2017中学物理实验讲义

中学物理实验讲义（物理教育专业适用）

闽江学院电子系物理教研室

唐一峰编

2017.2

二、传统实验研究与分析

实验一、晶体的熔化和凝固实验的研究

一、实验目的

1、研究本实验成功的关键及改进方法。

2、研究该实验中如何培养学生的实验能力及指导学生做好实验的方法。

二、实验器材

J2262型萘的熔解凝固实验器

三、实验内容

1、在烧杯中加入约2/3、75度热水，将装有2厘米深的萘粉的试管放进烧杯中预热，将两只温度计分别插入烧杯和试管萘中，将搅拌器旋入萘粉中不断搅拌，使萘粉温度均匀。

2、将全套设备移到试管架上，烧杯下垫石棉网，待水温与萘温差＜5度，用酒精灯在石棉网下加热，要求水温的升高速度不超过1度/分，当萘粉温度达到70度时，每分钟记录一次萘粉的温度。

3、当萘粉开始熔解时，需要加强搅拌，使萘粉和熔液呈糊状。

4、萘全部熔解后，温度迅速上升，当温度达到85度时，停止加热，让萘液在烧杯中自然冷却，仍每分钟记录一次温度，记录到75度为止。

5、实验结束后，把试管放入沸水中煮，待萘再次全部熔解，取出温度计，搅拌器，把熔液倒入研钵中碾成粉末，以备下一次再用。

6、做出萘的熔解凝固曲线。

四、注意事项

1、萘粉为热不良导体，加热时必须经常搅拌，使萘粉温度均匀。

2、加热过程，温度升高速度要控制在1度/分以下。

3、实验完毕要清洗各部件，放在原先的位置。

五、实验思考与报告

1、通过研究“晶体的熔化和凝固”的实验，你认为做该好实验的关键有那些？

2、根据你的实验结果，谈谈你的心得体会。

3、根据你的实验体会，你认为在指导中学生实验时，应注意复习哪些知识？提出哪些要求？培养哪些能力？讲解哪些问题？

实验二、阿基米德原理实验的研究

一、实验目的

1、掌握有关阿基米德原理的演示方法。

2、培养学生根据教学需要选择和创制代用仪器的能力。

二、实验器材

J04018阿基米德原理、应用实验器，2.5N弹簧测力。

三、实验内容

（1）阿基米德原理实验的研究（比重比水重的物体）

1、用测力计测出重物和小量筒在空气中的重力的大小。

2、向溢水杯中注水满盈，将小量筒放在溢水杯嘴下。

3、用测力计挂起重物并缓慢将其全部浸没在水中（注意测力计挂钩不要浸入水中），溢水杯中一部分水流到小量筒中，此时测出测力计的读数。

4、再用测力计测出排出的水受到的重力。

（2）阿基米德原理实验的研究（比重比水轻的物体）

1、用测力计测出重物（小配重放在重物桶中，另一带有挂环的小配重挂在重物桶下方）和小量筒在空气中的重力的大小。

2、向溢水杯中注水满盈，将小量筒放在溢水杯嘴下。

3、将重物并缓慢放入在水中直到平衡，溢水杯中一部分水流到小量筒中，此时测出测力计的读数。

4、再用测力计测出排出的水受到的重力。

四、实验思考与报告

1、请总结出做好本实验关键点。

2、做这个实验应引导学生观察那些实验现象？

3、你觉得本实验还有哪些不合理的地方吗？请提出改进的措施和方法？

4、请设计一个验证阿基米德原理的演示实验的教案。

实验三、运动学实验验证和机械能守恒定律的实验的研究

一、实验目的

1 了解电火花打点计时器的构造和使用方法；

2 掌握从电火花打点计时器的纸带记录得出实验数据的方法；

3 学会利用电火花打点计时器判断物体是否做匀变速直线运动；

4 掌握使用电火花打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的方法。

二、实验器材

J01207电火花打点计时器，纸带，毫米刻度尺，一端附有滑轮的长木板，小车，细绳，钩

码，刻度尺，重物（附纸带夹子），刻度尺，铁架台（附夹子）。

三、电火花打点计时器简介

电火花打点计时器，打点时间间隔是0.02S，因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间。如果把纸带与运动物体连接在一起，纸带上的点迹就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点迹之间的间隔．就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而了解物体运动的情况。

四、实验内容

（一）练习使用电火花打点计时器

1、实验步骤

（1）把电火花打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，把复写纸片套在定位轮上，并且压在纸带上面。

（2）在电火花打点计时器接到交流电。

（3）打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就会打上一列小点。

（4）取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n点，点子的间隔数则为n-1个，用t=（n-1）×0.02 s计算出纸带的运动时间t。

（5）用刻度尺测量一下，打下这些点时纸带通过的距离，有多长。

（6）利用公式，

t s

v/

计算纸带在这段时间内的平均速度。将测量和计算结果填入下表

中。

（7

邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5。把数据填入下表中。根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，并写出判断结果和理由。

2、实验研究

使用电火花打点计时器时应注意

（1）使用打点计时器应将它牢牢固定。打点针要调节适当，太靠近纸带，会出现拖尾、双点，同时还增加了运动阻力，甚至损伤复写纸和纸带；离纸带太远，会出现漏点、打不出

（2）在打点时，拉动纸带的速度应适中纸带要平直，不要与限位孔相摩擦。

（3）复写纸不要装反。每打完一条纸带，应将圆形复写纸的位置调整一下，以保证打点清晰。

（4）因为刚接通电源时，振片的振动不稳定，所以在使用打点计时器时，要先接通电源，后松开纸带。

（5）电火花点计时器是按间歇工作设计的每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏。 （6）在纸带上测量长度时，不要一小段一小段地测量后相加，应采用直线坐标法连续读数，以减小误差积累。

（二）研究匀变速直线运动的实脸 1、实验原理

设物体做匀变速直线运动，初速度为v0，加速度是a 。在各个T 内的位移分别是s1、s2、s3…则有：

2

0121

aT T v s += 2

02021223

21)(21aT T v aT T aT v aT T v s +=++=+= 2

02022325

21)2(21aT T v aT T aT v aT T v s +=++=+= 2

02023427

21)3(21aT T v aT T aT v aT T v s +=++=+=

…… ……

2

020*******])1([21aT

n T v aT T aT n v aT T v s n -+=+-+=+=

因此可以得到连续相等时间，内的位移差是：

212312aT s s s s s s s n n =-=-=-=∆-

根据该式即可判断物体是否做匀变速直线运动。 2、实验步骤

（1）如下图2所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

（2）把细绳一端挂上合适的钩码，另一端拴在小车上，使细绳跨过滑轮。把纸带穿过打点计时器，并将纸带的一端固定在小车后面。

（3）把小车停靠在打点计时器处，接通电源待打点计时器打点稳定后再释放小车，让小车拖着纸带运动，

纸带上就会留下打点计时器打下的一列小点。

（4）换上新纸带；按步骤3 重复实验几次，从打上点的纸带中找出一条理想的纸带作为分