高中物理力学实验大全(三)bw
高中物理实验大全目录

《高中物理实验大全》目录01.气垫导轨介绍02.数字计时仪介绍03用数字计时仪测气垫导轨上滑块的即时速度04匀速直线运动及其速度05测运变速直线运动的加速度06电磁打点记时器07用打点计时器演示匀速直线运动08电火花打点计时器09用打点计时器测匀加速直线运动的加速度10初速度为零的匀加速直线运动的路程和时间的关系11用牛顿管演示空气阻力很小时不同物体同事下落12用悬挂法确定薄板的重心13用大玻璃瓶演示玻璃微小形变14用形变演示器演示形变产生弹力15用激光镜面反射演示桌面微小形变16静摩擦17最大摩擦力18验证滑动摩擦定律19滑动摩擦20滚动摩擦与滑动摩擦的比较21力合成的平行四边形定则22合力的大小于分力间夹角的关系23力的分解24三角衍架演示力的分解25共点力的平衡条件26力矩的平衡27惯性(1)28惯性(2)29惯性(3)30牛顿第一定律31牛顿第二定律(1)32牛顿第二定律(2)33牛顿第三定律34静摩擦力的相互性35弹力的相互性36作用力于反作用力的关系37失重38用测力计演示超重于失重39用微小压强计演示超重于失重40物体做曲线运动的条件41曲线运动中速度的方向42互成角度的两个直线运动的合成43平抛运动与自由落体运动的等时性44平抛运动与水平匀速运动的等时性45平抛运动的轨迹46决定向心力大小的因素47弹簧振子的振动48简谐振动的图象49阻尼振动的图象50单摆的等时性51单摆的振动周期与摆球的质量无关52单摆的周期与摆长有关53用计时器研究单摆周期与摆长关系54受迫振动和共振(1)55受迫振动和共振(2)56用示波器观察发声物的振动57物体的动能58重力势能59动能与重力势能的转化60动能与弹性势能的转化61动量守恒62完全非弹性碰撞63完全弹性碰撞(1)64完全弹性碰撞(2)65完全弹性碰撞(3)66斜碰67碰撞球(1)68碰撞球(2)69碰撞球(3)70单摆小车71反冲(1)72反冲(2)73反冲(3)74气体的扩散75液体的扩散速度与温度有关76布朗运动77布朗运动的成因78分子间的相互作用力(1)79分子间的相互作用力(2)80压燃实验81空气在绝热压缩时温度升高82空气在绝热膨胀时温度降低(1)83空气在绝热膨胀时温度降低(2)84晶体的各向异性与非晶体的各向同性85表面张力现象(1)86表面张力现象(2)87表面张力现象(3)88毛细现象(1)89毛细现象(2)90流体的压强和流速有关91流体的压强和流速关系92气体的压强和体积的关系93气体的压强和温度的关系94气体的体积和温度的关系95气体压强的微观意义96带电体吸引轻小的物体97电荷间的相互作用力跟电荷量及距离有关98库仑扭称99枕形绝缘导体的静电感应100验电器的感应起电101起电盘102用锯木屑观察电场线103用其他方法观察电场线104用移电球检验带电体电荷分布在外表面105用金属网来验证带电体电荷分布在外表面106金属网罩对外电场的屏蔽107接地金属网罩对内电场的屏蔽108平行板电容器的电容跟哪些因素有关109用阴极射线管演示带电粒子在电场中的偏转110定性研究影响导体电阻的因素111定量研究影响导体电阻的因素112描绘小灯泡的伏安特性曲线113描绘二极管的伏安特性曲线114路端电压与负载电阻的关系115电流周围存在磁场116安培右手螺旋定则117用铁屑观察磁感线118用铁制指针观察磁感线119磁场对电流的作用左手定则120平行通电直导线间的相互作用121磁电式电表的结构122磁电式电表的原理123电子束在磁场中偏转124电子束在匀强磁场中的圆周运动125动生电动势的大小跟哪些因素有关(1)126动生电动势的大小跟哪些因素有关(2)127感生电动势的大小跟哪些因素有关128右手定则129楞次定律130通电自感现象131断电自感现象132日光灯的自感现象133用小灯泡观察交流电134用发光二极管观察交流电135用电流表观察交流电136用示波器观察正弦交流电137用示波器观察其他交流电138用示波器观察电容器的充放电139用示波器观察交流电通过二极管前后的波形140电感器对交流电的阻碍作用141影响感抗的因素142电容器对交流电的作用143影响容抗大小的因素144变压器的结构145变压器电压跟匝数的关系146变压器的输入电流随负载的增加而增加147横波的形成和传播148纵波的形成和传播149波的反射150(水波的衍射151波的独立传播152波的叠加153水波的干射154驻波155驻波的形成156空气内的驻波157多普勒效应158电谐振159电磁波的发射和接收160调谐和解调161光的反射定律162光的折射定律163全反射(一)164全反射(二)165光导纤维及其应用166光通过棱镜时的色散167分光镜168全反射棱镜的应用169(光的双缝干涉现象(一)170(光的双缝干涉现象(二)171薄膜干涉(1)172(薄膜干涉(2 )173(薄膜干涉(3)174薄膜干涉(4)175单缝的衍射现象176单孔的衍射现象177泊松亮斑178光的偏振现象(1)179光的偏振现象(2)180红外线的热效应181紫外线的荧光效应及其应用182X射线管183用分光镜观察连续光谱184原子的发射光谱185吸收光谱186光电效应现象187光电效应规律188模拟α粒子散射实验189用盖革计数器探测放射线190用威而逊云室观察α粒子的径迹191激光。
高考物理实验专题复习一 专题三力学实验

高考物理实验专题复习 专题三:力学实验物理《考试说明》中确定的力学实验有:研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关,可见力学实验部分应以纸带的处理,打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容,以分组或演示实验为背景,考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法,能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中,深刻理解物理概念和规律,并能灵活运用,要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中,应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本,同时从常规实验中,有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
(一)打点计时器系列实验中纸带的处理1.纸带的选取:一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。
在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点,并且第一、二两点距离接近2.0mm 。
2.根据纸带上点的密集程度选取计数点。
打点计时器每打n 个点取一个计数点,则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔,即T=0.02n (s )。
一般取n =5,此时T=0.1s 。
3.测量计数点间距离。
为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑,测量距离时不要分段测量,尽可能一次测量完毕,即测量计数起点到其它各计数点的距离。
如图所示,则由图可得:1s S I =,12s s S II -=,23s s S III -=,34s s S IV -=,45s s S V -=,56s s S VI -=4.判定物体运动的性质:⑴若I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 基本相等,则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。
物理实验简单的力学实验

物理实验简单的力学实验力学实验是物理学中基础而重要的一部分,通过实验可以帮助我们理解物体的运动规律和力的作用方式。
在本文中,将介绍一些简单的力学实验,帮助读者更好地理解和掌握力学概念。
实验一:弹簧弹力实验实验材料:弹簧、测力计、托盘、质量块实验步骤:1. 将测力计固定在桌子上,并将弹簧挂在测力计的下方。
2. 在弹簧下方的托盘上放置质量块。
3. 测出托盘上的质量,并记录下对应的测力计示数。
4. 逐渐增加托盘上质量块的重量,记录每次的测力计示数。
实验原理:当质量块增加时,弹簧受到的弹力也随之增加,利用测力计可以直接测量到弹簧的弹力大小。
通过记录不同质量块对应的示数,我们可以验证胡克定律,即弹簧伸长的长度与所受弹力成正比。
实验二:摩擦力实验实验材料:水平细木板、滑轮、绳子、质量块、测力计实验步骤:1. 将绳子系在质量块上,通过滑轮将绳子拧绕在水平细木板上。
2. 使木板保持平稳,调整绳长和质量块的质量,使木板开始运动。
3. 通过调整施加的力的大小,使木板以匀速运动。
4. 不断调整质量块的质量和施加的力的大小,记录示数和所用力的大小。
实验原理:根据牛顿第二定律,当力平衡时,木板以匀速运动,施加在木板上的力大小等于摩擦力的大小。
通过测力计记录施加在木板上的力和所用力的大小,可以推算出摩擦力的大小。
实验三:斜面实验实验材料:光滑斜面、质量块、测力计、绳子实验步骤:1. 将光滑斜面固定在桌子上,并用绳子将质量块绑在测力计上。
2. 将质量块静止放在斜面上,并记录测力计示数为F1。
3. 逐渐加大斜面角度,记录不同角度下的测力计示数F2。
实验原理:根据牛顿第二定律,当质量块处于斜面上静止时,施加在质量块上的力平衡,即受重力和法向力的合力等于零。
通过测力计所示的力大小可以计算出受重力和法向力的大小,进而验证静态力学中的平衡条件。
以上是一些简单的力学实验,通过这些实验可以帮助我们更好地理解力学中的基本概念和原理。
当然,还有许多其他有趣的力学实验可以进行,读者可以根据自己的兴趣和实验条件进行进一步探索和学习。
物理实验报告基本力学(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握力学实验的基本操作方法和实验技巧。
2. 学习使用力学实验仪器,如天平、弹簧测力计、刻度尺等。
3. 通过实验验证力学基本定律,如牛顿运动定律、胡克定律等。
4. 培养实验数据分析、处理和总结的能力。
二、实验原理1. 牛顿运动定律:物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即 F=ma。
2. 胡克定律:弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,即 F=kx,其中 k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的伸长量。
3. 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体的重力,即F浮 = G排= ρ液体gV排,其中ρ液体为液体的密度,g 为重力加速度,V 排为物体排开液体的体积。
三、实验仪器1. 天平:用于测量物体的质量。
2. 弹簧测力计:用于测量力的大小。
3. 刻度尺:用于测量物体的长度。
4. 金属小球:用于验证牛顿运动定律。
5. 弹簧:用于验证胡克定律。
6. 烧杯:用于验证阿基米德原理。
7. 水和盐:用于验证阿基米德原理。
四、实验步骤1. 验证牛顿运动定律(1)将金属小球放在水平面上,使用天平测量小球的质量。
(2)用弹簧测力计测量小球所受的重力。
(3)改变小球的质量,重复步骤(2),记录数据。
(4)根据 F=ma,计算小球的加速度。
2. 验证胡克定律(1)将弹簧一端固定在支架上,另一端连接弹簧测力计。
(2)逐渐增加弹簧的伸长量,记录弹簧测力计的示数。
(3)计算弹簧的劲度系数 k。
3. 验证阿基米德原理(1)在烧杯中装入适量的水,将金属小球浸入水中,使用天平和刻度尺测量小球的质量和体积。
(2)将金属小球浸入盐水中,重复步骤(1),记录数据。
(3)根据阿基米德原理,计算小球在水和盐水中所受的浮力。
五、实验数据及处理1. 验证牛顿运动定律物体质量:m = 0.2 kg重力:F = 1.96 N加速度:a = F/m = 9.8 m/s²2. 验证胡克定律弹簧伸长量:x = 0.1 m弹簧测力计示数:F = 0.98 N劲度系数:k = F/x = 9.8 N/m3. 验证阿基米德原理水中浮力:F水 = G排= ρ水gV排 = 0.98 N盐中浮力:F盐 = G排= ρ盐水gV排 = 1.02 N1. 实验验证了牛顿运动定律,物体受到的合外力与其质量成正比,与加速度成正比。
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高中物理力学实验大全(二)4. 曲线运动4.1 曲线运动的条件运动的合成与分解1、曲线运动的条件实验仪器:小球、绳;铁球、磁铁、斜槽教师操作:拴着绳的小球在桌面上作圆周运动,绳子的拉力改变小球速度的方向。
教师操作:斜槽上滚下的铁球沿直线前进;在旁边放上磁铁后,铁球运动方向改变。
实验结论:合外力与速度不在同一直线上时,物体作曲线运动。
2、曲线运动速度的方向实验仪器:雨伞、水(或沙轮、铁)教师操作:把水倒在张开的雨伞上,转动雨伞。
实验结论:曲线运动中,速度方向是时刻改变的,在某时刻的瞬时速度方向在曲线的这一点的切线方向上。
3、运动的合成实验仪器:运动合成演示器(J2170)、停表教师操作:演示两个分运动并计时;演示合运动并计时。
实验结论:合运动与分运动具有等时性。
4.2 平抛运动1、平抛运动与自由落体运动实验仪器:平抛竖落仪(J04228)教师操作:组装仪器;使底座成水平状态,将两个钢球分别放置在角铁两端的圆窝内,压下扳机,在弹簧的拉力下,角铁发生转动,左边钢球离开圆窝做平抛运动,同时右端角铁后退,右边钢球做自由落体运动;变换弹簧的拉孔,重复实验。
实验结论:在同一高度上的两个物体,同时开始运动,一个做自由落体运动,另一个做平抛运动,不论平抛物体的水平初速度有多大,它与自由下落的物体总是同时落地的;平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
2、平抛运动与水平匀速直线运动实验仪器:钢球(2个)、斜槽(2个)、水平槽、铁架台教师操作:把两个斜槽上下固定在铁架台上,使水平槽与下边斜槽末端保持在同一水平面上;使两个钢球从两个斜槽的同一位置释放,上边钢球滑出斜槽后做平抛运动,下边钢球在水平槽上作匀速直线运动。
实验现象:两个钢球在水平槽的某一位置碰在一起。
实验结论:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
3、研究平抛物体的运动(学生实验)实验仪器:平抛运动实验器(J2154)、学生电源、白纸、复写纸实验目的:(1)描出平抛物体的运动轨迹。
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高中物理实验大全目录高中物理实验大全》目录01.气垫导轨介绍02.数字计时仪介绍03.使用数字计时仪测量气垫导轨上滑块的即时速度04.匀速直线运动及其速度05.测量运动变速直线运动的加速度06.电磁打点记时器07.使用打点计时器演示匀速直线运动08.电火花打点计时器09.使用打点计时器测量匀加速直线运动的加速度10.初速度为零的匀加速直线运动的路程和时间的关系11.使用XXX管演示空气阻力很小时不同物体同时下落12.使用悬挂法确定薄板的重心13.使用大玻璃瓶演示玻璃微小形变14.使用形变演示器演示形变产生弹力15.使用激光镜面反射演示桌面微小形变16.静摩擦17.最大摩擦力18.验证滑动摩擦定律19.滑动摩擦20.比较滚动摩擦和滑动摩擦21.力合成的平行四边形定则22.合力的大小与分力间夹角的关系23.力的分解24.三角衍架演示力的分解25.共点力的平衡条件26.力矩的平衡27.惯性(1)28.惯性(2)29.惯性(3)30.牛顿第一定律31.牛顿第二定律(1)32.牛顿第二定律(2)33.牛顿第三定律34.静摩擦力的相互性35.弹力的相互性36.作用力与反作用力的关系37.失重38.使用测力计演示超重和失重39.使用微小压强计演示超重和失重40.物体做曲线运动的条件41.曲线运动中速度的方向42.互成角度的两个直线运动的合成43.平抛运动与自由落体运动的等时性44.平抛运动与水平匀速运动的等时性45.平抛运动的轨迹46.决定向心力大小的因素47.弹簧振子的振动48.简谐振动的图象49.阻尼振动的图象50.单摆的等时性51.单摆的振动周期与摆球的质量无关52.单摆的周期与摆长有关53.使用计时器研究单摆周期与摆长的关系54.受迫振动和共振(1)55.受迫振动和共振(2)56.使用示波器观察发声物的振动57.物体的动能58.重力势能59.动能与重力势能的转化60.动能与弹性势能的转化61.动量守恒62.完全非弹性碰撞63.完全弹性碰撞(1)64.完全弹性碰撞(2)65.完全弹性碰撞(3)66.斜碰67.碰撞球(1)68.碰撞球(2)69.碰撞球(3)70.单摆小车71.反冲(1)72.反冲(2)73.反冲(3)74.气体的扩散75.液体的扩散速度与温度的关系76.XXX运动77.XXX运动的成因78.分子间的相互作用力(1)79.分子间的相互作用力(2)80.压燃实验81.当空气被绝热压缩时,它的温度会升高。
高中物理力学实验大全

高中物理力学实验大全力学实验是高中物理实验的一个重要分支。
在力学实验中,主要研究物体运动的规律,探讨物体的运动状态,包括速度、加速度、力和能量等方面的变化。
本文将介绍十种高中物理力学实验的操作方法及实验结果。
1. 用动量定理验证牛顿第二定律实验目的:通过测量不同质量的小车在经过一定距离后达到的速度,验证牛顿第二定律。
实验器材:小车、导轨、时间计、尺子、重物、电子秤、数据采集器。
实验步骤:1) 在导轨的一端放置重物,使导轨处于倾斜状态。
2) 将小车放在导轨上,对小车进行称重,并记录下小车的质量。
3) 预先将电子秤放在小车所经过的终点,记录下电子秤显示的重量。
4) 启动计时器,放开小车,记录下小车经过一定距离后的时间t及对应的速度v。
5) 重复实验三次,并取平均值。
实验结果及分析:根据动量定理,p=mv,小车在倾斜导轨上的势能转化为动能,在对称点转化为最大动能,此处动能等于摩擦力的负功。
通过实验测量得到小车的速度和质量,可以计算出小车的动能和动量,进而验证牛顿第二定律。
实验结果表明,小车的速度与质量成正比,即v∝m,验证了牛顿第二定律的结论 F=ma。
2. 利用物体自由落体实验验证重力加速度的大小实验目的:通过测量不同高度的物体下落时间,验证物体自由落体时的加速度大小。
实验器材:计时器、绳、微型摆锤、质量块、电子秤、天平。
实验步骤:1) 在实验室地面下方放置微型摆锤,在与微型摆锤对称的另一侧放置重物。
2) 用绳把重物绑定在摆锤上方,让重物自由下落。
3) 同时启动计时器和下落状态的重物,记录下重物在不同高度下落所需的时间t。
4) 重复实验三次,并取平均值。
5) 根据公式s=1/2gt²计算出在不同高度下落的时间t 和自由落体加速度g。
实验结果及分析:通过实验结果计算可得,物体自由落体时的加速度大小为9.8 m/s²,验证了该定值的正确性。
由此还可以推导出万有引力常数 G 和地球质量 M 的数值。
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高中物理实验力学实验1、互成角度的两个共点力的合成2、测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)3、验证牛顿第二定律4、研究平抛物体的运动5、验证机械能守恒定律6、碰撞中的动量守恒7、用单摆测定重力加速度8、探究弹力和弹簧伸长的关系9、探究动能定理1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块,白纸,图钉若干,橡皮条一段,细绳套,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器等。
[实验步骤] 1.用图钉把一张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板上的A点,用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3.用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成一定角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。
4.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。
5.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。
6.比较F'与用平行四边形定则求得的合力F,在实验误差允许的范围内是否相等。
7.改变两个分力F1和F2的大小和夹角。
再重复实验两次,比较每次的F与F'是否在实验误差允许的范围内相等。
[注意事项]1.用弹簧秤测拉力时,应使拉力沿弹簧秤的轴线方向,橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。
2.同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。
[例题]1.在本实验中,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位置O点,以下操作中错误的是A.同一次实验过程中,O点位置允许变动B.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条的结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两弹簧之间的夹角应取90°不变,以便于算出合力的大小答案:ACD2.做本实验时,其中的三个实验步骤是:(1)在水平放置的木板上垫一张白张,把橡皮条的一端固定在板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。
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高中物理力学实验大全(三)机械振动8.1 简谐运动振动图像1、机械振动实验仪器:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球教师操作:演示振动(1)一端固定的钢板尺(2)单摆(3)弹簧振子(4)穿在橡皮绳上的塑料球提出问题:这些物体的运动各不相同——运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征?实验归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。
2、简谐运动实验仪器:气垫弹簧振子(J2201)、微型气源(J2126)教师操作:演示气垫弹簧振子的振动。
实验结论:①滑块的运动是平动,可以看作质点。
②弹簧的质量远远小于滑块的质量,可以忽略不计。
明确:一个轻质弹簧连接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子。
③没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。
说明我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
教师操作:不给气垫供气,分析滑块在各处各量的值及变化。
振子的振动 A O O A′A′ O O A对O点位移的方向和大小变化向右减小向左增大向左减小向右增大回复力的方向和大小变化向左减小向右增大向右减小向左增大加速度的方向和大小变化向左减小向右增大向右减小向左增大速度的方向和大小变化向左增大向左减小向右增大向右减小3、振幅实验仪器:气垫弹簧振子(J2201)、微型气源(J2126);音叉教师操作:轻敲和重敲音叉,比较声音。
教师操作:把振子拉离到不同位置释放。
4、周期和频率与振幅的关系实验仪器:两个劲度系数相差较大的弹簧振子、停表;音叉教师操作:让两个弹簧振子开始振动,用停表或者脉搏计时,比较一下这两个振子的周期和频率。
实验结论:周期越小的弹簧振子,频率就越大;周期和频率都是表示振动快慢的物理量。
两者的关系为:T=1f或 f=1T教师操作:继续观察两个振子的运动,测出振子在不同情况下的周期.填下表:振子1 振子2振幅 (cm) 1 2 5 1 2 5周期 (s) 1.2 1.2 1.3 0.8 0.8 0.7 (表中数据仅供参考)实验结论:同一个振子完成一次全振动所用时间是不变的,但振动的幅度可以调节。
不同的振子,虽振幅可相同,但周期是不同的;简谐运动的周期或频率与振幅无关。
教师操作(引导学生注意听):敲一下音叉,声音逐渐减弱,即振幅逐渐减小,但音调不发生变化,即频率不变。
实验结论:振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定,称为振子的固有周期或固有频率。
5、简谐运动周期的测定实验仪器:数字计时器(J0201-CC)、气垫导轨(J2125)、小型气源(J2126)、水平尺、滑快、挡光片、弹簧2根教师操作:(1)在导轨两端盖上安装弹簧挂钩,并在滑行器的两端也安装弹簧挂钩,在滑行器中间位置安装挡光条,将两个弹簧如图挂在滑行器和两端盖之间。
通气后滑行器将在弹簧的作用下做简谐运动。
注意弹簧的长度和安装高度要合适,不要使它们收缩下垂时接触气轨表面。
(2)选择“T”计时方式,把一个光电门安装在气轨中部并和计时器连接好。
打开气源,把滑行器向某端盖拉到最大位移处放手、滑行器开始做简谐运动。
待运动平稳后,按一下“复位”键。
计时器就自动计下多个周期及累加和。
计算可得到一个周期(平均值)的时间。
6、沙摆实验仪器:单摆振动图像演示器(J2222)、电池AA(3节)教师操作:塑料薄膜不动,让沙摆振动。
实验现象:(1)、沙在塑料薄膜上来回划出一条直线,说明振动物体仅仅只在平衡位置两侧来回运动,但由于各个不同时刻的位移在塑料薄膜上留下的痕迹相互重叠而呈现为一条直线。
(2)、沙子堆砌在一条直线上,堆砌的沙子堆,沙子不是均匀分布的,中央部分(即平衡位置处)堆的少,在摆的两个静止点下方,沙子堆的多,因为摆在平衡位置运动的最快。
实验结论:质点做的是直线运动,但它每时刻的位移都有所不同。
教师操作:起动开关,让塑料薄膜匀速运动,同时让沙摆振动。
实验现象:原先成一条直线的痕迹展开成一条曲线。
7、简谐运动图像研究实验仪器:简谐振动投影演示器(2220)、软笔、铅笔、刻度尺、墨水教师操作:将软笔汲满墨水,固定在笔杆上;使圆盘逆时针旋转,矢量端点随着圆盘作圆周运动,从而推动振动架作左右振动,固定在其上的投影点也作左右振动,同时卷纸筒不断地将纸往上卷,固定在振动架上的笔杆和软笔在纸上便画出振动图像来。
数据处理:在纸上画出坐标,研究图像。
8.2 单摆1、等时性(单摆振动周期与振幅无关)实验仪器:铁球2个、细线2条、标志旗(红纸制作)教师操作:摆长摆球完全相同的两个单摆,从不同位置(振幅不同)释放。
实验现象:两个摆球每次都同时经过标志旗(最低点)。
2、周期与摆球质量的关系实验仪器:铁球2个(质量不同)、细线2条、标志旗(红纸制作)教师操作:摆长相同,摆球不同的两个单摆,从同一位置释放(振幅相同)。
实验现象:两个摆球每次都同时经过标志旗(最低点)。
3、周期与摆长的关系实验仪器:铁球2个、细线2条、标志旗(红纸制作)教师操作:摆长不同,摆球相同的两个单摆,从同一位置释放(振幅相同)。
实验现象:两个摆球不能同时通过标志旗(最低点),摆长短的振动快。
4、单摆的周期实验仪器:数字计时器(J0201-CC)、铁架台、米尺、挡光片(钥匙)、铁球、细线教师操作:数字计时器选择T;光电门尽量对准挡光片底端;量出摆长;使单摆振动,摆动10次停止计时,求出周期;改变摆长的长度,重复上述实验。
l T1 2 3数据处理:研究摆长与周期的关系。
实验结论:T ∝l5、用单摆测定重力加速度(学生实验)实验仪器:带孔小钢球、细线(约1m 长)、铁架台、停表、米尺、游标卡尺 实验目的:(1)学会用单摆测定当地的重力加速度。
(2)能正确熟练的使用停表。
实验原理:单摆做简谐运动时,其周期为T=2πl g ,有g=4π2lT2,因此测出单摆的摆长和振动周期T ,就可以求出当地的重力加速度的值。
学生操作:(1)做单摆,取约1m 长线绳穿过带孔的小钢球,并打结,然后拴在桌边的支架上。
(2)用米尺量出悬线长l ,准确到毫米,用游标卡尺测出小球直径,算出r ,也准确到毫米,则摆长为l+r 。
(3)把单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)放开它,用停表测单摆完成30次全振动所用时间,求出完成一次全振动所需的时间。
反复测量三次,再算出测得周期值的平均值。
摆长(l+r)(m)周期(T)(s)重力加速度(g)(m/s 2)标准重力加速度(g 0)( m/s 2)注意事项:(1)摆线应选择细而不易伸长的线,长度一般不应短于1m ;小球应选用密度较大的金属球,直径应较小。
(2)计时应选在平衡位置。
(3)用累计法测周期,应在启动停表同时数零,以后数1、2、3……n 次,则T= tn。
(4)可用l-T 2图像处理数据,斜率k=l T 2=g 4π2,即g=4π2k 。
8.3 振动中的能量转化 受迫振动和共振 1、简谐运动的能量实验仪器:气垫弹簧振子(J2201)、微型气源(J2126);单摆教师操作:把弹簧振子的振子向右移动至A 点,然后释放,则振子在弹性力作用下,在平衡位置附近持续地沿直线振动起来;再次演示上面的振动,只是让起始位置明显地靠近平衡位置;画出两次振动的图像Ⅰ和Ⅱ,应同频、同相、振幅不同。
单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动。
实验结论:振子的运动A→O O→A′A′→O O→A能量的变化动能增大减少增大减少势能减少增大减少增大总能不变不变不变不变单摆的运动A→O O→A′A′→O O→A能量的变化动能增大减少增大减少势能减少增大减少增大总能不变不变不变不变简谐运动是理想化的振动,振动过程中系统的能量守恒;系统的能量与振幅有关,振幅越大,能量越大.2、共振实验仪器:摆的共振演示器教师操作:在一根绷紧的绳上挂几个单摆,其中A、D球的摆长相等。
当使A摆动起来后,A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力,经一段时间后,它们都会振动起来。
驱动力的频率等于A摆的频率。
实验现象:在A摆多次摆动后,各球都将以A球的频率振动起来,但振幅不同,固有频率与驱动力频率相等的D球的振幅最大,而频率与驱动力频率相差最大的C球的振幅最小。
实验结论:驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,振幅最大,这种现象叫共振。
3、共鸣共振音叉(2个)教师操作:两频率相等的音叉共鸣。
机械波9.1 机械波波的图像1、机械波的产生条件实验仪器:长绳;发波水槽(J05205)教师操作:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。
教师操作:水波——将单振子固定在承接块上,打开电源开关,溴乌灯亮,遮光叶轮转动,振杆振动,屏幕上即显示水波图像。
2、波的种类实验仪器:波动演示器(J2203)波动演示器:装置全长约800mm,高250mm。
偏心轮组分别由19只偏心轮组成。
轮轴向上移时,偏心轮轴每转30°,前一偏心轮依次带动后一偏心轮,利用偏心轮和波动水平帘衔合,它能缓慢的演示横波、纵波的形成过程。
横波水平帘由37根横波杆组成,利用钢带扭转切变来传播横波,钢带扭转切变采取特殊装置,水平帘转动惯量大,钢带切变形量小,因此波速转慢缓,约每秒0.6米以下,能让学生清晰地观察真正的机械波,纵波水平帘由18根纵波杆组成,利用弹簧拉压体变来传播纵波,它能量消耗小,能使波来回反射,波速约每秒0.5米以下。
教师操作:演示横波形成过程、纵波形成过程。
3、波动图像性质实验仪器:波动图像演示仪(J2219)教师操作:将12V直流电源连接于右下角接线柱上,红端为正极,黑端为负极;打开电源开关,以传播时间为14T周期递增自动循环现实波的传播,同时显示质点离开平衡位置运动的趋向,共显示九帧波形图像;按下暂停键静态显示每一帧波形图像。
4、波长、频率和波速实验仪器:波动图像演示仪(J2219)9.2 波的性质波的特征及声波1、水波的反射实验仪器:发波水槽(J05205)发波水槽:(1)构造发波水槽主要由壳体、水槽、振动源及光源等组成。
①水槽是用底部装有密封、透明玻璃的不锈钢盘制成。
壳体用金属材料制成,上面放置水槽,正面竖直安装毛玻璃,作为水波投影屏幕,框架内部倾斜45°装有平面镜,用来反射水面的影像到屏幕上,底部装有变压电源,后面装有一立杆,立杆上端装光源盒,中部装振源盒,在立杆的中部装有长槽孔,用来调节振源盒的高度。
②振源是由电磁铁、电位器、振杆、振子、主板等组成。
③光源为盒式机械遮挡频闪光源,灯泡为12V 100W幻灯机溴乌灯。
盒的顶部开有散热窗。
④水槽发波附件为单振子、双振子、平面波振子及挡板2块。
(2)准备工作:①在水槽内注3~8mm深的清水。