1、高二物理实验教案设计实验一 验证动量守恒定律 预习思考题 1动量守恒的条件是什么?本实验的两个小球相碰，为什么它们的总动量不改变？ 2本实验是怎样简便地测出两个小球碰撞前后的速度的?所依据的原理是什么? 3在实验中，将要记录O、P、M、0,五个点，它们的位置是怎样确定的?这些点分别表示了什么?4实验后怎样处理实验数据?本实验是怎样验证动量守恒定律的?实验目的用两个大小相同但质量不等的小球的碰撞来验证动量守恒定律实验器材 J2135型碰撞实验器(连同两个大小相同但质量不同的小球、线)，刻度尺，白纸，复写纸 实验步骤 1用天平称量两个小球的质量m的小球定为人射小球，把质量小的小球定为被碰小球，用刻
2、度尺和三角板测量小球的_把测得的数据全部记入(自己设计的)表格中 2按图7安装和调整实验装置。斜槽要固定在桌边；其末端点的切线保持水平把白纸平铺在槽口下的正前方，用重物压住纸的四个角使重锤线沿着斜槽末端竖直下垂，锤尖离地面尽量近又不与地面相碰，在白纸上记下重锤尖所指的位置O，它表示碰撞时入射小球球心在纸上的垂直投影 图3只用人射小球做实验： (1)让入射小球从斜槽上某一高处由静止释放，观察其落地位置，下小球开始滚下的位置 (2)在小球落地处的白纸上铺放复写纸重复10次让人射小球从斜槽同一位置滚下的实验在打上落点记号的白纸上，用尽可能小的圆把所有落点圈在里面，圆心户就是小球落点的平均位置 4让两
3、个小球做正碰的实验： (1)把被碰小球放在斜槽前边的小支柱上，调节小支柱的位置和高度，使入射小球从槽上滚下来与被碰小球发生碰撞时处于同高度，碰撞后的速度方向都在同一条直线上 (2)铺上复写纸，把被碰小球放在小支柱上，让入射小球从原来高度滚下，使它们碰撞重复实验10次用同样的方法标出碰撞后入射小球的落点的平均位置M，被碰小球落点的平均位置N. 图 5从记有O、P、M、N点的白纸上取得实验数据 过O、N点在纸上作一条直线，在直线上截取线段OO=2r，这正好是小支柱和斜槽末端点的距离，则O，点就是被碰小球在纸上的垂直投影O、O、P、M、N各点位置如图8所示 (1)测量线段0，N的长度，它就是被碰小球
4、飞出的水平距离，它在数值上等于被碰小球碰撞后的速度u， (2)测量线段0M的长度，它就是入射小球碰撞后飞出的水平距离，它在数值上等于人射小球碰撞后的速度ul， (3)测量线段0P的长度，它就是入射小球在没有发生碰撞时飞出的水平距离，它在数值上等于入射小球在没有发生碰撞时飞出的水平距离，也就是人射小球的碰前速度 6把数据填入(自己设计的)表格中，再分别计算ml(0P)和ml(0M)+Ml(ON，看看它们是否相等，从而验证mlv1=m1v1+，是否成立 注意事项 1为了保证小球实现水平正碰，固定斜槽时一定要使斜槽末端点的切线保持水平可把小球轻轻放在斜槽底端水平部分，看看小球能否做到随遇平衡同时，被
5、碰小球放到小柱上，既要调节小柱高低，尽量使两球的球心在同一水平线上，又要俯视观察、调整两球左右对齐 2两个小球的大小是相等的，质量是不同的，要用质量较大的作为人射小球 3在整个实验过程中，要保持实验桌、斜槽和白纸的位置不改变；人射小球应尽量从斜槽较高位置液下，但每一次都要从斜槽的同一高度开始无初速释放 记录和计算 (请附原始记录的白纸，自己设计表格和列式计算)结论： 1实验时，为什么不用质量较小的小球作为人射小球?这有什么不好?请动手做实验试一试，再从理论上进行分析 2在本实验中，为什么测出小球飞出的水平距离，就可以用它来代表小球的水平速度?3、在实验过程中，为什么入射小球每次都必须从斜槽的同
6、一高度滚 4为了使两球实现水平正碰，要使两小球相碰时处于同一高度但事实上，由于两球大小相等，此时入射球将会碰到小柱再飞出去我们可以把小柱调低一点点，不让入射球碰着，但这又不是水平方向碰撞了你认为应该怎样改进?请设想一些改进的方法实验二 用单摆测定重力加速度 预习思考题1本实验是根据什么原理进行的?实验中必须取得哪些数据?2怎样安装本实验用的单摆?单摆的摆长如何测量? 3在实验中，单摆的偏角应控制在什么范围内?有什么简便的办法可知偏角满足此条件? 4本实验用什么方法测定单摆振动周期?测量时取摆球经过什么位置的时刻开始计时为好? ：实验目的(学生填写) 实验器材 铁架台，铁夹，细线(1m左右)，金
7、属小球三个孔)，米尺(最小刻度为一)，秒表(或秒钟) 实验步骤(有穿过球心的小 1用细线穿过金属球上小孔，然后在线端打一个比小孔大一些的线结，抽紧后做成个单摆 ， 2将铁夹固定在铁架台上端，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，让摆球自由下垂 3用米尺测量摆长摆长等于从 到 的距离，亦即 与 之和 4用累积法测单摆振动周期把单摆从平衡位置拉开一个小角度，这个角度应不大于 放开摆球，让单摆在竖直平面内摆动用秒表测出单摆完成3050次全振动的时间，再求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期把数据记入记录表格中 5根据公式g=_ ，利用实验测得的_和_ 的数据
8、，计算出重力加速度6变更摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度7求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度 8从单摆的周期公式知道，周期跟偏角的大小、系用实验验证这个结论 注意事项摆球的质量没有关 1摆线要用细而不易伸长的线，悬点要固定不变，不能把摆线随意缠绕在铁夹上，以免悬点松动，引起摆长变化悬挂单摆时可用铁夹把细线上端夹紧，也可用烧瓶夹夹紧两块小木板，以此夹紧摆线 2摆长以1m左右为宜，摆长是指从悬点到球心的距离，测摆长应在单摆竖直悬挂的状态下进行如果只用一把米尺测量摆长，可以让米尺与悬线平行，尺上端的零刻度线与过悬点的水平线重合，尺下端与小球相切，切点处的读
9、数就是摆长或者用米尺测出摆线的长度、用游标卡尺或两把三角尺测出小球直径，则摆线长加小球半径就是摆长 3单摆偏角的控制可以用量角器粗测，也可以用控制摆幅与摆长之比小于0087的办法实现以摆长1m为例，只要让球心偏离平衡位置的距离小于87cm，偏角就小于5 4要让单摆在竖直平面内摆动，不要形成锥摆，测定单摆振动周期时，可事前在平衡位置正下方放一支铅笔或一块橡皮作为记号，在摆球经过平衡位置时开始默数，默数全振动次数要与振动周期同步，注意摆球每经过平衡位置两次才完成一次全振动开头用倒数的方法、后来才顺数：即默数“5，4，3，2，1，0，1，2，30”，数到“0”时启动秒表，数至(30”时关闭秒表 记录
10、和计算 (自己设计一个表格，把测得的数据和计算结果填入表中)问题讨论 1单摆振动周期T与摆长l的测量结果，哪一个对重力加速度g的准确度影响大一些?为什么? 2测周期时，计时的起点可以取摆球经过平衡位置(最低点)的时刻，也可以取摆球摆动到最高点的时刻你认为哪一种方法好，为什么? 3有人认为不必像步骤4那样用累积法测单摆的周期，只要直接测单摆一次全振动所经历的时间就可以了你同意这种看法吗?为什么? 4利用本实验测得的数据，可以研究周期跟摆长的关系应该怎样做?请你尝试一下实验三 用油膜法测分子的大小 预习思考题 1一般分子直径的数量级为_ 2本实验是采用油酸在水面上形成一层_的方法估测分子的大小 3
11、本实验选择油酸的主要原因是因为它的分子由两部分组成，一部分是_，它与水没有_而要冒出水面，另一部分_对水有_ ，面留在水中，这样油酸分子直立在水面上形成_.实验目的 用油膜法估测油酸分子的大小，学习一种估测分子大小的方法实验器材 酒精油酸溶液(由老师预先配制好，它的浓度老师会告诉你的)，浅水盘(边长3040cm)，痱子粉(或石膏粉)，玻璃片(或有机玻璃板)，量筒，注射器(或滴管)，坐标纸或计算纸，清水，彩笔(水性) 实验步骤 1用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴人量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如lmL)时的滴数，求出一滴溶液的体积v 2往浅水盘倒入约2cm深的清水，在水面上轻轻而均匀
12、地撒一层痱子粉或石膏粉 3用滴管滴一滴酒精油酸溶液于水面，等油层不再扩散，形状稳定后，用玻璃片(或有机玻璃板)盖在水盘上(图1)，然后用彩笔将油酸膜的形状描绘在玻璃片上。4将画有油酸薄膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S求面积时以坐标纸上边长为lcm的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个 5根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积y根据油酸的体积y和油酸薄膜的面积S算出薄膜的厚度，可认为是油酸分子的大小 注意事项 1选用的浅水盘各处的高度应均匀，而且水盘应水平放置(可从盘的边缘各处离水面高度是否一样看出)；水盘也不宜太高，略高于水面为宜，
13、以使盘上的玻璃片尽可能地接近水面又不接触水面，这样描绘出的油酸膜轮廓就比较准确描画油酸膜轮廓时，眼睛视线应通过所画之处而垂直于玻璃片 2为了使滴到水面的油酸尽量少，除了把油酸稀释外，应尽量选用出口特别细的注射器或滴管，最好使用滴下100滴以上溶液才有lmL体积的滴管 3向水面滴下酒精油酸溶液时，注意使滴管竖直于水面，管口靠近水面，轻轻地滴下，就有可能得到油层不再扩散，形成边缘圆滑的油膜 4酒精油酸溶液应取分析纯的无水酒精和分析纯的油酸配制实验用具容器都必须清洗干净，否则会影响实验结果 5本实验中，由于测量体积和面积的数值都不精确，因此测量结果偏差较大油酸分子大小的公认值为，只要测量结果的数量级
14、与之相符，就可认为实验成功 实验记录与计算项 目溶液浓度1mL溶液滴数 1滴溶液体积1滴溶液中纯油酸体积油酸膜厚度数据记录或计算实验结论用油膜法估测得到油酸分子的大小为_问题讨论与思考 1本实验能够以宏观的cm数量级的尺度估测到10cm微观尺度，你能说出它巧妙之处吗? 2如果把分子看作一个球体，把你测得油酸分子的大小当作它的直径，那么每立方厘米中有多少个油酸分子?3.油酸的密度是9.8kg/m，那么每一个油酸分子质量是多少?实验四 测定电源的电动势和内电阻 预习思考题 1在闭合电路中，电流强度、路端电压电压是怎样随外电阻的变化而变化的? 2在图14中，滑动变阻器的滑动片为什么应先移到左端?在实
15、验过程中，如果把滑动片移到右端，将会出现什么现象?有什么不良后果? 3。这个实验得出的U-I关系图线为什么是一条直线(参阅课本图)?把这条直线延长，使它跟纵轴和横轴相交，这两个交点各有什么物理意义?怎样用作出的图线求出电源的电动势和内电阻?实验目的用伏安法测定电源电动势和内电阻实验器材 待测干电池(使用两个1号干电池串联)，电流表(J0407或J04071)，直流电压表(J0408或J04081)，滑动变阻器(J2354-1：50n、15A)，开关，导线 实验步骤 1把干电池、开关、直流电流表(用06A挡)、直流电压表(用3V挡)、滑动变阻器按图14连接好电路，并随即把滑动变阻器的滑片移到使变
16、阻器接人电路的电阻为最大处(在图14的情况下，应把滑片移到左端)2接通开关S，移动滑动变阻器滑片，逐渐减小接入电路的电阻，使电流表的读数在0.060.5A之间变化,并依次读取68组对应的电流I和电压U,填于表71中表71 次数 项目12345678I/AU/V3、分别用以下三种方法处理数据、计算出这两节干电池的电动势和内电阻。(1） 任取两组I、U数据代入方程组E=U1+I1rE=U2+I2r 就可以求出电动势E和内电阻r（为提精确度，建议选用电流值及电压值各自大些的两组数据）。把计算过程简要地写在下面： 结论：(1)测得两个串联的干电池的电动势为_，内电阻为_.(2) 为减烛偶然误差，用上面
17、（1）的方法求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。为提高精确度，建议以第1次和第4次为一组，第2次和第5次为一组，余类推，将计算结果填入表7-2中。表7-2组合 项目用1和4两次数据用2和5两次数据用3和6两次数据平均值E/Vr/ 结论：测得两节串联的干电池的电动势是，内电阻是 (3)为了减少偶然误差，还可以用作图法来处理数据，求出E、r值在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标(见图15)，用表71中的各组U、I值在坐标系中描出相应的点，作一条直线，使之通过尽可能多的点，并使不在直线上的点尽可能均匀分布在直线两旁(参看课本图)，直线与纵轴的交点表示I=0，属于断路的情况，这时的电压U等于电源
18、的电动势直线与横轴的交点表示电压U=0，属于短路情况，用I短表这这时的电流，根据短路时电源内阻r、电源电动势E和短路电流I的关系r= 月短可求出电源的内阻r 结论：这两个串联干电池的电动势为_内阻为_. 注意事项 1正确选用电压表和电流表的量程，并注意正确连接表上的“+”、 “”接线柱 2实验前必须把变阻器的滑动片置于阻值最大的位置，以防止出现烧坏电流表的事故 3作UI图线时，如果出现某组数据对应的点偏离直线较远，就表明这组数据的偶然误差较大，可将该点舍去 问题讨论1 测量电源的Z和厂值的电路可以有两种不同的接线方法：如图16 ( a)、(b)所示试比较这两种接法在测定电源的E和r中所产生的误
19、差情况图162、用图线法计算E、r值有什么优点? 3如果在实验中只有一个电压表和两个定值电阻，或只有一个电流表和两个定值电阻，怎样测定一节干电池的电动势和内电阻?画出实验电路图，并写出计算E和厂的代数式实验五 用描迹法画出电场中平面上的等势线 预习思考题 1本实验中，A、B两电极在导电纸上形成的电场是不是静电场(实验装置见图2)? 2试解释本实验的课文中指出的“电流表指针不偏转，说明这个点跟基准点的电势相等”这句话 3等势面和电力线有什么关系?在电场中，同一个平面上的等势线和电力线又有什么关系?实验目的学习用描迹法画出电场中一个平面上的等势线实验器材 平整的木板，圆柱形电极(2个)，白纸，图钉
20、(4枚)，导电纸，复写纸，J0409灵敏电流计(两接线柱接有探针)，n202学生电源(用它的6V直流挡)，J2352单刀开关，导线等 实验步骤 1如图2，在平整木板上依次铺放白纸、复写纸和导电纸(有导电物质的一面向上)，然后用图钉把它们固定在木板上 2在导电纸上平放着两个跟它接触良好的圆柱形电极A、B，两者相距约10cm，用导线分别与电源的正、负极相连，作为正、负“电荷” 3在导电纸两个电极A、B的连线上，依次选取间距大致相等的5个点C、D、E、F、G作为基准点，其中E点选在AB连线的中点 4让灵敏电流计的一支探针接在基准点C上，然后在导电纸平面上两电极连线的一侧距此基准点约lcm处选一个点将
21、另一支探针与该点接触，左右移动探针的位置，可以找到一点，能使电流表的指针不发生偏转，这个点就跟C点的电势相等这时用探针稍用力向下压一下，把它的位置复印在白纸上 5按步骤4的方法，在AB连线的两侧各探测出与基准点C等势的点，相邻等势点大约相距1cm 6用同样的方法，分别探测出另外4个基准点的等势点 7取出白纸，根据5个基准点的等势点，分别用实线画出5条平滑的曲线(参考图3)这些曲线就是等势线 8画出两个异种“电荷”在这个平面上的电力线由等势线的分布情况，根据等势线和电力线的关系，在白纸上用虚线画出该平面上电力线分布情况 注意事项 1本实验是用在导电纸上形成的稳恒电流场模拟静电场做实验的，因而应该
22、选用平整的、导电物质分布均匀的导电纸 2在画出A、B电极的连线和5个基准点时，不要用笔(特别是不要用铅笔)画在导电纸上，只需在这些点处用探针轻按一下，使在下面的白纸上留个痕迹就可以了，切勿将纸划破或戳穿，以免破坏导电纸上导电物质分布的均匀性，但要在探测完毕取出白纸后用笔将痕迹画成点 数据记录和计算 把你画好的等势线和电力线的纸粘贴在下面空白处问题讨论1你作出的五条等势线中以_基准点的等势线的电势最高； _基准点的等势线的电势为最低2、从你画出的电力线他布情况分析，该电场平面上_处的电场抛物线强度最大.实验六 练习使用多用电表 实验 预习思考题1测量电阻两端的电压用_表,测量电路中的电流用_表,
23、没量电阴的阻值用_表,将这三个表组合在一起,这就是_表.2.观察多用电表上半部分的选择开关及其周围标着的测量功能及量程,看表盘上的弧形刻度是怎样跟测量功能及量程对应的实验目的1了解多用电表的正确使用方法2练习使用多用电表测量直流电压、直流电流、电阻 实验器材) 多用电表，几节干电池，学生电源,几个不同阻值的电阻R1、R2，导线等 实验步骤 1正确使用方法(1)使用前，要先检查表头的机械零点方法是：让多用电表不进行任何测量，这时表针应停在左端零刻线上，否则要用小螺丝刀轻轻地转动表盘下边中间的调零螺丝，使表针指零(这个操作叫检查“机械零点”)然后将红表笔和黑表笔分别插入“+”、“”测试插孔(2)使
24、用时，应把选择开关旋到相应的测量功能和适当的量程上，并要选择好与之相对应的刻度 (3)使用完毕，应把表笔从测试笔插孔拔出放好，并把选择开关置于“0FF挡(有些多用电表没有这一挡的，则应置于交流电压挡的最大量程处) 2直流电压挡和直流电流挡(1)测量直流电压或直流电流时，把选择开关置于直流电压挡或直流电流挡，所选的量程应稍大于待测电压的估计数值，或先选较大的量程测量，得到大约数后选择大于而又最接近该数值的量程读数时首先要正确选择刻度，原则是选择最大数值与所选量程相同的那条刻度如果表盘上没有这相应的刻度，就要使用与所选量程的10倍(或十分之一)的刻度例如图17中，如果选择直流电压挡的500V量程，
25、可以使用_ 的那条刻度 为了正确读数，还要弄清楚刻度中每一小格所代表的数值例如图17中，直流50V电压挡，观察表盘得知，这条弧形刻度共有_个小格,因为量程是_V,所以1个小格代表_V(2).测量直流电压时,应使用多用电表同用电器并联,且交红表笔接在用电器电势较高的一端(或电源正极一端)。 3)测量通过用电器的直流电流时，要使多用电表同用电器串联，还要注意让电流从正表笔流人，从负表笔流出 3电阻挡 (1)多用电表置于电阻挡时的原理图如图18所示，表内的电池E、表头G、欧姆调零电阻R和两个表笔间的被测电阻Rx串联起来如果被测电阻阻值越大，流过表头G的电流就较_，表头G的指针偏转角度就较_；反之，被
26、测电阻RX阻值较小，指针转动角度就较_ (2)使用电阻挡时，除了先检查“机械零点”之外，还要检查“欧姆零点”方法是：把两表笔金属杆相接触，这时两表笔之间电阻为0调整欧姆调零旋钮(通常有字母“n”作标志)，使指针指在表盘右端电阻挡刻度的“0”位置注意在每换用欧姆挡的另一倍率或连续使用同一倍率较长时间，都需要重新检查“欧姆零点” (3)表盘上只有一条电阻挡的刻度，测量电阻时为了读数的准确和方便，要适当选择电阻挡的倍率(电阻挡选择开关上写着X10、X100等标记)，使得指针尽可能停在靠近表盘的中央位置读数时，以指针在表盘电阻挡刻度上指的数值乘以所选择的倍率，才是所测的电阻值 (4)用多用电表测电阻时
27、，被测电阻要跟别的元件和电源等都要断开，而且不要用手碰到表针的金属杆 4练习测量 (1)1节干电池电压 (2)2节干电池串联后的总电压 (3)学生电源中直流电源的2V挡、4V挡、8V挡输出的空载电压 (4)测量老师所给的几个电阻Rl、R2、R3的大小 (5)自己设计和连接一个测量通过电阻R的直流电流的电路，并进行测量 (6)和别的同学(与你所测的对象相同的同学)的测量结果相比较，如果有不同，找出原因 数据记录测量项目选择开关位置所选刻度测量结果两者结果不同的原因选挡量程或倍率自己的别人的1节干电池的电压两节干电池的电压学生电源直流2伏挡电压直流4伏挡电压直流8伏挡电压电阻R1的阻值电阻R2的阻值电阻R3的阻值自己设计的测量通过电阻及直流电流的电路实验七 描绘小灯泡的伏安特性曲线 预习思考题 1根据欧姆定律，导体中的电流I跟导体两端的电压U成_跟导体的电阻R成_。 2导体中电流I和电压U的关系可以用图线来表示用纵轴表示._，用横轴表示_，画出的图纸_ 叫做导体的伏安特性曲线 3在金属导体中，电流跟电压成正比，伏安特性曲线是_ 4各种材料的电阻率都随温度而 金属的电阻率随温度的升高而_，由此可推断小电珠的伏安特性曲线是_原点的一条弯向_轴的曲线 实验
