内容正文:
高中物理合格性考试复习
必修第二册 实验
人教版(2019)
实验1 探究平抛运动的特点
实验器材:
斜槽、小球(2个,同质量同大小)、木板、坐标纸、重垂线、刻度尺、铅笔
核心原理:
平抛运动分解为“水平匀速直线运动”“竖直自由落体运动”
实验步骤:
1.调整木板竖直(利用重锤线)
2.调节斜槽末端水平
3.安装白纸和复写纸
4.确定坐标轴:小球在斜槽末端时,小球球心在白纸上的投影为原点
5.确定小球的释放点:同一组实验应使小球在同一位置释放
6.描绘运动轨迹:挡板在不同高度时记录小球撞击点
(也可以用铅笔记录小球下落过程中的位置),用平滑的曲线连接。
误差分析:
1. 斜槽末端不水平→轨迹偏移;
2. 小球释放位置不同→初速度v₀变化;
3. 轨迹点记录偏差(描点不准)
数据处理:
1. 水平方向:验证x与t成比(x=v₀t);
2. 竖直方向:验证y与t²成比(y=½gt²)
方案一:描轨迹法
1.安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
2.建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确。
3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。
4.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。
5.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。
方案一:描轨迹法
【误差分析】
方案二:频闪照相
平抛与自由落体竖直分运动的等时性
o
x
y
方案三:喷水法
水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹
如图,倒置的饮料瓶内装有水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,加上一个很细的喷嘴。
方案四:传感器
用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。设计原理如图所示。(请参考课本P12——拓展学习)
归纳总结
1.条件:①初速度沿水平方向 ②只受重力作用
2.运动性质:匀变速曲线运动(a=g)
3.受力特点:
平抛运动
水平方向:不受力
竖直方向:仅受重力
4.研究方法: 运动的合成与分解
实验2 探究圆周运动向心力的大小与质量、角速度、半径的关系
实验器材:向心力演示器(含配重砝码、不同半径轨道)
实验原理
控制变量法
(1)F与m的关系
保持r、ω一定
保持ω 、m一定
(3)F与ω的关系
保持m、 r一定
(2)F与r的关系
实验方法:
只改变半径
只改变质量
只改变角速度
向心力
表达式
方向
总指向轨迹的圆心
向心力
表达式
误差分析:
1. 手柄转速不稳定→ω测量误差;
2. 轨道摩擦→Fₙ测量值偏小;
3. 砝码质量测量偏差
实验3 验证机械能守恒定律
器材:
打点计时器、纸带、重锤、铁架台、刻度尺、电源(交流)
原理:
重锤下落时,重力势能减少量ΔEₚ=mgΔh,动能增加量ΔEₖ=½mv₂² - ½mv₁²,若ΔEₚ≈ΔEₖ,则机械能守恒
h
v
O
方案一:自由落体法
各计数点 l 2 3 4 5 6
下落高度
速度
势能
动能
结论
实验步骤
1. 固定打点计时器,纸带一端系重锤,另一端穿过计时器;
2. 手提纸带,先接通电源,再释放重锤;
3. 重复上一步的过程,打三到五条纸带
4.选取纸带中清晰的点,测相邻点间距Δh
处理数据:
1. 计算某点速度v(用平均速度法:vₙ=(hₙ₊₁-hₙ₋₁)/(2T));
2. 比较ΔEₚ与ΔEₖ
为了使系统误差更小,采用气垫导轨来减小摩擦。使用光电门测量瞬时速度。
方案二:光滑斜面法
实验原理:
实验器材:
气垫导轨
光电门
数字计时器
误差分析:
思考:为什么重物的重力势能减少量略大于动能的增加量?
1. 空气阻力、纸带摩擦→ΔEₖ<ΔEₚ(系统误差,不可避免);
2. 纸带点间距测量误差;(偶然误差,可避免)
3.用电火花计时器代替电磁打点计时器;
4. 安装时保证两个限位孔竖直;释放纸带时,保证纸带竖直。
方案一:自由落体法
实验操作中,把气垫导轨调成倾斜状态,滑块沿倾斜的气垫导轨下滑时,重力势能减小,动能增大。测量滑块和挡光片的质量,用光电门测量滑块的瞬时速度。测量滑块下降的高度 Δh 和初、末速度 v1、v2。
实验步骤:
方案二:光滑斜面法
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
Lavf57.62.100
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