F 的图示,比较F 和F ′的大小和方向是否都相同,若相同,则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则.
三、实验器材
方木板,白纸,弹簧测力计(两只) ,橡皮条,细绳套(两个) ,三角板,刻度尺,图钉(几个) ,细芯铅笔.
四、实验步骤
1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.
2.用图钉把橡皮条的一端固定在A 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套. 3. 用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮
条与绳的结点伸长到某一位置O ,如图1所示,记录两弹簧测力计 的读数,用铅笔描下O 点的位置及此时两细绳套的方向. 4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置
O ,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.
5.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,再重做两次实验.
五、数据处理
1.用铅笔和刻度尺从结点O 沿两细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边
用刻度尺作平行四边形,过O 点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F 的图示. 2.用刻度尺从O 点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F ′的图
示. 3.比较F 与F ′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则. 六、误差分析 1.读数误差
减小读数误差的方法:选择相同的弹簧测力计并调整好零刻度;弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录. 2.作图误差 减小作图误差的方法:作图时要画准结点O 的位置和两个测力计的方向.两个分力F1、F2间的夹角越大,用平行四边形定则作出的
合力F 的误差ΔF 就越大,所以实验时不要把F1、F2间的夹角取得太大;作图比例要恰当. 七、注意事项
1.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O 位置一定要相同.
2.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~90°之间为宜.
3.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行,并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上,避免弹簧测力计的外壳和弹簧测力计的
限位孔之间有摩擦.读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度,在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下,拉力的数值尽量大些.
4.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再
将所标点与O 点连接,即可确定力的方向.
5.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.
记忆口诀
结点位置O 确定,两绳夹角要适中. 力秤木板要平行,眼睛读数垂直秤. 细绳套应适当长,铅笔两点定方向. 画力标度要适当,不然误差要粗放
实验:探究加速度与力、质量的关系
[实验目的]
通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系
[实验原理]
1、控制变量法:
⑴保持m 一定时,改变物体受力F测出加速度a,用图像法研究a与F关系
⑵保持F一定时,改变物体质量m 测出加速度a,用图像法研究a与m 关系 2、物理量的测量:
(1)小车质量的测量:天平
(2)合外力的测量:小车受四个力,重力、支持力、摩擦力、绳子的拉力。重力和支持力相互抵消,物体的合外力就等于绳子的拉力减去摩擦力。小车所受的合外力不是钩码的重力。为使合外力等于钩码的重力,必须:
①平衡摩擦力:平衡摩擦力时不要挂小桶,应连着纸带且通过打点记时器的限位孔,..............................将长木板倾斜一定角度,此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法这么准确,我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够匀速下滑(可以根据纸带上的点来判断),这就说明此时物体合外力为0,摩擦力被重力的沿斜面向下的分力(下滑力)给抵消了。由于小车的重力G 、支持力N 、摩擦力f 相互抵消,那小车实验中受到的合外力就是绳子的拉力了。
点拨:整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变托盘和砝码的质量,还是改变小车及砝码的质量,都不需要重新平衡摩擦力.
②绳子的拉力不等于沙和小桶的重力:砂和小桶的总质量远小于小车的总质量.................时,可近似认为.......绳子的拉力等于.......沙和小桶的重力。........推导:实际上m/g=(m+ m/)a,F=ma,得F=m m/g/(m+ m/);理论上F= m/g,只有当m/<<m 时,才能认为绳子的拉力不等于沙和小桶的重力。
点拨:平衡摩擦力后,每次实验必须在满足小车和所加砝码的总质量远大于砝码和托盘的总质量的条件下进行. 只有如此,砝码和托盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等. 在画图像时,随着勾码重量的增加或者小车质量的倒数增加
时,实际描绘的图线与理论图线不重合,会向下弯折。
(3)加速度的测量:
①若v0 = 0 ,由 x = v0 t + a t2 /2 得:a = 2 x / t2 , 刻度尺测量x ,秒表测量t ②根据纸带上打出的点来测量加速度,由逐差法求加速度。
③可以只测量加速度的比值 a1/a2 = x1/x2 ,探究a1/a2 = F1/F2,a1/a2 = m2/m1.
[实验器材]
一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码(或槽码)、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺
[实验步骤]
⑴用天平测出小车和小桶的质量m 和m/把数值记录下来。
⑵按下图实验装置把实验器材安装好,使长木板有滑轮的一端伸出桌面
⑶在长木板不带定滑轮的一端下面垫一小木块,通过前后移动,来平衡小车的摩擦力 ⑷把细线系在小车上并跨过定滑轮,此时要调节定滑轮的高度使细线与木板平行.................
。 ⑸将小车放于靠近打点记时器处,在小桶内放上砝码(5g),接通电源,放开小车得到一打好点的纸带(注意不要让小车撞到定滑轮,打好的纸带要标明条件m=? m/
=?)点拨:要使砂和小桶的总质量远小于小车的总质量(m/
<<m )
;起始小车应靠近打点计时器处,且先接通电源后再放开小车,注意不要让小车撞
到定滑轮。
⑹保持小车的质量不变,改变小桶内砝码的质量(10g、15g 、20g 、25g) ,再做几次实验 ⑺在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分,算出每条纸带的加速度
⑻把各次实验中的数据填入表一内,作用力的大小认为等于小桶和砝码的重力 [m/g=( m0/ + mX/)g],做出a与F的图像
⑼保持小桶内砝码质量不变,在小车上放钩码改变小车的质量(分别加50g 、100g 、150g 、200g ),重复上面的实验。把各次实验中的数据填入表二内,做出a与1/m图像
[实验数据分析与处理]
若测得某一物体m 一定时,a 与F 的关系的有关数据资料如下表. (1)根据表中数据,画出a -F 图象.
(2)从图象可以判定:当m 一定时,a 与F 的关系为___成正比____.
若测得某一物体受力F 一定时,a 与M 的关系数据如下表所示: (1)根据表中所列数据,画出a -1/m图象.
(2)由a -1/m关系可知,当F 一定时,a 与M 成__反比_____关系.
点拨:1、在研究加速度与质量的关系时,为什么描绘a -
m
1
图象,而不是描绘a
-m 图象? 在相同力的作用下,质量m 越大,加速度越小. 这可能是“a 与m 成反比”,但也可能是“a 与m2
成反比”,甚至可能是更复杂的关系. 我们从最简单的情况入手,检验是否“a 与m 成反比”. 实际上“a 与m 成反比”就是“a 与
m
1
成正比”,如果以
m
1
为横坐标,加速度a 为纵坐标建立坐标系,根据
a -
m
1图象是不是过原点的直线,就能判断加速度a 是不是与质量m 成反比. 当然,检查a -m 图象是不是双曲线,也能判断它们之间
是不是反比例关系,但检查这条曲线是不是双曲线并不容易;而采用a -
m
1图象,检查图线是不是过原点的倾斜直线,就容易多了.
这种“化曲为直”的方法是实验研究中经常采用的一种有效方法,在以后的学习中也会用到.
2、利用所测得的数据在a -F 坐标上描点并连线,所连的直线应通过尽可能多的点,不在直线上的点应均匀分布在直线两则,这样所描的直线可能不过原点,如图4-2-1所示.
图4-2-1
图(a )是由于平衡摩擦力时斜面倾角太小,未完全平衡摩擦力所致;图(b )是由于平衡摩擦力时斜面倾角太大,平衡摩擦力过度所致
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