实验一：研究匀变速直线运动
2015-10-06 14:29阅读：
实验一：研究匀变速直线运动
一、实验简介
这是一个由用打点计时器测速度、探究小车速度变化的规律、用打点计时器研究自由落体运动组成的研究实验
1、实验原理]
利用打点计时器在纸带上打出的一列点，求出若干个测量点的瞬时速度，绘制出速度－时间图像，以研究物体读数随时间变化的规律，并求出加速度。
2、实验器材
电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
3、教学要求
1）说出实验中各器材的作用，正确布列器材进行实验操作
2）会选择点迹清晰的纸带，标出合理的测量点，测量各测量点间的距离。
3）会近似计算各测量点的瞬时速度，各段的平均速度、加速度
4）能建立标度合适的坐标系，正确描点，拟合，并预测图像的基本特点
二、实验教学中应注意的问题
1、仪器的使用
1）打点计时器——记录时间、位置信息的仪器
两种打点计时器的区分：
①
4v-6v低压交流电源与220v交流电源
②
复写纸与墨粉盘
③ 一条纸带与两条纸带
2）刻度尺
a、关注刻度尺读数中的有效数字
b、区分直尺、米尺、刻度尺
2、典型操作
1）小车，木板
a、小车释放位置的选择——靠近打点计时器的地方
b、如何释放
2）纸带，打点计时器
a、限位孔、纸带、小车、拉线、定滑轮在一条直线上
b、应先开启电源，再释放纸带
3）自由落体
用夹子竖直夹住纸带
3、数据处理
1）纸带的选择——点迹清晰，且在一直线上
2）由纸带求物体运动速度、加速度
a、利用“逐差法”求加速度
“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据，以减小偶然误差。
b、用图像法求加速度
（在直线上取相隔较远的两数据点）
典型错误：（1）a=v/t （图线不一定过原点）
（2）a=tanθ（坐标标度的不确定）
3）描点作图
a、坐标轴的建立
b、如何用曲线（直线）拟合图像中的点
c、注意连线拟合后图线的延伸
d、注重培养学生根据图像内容得出核心物理规律的能力
4、类比拓展
1）完成同种任务的不同方式
这个实验的核心任务是速度的测量，速度的测量除了用打点计时器外还可以用：
a、利用单摆；b、利用光电门；c、利用频闪照片；d、利用平抛
……
2）不同实验中同种仪器的操作
a、木板、小车——是否要一端垫高以及一端垫高的目的
b、纸带——① 不同实验中获得的纸带的区分
② 不同实验中纸带的处理方式
3）用手、笔来模拟打点计时器
实验二：探究弹簧弹力大小与伸长量的关系
一、实验简介
1、实验原理
弹簧受力会发生形变，在竖直悬挂的轻弹簧下端悬挂钩码，平衡时弹力大小等于钩码重力大小，用刻度尺量出弹簧的伸长量，改变钩码数量，重复上述实验
，就可以定量地寻找弹力与弹簧伸长量之间的关系
2、实验器材
铁架台、毫米刻度尺、被探究的弹簧、钩码 (若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。
3、教学要求
1）探究弹力和弹簧伸长的定量关系.
2）学会用列表法和图象法处理实验数据.
二、实验教学中应注意的问题
1、仪器的使用
1）弹簧的选取——轻质、软硬适中
2、典型操作
1）弹簧的悬挂：①
竖直悬挂——a、考虑自身重力对实验的影响
b、如何保持竖直
②
水平放置——考虑摩擦对实验的影响
2）形变位置的记录：①
如何记录形变位置——利用好三角板
② 考虑非弹性形变的影响——分别测量X加I
和X减I
3）弹力大小的改变：①
施加的外力连续变化
②
施加的外力量子化变化——注意与“功和速度变化的关系”中橡皮条的类比
