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高中物理實驗裝置設計

發布時間:2022-02-07 22:22:43

① 如何開展有效的高中物理實驗教學

有效開展高中物理實驗教學可以增強學生的思維能力,讓學生在實驗中發現問題、分析問題、解決問題;有效開展高中物理實驗教學可以增強學生的動手能力,讓學生在實踐中培養實驗設計和操作能力;有效開展高中物理實驗教學還可以提高學生的物理學習水平,讓學生在實驗中加深對物理問題的理解,提高物理素養。下面從四個方面簡要介紹教師應當如何有效開展高中物理實驗教學。
一、激發學生的求知慾望,讓學生在樂趣中進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師只是讓學生硬性地完成給定的實驗任務,不注重激發學生的探索慾望,學生雖然在教師的「要求」下完成了實驗任務,但是在實驗中的收獲卻不大,這不符合新課標的要求。新課程背景下,教師應格外注意激發學生的求知慾,讓學生在樂趣中進行實驗。「興趣是最好的老師。」只有讓學生對實驗產生了濃厚的興趣,實驗課的效率才能提高。比如:「用單擺測重力加速度」這個實驗,教師不妨將單擺裝置拿到課堂上,現場展示其擺動過程,讓學生仔細觀察,針對單擺可能具有的作用,自由進行思考和討論。在學生的熱烈討論中,教師可以引導學生思考:單擺是否可以測定當地的重力加速度呢?最後結合所學理論給出正確回答。由此自然引出了實驗方案設計的問題,使實驗教學順勢展開。這里,通過實驗前的觀察和討論,有效激發了學生的實驗學習興趣。
二、發揮學生的主體作用,讓學生在課堂上主動進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師給學生講明實驗原理、實驗步驟、實驗結果,學生只是被動地接受,在實驗過程中很少進行思考,達不到實驗教學的預期目的,也不符合新課標的要求。新課程背景下,實驗教學活動中應該充分發揮學生的主體作用,讓學生主動參與到問題提出、方案設計、實驗實施等環節中來,通過實驗深度理解物理知識,培養學生的物理實驗能力。比如:「用打點計時器測速度」這個實驗,教師提出實驗任務後可以讓學生自由討論可能的實驗方法,隨後介紹打點計時器的工作原理,引導學生利用打點計時器完成實驗設計,對學生設計的方案給出評價和修正之後,組織學生主動完成實驗探究。這樣,學生在主動參與中既學習了知識,也培養了能力,實驗教學效率得到顯著提高。
三、運用多媒體輔助實驗教學,讓學生在規范中進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師主要運用講解、板書和親自演示的方式進行實驗教學,但是講解和板書形式比較枯燥,親自演示也往往缺乏必要的規范性,這就容易導致學生的實驗課效率低下,甚至實驗過程不規范,不符合新課標的要求。新課程背景下,教師要善於運用多媒體展示實驗要領,讓學生規范地進行實驗,在規范的實驗中體會物理的嚴謹美、理性美。比如:「測電源電動勢和內阻」這個實驗,教師可以利用多媒體給學生展示在實驗過程中電流表和電壓表是如何連接的,滑動變阻器是如何移動的,採集到的數據是如何處理的,如何通過圖像得出實驗結論。通過演示,學生不僅可以高效地復習相關基礎知識,還可以從中吸取經驗,完善自己的實驗過程。
四、進行小組討論學習,讓學生在合作中進行實驗
傳統的高中物理實驗教學中,教師往往強調讓學生獨立進行實驗,獨立學習固然重要,但是在獨立學習中學生容易限制自己的思維,遇到問題可能也無法及時解決,容易導致實驗課堂效率低下,不符合新課標的要求。新課程背景下,教師要讓學生進行小組討論學習,讓學生在合作中進行實驗,在小組討論的過程中,學生可以汲取其他同學的優點,完善自己的思維,能更高效地進行實驗,提高實驗課堂學習效率。比如:「用雙縫干涉測光的波長」這個實驗,教師就可以讓學生分組討論如何利用雙縫干涉測光的波長,實驗原理、實驗方案學生都可以在合作學習中完成。

② 設計一個高中物理實驗,題目是:確定彈簧的彈簧常數

實驗目的:探究彈簧的勁度系數; 實驗材料:完好的彈簧一個,刻度尺一把(30cm足夠),勾碼數個(50g一個的),鐵架台,鉛筆,白紙一張,夾子兩個; 實驗步驟:一、將尺子和彈簧並排夾在鐵架台上,使其都處於豎直方向,測處彈簧此時的長度L。 ,二、分別在彈簧上掛一個,兩個,三個…砝碼,分別測出數值L1,L2,L3… 三、分別用L1,L2,L3減去L。 ,記錄好數據在紙上畫好F ,L的圖象,用鉛筆用平滑曲線連接好 四、其斜率就是K勁度系數。

③ 急---請幫我歸納高中物理實驗 ^_^

從近幾年的高考來看,理綜卷對物理實驗的考察,已成為高考的熱門題目。所考察的內容也並非教材中已成型實驗,而是以所掌握的實驗原理、技能自行設計為主。它要求學生能明確實驗目的,理解實驗原理,控制實驗條件;會運用已學過的實驗方法;會正確使用實驗中用過的儀器;會觀察、分析實驗現象,處理實驗數據,並得出結論。
設計性實驗是近幾年高考熱點也是得分難點。鑒於此,對物理實驗的復習,提出以下看法:

一是基本儀器的使用仍是實驗復習的基礎。

不管上一年度有無考到儀器的使用,我們對常用的物理儀器要熟練運用,這是實驗的基礎,是實驗的工具,任何時侯都不過時。在這方面花些時間是必需的。常見的有十三種儀器,這十三種儀器是刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒錶、打點計時器、彈簧稱、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。這些工具的使用每本復慣用書上都有很詳細的說明,本文不再多言。

二要從多種視角重新審視和組合實驗板塊。

在物理實驗總復習中,我們不應孤立地看待一個個實驗,而應該從這些實驗的原理、步驟、數據採集與處理方式的異同上,給這些實驗分門別類,從而組成不同的實驗板塊。平時我們已經自覺或不自覺地把實驗分成力學實驗板塊、電學實驗板塊、熱學實驗板塊、光學實驗板塊。但這樣的處理只是簡單地重復了物理課本知識的體系,大多數情況下也是為了講解的方便,沒有多大的創意,對於學生思維的開發和對實驗的科學思維方式的培養顯得很不夠的。在此,我認為我們要在這些實驗的組合板塊中挖掘一些功能,培養學生一種實驗的常規意識,比如對於力學板塊,這是由驗證力的合成與分解、打點計時器的使用和測勻變速直線運動加速度、驗證機械能守恆定律、驗證牛頓第二定律、驗證動量守恆定律等實驗組成的一個大的實驗板塊。

我們還可以把視野再擴大一些,以各種角度重新組合新的實驗板塊,比如按測量型與驗證型可把實驗分成兩大板塊,按能進行圖像處理數據和不能用圖像處理數據又可以把實驗分成兩大板塊。我們可以提示學生這樣劃分板塊,但把一個具體實驗歸類於哪個板塊,這要學生自已思考,比如說用圖像法處理數據,學生們熟悉的是驗證牛頓第二定律和測定電池電動勢和內電阻的實驗,不過畫出的圖形必須是直線,否則不好處理。這給予學生們思考的空間,其實還有許多實驗也是可以這樣處理的,它們都可以歸類於用圖像法處理數據,比如用單擺測重力加速度的實驗,我們測的是周期T和擺長L,再由公式來計算,書本上採用的是多測幾組再求平均值法,現在我們可以以L和T2/4л2為坐標軸,用測得的數據放入描點,畫直線求斜率即是g。
高中物理實驗復習
一、 基本儀器的使用
游標卡尺
設計原理:游標尺上n個刻度的總長度與主尺上(n-1)個刻度的總長度相等,如果游標尺的最小刻度的長為x,相應主尺上的每個最小刻度的長為y,則有nx=(n-1)y,由此式可得游標尺與主尺兩者最小刻度長度的差為k=y-x=y/n,我們把k叫做游標卡尺的精確度。其值由游標尺的刻度數和主尺上的歸小刻度長度y決定。
讀數原理:①先讀整數部分:整數部分由主尺上讀得,即游標尺零刻度線在主尺的多少毫米刻度線的右邊,該毫米刻度值就是應讀得的以毫米為單位的整數部分L
②再讀小數部分:小數部分由游尺上第幾條刻度線與主尺上某一刻度線對齊後讀出,即游標卡尺的准確度k×n=讀出的小數部分(可記為通式k×n)
③測量值為上述兩部分讀數之和,並按有效數字規則記錄,通用公式可寫為s=L+k×n
習題
例1:用一10分度的游標卡尺測量一長度為6.8mm的物體,則游標的哪個刻度與主尺的哪個刻度對齊?14mm處
1、游標有20個刻度的游標卡尺游標總長等於19毫米,它的測量精度是多少?測量時如游標的零刻度在尺身的2.4厘米和2.5厘米之間,游標的第16條刻度線與尺身對齊,測量的結果是多少?
彈簧秤
使用彈簧秤的注意事項:
① 根據被測力的大小選擇彈簧秤的量程,不能超量程測量,否則會損壞彈簧秤
② 使用前要檢查彈簧秤的指針是否指到零位置,如果不指零,就需要調節器零
③ 被測力的方向應與彈簧秤軸線方向一致
④ 讀數時應正對平視。一次測量的時間不宜過長,以免彈簧疲勞
⑤ 彈簧、指針、拉桿都不能與刻度板末端的限位卡發生摩擦
⑥ 讀數時,除讀出彈簧秤上最小刻度所表示的數值,還要估讀一位。
秒錶
使用注意事項:使用秒錶前應檢查秒錶指針是否與零點對齊,如果不能對齊,應記下此時秒針所指示的數值,並對讀數作修正; 測量完畢,應讓秒錶繼續走動,使發條完全放鬆,釋放彈性勢能,使發條恢復到鬆弛狀態。
二、測定性實驗
測定勻變速直線運動的加速度
由紙帶求物體運動加速度的方法:
a.逐差法:s4-s1=s5-s2=s6-s3=…=3aT2,分別求出a1=(s4-s1)/3T2,a2=(s5-s2)/3T2,a3=(s6-s3)/3T2,再算出a1、a2、a3的平均值,即為物體運動的加速度.
b.v—t圖像法:先根據vn=(sn+sn+1)/2T求出打第n個點時紙帶的瞬時速度,作出v—t圖像,圖線的斜率即為物體運動的加速度
習題:
1、在「測定勻變速直線運動的加速度」實驗中,下列方法中有助於減小實驗誤差的是(ACD )
A 選取記數點,把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位
B 使小車運動的加速度盡量小些
C 捨去紙帶上開始時密集的點,只得用點跡清晰、點間間隔適當的那一部分進行測量、計算
D 適當增加掛在細繩下鉤碼的個數
2、在研究勻變速直線運動的實驗中,算出小車經各計數點的瞬時的速度如下:
計數點序號 1 2 3 4 5 6
計數點對應的時刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通過計數點的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
(1)為了計算加速度,合理的方法是( C )
A 根據任意兩計數點的速度公式,用a=Δv/Δt算加速度.
B 根據實驗數據畫出v-t圖,量出其傾角,由公式a=tgα求加速度.
C 根據實驗數據畫出v-t圖,由圖上相距較遠的兩點,由a=Δv/Δt求a.
D依次算出通過連續兩計數點間的加速度,算出其平均值作小車的加速度.
(2)由上表中給出的數據,用作圖法求其加速度

3、在研究勻變速直線運動的實驗中,如圖2一22所示,為一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數點,相鄰記數點間的時間間隔T=0.1s。

(1)根據_ΔS=恆量_可判定小車做勻加速直線運動。
(2)根據_ _______計算各點的瞬時速度,且VA= 0.53m/s ,VB=0.88m/s ,VC =1.23m/s,VD=1.53m/s,VE=1.93m/s 。
(3)在圖2一23所示的坐標中作出小車的v一t,圖線,並根據圖線求出a=_3.5m/s2____。

4)將圖線延長與縱軸相交,交點的速度是_0.53m/s_,此速度的物理意義是__VA_____。
用單擺測定重力加速度
實驗注意事項:
①擺線要用細而輕且不可伸長的1m左右的線製成.
②擺球要用密度大的實心球.
③測擺長時應使擺自然下垂,測懸點到球心間的距離.
④單擺擺動時應使擺線在同一平面內且擺角小於10°.
⑤測周期時,應從擺球經平衡位置時開始計時,要測30或50次全振動時間,取平均值計算
習題
4、用單擺測重力加速度的實驗中,用的擺球密度不均勻,無法確定重心位置.第一次量得懸線長L1(不計半徑),測得周期為T1;第二次測得懸線長為L2周期為T2,根據上述數據,g值應為( B )
A. 4π2(L1+L2)/(T12+T22) B. 4π2(L1-L2)/(T12-T22)
C. 4π2 /T1T2 D.無法計算
5、兩名同學在分析用單擺測重力加速度時由於擺球受空氣阻力而對單擺周期產生影響問題時,甲同學說:空氣對擺球的浮力與重力方向相反,浮力對擺球作用相當於重力加速度變小,因此振動周期變大.乙同學說:浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗,單擺振動周期與擺球質量無關,因此振動周期不變,試分析這兩種說法的正誤.
解析:如圖甲所示,無空氣浮力時,擺球做簡諧振動的回復力是重力的切向分量G1,F回=mg•sinθ,θ是擺角.
有空氣浮力時,如圖乙所示,設擺球受重力和浮力的合力F=mg-F�浮,方向豎直向下,這時擺球做簡諧振動的回復力是F的切向分量F1,
F′回=F1=F•sinθ=(mg-F浮)•sinθ
F′回=m(g- )•sinθ=mg′•sinθ,g′=g-
這時擺球的質量不變,回復力減小,相當於重力加速度減小,周期增大,甲同學說得對.
乙同學說法的錯誤在於沒有正確理解周期與擺球質量無關的特點,單擺周期與質量無關的原因是:回復力F回=mg•sinθ,F回與質量m成正比.回復力F�回產生的指向平衡位置的加速度.
a= =g•sinθ與質量無關,所以周期與m無關.有浮力時F回′=(mg-F浮)•sinθ
a′=(g- )•sinθ,顯見a′<a
所以T增大.單擺振動周期與質量無關也可以從F回=-k•x,k是回復系數,而簡諧振動周期T=2π ,代入k討論得出.

二、 驗證性實驗
驗證力的平行四邊形定則
注意:
1、在本實驗中,以橡皮條的伸長(結點到達某一位置)來衡量力的作用效果,因此,在同一次實驗中應使兩種情況下結點達到同一位置。
2、實驗前,首先檢查彈簧秤的零點是否正確,實驗中,彈簧秤必須保持與木板平等,使用時不能超過彈性限度,讀數時眼睛一定要正對刻度,讀到最小刻度的下一位。
3、畫力的圖示時,標度的稱取應恰當,嚴格按幾何作圖法求合力
習題
6、 如圖所示為驗證力的平行四邊形法則的實驗裝置示意圖,通過細線用兩個互成角度的測力計拉橡皮條使結點移到某一位置O.此時需要記下:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
然後,只用一個測力計再把橡皮條拉長,使結點到達位置 .再記下
(4) ;
(5) ;
(6)實驗中,應使各拉力方向位於 同一平面 ,且與木板平面 平行 。
驗證機械能守恆定律
注意:
(1)安裝打點計時器時,必須使穿紙帶的兩個限位孔在同一豎直線上,以減小摩擦阻力.
(2)接通電源前,穿過打點計時器的紙帶應平展不捲曲,提紙帶的手必須拿穩紙帶,並使紙帶保持豎直,從而不致人為地增大摩擦阻力,導致機械能損耗.
(3)實驗時,必須先接通電源,讓打點計時器工作正常後才能松開紙帶讓垂錘下落,從而使紙帶下落的初速度為零,並且紙帶上打出的第一個點是清晰的一個小點.
(4)選用紙帶應盡量挑選第1、2兩點間的距離接近2mm的紙帶,以保讓打第一個點時紙帶的速度為零.
(5)測量下落高度時,都必須從起點算起,不能搞錯,選取的各個計數點要離起始點適當遠一些,以減小測量高度h值的相對誤差.
(6)因驗證的是ghn,是否等於Vn2/2,不需要知道動能的具體數值,故無需測量重錘的質量m.
實驗誤差
由於重物和紙帶在下落過程中要克服阻力(主要是打點紙帶所受的阻力)做功,所以勢能的減小量△Ep稍大於動能的增加量△Ek.
習題
7、 在驗證機械能守恆定律的實驗中,有同學按以下步驟進行實驗操作:
A.用天平稱出重錘和夾子的質量;
B.固定好打點計時器,將連著重錘的紙帶穿過限位孔,用手提住,且讓手盡量靠近打點計時器;
C.松開紙帶,接通電源,開始打點.並如此重復多次,以得到幾條打點紙帶;
D.取下紙帶,挑選點跡清晰的紙帶,記下起始點O,在距離O點較近處選擇幾個連續計數點(或計時點),並計算出各點的速度值;
E.測出各點到O點的距離,即得到重錘下落高度;
F.計算出mghn和 mυ2n/2,看兩者是否相等.
在以上步驟中,不必要的步驟是 A ;有錯誤或不妥的步驟是 BCDF (填寫代表字母);更正情況是① B中「讓手盡量靠近」應改為「讓重錘盡量靠近打點計時器」 ,② C中應先接通電源,後松開紙帶 ,③ D中應將「距離O點較近處」改為「距離O點較遠處」 ,④ F中應改為「ghn和υ2n/2」
8、在利用重錘自由下落「驗證機械能守恆定律」的實驗中,在打出紙帶並測量出第n點到第1點的距離後,用公式υn=ngT(T為打點時間間隔)來計算打第n點時重錘的速度,然後計算重錘動能的增量△Ek和重錘重力勢能的減少量△Ep.計算時經常出現△Ek>△Ep的結果,試分析其中的原因.
解析:本題可從如下兩方面進行分析:(1)由於重錘和紙帶受到阻力,它們下落的實際加速度a將小於重力加速度,而利用重力加速度g來計算速度υ=n•g•T,將使得υ值偏大. (2)在先接通電源使打點計時器工作,再讓紙帶從靜止釋放的步驟中,常常容易造成紙帶上記錄下來的最初兩點之間的時間間隔小於0.02s,計算中仍按0.02s計算,也將使得速度值υ=n•g•T偏大.
9、某同學在做「驗證機械能守恆定律」的實驗時,不慎將一條選擇好的紙帶的前面部分損壞了,剩下的一條紙帶上各點間的距離,他測出並標在紙帶上,如下圖所示.已知打點計時器的周期是0.02s,重力加速度為9.8m/s2.

(1) 利用紙帶說明重錘(質量為mkg)通過對應於2、5兩點過程中機械能守恆.
(1)重錘在對應2、5兩點時的速度分別為
υ1= m/s=1.495m/s υ2= m/s=2.06m/s
則重錘在2、5兩點對應過程的動能增加量為
△Ek=Ek2-Ek1= mυ22- mυ21=1.004mJ,
而重錘在該過程中下落的距離為
△h=(3.18+3.56+3.94)×10-2m=10.68×10-2m
則重錘在該過程減小的重力勢能為
△Ep=mg•△h=1.047mJ
在允許的實驗誤差范圍內可以認為△Ek=△Ep,即機械能守恆.
(2) 說明為什麼得到的結果是重錘重力勢能的減小量△Ep稍大於重錘動能的增加量△Ek?
因重錘拖著紙帶下落時,空氣阻力和打點計時器的阻力做功而使重錘的機械能有損失,故重力勢能的減小量稍大於動能的增加量
驗證動量守恆定律
實驗需注意事項
(1)為保證兩球在水平方向作同一直線上的對心正碰,必須將斜槽末端切線調節成水平然後固定;
(2)為使入射球A在碰後能沿原方向運動,必須使A球的質量大於被碰球B的質量.
(3)為保證多次重復實驗的條件相同,一是必須使入射球每次都是從斜槽上同一位置從靜止開始滾下;二是注意不能移動實驗桌、斜槽和白紙.
(4)必須明確標明重錘線尖端所指的位置O.以便能較精確地確定兩球作平拋運動的拋出點,從而獲得較精確的水平位移大小.
練習
1、某同學用如下圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恆定律.圖中PQ是斜槽,QR為水平槽.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位於水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復上述操作10次,得到10個落點痕跡.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞後,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復這種操作10次.圖(甲)中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點.B球落點痕跡如圖(乙)所示,其中米尺水平放置,且平行於G、R、O所在的平面,米尺的零點與O點對齊.
(1)碰撞後,B球的水平射程應取為64.7 cm.
(2)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量?答ABD (填選項號).
A.水平槽上未放B球時,測量A球落點位置到O點的距離
B.A球與B球碰撞後,測量A球落點位置到O點的距離
C.測量A球或B球的直徑
D.測量A球和B球的質量(或兩球質量之比)
E.測量G點相對於水平槽面的高度.
2、某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恆定律的實驗:在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之作勻速運動.然後與原來靜止在前方的小車B相碰並粘合成一體,繼續作勻速運動,他設計的具體裝置如下圖所示.在小車A後連著紙帶,電磁打點計時器電源頻率為50HZ,長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力.

(1)若已得到打點紙帶如上圖,並測得各計數點間距標在圖上,A為運動起始的第一點,則應選 BC 段來計算A的碰前速度,應選 DE 段來計算A和B碰後的共同速度.(以上兩格填「AB」或「BC」或「DC」或「DE」).
(2)已測得小車A的質量m1=0.40kg,小車B的質量m2=0.20kg,由以上測量結果可得:
碰前總動量= 0.42 kg.m/s.
碰後總動量= 0.417 kg.m/s.
由上述實驗結果得到的結論是: 在誤差允許范圍內,A、B兩車作用前後的總動量相等,系統的動量守恆。

三、研究性實驗
研究平拋物體的運動
1、在研究平拋物體的運動的實驗中,坐標原點0及豎直向下的軸的確定,下列說法正確的是(AD)
A O點在斜槽末端點處
B O點在斜槽末端點正前方r處(r為小球半徑)
C 過0點畫一條平行木板邊緣向下的線作為軸
D 過0點利用重錘線畫一條豎直線作為軸
2.如圖所示為做平拋運動實驗的專用卡片,長方形孔的寬度為a,長度為b,c為描軌跡點的缺口,若小球半徑為r,則下列說法中正確的是(AB )
A 缺口c應在折線處且緊貼木板上的白紙
B a應略大小2r(r為球半徑)
C b應等於2r D a應等於2r
3、下列哪些因素會使實驗的誤差增大( B )
A 小球與斜槽之間有摩擦 B 安裝斜槽時其末端不水平
C 建立坐標系時以斜槽末端埠位置為坐標原點 D 每次釋放小球的位置相同

④ 高中物理的實驗方法 具體到一些著名實驗

1.埃拉托色尼測量地球的周長
古埃及有一現名為阿斯旺的小鎮。在這里,夏日正午的太陽懸在頭頂:物體沒有影子,陽光直射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世紀亞歷山大圖書館的館長,他意識到這一信息可以幫助他估計地球的周長,在以後幾年的時間里的同一天、同一時間,他在亞歷山大測量了同一地點的物體的影子。發現太陽光線有輕微的傾斜,在垂直方向偏離了大約7度角。 剩下的就是幾何學的問題了。假設地球是球狀,那麼它的圓周應該跨越360度。如果兩座城市成7度角,就是7/360的圓周,就是當時5000個希臘運動場的距離。因此地球的周長就應該是25萬個希臘運動場。今天,通過航跡測算,我們知道埃拉托色尼的測量誤差僅在5%以內。
2. 伽利略的自由落體實驗
在16世紀末,人人都認為重量大的物體比重量小的物體下落的快,因為偉大的亞里士多德已經這么說了。伽利略,當時在比薩大學數學系任職,他大膽的向公眾的觀點挑戰。著名的比薩斜塔實驗已經成為科學中的一個故事:他從斜塔上同時扔下一輕一重的物體,讓大家看到兩個物體同時落地。伽利略挑戰亞里士多德的代價也許是他失去工作,但他展示的是自然界的本質,而不是人類的權威,科學作出了最後的裁決。
3. 伽利略的加速實驗
伽利略繼續提煉他有關物體運動的觀點。他做了一個6米多長、3米多寬的光滑直木槽。再把這個木板的斜槽固定住,讓銅球從木槽頂端沿斜面滑下,並用水鍾測量銅球每次下滑的時間,研究它們之間的關系。亞里士多德曾預言滾動球的速度是均勻不變的;銅球滾動兩倍的時間就走出兩倍的路程。伽利略卻證明銅球滾動的路程和時間的平方成 正比:兩倍的時間里,銅球滾動的4倍的距離,因為存在恆定的重力加速度。
4.牛頓的棱鏡分解太陽光
埃薩克·牛頓出生那年,伽利略與世長辭。牛頓1665年畢業於劍橋大學的三一學院,後來因躲避鼠疫在家呆了兩年,後來順利地得到了工作。當時大家都認為白光是一種純的沒有其它顏色的光(亞里士多德就是這樣認為的),而彩色光是一種不知何故發生變化的光。
為了驗證這個假設,牛頓一面三棱鏡放在陽光下,透過三棱鏡,光在牆上分解為不同的顏色,後來我們稱作為光譜。人們知道彩虹的五顏六色,但是他們認為那是因為不正常。牛頓的結論是:正是這些紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫基礎色有不同的色譜才形成了表面上顏色單一的白色光,如果你深入地看看,會發現白光是非常美麗的。
5.卡文迪許扭稱實驗
牛頓的另一偉大貢獻是他的萬有引力定律,但是萬有引力到底有多大?18世紀末,英國科學家亨利·卡文迪許決定要找出這個引力。他將兩邊系有小金屬球的6英尺木棒用金屬線懸吊起來,這個木棒就像啞鈴一樣。再將兩個350磅重的鉛球放在相當近的地方,以產生足夠的引力讓啞鈴轉動,並扭動金屬線。然後用自製的儀器測量出微小的轉動。
測量的結果驚人的准確,他測出了萬有引力恆量的參數,在此基礎上卡文迪許計算出地球的密度和質量。他的計算結果和當今世界公認的值很接近。
6. 托馬斯·楊的光干涉實驗
牛頓也不是永遠都正確的。在多次爭吵後,牛頓讓科學界接受了這樣的觀點:光是有微粒組成的,而不是一種波。1830年,英國醫生、物理學家托馬斯·楊用實驗來驗證這點。 他在百葉窗上開了一個小洞,讓光線通過,並用一面鏡子反射透過的光線。然後他用一個厚約1/30英寸的紙片把這束光從中間分成兩束。結果看到了相交的光線和陰影。這說明兩束光線可以像波一樣相互干涉。這個實驗為一個世紀後量子學的創立起到了至關重要的作用。
7.米歇爾·傅科鍾擺實驗
去年,科學家們在南極安置一個擺鍾,並觀察它的擺動。他們是在重復1851年巴黎的一個著名實驗。1851年法國科學家傅科在公眾面前做了一個著名的實驗,用一根長220英尺的鋼絲將一個62磅重的頭上帶有鐵筆的鐵球懸掛在屋頂下,觀測記錄他前後擺動的軌跡。周圍觀眾發現每次擺動都會稍稍偏離原來軌跡並發生旋轉時,無不驚訝。實際上這是因為房屋在緩緩移動。
傅科的演示說明地球是在圍繞地軸自轉的。在巴黎的緯度上,鍾擺的軌跡是順時針方向,30小時一個周期。在南半球,鍾擺應該逆時針轉動,而赤道上將不會轉動。在南極,轉動周期是24小時。
8.羅伯特·密里根的油滴實驗
很早以前,科學家就在研究電。人們知道這種無形的物質可以從天上的閃電中獲得,也可以通過摩擦頭發得到。1897年,英國物理學家J·J·托馬斯已經確立電流是由帶負電粒子即電子組成。1909年美國科學家羅伯特·密里根開始測量電流的電荷。密里根用一個香水瓶子的噴頭向一個透明的小盒子里噴油滴。小盒子的頂部和底部分別接一個電池,讓一邊成為正電板,另一邊成為負電板。當小油滴通過空氣時,就會吸引一些靜電,油滴下落的速度可以通過改變電板間的電壓來控制。
密里根不斷改變電壓,仔細觀察每一顆油滴的運動。經過反復的研究,密里根得出結論:電荷的值是某個固定的常量,最小的單位就是單個電子的帶電量。
9.盧瑟福發現核子的實驗
1911年盧瑟福還在曼徹斯特大學做放射能的實驗時,原子在人們的印象中就好像是「葡萄乾布丁」,大量正電荷聚集的糊狀物質,中間包含著電子的微粒。但是他和他的助手發現向金箔發射帶正電的阿爾法微粒時少量被彈回,這是他們非常吃驚。盧瑟福計算出原子不是一團糊狀物質,大部分物質集中在一個中心小核上,現在叫做核子,電子在它周圍環繞。
10.托馬斯·楊的雙縫演示應用於電子干涉的實驗
牛頓和托馬斯·楊對光的性質的研究得出的結論都不完全的正確。光既不是簡單由粒子構成,也不是一種單純的波。20世紀初,麥克斯·普朗克和阿爾伯特·愛因斯坦分別指出一種叫光子的東西發出光和吸收光。但是其他實驗還證明光是一種波狀物。經過幾十年發展的量子學說最終總結了兩個矛盾的真理:光子和亞原子微粒(如電子、光子等等)是同時具有兩種性質的微粒,物理上稱它們:波粒二象性。
將托馬斯·楊的雙縫演示改造一下可以很好的說明這一點。科學家們用電子流代替光束來解釋這個試驗。根據量子力學,電粒子流被分成兩股,被分的更小的粒子流產生波效應,它們互相影響,以致產生象托馬斯·楊的雙縫實驗中出現的加強光和陰影。這說明微粒也有波的效應。到1961年,某一位科學家才在真實的世界裡做出了這一實驗。
下面給你一些物理實驗的方法
1、控制變數法

在實驗中或實際問題中,常有多個因素在變化,造成規律不易表現出來,這時可以先控制一些物理量不變,依次研究某一個因素的影響和利用。

如氣體的性質,壓強、體積和溫度通常是同時變化的,我們可以分別控制一個狀態參量不變,尋找另外兩個參量的關系,最後再進行統一。歐姆定律、牛頓第二定律等都是用這種方法研究的。

2、等效替代法

某些物理量不直觀或不易測量,可以用較直觀、較易測量而且又有等效效果的量代替,從而簡化問題。

如在驗證動量守恆實驗中,發生碰撞的兩個小球的速度不易直接測量,可用水平位移代替水平速度研究;在描繪電場中的等勢線時,用電流場來模擬電場等都用了等效思想。

3、累積法

把某些難以用常規儀器直接准確測量的物理量用累積的方法,將小量變大量,不僅可以便於測量,而且還可以提高測量的准確程度,減小誤差。

如測量均勻細金屬絲直徑時,可以採用密繞多匝的方法;測量單擺的周期時,可測30-50個全振動的時間;分析打點計時器打出的紙帶時,可隔幾個點找出計數點分析等。

4、留跡法

有些物理過程是瞬息即逝的,我們需要將其記錄下來研究,如同攝像機一樣拍攝下來分析。

如用沙擺描繪單擺的振動曲線;用打點計時器記錄物體位置;用頻閃照相機拍攝平拋的小球位置;用示波器觀察交流信號的波形等。

5、外推法

有些物理量可以局部觀察或測量,作為它的極端情況,不易直觀觀測,如果把這局部觀察測量得到的規律外推到極端,可以達到目的。

例如在測電源電動勢和內電阻的實驗中,無法直接測量I=0(斷路)時的路端電壓(電動勢)和短路(U=0)時的電流強度,通過一系列U、I對應值點畫出直線並向兩方延伸,交U軸點為電動勢,交I軸點為短路電流。

6、近似法

在復雜的物理現象和物體運動中,影響物理量的因素較多,有時為了突出主要矛盾,可以有意識的設計實驗條件、忽略次要因素的影響,用近似量當成真實量進行測量。

7、放大法

對於物理實驗中微小量或小變化的觀察,可採用放大的方法。例如游標卡尺、放大鏡、顯微鏡等儀器都是按放大原理製成的。

⑤ 高中物理電學實驗設計

將電流表1與定值電阻竄連當電壓表,然後測未知電阻電壓,用電流表2測電流,然後計算。注意滑動變阻器與電源並聯,電流表2用內法。

⑥ 急需「高中趣味物理實驗」 含步驟,方法

噴泉實驗的基本原理是:氣體在液體中溶解度很大,在短時間內產生足夠的壓強差(負壓),則打開活塞後,大氣壓將燒杯內的液體壓入燒瓶中,在尖嘴導管口形成噴泉。為了解決這個問題,我們想起影響氣壓的幾個因素。根據克拉伯龍方程:PV=nRT,推出P=(nRT)/V (R為常數)。要使P變小,可改變n、T、V中的一個變數。所以減小氣壓的方法有三種:①減少氣體的物質的量(n);②降低氣體的溫度(T);③增大氣體的體積(V)。減少氣體的物質的量有兩種方法:物理方法與化學方法。物理方法可把氣體抽走或物理溶解,化學方法可通過化學反應或化學溶解;降低氣體的溫度,我們可以採用冷水澆注或用濕毛巾放於瓶底,也可以把裝置轉移入較低溫的環境;而增大氣體的體積,可以採取,升高溫度(如,用熱水澆注或熱毛巾放於瓶底)或改變容器的體積的方法。
對於用化學方法來減少氣體的物質的量的方法又和氣體的溶解度、吸收液的種類有關。①氣體溶解性大小會對噴泉的形成產生影響。如,易溶於水的氣體、在水中溶解度不大的氣體、難溶於水的氣體;由於它們在水中的溶解度不一樣,從而就使得壓強的減少不一樣,是噴泉能否產生以及噴泉大小的關鍵。②吸收液的種類也會對噴泉的形成產生影響,不同的吸收液,與氣體之間能否反應、氣體在其中溶解度的大小,都決定了噴泉實驗的成敗。
通過分析噴泉實驗的原理和條件,我們總結出了噴泉實驗成功的關鍵是:①盛氣體的燒瓶必須乾燥,否則甁中有液體,會使瓶口留下空氣,形成的噴泉壓力不大(噴泉」無力」);②氣體要充滿燒瓶;③燒瓶不能漏氣(實驗前應先檢查裝置的氣密性);④所用氣體能大量溶於所用液體或氣體與液體快速反應。
1.噴泉的計算
根據充入燒瓶中液體的體積可以計算燒瓶內所盛氣體的純度或平均式量。
2.噴泉的設計
關鍵是如何使燒瓶內的氣體大量地減少。
製作方法:取一玻璃瓶,瓶口塞入一打孔膠塞。塞孔中插入一尖嘴玻璃管,外端套一膠管.
使用方法:用注射器從瓶內抽氣若干次,然後用彈簧夾夾緊膠管。將玻璃瓶倒置於水槽中。去掉彈簧夾,則見有水經膠管從玻璃管尖嘴噴出,形成噴泉.
噴泉實驗是一個富有探索意義的實驗,在高中化學教學中具有重要的地位。實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉(如圖1)。這類實驗的要求是:①裝置氣密性良好;②所用氣體能大量溶於所用液體或氣體與液體快速反應。能進行噴泉實驗的物質通常有以下幾組:
氣體(a)
液體(b)
液體(c)
3.形成噴泉的組合
(1)UTP(常溫常壓下),NH3、HCl、SO2、NO2 與水組合能形成噴泉。
(2)酸性氣體與NaOH(aq)組合能形成噴泉,例如CO2與NaOH,SO2與NaOH等。
(3)有機氣體與有機溶劑組合也能形成噴泉。
(4)O2、N2、H2 等不溶於水的氣體,設計一定實驗條件將其反應掉,也能形成噴泉。
1.NH3


NH3溶解度為1:700
2.HCl


HCl溶解度為1:500
3.NO2


3NO2+H2O=2HNO3+NO(不能充滿)
4.SO2


SO2+H2O←=→H2SO3
5.CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
6.SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
7.Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
注意:雖然NO2與SO2在水中溶解度較小,但只要滴管中的水加多即可,就是讓相同體積的氣體溶與更多水中,從而使燒瓶 內外形成氣壓差,從而形成噴泉。

⑦ 高中物理實驗室應配備哪些器材請說的詳細全面一些

高中物理實驗室應配備的器材如下:

1、橋梁模型器材套件

包括梁式橋、拱形橋、斜拉橋、桁架橋、吊橋、懸索橋等。

2、光控開關實驗器材套件

包括光敏電阻、74LS14、51kΩ可變電阻、發光二極體、330Ω電阻。

3、火災報警器

4、電子鬧鍾套件

5、滾珠盒

6、演示實驗器材

包括雲母片、電解電容器、三極體、駐極體話筒、光聲控延時開關100kΩ可變電阻、1kΩ電阻等。

7、學生實驗紙材

包括打點紙帶、墨粉紙、坐標紙、復印紙等。

8、溫度報警實驗器材套件

熱敏電阻、74LS14、1kΩ可變電阻、蜂鳴器(YMD或HMB)。

9、電熨斗控溫電路套件

10、防盜報警電路器材套件

包括小永磁體、干簧管、74LS14、2.2kΩ電阻、蜂鳴器(YMD或HMB)。

11、感測器器材

各種溫度感測器(雙金屬片、熱電偶、鉑電阻、銅電阻、熱敏電阻、半導體、感溫鐵氧體)、光敏電阻、硅光電池、光電二極體、濕敏電阻、干簧管、霍爾元件、氣體壓強感測器、酒精氣體感測器等。

12、晶體和非晶體樣品 套 石英晶體,食鹽晶體,雲母片,明礬晶體,硫酸銅晶體;玻璃,松香,蜂蠟,瀝青,橡膠。

13、硫代硫酸鈉(海波)。

(7)高中物理實驗裝置設計擴展閱讀

物理實驗室所做的實驗是初高中階段物理課程中包含的相關實驗,包括電學實驗、力學實驗、熱學實驗、光學實驗等等,常用於驗證物理學科的定理定律。

實驗室使用守則

1、為保護實驗儀器和保持環境衛生,學生必須脫鞋進入實驗室。

2、實驗室是全校師生進行實驗教學和科研活動的場所,學生進入實驗室後要保持肅靜,遵守紀律。

3、做實驗前,認真聽教師講解實驗目的、步驟、儀器的性能操作、方法和注意事項,認真檢查所需儀器設備是否完好齊全,如有缺損要及時向教師報告。

4、實驗時要遵守操作規程,按照實驗步驟認真操作。

5、實驗時要注意安全,防止意外發生。

6、愛護實驗室儀器設備。

7、實驗完畢要認真清理儀器設備,關閉水源電源。

物理實驗儀器室主要放置物理實驗儀器,分類管理。物理實驗准備室設有實驗台,台上配有各種實驗儀器。學生分組實驗室主要設有學生實驗桌,並有電源、水源和氣源。室內要求光線充足,防塵,有通風設備,並有充分的活動餘地。

⑧ 高中物理演示實驗有哪些

第一冊:緒言:P1瓦碎蛋全聲音將酒杯震碎帶電鳥籠里的鳥安然無恙P4超導磁懸浮第一章力P5用懸掛法求薄板的重心P6顯示微小形變的裝置P12共點力的合成P17習題(7)兩人共提一筒水第二章直線運動P20模擬打點計時器P36牛頓管(毛錢管)實驗P38測定反應時間第三章牛頓運動定律P46伽利略理想實驗P50-51加速度和力加速度和質量的關系實驗P55牛頓第三定律P62觀察失重現象第四章物體的平衡P71三個互成角度的共點力的平衡第五章曲線運動P82曲線運動的方向P83運動的合成和分解P86平拋物體的運動P89用尺測量玩具手槍子彈射出時的速度P93向心力演示器P95感受向心力P99離心運動的應用和防止第六章萬有引力定律P106卡文迪許扭秤第七章機械能P123動能動能定理P129小球在擺動中機械能守恆第二冊第八章動量P5雞蛋會不會破P7緩沖裝置的模擬P8動量守恆P13反沖運動第九章機械振動P21彈簧振子的振動P30單擺的振動圖象P31單擺的周期跟哪些因素有關P37受迫振動P38共振P38聲音的共鳴第十章機械波P47波的形成P54波的衍射P55波的疊加P56波的干涉P62多普勒效應第十一章分子熱運動能量守恆P72擴散現象P73布朗運動P76圖11-8做一做P78壓縮氣體做功,氣體內能增加P78氣體對外做功,內能減少P110氣體壓強的微觀意義P112氣體的壓強、體積、溫度間的關系第十三章電場P117靜電感應P118庫侖定律P120庫侖扭秤P124電場線P126靜電屏蔽P133尖端放電與避雷針P135電容器的電容P136常用電容器P137電容式感測器P141靜電除塵原理第十四章恆定電流P153電阻定律P160路端電壓隨電流而改變第十五章磁場P169電流和磁極電流和電流間的相互作用P172驗證環形電流的磁場方向P174安培力P177電流表的工作原理P177電子束在磁場中的偏轉P179帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動P181質譜儀P183迴旋加速器

⑨ 總結一下高中物理的實驗都有那些呢

高考要求的學生實驗(19個)按廣東高考考點編制
113長度的測量
會使用游標卡尺和螺旋測微器,掌握它測量長度的原理和方法.
114. 研究勻變速直線運動
右圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點跡,從便於測量的地方取一個開始點O,然後(每隔5個間隔點)取一個計數點A、B、C、D …。測出相鄰計數點間的距離s1、s2、s3 … 利用打下的紙帶可以:
⑴求任一計數點對應的即時速度v:如
(其中T=5×0.02s=0.1s)
⑵利用「逐差法」求a:
⑶利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a:如
⑷利用v-t圖象求a:求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度,畫出如右的v-t圖線,圖線的斜率就是加速度a。
注意事項 1、每隔5個時間間隔取一個計數點,是為求加速度時便於計算。
2、所取的計數點要能保證至少有兩位有效數字
115.探究彈力和彈簧伸長的關系(胡克定律)探究性實驗
利用右圖裝置,改變鉤碼個數,測出彈簧總長度和所受拉力(鉤碼總重量)的多組對應值,填入表中。算出對應的彈簧的伸長量。在坐標系中描點,根據點的分布作出彈力F隨伸長量x而變的圖象,從而發確定F-x間的函數關系。解釋函數表達式中常數的物理意義及其單位。
該實驗要注意區分彈簧總長度和彈簧伸長量。對探索性實驗,要根據描出的點的走向,嘗試判定函數關系。(這一點和驗證性實驗不同。)

116.驗證力的平行四邊形定則
目的:實驗研究合力與分力之間的關系,從而驗證力的平行四邊形定則。
器材:方木板、白紙、圖釘、橡皮條、彈簧秤(2個)、直尺和三角板、細線
該實驗是要用互成角度的兩個力和另一個力產生相同的效果,看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內相等,如果在實驗誤差允許范圍內相等,就驗證了力的合成的平行四邊形定則。
注意事項:
1、使用的彈簧秤是否良好(是否在零刻度),拉動時盡可能不與其它部分接觸產生摩擦,拉力方向應與軸線方向相同。
2、實驗時應該保證在同一水平面內
3、結點的位置和線方向要准確
117.驗證動量守恆定律
由於v1、v1/、v2/均為水平方向,且它們的豎直下落高度都相等,所以它們飛行時間相等,若以該時間為時間單位,那麼小球的水平射程的數值就等於它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗證:m1OP=m1OM+m2(O /N-2r)即可。
注意事項:
⑴必須以質量較大的小球作為入射小球(保證碰撞後兩小球都向前運動)。要知道為什麼?
⑵入射小球每次應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑
(3)小球落地點的平均位置要用圓規來確定:用盡可能小的圓把所有落點都圈在裡面,圓心就是落點的平均位置。
(4)所用的儀器有:天平、刻度尺、游標卡尺(測小球直徑)、碰撞實驗器、復寫紙、白紙、重錘、兩個直徑相同質量不同的小球、圓規。
(5)若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那麼兩小球將不再同時落地,但兩個小球都將從斜槽末端開始做平拋運動,於是驗證式就變為:m1OP=m1OM+m2ON,兩個小球的直徑也不需測量了。
討論此實驗的改進方法:
118.研究平拋物體的運動(用描跡法)
目的:進上步明確,平拋是水平方向和豎直兩個方向運動的合成運動,會用軌跡計算物體的初速度
該實驗的實驗原理:
平拋運動可以看成是兩個分運動的合成:
一個是水平方向的勻速直線運動,其速度等於平拋物體的初速度;
另一個是豎直方向的自由落體運動。
利用有孔的卡片確定做平拋運動的小球運動時的若干不同位置,然後描出運動軌跡,
測出曲線任一點的坐標x和y,利用
就可求出小球的水平分速度,即平拋物體的初速度。
此實驗關健:如何得到物體的軌跡(討論)
該試驗的注意事項有:
⑴斜槽末端的切線必須水平。 ⑵用重錘線檢驗坐標紙上的豎直線是否豎直。
⑶以斜槽末端所在的點為坐標原點。(4)每次小球應從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑
(5)如果是用白紙,則應以斜槽末端所在的點為坐標原點,在斜槽末端懸掛重錘線,先以重錘線方向確定y軸方向,再用直角三角板畫出水平線作為x軸,建立直角坐標系。
119.驗證機械能守恆定律
驗證自由下落過程中機械能守恆,圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。

⑴要多做幾次實驗,選點跡清楚,且第一、二兩點間距離接近2mm的紙帶進行測量。
⑵用刻度尺量出從0點到1、2、3、4、5各點的距離h1、h2、h3、h4、h5,
利用「勻變速直線運動中間時刻的即時速度等於該段位移內的平均速度」,
算出2、3、4各點對應的即時速度v2、v3、v4,驗證與2、3、4各點對應的重力勢能減少量mgh和動能增加量 是否相等。
⑶由於摩擦和空氣阻力的影響,本實驗的系統誤差總是使
⑷本實驗不需要在打下的點中取計數點。也不需要測重物的質量。
注意事項:
1、先通電源,侍打點計時器正掌工作後才放紙帶 2、保證打出的第一個占是清晰的點
3、測量下落高度必須從起點開始算 4、由於有阻力,所以 稍小於
5、此實驗不用測物體的質量(無須天平)

120.用單擺測定重力加速度 由於g;可以與各種運動相結合考查
本實驗用到刻度尺、卡尺、秒錶的讀數(生物表脈膊),1米長的單擺稱秒擺,周期為2秒
擺長的測量:讓單擺自由下垂,用米尺量出擺線長L/(讀到0.1mm),用游標卡尺量出擺球直徑(讀到0. 1mm)算出半徑r,則擺長L=L/+r
開始擺動時需注意:擺角要小於5°(保證做簡諧運動);
擺動時懸點要固定,不要使擺動成為圓錐擺。
必須從擺球通過最低點(平衡位置)時開始計時(倒數法),
測出單擺做30至50次全振動所用的時間,算出周期的平均值T。
改變擺長重做幾次實驗,
計算每次實驗得到的重力加速度,再求這些重力加速度的平均值。
若沒有足夠長的刻度尺測擺長,可否靠改變擺長的方法求得加速度

121.用油膜法估測分子的大小
①實驗前應預先計算出每滴油酸溶液中純油酸的實際體積:先了解配好的油酸溶液的濃度,再用量筒和滴管測出每滴溶液的體積,由此算出每滴溶液中純油酸的體積V。
②油膜面積的測量:油膜形狀穩定後,將玻璃板放在淺盤上,將油膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上;將玻璃板放在坐標紙上,以1cm邊長的正方形為單位,用四捨五入的方法數出油膜面

122用描跡法畫出電場中平面上等勢線
目的:用恆定電流場(直流電源接在圓柱形電極板上)模擬靜電場(等量異種電荷)描繪等勢線方法
實驗所用的電流表是零刻度在中央的電流表,在實驗前應先測定電流方向與指針偏轉方向的關系:
將電流表、電池、電阻、導線按圖1或圖2 連接,其中R是阻值大的電阻,r是阻值小的電阻,用導線的a端試觸電流表另一端,就可判定電流方向和指針偏轉方向的關系。
該實驗是用恆定電流的電流場模擬靜電場。與電池正極相連的A電極相當於正點電荷,與電池負極相連的B相當於負點電荷。白紙應放在最下面,導電紙應放在最上面(塗有導電物質的一面必須向上),復寫紙則放在中間。
電源6v:兩極相距10cm並分為6等分,選好基準點,並找出與基準點電勢相等的點。(電流表不偏轉時這兩點的電勢相等)
注意事項:
1、電極與導電紙接觸應良好,實驗過程中電極位置不能變運動。
2、導電紙中的導電物質應均勻,不能折疊。
3、若用電壓表來確定電勢的基準點時,要選高內阻電壓表

123.測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)
被測電阻絲的電阻(一般為幾歐)較小,所以選用電流表
外接法;可確定電源電壓、電流表、電壓表量程均不宜太大。
本實驗不要求電壓調節范圍,可選用限流電路。
因此選用下面左圖的電路。開始時滑動變阻器的滑動觸頭應該在右端。
本實驗通過的電流不宜太大,通電時間不能太長,以免電阻絲發熱後電阻率發生明顯變化。
實驗步驟:
1、用刻度尺測出金屬絲長度
2、螺旋測微器測出直徑(也可用積累法測),並算出橫截面積。
3、用外接、限流測出金屬絲電阻
4、設計實驗表格計錄數據(難點)注意多次測量求平均值的方法
原理:

124.描繪小電珠的伏安特性曲線
器材:電源(4-6v)、直流電壓表、直流電流表、滑動變阻器、小燈泡(4v,0.6A 3.8V,0.3A)燈座、單刀開關,導線若干
注意事項:
①因為小電珠(即小燈泡)的電阻較小(10Ω左右)所以應該選用安培表外接法。
②小燈泡的電阻會隨著電壓的升高,燈絲溫度的升高而增大,且在低電壓時溫度隨電壓變化比較明顯,因此在低電壓區域內,電壓電流應多取幾組,所以得出的U-I曲線不是直線。
為了反映這一變化過程,
③燈泡兩端的電壓應該由零逐漸增大到額定電壓(電壓變化范圍大)。所以滑動變阻器必須選用調壓接法。
在上面實物圖中應該選用上面右面的那個圖,
④開始時滑動觸頭應該位於最小分壓端(使小燈泡兩端的電壓為零)。
由實驗數據作出的I-U曲線如圖,
⑤說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大,也就說明金屬電阻率隨溫度升高而增大。
(若用U-I曲線,則曲線的彎曲方向相反。)
⑥若選用的是標有「3.8V 0.3A」的小燈泡,電流表應選用0-0.6A量程;電壓表開始時應選用0-3V量程,當電壓調到接近3V時,再改用0-15V量程。

125.把電流表改裝為電壓表
微安表改裝成各種表:關健在於原理
首先要知:微安表的內阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug。
步驟:
(1)半偏法先測出表的內阻Rg;最後要對改裝表進行較對。
(2) 電流表改裝為電壓表:串聯電阻分壓原理
(n為量程的擴大倍數)
(3)弄清改裝後表盤的讀數
(Ig為滿偏電流,I為表盤電流的刻度值,U為改裝表的最大量程, 為改裝表對應的刻度)
(4)改裝電壓表的較准(電路圖?)
(2)改為A表:串聯電阻分流原理
(n為量程的擴大倍數)
(3)改為歐姆表的原理
兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx後通過電表的電流為 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由於Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小

126測定電源的電動勢和內電阻
外電路斷開時,用電壓表測得的電壓U為電動勢E U=E
原理:根據閉合電路歐姆定律:E=U+Ir,

(一個電流表及一個電壓表和一個滑動變阻器)
①單一組數據計算,誤差較大
②應該測出多組(u,I)值,最後算出平均值
③作圖法處理數據,(u,I)值列表,在u--I圖中描點,最後由u--I圖線求出較精確的E和r。
本實驗電路中電壓表的示數是准確的,電流表的示數比通過電源的實際電流小,
所以本實驗的系統誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個系統誤差, 電阻R的取值應該小一些,所選用的電壓表的內阻應該大一些。
為了減小偶然誤差,要多做幾次實驗,多取幾組數據,然後利用U-I圖象處理實驗數據:
將點描好後,用直尺畫一條直線,使盡量多的點在這條直線上,而且在直線兩側的點數大致相等。這條直線代表的U-I關系的誤差是很小的。
它在U軸上的截距就是電動勢E(對應的I=0),它的斜率的絕對值就是內阻r。
(特別要注意:有時縱坐標的起始點不是0,求內阻的一般式應該是 。
為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內阻宜大些(選用使用過一段時間的1號電池)
127.用多用電探索黑箱內的電學元件
熟悉表盤和旋鈕
理解電壓表、電流表、歐姆表的結構原理
電路中電流的流向和大小與指針的偏轉關系
紅筆插「+」; 黑筆插「一」且接內部電源的正極
理解: 半導體元件二極體具有單向導電性,正向電阻很小,反向電阻無窮大
步驟:
①、用直流電壓檔(並選適當量程)將兩筆分別與A、B、C三點中的兩點接觸,從表盤上第二條刻度線讀取測量結果,測量每兩點間的電壓,並設計出表格記錄。
②、用歐姆檔(並選適當量程)將紅、黑表筆分別與A、B、C三點中的兩點接觸,從表盤的歐姆標尺的刻度線讀取測量結果,任兩點間的正反電阻都要測量,並設計出表格記錄。

128.練習使用示波器 (多看課本)

129.感測器的簡單應用
感測器擔負採集信息的任務,在自動控制、信息處理技術都有很重要的應用。
如:自動報警器、電視搖控接收器、紅外探測儀等都離不開感測器
感測器是將所感受到的物理量(力熱聲光)轉換成便於測量的量(一般是電學量)的一類元件。
工作過程:通過對某一物理量敏感的元件,將感受到的物理量按一定規律轉換成便於利用的信號,轉換後的信號經過相應的儀器進行處理,就可以達到自動控制等各種目的。
熱敏電阻,升溫時阻值迅速減小
光敏電阻,光照時阻值減小, 導致電路中的電流、電壓等變化來達到自動控制
光電計數器
集成電路 將晶體管,電阻,電容器等電子元件及相應的元件製作在一塊面積很小的半導體晶片上,使之成為具有一定功能的電路,這就是集成電路。

130.測定玻璃折射率
實驗原理:如圖所示,入射光線AO由空氣射入玻璃磚,經OO1後由O1B方向射出。作出法線NN1,
則由折射定律
對實驗結果影響最大的是光在波璃中的折射角 的大小
應該採取以下措施減小誤差:
1、採用寬度適當大些的玻璃磚,以上。
2、入射角在15至75范圍內取值。
3、在紙上畫的兩直線盡量准確,與兩平行折射面重合,為了更好地定出入、出射點的位置。
4、在實驗過程中不能移動玻璃磚。
注意事項:
手拿玻璃磚時,不準觸摸光潔的光學面,只能接觸毛面或棱,
嚴禁把玻璃磚當尺畫玻璃磚的界面; 實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變;
大頭針應垂直地插在白紙上,且玻璃磚每一側的兩個大頭針距離應大一些,以減小確定光路方向造成的誤差;
入射角應適當大一些,以減少測量角度的誤差。
131.用雙縫干涉測光的波長
器材:光具座、光源、學生電源、導線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、
測量頭、刻度尺、
相鄰兩條亮(暗)條紋之間的距離 ;用測量頭測出a1、a2(用積累法)
測出n條亮(暗)條紋之間的距離a, 求出
雙縫干涉: 條件f相同,相位差恆定(即是兩光的振動步調完全一致) 當其反相時又如何?
亮條紋位置: ΔS=nλ;
暗條紋位置: (n=0,1,2,3,、、、);
條紋間距 :
(ΔS :路程差(光程差);d兩條狹縫間的距離;L:擋板與屏間的距離) 測出n條亮條紋間的距離a

補充實驗:
1.伏安法測電阻
伏安法測電阻有a、b兩種接法,a叫(安培計)外接法,b叫(安培計)內接法。
①估計被測電阻的阻值大小來判斷內外接法:
外接法的系統誤差是由電壓表的分流引起的,測量值總小於真實值,小電阻應採用外接法;內接法的系統誤差是由電流表的分壓引起的,測量值總大於真實值,大電阻應採用內接法。
②如果無法估計被測電阻的阻值大小,可以利用試觸法:
如圖將電壓表的左端接a點,而將右端第一次接b點,第二次接c點,觀察電流表和電壓表的變化,
若電流表讀數變化大,說明被測電阻是大電阻,應該用內接法測量;
若電壓表讀數變化大,說明被測電阻是小電阻,應該用外接法測量。
(這里所說的變化大,是指相對變化,即ΔI/I和U/U)。 (1)滑動變阻器的連接
滑動變阻器在電路中也有a、b兩種常用的接法:a叫限流接法,b叫分壓接法。
分壓接法:被測電阻上電壓的調節范圍大。
當要求電壓從零開始調節,或要求電壓調節范圍盡量大時應該用分壓接法。
用分壓接法時,滑動變阻器應該選用阻值小的;「以小控大」
用限流接法時,滑動變阻器應該選用阻值和被測電阻接近的。
(2)實物圖連線技術
無論是分壓接法還是限流接法都應該先把伏安法部分接好;
對限流電路:
只需用筆畫線當作導線,從電源正極開始,把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯起來即可(注意電表的正負接線柱和量程,滑動變阻器應調到阻值最大處)。
對分壓電路,
應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲 三部分用導線連接起來,然後在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低,
根據伏安法部分電表正負接線柱的情況,將伏安法部分接入該兩點間。
12.倫琴射線管
電子被高壓加速後高速射向對陰極,從對陰極上激發出X射線。在K、A間是陰極射線即高速電子流,從A射出的是頻率極高的電磁波,即X射線。X射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=hν計算。
13.α粒子散射實驗(第二冊257頁)
全部裝置放在真空中。熒光屏可以沿著圖中虛線轉動,用來統計向不同方向散射的粒子的數目。觀察結果是,絕大多數α粒子穿過金箔後基本上仍沿原來方向前進,但是有少數α粒子發生了較大的偏轉。
14.光電效應實驗(第二冊244頁)
把一塊擦得很亮的鋅板連接在靈每驗電器上,用弧光燈照鋅板,驗電器的指針就張開一個角度,表明鋅板帶了電.進一步檢查知道鋅板帶( )電.這表明在弧光燈的照射下,鋅板中有一部分( )從表面飛了出去鋅板中少了( ),於是帶( )電.

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