實(shí)驗(yàn)一 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 實(shí) 驗(yàn) 準(zhǔn) 備 原理說明 設(shè)一物體的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)的加速度為a，所受的合外力為F，則按牛頓第二定律有如下關(guān)系： 。此定律分兩步驗(yàn)證： （1）驗(yàn)證物體質(zhì)量m一定時(shí)，所獲得的加速度a與所受的合外力F成正比。 （2）驗(yàn)證物體所受合外力F一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度a與質(zhì)量m成反比 步驟規(guī)范 1．用調(diào)整好的天平測(cè)出小車和小桶的質(zhì)量M和m ，把數(shù)據(jù)記錄下來。 2．按如圖裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。 3．平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊，反復(fù)移動(dòng)墊塊的位置，直至小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（可以從紙帶上打的點(diǎn)是否均勻來判斷）。 4．在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量M'和m'記錄下來。把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶,接通電源,放開小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),取下紙帶,在紙帶上寫上編號(hào). 5．保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實(shí)驗(yàn)。 6．算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。 7．用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力F，即砂和桶的總重力(m+m')g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)其加速度與它所受作用力成正比。 8．保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度,用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù),在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線，若圖線為一條過原點(diǎn)的直線,就證明了研究對(duì)象所受作用力不變時(shí)其加速度與它的質(zhì)量成反比。 思考 1．砂和小桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，為什么？ 2.．為什么要平衡摩擦力？怎樣平衡摩擦力？ 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 日期： 年 月 日 同組實(shí)驗(yàn)者 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/SPAN> 實(shí)驗(yàn)器材 數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)記錄 （1）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，分別 得到小車加速度a與合力F對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如下表:在方格 坐標(biāo)紙中畫出 a—F 圖線。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 小車加速度 a/m·s-2 合外力 F/N （2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，分別 得到小車加速度a與質(zhì)量M及對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)如下表:在方 格坐標(biāo)紙中畫出 a—1/M 圖線。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 小車加速度 a/m·s-2 小車質(zhì)量 m/kg 1/m 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 實(shí)驗(yàn)二 描繪小燈泡的伏安特性曲線 實(shí) 驗(yàn) 準(zhǔn) 備 原理說明 在純電阻電路中，電阻兩端的電壓和通過電阻的電流呈線性關(guān)系，也就是U-I曲線是條過原點(diǎn)的直線。但是實(shí)際電路中由于各種因素的影響，U-I曲線就可能不是直線。如圖所示，根據(jù)分壓電路的分壓作用，當(dāng)滑片C由A端向B端逐漸移動(dòng)時(shí)，流過小電珠（“3.8V、0.3A”或“4V、0.7A”）的電流和小電珠兩端的電壓，由零開始逐漸變化，分別由電流表、電壓表示出其值，將各組I、U值描繪到U--I坐標(biāo)上，用平滑的曲線連接各點(diǎn)，即得到小燈泡的伏安特性曲線。 金屬物質(zhì)的電阻率隨溫度升高而增大，從而測(cè)得一段金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度發(fā)生相應(yīng)變化。本實(shí)驗(yàn)通過描繪伏安特性曲線的方法來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)阻值的變化，從而了解它的導(dǎo)電特性。 步驟規(guī)范 一、連接實(shí)驗(yàn)電路 1．對(duì)電流表、電壓表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零 2．布列實(shí)驗(yàn)器材，接圖連接實(shí)驗(yàn)電路，電流表量程0.6A，電壓表量程3V 二．讀取I、U數(shù)據(jù) 1．將滑動(dòng)變阻器的滑片C向另一端滑動(dòng)，讀取一組電流表和電壓表的讀數(shù) 2．逐漸移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的阻值，在“0~3.8V”或“0~4V”范圍內(nèi)記錄12組電壓值U 和相應(yīng)的電流值I 三．描繪圖線 將12組U、I值，描繪到I—U坐標(biāo)上，畫出I—U曲線 四．拆除電路，儀器復(fù)原 思考 1．本實(shí)驗(yàn)為什么采用電流表外接法？ 2．本實(shí)驗(yàn)的滑線變阻器為什么要采用分壓式接法？ 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 日期： 年 月 日 同組實(shí)驗(yàn)者 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/SPAN> 實(shí)驗(yàn)器材 實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)處理 次數(shù) 物理量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 I（A） U（V） 注意：實(shí)驗(yàn)中在圖線彎拐處要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，即 值發(fā)生明顯變化處，此時(shí)小燈泡開始發(fā)紅，也可以先由測(cè)繪出的U~I圖線，看U在何處時(shí)曲線發(fā)生彎拐，然后再在這一范圍附近加測(cè)幾組數(shù)據(jù)。
U/V I/A 0
實(shí)驗(yàn)結(jié)論從所畫出的U-I曲線可知，小燈泡的電阻變化是： ；
曲線不為直線的原因是： 。
實(shí)驗(yàn)三 測(cè)定玻璃的折射率
實(shí) 驗(yàn) 準(zhǔn) 備
原理說明
當(dāng)光線AO以一定的入射角穿過兩面平行的玻璃磚時(shí)，由于在兩個(gè)玻璃界面上都要發(fā)生折射，出射光線O′B與入射光線AO相比，雖傳播方向沒有改變,但發(fā)生了一定的側(cè)移。如圖所示。所以只要確定光線AO和O′B，從而測(cè)量入射角 和折射角r，則玻璃折射率 即可求得。
步驟規(guī)范
一、確定界面aa′，bb′，入射點(diǎn)O，法線ON，入射光線AO。
1．在白紙上適當(dāng)位置畫界面aa′，放上玻璃磚，記下玻璃磚位置，用直尺畫出另一界面bb′，aa′與bb′平行。
2．在aa′上確定入射點(diǎn)O。
3．用直尺作法線ON和入射光線AO
二、確定折射光線位置
1．在入射光線AO上插上大頭針P1與P2。
2．確定大頭針P3和P4的位置：透過玻璃磚觀察大頭針P1和P2的像，調(diào)整視線角度，使P2的像擋住P1的像，同時(shí)在觀察的一側(cè)插上大頭針P3和P4使P3擋住P1和P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像。
三、作光路圖
1．移去大頭針，用直尺作出出射光線O′B。
2．連接OO′，作出折射光線。
四、由公式 計(jì)算出折射率
思考
為了使實(shí)驗(yàn)精確，入射角應(yīng)適當(dāng)取大一些。但是入射角太大，則 光較強(qiáng)，而 光較弱，不易觀察到P1，P2的像。
實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告
日期： 年 月 日 同組實(shí)驗(yàn)者
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>
實(shí)驗(yàn)器材
數(shù)據(jù)處理
在完成了光路圖后，以O1圓心，適當(dāng)長度R為半徑畫圓，分別交線段AO1于A點(diǎn)，交O1與O2連線的延長線于C點(diǎn)。過A點(diǎn)向法線作垂線AD交法線于D點(diǎn)；過C點(diǎn)向法線作垂線CE交法線于E點(diǎn)。用刻度尺量出線段AD的長和CE的長。由此可得出玻璃的折射率為 。
實(shí)驗(yàn)記錄
測(cè)定玻璃的折射率
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實(shí)驗(yàn)次數(shù) |
AD長度 |
CE長度 |
折射率 |
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1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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5 |
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實(shí)驗(yàn)結(jié)論
測(cè)得玻璃的折射率n = 。
實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律
實(shí) 驗(yàn) 準(zhǔn) 備
原理說明
兩小球（m1、m2）在水平方向發(fā)生正碰，水平方向合外力為零,動(dòng)量守恒。
只要測(cè)出 ，代入上式即可驗(yàn)證。
由于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(shí)間也相等，若以該時(shí)間為時(shí)間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O′N表示。因此只需驗(yàn)證：m1OP=m1OM+m2(ON-2r）即可。
步驟規(guī)范
1、測(cè)質(zhì)量。用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏颉?SPAN lang=EN-US>
2、測(cè)直徑。用游標(biāo)卡尺測(cè)小球的直徑。
3、安裝置。調(diào)整固定斜槽使斜槽底部水平，使小支柱的高度和到槽口的距離，使入射小球在斜槽末端水平正碰被碰小球。
4、定拋出點(diǎn)O與O′。白紙?jiān)谙拢瑥?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪好，記下重垂線所指位置Ｏ，則O’在與Ｏ相距２r處（r為球的半徑）。
5、定P點(diǎn)。不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上某處自由滾下重復(fù)１０次，用最小的圓把所有的點(diǎn)圈在里面，圓心就是Ｐ點(diǎn)的平均位置。
6、定M、N點(diǎn)。把被碰小球放在小支柱上，讓入射小球從原來的高度滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)１０次，用定Ｐ點(diǎn)的方法，將碰后兩球落點(diǎn)位置標(biāo)出。
7、測(cè)量ＯＰ、ＯＭ、 O′Ｎ的長度并記錄。
8、計(jì)算m１ＯＰ和（m１ＯＭ＋m２ O′Ｎ）
9、比較驗(yàn)證
思考
為什么要求入射小球的質(zhì)量m1大于被碰小球的質(zhì)量m2？
實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告
日期： 年 月 日 同組實(shí)驗(yàn)者
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/SPAN>
實(shí)驗(yàn)器材
數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)記錄
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實(shí)驗(yàn)次數(shù)
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入射小球的質(zhì)量m1 |
被碰小球的質(zhì)量m2 |
ＯＰ |
ＯＭ |
O′Ｎ |
碰前 總動(dòng)量 |
碰后 總動(dòng)量 |
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1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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5 |
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實(shí)驗(yàn)結(jié)論
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