高中物理學生基礎拓展試驗參考資料20091122

1、高中物理學生基礎型、拓展型實驗參考資料實驗十觀察光的衍射現(xiàn)象基礎型學生實驗 TOC o 1-5 h z 實驗一用DIS測定位移和速度1實驗二用DIS測定加速度 2實驗四研究共點力的合成3實驗五用DIS研究加速度與力的關系，加速度與質(zhì)量的關系 3實驗六 用DIS研究機械能守恒定律實驗七用DIS測定位移和速度實驗七用單分子油膜估測分子的大小實痛目的實驗八 用 DIS研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的（1）熟悉 DIS 的使用方法；052）用DIS測定位移，并研究變速直線運動物體的 s-t圖實驗十 用多用電表測電阻、電壓和電流 像;.6實驗十一 設計、組裝簡單的模塊式電路 :.6（ 3）測量

2、變速直線運動物體的平均速度；實驗十二 用D1s研究通電螺線管的磁感應強度 7（有 測定變速直線運動的瞬時速度。實驗十三測定直流電動機的效率實血理實驗十四 探究感應電流產(chǎn)生的條件 二而用位移傳感器測定物體距位移傳感器接收器之間的距非課標規(guī)定：實驗三用D1s探究自由落體運動的規(guī)律、實驗九離及其隨時間的變化關系。測定位移、得出s-t圖，測量平均探究太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率_4速度丫 二十。注：位移傳感器的工作原理教參 P27,課本拓展型學生實驗實驗一描繪平拋運動的軌跡實驗二研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件 實驗三用單擺測定重力加速度實驗四觀察水波的干涉現(xiàn)象實驗五 用DIS描繪電場的等勢線 實驗六 用D

3、IS測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗七研窮磁通量變化時感應電流的方向 實驗八 用DIS研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的 關系實驗九觀察光的干涉現(xiàn)象P2&8利用光電門測量擋光片通過光電門的時間，計算出小車通 過光如門的平均速度，二% （zt很?。?。注：光電門傳感器的介.紹.10參P27,課本P32。實蹋材鉆移傳感器（發(fā)射器、接收器）、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集 器、12+算機、刻度尺、軌道、小車、擋光片。.柒加驟（二）用DIS測定位移.1 3d將位移傳感器的發(fā)射器固定在小車上，接收器固定在 軌道4端（軌道稍傾斜，使小車能做勻速直線運動），將數(shù)據(jù)采集器相連。(2)開啟計算機和數(shù)據(jù)采集器電源，運行

4、 DIS應用軟件， 選擇“教材專用”點擊實驗條目中的“測量運動物體的位移和 速度”，出現(xiàn)相應的界面。(3)點擊“開始記錄”，放開小車使其運動，計算機界面 的表格內(nèi)，將出現(xiàn)小車的位移隨時間變化的取樣點數(shù)據(jù)，同時 在s-t圖中將出現(xiàn)對應的數(shù)據(jù)點，從點的走向可大致看出小車位 移隨時間的變化的規(guī)律。(4)點擊“數(shù)據(jù)點連線”，得出位移隨時間變化的曲線。(5)改變軌道的傾角，重復實驗，觀察不同形狀的圖線與 小車運動狀態(tài)的關系。小車做變速直線運動時，對應的圖線是 怎樣的？(三)用DIS測變速直線運動的平均速度(1)實驗裝置同(二)，按照前述學生實驗的步驟，使載 有位移傳感器發(fā)射器的小車做變速直線運動，獲得的

5、s-t圖界面。(2)點擊“選擇區(qū)域”，取A、D兩點，圖中直角三角形 水平邊為兩點的時間問隔 t,豎直邊為兩點位移的變化量 s, 其斜邊的斜率力即為平均速度值，實驗下方速度窗口中將顯示 該速度的值。(3)將類似于上述實驗界面圖中“ AD” “AC” “AB”選定 為研究區(qū)域，觀察實驗界面下方速度窗口中顯示的數(shù)據(jù)，并將 數(shù)值填入表格內(nèi)。(四)用DIS測變速直線運動的瞬時速度(1)將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端， 使固定有擋光片的小車能夠順利通過并能擋光。(2)開啟電源，運行DIS應用軟件，點擊實驗條目中的“用 DIS測定瞬時速度”，出現(xiàn)相應軟件界面。(3)點擊“開始記錄”，依次將與軟

6、件中 s對應的擋光片 固定在小車上，讓小車從軌道的同一位置由靜止開始下滑，分 別記錄下四次擋光的時間，DIS實時計算出小車通過光電門時的平均速度。(4)將上述實驗數(shù)據(jù)填入表格中：注意事項(1)位移傳感器的接受器和發(fā)射器要正對，發(fā)射器固定在 小車上，接收器固定在軌道的右端。發(fā)射器的電源開關要打開。(2)擋光片上邊沿應和小車運動軌道平行。(3)注意點擊“開始記錄”和釋放小車的先后順序?qū)嶒?的影響。實驗二用DIS測定加速度實驗目的測定沿軌道下滑小車的加速度。實驗原理利用位移傳感器測出運動物體的位移隨時間的變化關系， 進行數(shù)據(jù)處理得到s-t圖的斜率v隨時間的變化關系，即得到v-t 圖，根據(jù)a=T得到

7、運動物體的加速度。實驗器材小車、軌道、量角器、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機。實驗步驟(1)將位移傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。并將軌道墊高。(2)開啟電源，運行DIS應用軟件，點擊實驗條目中的“用 DIS測定加速度”，出現(xiàn)相應的實驗界面。(3)點擊“開始記錄”并釋放小車，得到 v-t圖像。(4)觀察得到小車在軌道上運動的 v-t圖線，思考分析速 度隨時間的變化規(guī)律。(5)點擊“選擇區(qū)域”，移動光標，在圖像上取相距較遠 的兩點A (t1, v1)與B (t2, v2),求出它們所在直線上的斜a 二,；A：v = v2 -v1率，即可求出加速度，即 4t2 j ,并記錄a1=m/s2(6)不改變軌道的

8、傾角，重復實驗，多次(5次)測量加 速度a值，并做好相應的記錄。a2=m/s2, a3=m/s2,a4=m/s2, a5=m/s2畫出純套的方向，記錄彈簧秤示數(shù)。選做：(7)改變軌道的傾角,測量加速度值，并做好相應(3)用相同標度彳出兩個分力F1、F2與合力F,以F1和的記錄。重復實驗5次。實驗結(jié)論當斜面傾角為 時，小車下滑的加速度平均值為a=m/s2。(選做)當斜面的傾角越大，下車下滑的加速度越。注意事項(1)小車的輪子應在軌道的卡槽內(nèi)，位移傳感器的接收器 和發(fā)射器要正對。(2)注意連接時，各接口不要松動，并打開數(shù)據(jù)采集器的 電源。(3)實驗過程中和多次測量同一傾斜角時，斜面角度不要 改變。

9、F2為鄰邊作出平行四邊形，得到其對角線 F,看F和F是 否完全重合(研究的話應連接各力的頂點看是否平行四邊形)。選做：(4)改變兩力的夾角再做幾次。數(shù)據(jù)處理用相同標度作出兩個分力與合力 F，用平行四邊形定則作出 兩個分力的合力F,再比較F和F。實驗結(jié)論在誤差范圍內(nèi)，如果用表示兩個共點力 F1和F2的線段為 鄰邊作平行四邊形，那么合力 F的大小和方向就可以用F1和 F2所夾的對角線來表示。即符合力的合成符合平行四邊形定則。 注意事項:(1)彈簧秤水平放時調(diào)零，彈簧秤與細線平行與木板平行。(2)彈簧秤示數(shù)要估讀。實驗四研究共點力的合成實驗目的研究合力與分力的關系實驗原理用一個力與同時用兩個力使橡皮

10、筋 發(fā)生相同形變效果(伸長相同的長度)， 合力與兩個分力的大小和方向的關系。 實驗器材圖板、圖釘、白紙、橡皮筋、彈簧測 力計(兩個)、刻度尺、量角器等。實驗五用DIS研究加速度與力的關系，加速度與質(zhì)量的關系實驗目的(1)研究小車在質(zhì)量一定的情況下， 加速度與作用 力的關系。(2)研究小車在受力一定的情況下， 加速度與質(zhì)量 的關系。實驗器材帶滑輪的軌道、小車、鉤碼、小車的配重片、天平、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等實驗步驟(1)用兩個彈簧秤互成角度地拉繩套，使橡皮筋伸長到一 定的位置，記下橡皮筋與純套結(jié)點的位置 O,畫出兩繩套的方 向，記錄兩彈簧秤的示數(shù) F1和F2。(2)用一個彈簧秤將橡皮筋

11、拉伸，使結(jié)點仍到達位置O,實驗步驟(一)用DIS研究加速度與力的關系(1)用天平測量小車的質(zhì)量(含位移傳感器的發(fā)射器)(2)測量鉤碼的重力(作為對小車的拉力)。(3)將位移傳感器的接收器固定在軌道的一端，并連接到 數(shù)據(jù)采集器。將發(fā)射器固定在小車上，同時打開其電源。(4)開啟數(shù)據(jù)采集器電源，運行 DIS應用軟件，點擊實驗 條目中的“牛頓第二定律”，出現(xiàn)軟件界面。(5)用細線連接小車，跨過滑輪系住鉤碼。點擊“開始記 錄”并釋放小車，讓其在外力 F的作用下運動，界面實時顯示 小車的運動狀態(tài)的圖像。當小車到達終點時，點擊“停止記錄”， 得到v-t圖。(6)拖動滾動條，將需要的圖像顯示在窗口中，點擊“選

12、 擇區(qū)域”，用鼠標在圖線中選擇“開始點”和結(jié)束點，計算 機自動計算出所選區(qū)域的加速度值。(7)將加速度a和外力F記錄在表格中內(nèi)相應的位置。(8)保持小車的質(zhì)量不變，改變鉤碼的大小重復實驗，得 到一組數(shù)據(jù)(至少5組)。數(shù)據(jù)處理(1)將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪出a-F圖像。實驗步驟(二)研究小車在受力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的關 系。(1) - (6)同上。(7)將加速度a和質(zhì)量m記錄在表格中相應的位置。(8)保持鉤碼的大小不變，改變小車質(zhì)量并重復實驗，得 到一組數(shù)據(jù)(至少5組)。(9)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出a-m圖，并通過重新設置變量， 使圖像成為一條線。數(shù)據(jù)處理(1)將實驗數(shù)

13、據(jù)記錄在表中。(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪出a-m圖像，通過重新設置變量， 使圖像成為一條直線實驗結(jié)論注意事項(1)軌道應保持水平。(2)小車與軌道的摩擦力要小。(3)鉤碼的質(zhì)量也應小些。實驗六用DIS研究機械能守恒定律實驗目的研究動能和重力勢能轉(zhuǎn)化中遵循的規(guī)律；實驗原理利用光電門傳感器測量物體的瞬時速度，動能 Ek=-mv2 , 2勢能Ep = mgh實驗器材機械能守恒實驗器、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機 等實驗步驟(一)觀察由同一位置釋放的擺錘，當擺線長度不同時錘 上升的最大高度。(1)實驗裝置中，卸下“定位擋片”和“光電門傳感器”。 將擺錘置于大標尺盤的A點并釋放，觀察它擺到左邊最高點時

14、的位置，用筆記下這個位置，看看這個高度與 A點位置是否相 同？(2)裝上定位擋片并調(diào)整到P點位置，它對擺線有阻擋作 用。再次釋放擺錘，同樣觀察擺錘向左擺起的最大高度，記下 這個位置。(3)依次將定位才3片下移至 Q、R等位置，重復上述實驗。 作類似觀察、記錄。(二)測定擺錘在某一位置的瞬時速度，從而求得擺錘在 該位置的動能，進而研究勢能和動能轉(zhuǎn)化時的規(guī)律。(1)卸下“定位擋片”和“小標尺盤”，安裝光電門傳感 器并接入數(shù)據(jù)采集器。(2)開啟電源，運行DIS應用軟件，點擊實驗條目中的“研 究機械能守恒定律”，出現(xiàn)相應的界面。(3)測量擺錘的直徑 s及其質(zhì)量m,將數(shù)據(jù)輸入軟件界 面內(nèi)，把光電門傳感器

15、放在大標尺盤最低端的 D點，并以此作 為零勢能點。A、B、C點相對于D點的高度已事先輸入，作為 計算機的默認值。(4)擺錘置于A點，點擊 “開始記錄”，同時釋放擺錘， 擺錘通過D點的速度將自動記錄在表格的對應處。(5)點擊“數(shù)據(jù)計算”，計算D點的勢能、動能和機械能。(6)依次將光電門傳感器放在標尺盤的 C、B點，重復實 驗，得到相應的數(shù)據(jù)。實驗結(jié)論注意事項注意安裝要豎直。實驗七用單分子油膜估測分子的大小實驗目的估測油酸分子的直徑。實驗原理形成單分子油膜，d=VS實驗器材油酸、酒精、滴管、琲子粉、量筒、刻度尺、蒸發(fā)皿。實驗步驟(1)用已知濃度的油酸酒精溶液滴入量筒，記下滴數(shù)，測 量并計算出每滴溶

16、液中油酸的體積。(2)在蒸發(fā)皿內(nèi)盛放一定量的水，再把琲子粉均勻地撒在 水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開。(3)用透明的方格紙(把方格復印在透明薄膜上)，測量 油膜的面積。(可用玻璃蓋在蒸發(fā)皿上畫出油膜的輪廓，再把透 明方格紙墊在玻璃板下數(shù)格子)(4)用d=V ,就可估算出油酸分子的大小。 S數(shù)據(jù)處理油酸酒精溶液的濃度滴數(shù)量筒體積每滴溶液中油酸的體積 V=油膜的面積S=實驗結(jié)論油酸分子的直徑 d=o注意事項:必須保證是單分子層實驗八用DIS研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的 關系實驗目的探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強與體積之I可的關系。實驗器材注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采

17、集器、計算機實驗步驟(1)將壓強傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連。(2)開啟電源，運行DIS應用軟件，點擊實驗條目中的“研 究溫度不變時，一定質(zhì)量氣體的壓強與體積的關系”，出現(xiàn)相應 軟件界面。(3)點擊“開始記錄”，觀察壓強傳感器所測得的大氣壓 強值。(4)將注射器的活塞置于初始位置 (如15cm處),并與壓 強傳感器探測口連接。(5)在數(shù)據(jù)表格中輸入活塞初始位置所對應的氣體體積 值。點擊“記錄數(shù)據(jù)”，記錄此刻針筒中密閉氣體的壓強值。(6)連續(xù)改變注射器活塞得位置使氣體體積發(fā)生變化，將 變化后的體積輸入到表格中，同時記錄該體積所對應的壓強值， 獲得多組壓強數(shù)據(jù)。(7)點擊“p-V繪圖”，計算機根據(jù)數(shù)據(jù)點

18、繪出“壓強一體 積”關系圖線。，一1 一(8)點擊“p-v繪圖”計算機繪出“壓強一體積的倒數(shù)” 關系圖線。數(shù)據(jù)處理請在圖表中記錄壓強和體積的數(shù)據(jù)，并描繪出 p和V的關 系圖。實驗結(jié)論略注意事項:(1)不能用手握住注器；實驗時緩慢推動注射器；等壓強 值穩(wěn)定后再記錄。(2)活塞涂潤滑油防止漏氣。(3)注射器與壓強傳感器連接處有一定的體積。實驗十 用多用電表測電阻、電壓和電流q實驗目的=一練習用多用電表測電阻、電壓和電流實驗原理閉合電路歐姆定律實驗器材11多用電表、待測電阻、電源、開關、導線若干。實驗步驟(1)按如圖所示的電路把待測電阻、電源、開關連接成電 路。(2)斷開開關S,用多用表電阻擋測出待

19、測電阻 R的阻值。(3)合上開關S,用多用表電壓擋測出電阻兩端的電壓值 U。(4)斷開開關S,用多用表串聯(lián)接入電路，再合上開關 S, 用多用表電流擋測出流過電阻的電流值。數(shù)據(jù)錄處理(1)待測電阻R=U=;流過電阻的電流 1=o(2)根據(jù)測出的電壓和電流值，計算出待測電阻值R=o問題討論比較電阻測量值與計算值的大小，分析產(chǎn)生差異的原因有 哪些？注意事項(1)待測電阻必須從電路中斷開(2)手不能接觸兩表筆(3)換倍率擋后必須重新調(diào)零實驗十一設計、組裝簡單的模塊式電路實驗目的練習使用傳感器、控制器和執(zhí)行器組裝成簡單模塊機器人實驗器材(1)傳感器：光敏電阻、熱敏電阻、聲傳感器、觸發(fā)傳感 器。(2)控制

20、器：與門控制器、非門控制器、或門控制器。(3)執(zhí)行器：小燈泡、小風扇、蜂鳴器。電池、滑線變阻器、開關、導線等。實驗步驟(1)用多用表歐姆擋測量光敏電阻的電阻值，比較在有光 照和遮光的不同條件下，它的電阻值有何變化？(2)按照課本圖9-43連接電路。當光敏電阻被遮蓋和移去 遮蓋物時，小燈泡的發(fā)光情況發(fā)生什么變化？(3)用多用電表歐姆擋測量熱敏電阻的阻值，比較在溫度升高和降低的不同條件下，它的電阻值有何變化？(4)選用合適的器材，設計一個用熱敏電阻控制小燈泡的電路(畫在右面的框內(nèi))，要求溫度升高時小燈泡發(fā)光，溫度降低時小燈熄滅。(5)用兩個觸發(fā)傳感器器、與門控制器、電動機組裝成能控制洗衣機的模塊機

21、器人，要求只有當電源開關和洗衣機蓋子同時合上時， 電源才能接通。(6)用光傳感器、溫度傳感器，或門控制器、小風扇組裝 成一個類似自動控溫裝置的模塊機器人，要求在有光照或溫度 升高時，小風扇都能啟動。(7)用溫度傳感器、非門控制器、蜂鳴器組裝一臺類似火 警報警器的模塊機器人。問題討論(1)模塊機器人有那幾部分組成？(2)利用上列實驗器材，除了洗衣機控制器、自動溫控裝 置、火警報警器外，你還以設計、組裝多少種模塊機器人。實驗十二 用DIS研究通電螺線管的磁感應強度實驗目的測定通電螺線管內(nèi)部磁場的磁感應強度。實驗器材長螺線管、滑動變阻器、穩(wěn)壓電源、導線、磁傳感器、數(shù) 據(jù)采集器、計算機實驗步驟(1)如

22、課本圖10-29所示，將磁傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器 的輸入口。(2)螺線管接入電源后放置在水平面上，調(diào)節(jié)傳感器的高 度，使它的探管正好在螺線管的軸線上。(3)點擊實驗菜單上的“研究通電螺線管的磁感應強度”， 顯示屏上將出現(xiàn)B-d坐標及數(shù)據(jù)表格等(課本10-30)。其中B 為通電線圈產(chǎn)生的磁場的磁感應強度，d為磁傳感器探管端部插 入線圈的長度。(4)改變d值，點擊“記錄數(shù)據(jù)”，可得到多組不同的d、 B值。數(shù)據(jù)處理(1)在表格中記下傳感器探管端部在不同位置測得的磁感 應強度值。(2)啟動“繪圖”功能，在顯示屏上可觀察到 B-d圖線。 注意事項(1)螺線管接入穩(wěn)定的直流電源電壓小于 6V。(2)調(diào)節(jié)電

23、源的正負極，使磁傳感器的讀數(shù)為正值。(3)傳感器使用前需預熱4分鐘。(4)傳感器測量的為平行長管方向的磁場強度分量。實驗十三測定直流電動機的效率實驗目的測定在一定電壓下工作的直流電 動機的效率。實驗原理在右面方框中畫出實驗電路圖。為了測定直流電動機的效率 “，必須先測 出電動機的輸出功率 P出和輸入功率P 入。輸出功率P出=，輸入功率P入= 則直流電動機的效率“=0由此可知，本實驗要測定的物理量是 實驗器材直流電動機(帶長軸，額定電壓 4.5伏)、電源、電壓表、 電流表、滑動變阻器、開關、整碼盤(已知質(zhì)量)、整碼若干、 停表、刻度尺、細純一根、導線若干。實驗步驟(1)將電動機與電源、滑動變阻器

24、、電壓表、電流表、開 關接成實驗電路。(2)將盛整碼的小盤用細純系住，細繩上端繞在電動機長 軸上，調(diào)節(jié)盤中的整碼數(shù)使小盤上升的運動為勻速運動，記下 小盤與盤中整碼的總質(zhì)量。(3)接通開關，測出小盤上升所用時間及上升高度，并記 下電流、電壓表的示數(shù)。(4)計算電動機的效率。(至少測量三次)數(shù)據(jù)處理電壓、電流、高度、時間、輸入功率、輸出功率、效率。實驗結(jié)論注意事項小盤上升的運動要勻速。mgh小于IUt - I2rt實驗十四 探究感應電流產(chǎn)生的條件實驗目的探究感應電流產(chǎn)生的條件。實驗器材條形磁鐵、靈敏電流計、線圈 A和B、滑動變阻器、電源、 開關、導線等。實驗方案設計(包括原理、電路、步驟和觀察記錄

25、)方案一(供參考)將靈敏電流計和線圈B按課本圖11-7連接成閉合回路；線 圈A與電源、開關、變阻器串聯(lián)成另一個閉合回路。合上開關, 這時通電螺線管A相當于一根條形磁鐵。(1)線圈A在線圈B中靜止不動，靈敏電流計指針不偏 轉(zhuǎn)。(2)線圈A在線圈中拔出或插入時，靈敏電流計指針發(fā)生 偏轉(zhuǎn)。注意事項(1)必須用靈敏電流計G; (2)有兩個電流回路，副線圈 回路只有靈敏電流計 Go 拓展型實驗實驗一描繪平拋運動的軌跡實驗目的(1)利用有連拍功能的數(shù)碼相機或攝像機獲得平拋運動的軌跡；(2)利用DIS實驗研究平拋物體的飛行時間t與下落高度 h、初速度V0之間的關系；平拋物體的射程d與V0、t之間的關 系。實

26、驗器材有連拍功能的數(shù)碼相機或攝像機，以及由斜面滑槽和支架、 金屬小球、光電門傳感器、碰撞傳感器等組成的DIS平拋運動實 驗裝置。實驗步驟實驗裝置如圖 1所示。(1)控制斜槽 導軌的水平槽口高 度，讓小球從斜槽 的不同高度處滾 下，以4種不同的 速度沖出水平槽口 在空中做平拋運動。利用安置在槽口的光電門傳感器測量小球平拋運動的初速 度V0,利用安裝在底板上的碰撞傳感器測量小球的飛行時間t 0并顯示在計算機屏幕上。落地點的水平距離 d由底座上的標尺 讀出，物體拋出時的高度h由直尺測量。將這些數(shù)據(jù)記錄在預先 設計好的表格中。(2)改變斜槽水平槽口的高度，重復步驟(1)中的實驗，將 顯示在計算機屏幕上

27、的這些數(shù)據(jù)記錄在預先設計好的第二張表 格中。(3)利用數(shù)碼相機的連拍功能(或攝像機)，在上述兩組實 驗中，各選一次實驗，拍攝小球做平拋運動的過程，將所攝得 的一組照片輸入計算機中，然后進行處理，并將這些照片圖像 疊合在一起，以獲得小球做平拋運動的軌跡。分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論(1)根據(jù)表中物體拋出時的高度h和初速度v0的數(shù)據(jù)，分別 計算出射程和飛行時間的理論值，然后與相應的實驗數(shù)據(jù)進行 比較，進行分析，得出結(jié)論。(2)考察由數(shù)碼相機所得到的小球做平拋運動的軌跡圖像， 分析由此得到的某些信息，如水平分速度、豎直分速度等。 注意事項數(shù)碼相機大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約 15幀照片，可 用它拍攝小球從水

28、平桌面飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片。 如果用數(shù)學課上畫函數(shù)圖像的方格黑板做背景，就可根據(jù)照片 上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。也可將拍攝的照片 輸入計算機，把多張圖片合成一張，從而顯示出小球做平拋運 動的軌跡。注意：如果小球從高度大約為1.5m處水平拋出，則小球從 拋出到落地大約為0.5s,所以要選擇連續(xù)曝光間隔小于 0.1s的 數(shù)碼相機，以便能得到小球在空中時的 45張照片。實驗二研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件實驗目的研究有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡條件。實驗器材鐵架臺、力矩盤、彈簧秤、一組鉤 碼、帶套環(huán)的橫桿、釘子、細線、刻度 尺等。探究思路作用在有固定轉(zhuǎn)動軸物體上的力矩 可引起物體

29、沿不同方向轉(zhuǎn)動。從沿著轉(zhuǎn) 動軸的某一個方向上看，力矩的作用效 果不外乎有兩種可能：引起物體沿逆時 針方向轉(zhuǎn)動或者沿順時針方向轉(zhuǎn)動。于 是我們要通過實驗來探究的問題是，為 了使一個有固定轉(zhuǎn)動軸的物體處于平衡 狀態(tài)，施加在該物體上的能引起它沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩和能引起它沿順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩之間 究竟需滿足怎樣的定量關系。實驗步驟(1)如圖2所示，將力矩盤的金屬軸 O固定在鐵架臺上, 把力矩盤套在軸上并使盤面保持豎直。同時在鐵架臺上固定一 根橫桿。力矩盤上畫出的同心圓供確定力臂時參考。(2)將釘子固定在力矩盤的四個任意位置上，其中三枚釘 子上用細線懸掛不同個數(shù)的鉤碼，第四個釘子用細線與測力計 的

30、鉤子相連，測力計的另一端則掛在水平橫桿的套環(huán)上。(3)當力矩盤在這四個力的作用下處于平衡狀態(tài)時，測出 各個力的大小及它們的力臂。將力和力臂的數(shù)據(jù)記錄在預先設 計的表格中。(4)改變釘子的位置，重復實驗一次。(5)分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。注意事項(1)為了使實驗條件具有普遍性，可用測力計對圓盤施加 非豎直方向的力。原盤所受的幾個力的作用點不要和轉(zhuǎn)動軸在 同一水平線上。測力計向左上方的拉力的作用點最好在軸的右 側(cè)，這有助于提高學生正確找出力矩、判斷力矩方向的能力。(2)實驗前須對圓盤進行檢查和調(diào)整。若圓盤不能隨遇平 衡，表明盤的重心偏離軸心，實驗時重心處所受的重力矩會引 起誤差，這時可用圖釘作配重進行

31、校正。軸桿要保持水平，圓 盤與軸桿之間的間隙要小，避免圓盤受力時向前傾斜而偏離豎 直平面。軸上要加些機油潤滑，使圓盤轉(zhuǎn)動靈活，盡可能減小 摩擦力矩。(3)測力計的精度通常低于鉤碼，事前應對測力計仔細校 準。實驗時為避免測力計因自重下垂而造成測量誤差，可用手 扶住測力計，使它與所拉細繩在同一直線上時再讀數(shù)。每條細 線都應掛在釘子的根部，橫梁的位置也應前后適當，使圓盤受 到的各個力均在同一平面內(nèi)。各力矩的力臂應盡量取大些，以 減小用尺測量的誤差。各力矩應盡量大些，以減小軸上摩擦力矩的影響。平衡后輕輕地敲幾下圓盤，這樣的振動可減小軸上 摩擦力矩的影響。(4)實驗時可在圓盤上貼一張白紙，供作圖用。在紙

32、上標 記力的作用線時，要使視線通過細線垂直于紙面，然后在細線 后面離力的作用點盡可能遠處用筆畫一個點。確定軸心的辦法 是，在紙上仔細地拓出軸的圓形橫截面，再取這個圓的圓心， 最后將紙取下，放在桌上作圖，畫出各個力和力臂，并將測量 結(jié)果記錄在預先設計的表格中，算出力矩，得出結(jié)論。(5)本實驗的誤差主要來源：鉤碼質(zhì)量誤差(01%)、測力計精度產(chǎn)生的誤差(& 2.5%),以及軸心定位偏差和作圖偏差 等?？傮w誤差可控制在4%以內(nèi)。實驗三用單擺測定重力加速度實驗目的用單擺測出當?shù)氐闹亓铀俣?。實驗器材單擺、停表、直尺、游標卡尺、鐵架臺等。實驗原理由單擺周期計算公式可得2 lg =4 產(chǎn)測出l、T就可以計

33、算重力加速度g 。實驗步驟選取一個才i線長約1m的單擺，把線的上端用鐵夾固定在鐵 架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺 球自由下垂，如圖3-1所示。用米尺量出擺線長度l ,精確到毫 米；用游標卡尺測量擺球的直徑，然后算出擺球半徑，也精確 到毫米；然后放開小球讓它擺動，用停表測出單擺做 3050次 全振動所用的時間。計算出平均擺動一次的時間，這個時間就 是單擺的振動周期。再根據(jù)單擺的周期公式，計算出重力加速 度。變更擺長，重復幾次實驗，計算出每次實驗測得的重力加速度。設計一個表格，把測得的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入表中。最 后，求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值，即可看作本地 區(qū)的重

34、力加速度。注意事項(1)從擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時。(2)擺長等于擺線的長度加擺球半徑。(3)多測幾次求平均值。補充說明本實驗也可用DIS實驗系統(tǒng)來做，其方法如下：應用DIS實驗系統(tǒng)，將圖3-2中的光電傳感器接到數(shù)據(jù)采集 器的輸入口，點擊實驗菜單中的“用單擺測重力加速度”。實驗 時，先量出擺球的半徑與擺線的長度，輸入計算機。單擺擺動 后，點擊“記錄數(shù)據(jù)”，顯示屏將得到一組單擺的周期與重力加 速度的值。發(fā)波水槽、變頻電動機、電源等，如圖 4所示。實驗步驟(1)打開變頻電動機電源；(2)調(diào)節(jié)兩小球擊水深度和頻率；(3)觀察兩列波疊加區(qū)域水面的波形；(4)改變實驗條件，使兩個小球以不同的頻率擊 水

35、，觀察不同頻率的兩列波疊加時，水面的波形。實驗結(jié)論頻率及其他振動情況相同的兩列波疊加以后，某些區(qū)域質(zhì)點的振動加強，某些區(qū)域質(zhì)點振動減弱；這些區(qū)域是互 相間隔的；而且這些區(qū)域的分布是穩(wěn)定的。注意事項不同頻率的波在空間相遇也能疊加，各質(zhì)點的合位移也等于 每列波引起的分位移的矢量和，但合位移的最大值不能保持不 變，也就不能在相遇區(qū)域產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，當然也就不能 產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。實驗五用DIS描繪電場的等勢線實驗目的用描跡法畫出電場中一個平面上的等勢線。實驗器材DIS (數(shù)字信息系統(tǒng))、木板、白紙、復寫紙、導電紙、圖釘 若干、電池、電鍵、圓柱形電級兩個。實驗原理用DIS的電壓傳感器探測等勢點，用描跡

36、法把等勢點連接成 等勢線。實驗步驟(1)安裝實驗裝置如圖5-1所示，在一塊平整的木板上，依次鋪放白紙、復寫 紙、導電紙。導電紙有導電物質(zhì)的一面向上，用圖釘將它們固 定好。在導電紙上放兩個與它接觸良好的圓柱形電極，電極 A 與電源的正極相連作為“正電荷”，電極B與電源的負極相連作 為“負電荷”。兩個電極之間的距離約為10cm,電壓為46V。 將兩探針通過電壓傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器的輸入口， 點擊“實 驗單”中的“電壓測量”，開始實驗。圖5-1(2)實驗測量.選擇基準點先將兩個電極的位置壓印在白紙上，然后在兩極的連線上， 選取間距大致相等的5個點作為基準點，并用探針把它們的位 置壓印在白紙上。.探

37、測等勢點圖5-2在白紙上，照這樣的方法，在每 個基準點的兩側(cè)，各探測出五個 等勢點，每個等勢點大約相距 1cmr3.畫等勢線將兩個探針分別拿在左、右手中，用左手中的探針跟導電紙 上的某一基準點接觸，然后用右手中的探針在導電紙平面上找 若干個與基準點的電勢差為零 的點，用探針把這些點一一壓印取出白紙，根據(jù)五組等勢點畫出五條平滑的曲線， 它們就是 等勢線(如圖5-2)注意事項(1)先用多用表的歐姆擋在各處測一下電阻是否均勻，以 便選用厚薄均勻的導電紙，欺壓時注意不要使紙破裂以免影響 場的分布。(2)電極跟導電紙的接觸要良好，這是做好實驗的關鍵?？梢赃x用10g或20g的銅質(zhì)小整碼做電極壓在導電紙上。

38、(3)本實驗為更好體現(xiàn)原理，選用電壓傳感器來探測等勢 點。在找跟某一基準點電勢相等的點時，不要盲目地移動探針， 要根據(jù)電壓變化的趨勢來調(diào)整探針的位置。(4)用探針找到跟某一基準點的電勢相等的點后，在用探 針把這些點一一壓印在白紙上， 不可用力太大以免導電紙破裂。 補充說明這個實驗裝置所形成的“電場”實際上不是正、負電荷間的 靜電場而是恒定電流場，這是具有不同概念的兩種場，只是由 于它們遵守的規(guī)律相似而用恒定的電流場模擬靜電場來做實 驗。實驗六 用DIS測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗目的測量干電池的電動勢和內(nèi)阻實驗器材DIS (數(shù)字信息系統(tǒng))、電學實驗電路板、滑線變阻器、待測 干電池、導線等。實驗原

39、理改變電路的外電阻，通過電壓傳感器和電流傳感器測量不同 工作狀態(tài)的端電壓和電流，輸入計算機，自動生成U-I圖線，由圖線得出電動勢和內(nèi)阻。電路圖和實物裝置圖見圖6-1和圖 6-2圖 6-1I實驗步驟圖6-2(1)把電壓、電流傳感器分別接入數(shù)據(jù)采集器第一、二輸 入口。(2)將實驗電路板的開關S斷開，電壓、電流傳感器的測 量夾分別接入實驗板的U3、端。(3)連接滑動變阻器R,并把阻值調(diào)到最大，開關 S閉 合。(4)打開“計算表格”，改變滑動變阻器的觸點，使其阻值 逐漸減小，同時點擊“手動”按鈕，記錄幾組不同的電壓、電 流值。圖6-3（5）打開“坐標繪圖”界面，設x軸為“I?”，y軸為“UJ,點擊“直

40、線擬合”，得到實驗結(jié)果如圖6-3所示。（6 ）根據(jù)圖6-3顯示，擬合直線方程為： , 測 得 電 動 勢 為L內(nèi)阻為注意事項由于實驗操作上難度不大，實驗重點應放在對擬合圖線的分析 上，要理解該圖線的意義，其代數(shù)表達式以及截距和斜率的含 義等。實驗七 研究磁通量變化時感應電流的方向探究目的探究感應電流的方向與磁通量變化的關系。 方案設計： 萬案1實驗原理Id將條型磁鐵的N、S極分別插 入感應線圈，或 從感應線圈中拉 出，觀察檢流計 指針的偏轉(zhuǎn)情I 況，然后歸納出 判斷感應電流方向的規(guī)律。 實驗器材條型磁鐵、檢流計、感應線圈等。實驗過程如圖7中（a）、（b）、（c）、（d）所示，將條型磁鐵插入或拉出， 觀察并記錄檢流計指針的偏轉(zhuǎn)方向。實驗記錄（1）在圖7中畫出（a）、（b）、（c）、（d）四種情況下，線圈中感 應電流方向及感應電流磁場的方向。（2）歸納出感應電流的方向與磁通量變化的關系：方案2 （請同學自己設計）實驗原理實驗器%實驗過程實驗記錄實驗結(jié)果：通過上述兩個實驗，你得到的共同結(jié)果是什么？囹8-1實驗八用DIS研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢 的關系 實驗目的 探索影響 感應電動勢大 小的有關因 素。實驗器材 導軌、小 車、擋光片、 螺線管、磁鐵、 電壓