2020版高中物理 第一章 机械振动 5 学生实验：用单摆测定重力加速度学案 教科版选修3-4
5 学生实验：用单摆测定重力加速度
[学习目标] 1.掌握用单摆测定重力加速度的原理和方法.2.体会单摆做简谐运动的条件.
1.实验目的
利用单摆测定当地的重力加速度. 2.原理 由T ＝2πl g 得g ＝4π2
l
T
2.所以，只要测出单摆的摆长l 和周期T ，就可测出当地的重力加速度.
3.器材
铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、停表、细线(1m 左右)、刻度尺、游标卡尺. 4.实验步骤
(1)让细线的一端穿过摆球的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆.
(2)将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂.在单摆平衡位置处做上标记.
(3)用刻度尺量出悬线长l ′(准确到mm)，用游标卡尺测出摆球的直径d ，然后计算出悬点到球心的距离l ＝l ′＋d
2
，即为摆长. (4)把单摆从平衡位置拉开一个角度，角度不大于5°，再释放摆球.当摆球经过最低位置时，用停表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期. (5)改变摆长，重做几次实验，将所得数据填入表格. 5.数据处理
方法一：将每次测出的周期T 及测得的摆长l 代入公式g ＝4π2
l
T
2，求出重力加速度的值，然后求g 的平均值.
方法二：多做几次实验，由几组l 、T 值作出T 2
－l 图像，则图像的斜率k ＝4π
2
g
，从而求出重力加速度g .
6.注意事项
(1)选择材料时应选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙丝、丝线等，长度一般不应短于1m ，摆球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm. (2)摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度应不大于5°.
(3)摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆.
(4)测量单摆的振动次数时，应从摆球通过最低点时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低点时计数，要测多次(如30次或50次)全振动的时间，用取平均值的办法求周期.
例1 用单摆做测定重力加速度的实验，某同学做实验时，操作上错误或不合理的有________.
A.单摆的偏角大于10°
B.摆球摆动到最高点开始计时
C.防止摆球在水平面内做圆周运动或椭圆运动
D.测出的摆线长就是摆长
E.在平衡位置启动停表，并开始计数，当摆球第30次经过平衡位置时制动停表，若读数为t ，则T ＝t
30
答案 ABDE
解析 A.单摆应保证偏角小于5°. B.应在通过最低点时开始计时，误差较小. D.摆长应为摆线长加摆球半径. E.如此计数，则T ＝t
14.5
，应在摆球经过平衡位置时开始计时，在摆球下一次以相同方向通过平衡位置时，计数为1.
例2 “在用单摆测定重力加速度”的实验中：
(1)用摆长L 和周期T 计算重力加速度的公式是g ＝____________.
(2)如果用10分度的游标卡尺测得的摆球直径如图1甲所示，则摆球的直径d ＝________cm ；用分度值为1mm 的刻度尺的零点对准摆线的悬点，测得的摆线长如图乙所示，则单摆的摆长为L ＝________cm ；如果测量了40次全振动的时间如图丙所示，则此单摆的振动周期T ＝________s. (3)由实验数据得出重力加速度g ＝________m/s 2
.
图1
答案 (1)4π2
L
T
2
(2)1.35 96.825 1.98 (3)9.74
解析 (1)根据单摆周期公式T ＝2π
L g ，得到g ＝4π2
L T
2. (2)由题图所示游标卡尺可知，主尺的示数是13mm ，游标尺的示数是5×0.1mm ＝0.5mm ， 则游标卡尺示数，即小球直径d ＝13mm ＋0.5mm ＝1
3.5mm ＝1.35cm ； 摆线的长度：l ＝96.15cm
单摆的摆长为L ＝l ＋d 2＝96.15cm ＋1.35
2
cm ＝96.825cm
由题图所示停表可知，分针示数是1min ＝60s ，秒针示数是19.2s ，停表示数是60s ＋19.2s ＝79.2s 单摆周期T ＝t n ＝
79.2
40
s ＝1.98s.
(3)重力加速度：
g ＝4π2
L T 2＝4×(3.14)2
1.98
2
×96.825×10－2m/s 2≈9.74 m/s 2. 例3 某同学利用如图2所示的装置测量当地的重力加速度.实验步骤如下：
图2
A.按装置图安装好实验装置；
B.用游标卡尺测量小球的直径d ；
C.用米尺测量悬线的长度L ；
D.让小球在竖直平面内小角度摆动，当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、…，当数到20时，停止计时，测得时间为t ；
E.多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C 、D ；
F.计算出每个悬线长度对应的t 2
；
G.以t 2
为纵坐标、L 为横坐标，作出t 2
－L 图线. 结合上述实验，完成下列问题：
(1)该同学根据实验数据，利用计算机作出t 2
－L 图线如图3所示.根据图线拟合得到方程t 2
＝404.0L ＋3.0，由此可以得出当地的重力加速度g ＝________m/s 2
.(取π2
＝9.86，结果保留3位有效数字)
图3
(2)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是________. A.不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时 B.开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数 C.不应作t 2
－L 图线，而应作t －L 图线 D.不应作t 2－L 图线，而应作t 2
－(L ＋12
d )图线
(3)另一同学也用该装置进行实验，但所测得的重力加速度总是偏大，其原因可能是( ) A.测定周期时，振动次数少数了一次 B.测定周期时，振动次数多数了一次 C.摆球的质量过大
D.计算摆长时，只考虑悬线的长度，没有加上摆球的半径 答案 (1)9.76 (2)D (3)B 解析 (1)根据单摆周期公式T ＝2πl
g
得： t
10
＝2πl g ，即t 2＝400π2l g
. 故t 2
－L 图像的斜率表示400π
2
g
的大小，
由题意知斜率k ＝404.0，则400π2
g
＝404.0，
代入π2＝9.86得g ≈9.76m/s 2
.
(2)单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，把摆线长度作为单摆摆长，摆长小于实际摆长，t 2
－L 图像不过原点，在纵轴上截距不为零，故D 正确.
(3)由计算g 的公式g ＝4π2
l
T
2可知，如果振动次数多数了一次，即T 偏小，使g 偏大，选项A 错，B 对；摆球的质
量过大，不影响单摆的周期与摆长，所以不影响测得的重力加速度，选项C 错；当l 偏小时，求得的g 偏小，选项D 错.
误差分析
1.本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求.即：悬点是否固定，是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内摆动，以及测量哪段长度作为摆长等等.
2.本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上，因此，要注意测准时间(周期).要从摆球通过平衡位置开始计时，不能多记或漏记振动次数.为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值.
1.(用单摆测定重力加速度)(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学甲用毫米刻度尺测得摆线长L 0
＝935.8mm；用游标卡尺测得摆球的直径如图4所示，则摆球直径d＝________mm.
用停表测得单摆完成n＝40次全振动的时间如图5所示，则停表的示数t＝________s；若用给出的各物理符号(L0、d、n、t)表示当地的重力加速度g，则计算g的表达式为g＝________.
图4
图5
(2)实验中同学甲发现测得的g值偏小，可能的原因是________.
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.开始计时时，停表过迟按下
D.实验中误将39次全振动计为40次
(3)为了提高实验精度，某同学乙在实验中通过改变几次摆长L，并测出相应的周期T，从而得到一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标、T2为纵坐标，建立坐标系，将所得数据进行连线，实验测得的数据如下表所示：
次数1234 5
摆长L/cm80.0090.00100.00110.00120.00
30次全振动时间t/s53.856.960.062.865.7
振动周期T/s 1.79 1.90 2.00 2.09 2.19
振动周期的平方T2/s2 3.20 3.61 4.00 4.37 4.80
①请将表中测量数据标在图6中，并在图中作出T2随L变化的图像.
图6
②根据图像可知当地的重力加速度为________(保留3位有效数字).
答案(1)19.55 78.4 4π2n2(L0＋
d
2
)
t2
(2)B (3)①如图所示
②9.86m/s2
解析(1)游标卡尺主尺示数为19mm；游标尺对齐格数为11个格，游标尺读数为11×0.05mm＝0.55mm；所以直径为19mm＋0.55mm＝19.55mm.
停表读数：分针示数为1min＝60s，秒针示数为18.4s，故时间为78.4s；
根据T＝2πL
g
得：g＝
4π2L
T2
＝
4π2(L0＋
d
2
)
T2
＝
4π2n2(L0＋
d
2
)
t2
.
(2)同学甲测得的g值偏小，说明摆长测量值偏小或者周期测量值偏大；
测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，g值测量值偏大，故A错误；
摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，说明摆长测量值偏小，g值测量值偏小，故B正确；
开始计时时，停表过迟按下，周期测量值偏小，g值测量值偏大，故C错误；
实验中误将39次全振动数为40次，周期测量值偏小，g值测量值偏大，故D错误.
(3)根据表格中的数据描点，如图所示
根据T＝2πL
g
得T2＝
4π2
g
L，
由图像可知：图像斜率k＝4π2
g
＝4，解得g≈9.86m/s2.
2.(用单摆测定重力加速度)某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他
仍将从悬点到球心的距离当作摆长l ，通过改变摆线的长度，测得5组l 和对应的周期T ，画出l －T 2
图线，然后在图线上选取A 、B 两个点，坐标如图7所示.他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g ＝________.请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将________(填“偏大”“偏小”或“相同”).
图7
答案 4π2
(l B －l A )T B 2－T A 2 相同
解析 由周期公式T ＝2π
l g ，得g ＝4π2l T 2，结合题图得到g ＝4π2
(l B －l A )T B 2－T A 2
，因为这样处理数据后用到的是前后两次摆长的差值，与重心位置无关，所以测量结果不受影响.
1.(多选)对“用单摆测定重力加速度”的实验，下列说法正确的是( ) A.如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球 B.单摆偏角不应超过5°
C.为便于改变摆长，可将摆线的一头绕在铁架台上的圆杆上以代替铁夹
D.测量摆长时，应用力拉紧摆线 答案 AB
解析 根据单摆模型的特点，则A 、B 项正确.摆动过程中悬点位置变化，会导致摆长变化，C 项错误.测摆长时，用力拉紧摆线会使形变量变大，摆长偏大，故D 项错误.
2.(多选)对“用单摆测定重力加速度”的实验，下面各种对实验误差的影响的说法中正确的是( ) A.在摆长和时间的测量中，时间的测量对实验误差影响较大 B.在摆长和时间的测量中，长度的测量对实验误差影响较大 C.将振动次数n 记为(n ＋1)，测算出的g 值比当地的公认值偏大 D.将摆线长当作摆长，未加摆球的半径测算出的g 值比当地的公认值偏大 答案 AC
解析 对“用单摆测定重力加速度”的实验，重力加速度表达式g ＝4π2
l
T
2，由于g 与周期的平方成反比，周期若
有误差，再平方后误差会更大，所以时间的测量对误差的影响更大些，A 正确，B 错误；另外，如果振动次数多数了一次，会造成周期的测量值偏小，重力加速度测量值偏大，C 正确；若摆长未加小球的半径，将使摆长的测量值偏小，g 值偏小，D 错误.
3.(1)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中，除带横杆的铁架台、铁夹、停表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是________. A.约1m 的不可伸长的细线，半径约1cm 的小铁球 B.约0.1m 的不可伸长的细线，半径约1cm 的小铁球 C.约0.1m 的不可伸长的细线，半径约1cm 的小塑料球 D.约1m 的不可伸长的细线，半径约1cm 的小塑料球
(2)测量小球直径时游标卡尺的读数(如图1甲所示)为________cm.
图1
(3)某同学在处理数据的步骤中，以L 为纵坐标，以周期T 为横坐标，作出如图乙所示的图像，已知该图线的斜率为k ＝0.500，则重力加速度为________m/s 2
.(结果保留三位有效数字，π＝3.14) 答案 (1)A (2)0.890 (3)9.86
解析 (1)根据实验要求，摆线长1m 左右，为减小空气阻力的影响，应选用体积较小的实心金属球，故选半径约1cm 的小铁球，故A 正确，B 、C 、D 错误.
(2)主尺刻度为8mm ，游标尺刻度为18×0.05mm ＝0.90mm ，故游标卡尺的读数为8mm ＋0.90mm ＝8.90mm ＝0.890cm ； (3)单摆的周期公式T ＝2π
L g ，变形得L ＝g 2πT ，其中k ＝g
2π
根据题意斜率k ＝0.500，所以g ＝4π2k 2
＝4×3.142
×0.5002
m/s 2
≈9.86 m/s 2
.
4.利用单摆测定重力加速度的实验中，测出单摆偏角小于5°时完成n 次全振动的时间为t ，用毫米刻度尺测得摆线长为l ，用游标卡尺测得摆球的直径为d .
(1)用上述物理量和符号写出测重力加速度的一般表达式g ＝________________. (2)实验中有同学发现他测的重力加速度值总是偏大，其原因可能是( ) A.实验室在高山上，高出海平面太高 B.单摆所用摆球太重
C.测出n 次全振动的时间t ，误作为(n ＋1)次全振动时间进行计算
D.以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算 答案 (1)4π2
? ?
?
??
l ＋d 2n
2
t
2
(2)CD 5.一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长l 和周期T 的对应值.为了求出当地的重力加速度g,4位同学提出了4种不同的数据处理方法： A.从测定的6组数据中任意选取1组，用公式g ＝4π2
l
T
2求出g 作为测量值
B.分别求出6个l 值的平均值l 和6个T 值的平均值T ，用公式g ＝4π2
l
T
2
求出g 作为测量值 C.分别用6组l 、T 的对应值，用公式g ＝4π2
l
T
2求出6个对应的g 值，再求出这6个g 的平均值作为测量值
D.在坐标纸上作出T 2
－l 图像，从图像中计算出图线的斜率k ，根据g ＝4π
2
k
求出g 作为测量值.
以上4种方法中，错误的是________，其余正确方法中偶然误差最小的是________. 答案 B D
解析 错误的是B ，因为l 和T 之间不是一次函数的关系.偶然误差最小的是D ，因为偶然误差总是有时偏大有时偏小，而描点后画线时要求尽可能多的点在一条直线上，其余点尽可能均衡地分布在直线两侧，实际上是把偶然误差减小到最小了.
6.某同学利用单摆测定重力加速度.
(1)(多选)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是( ) A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B.组装单摆须选用轻质且不易伸长的细线 C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
(2)如图2所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m 的单摆.实验时，由于仅有量程为20cm 、精度为1mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T 1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T 2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离Δl .用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g ＝________.
图2
答案 (1)BC (2)4π2
Δl T 12－T 22
解析 (1)在利用单摆测定重力加速度实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、直径小的摆球和轻质、不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摆动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动的条件，故选B 、C.
(2)设第一次摆长为l ，第二次摆长为l －Δl ，则T 1＝2π
l
g ，T 2＝2πl －Δl g ，联立解得g ＝4π2
Δl
T 12－T 22
. 7.某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，只测量了悬点与小球上端结点之间的距离L ，并通过改变L 而
测出对应的摆动周期T ，再以T 2
为纵轴、L 为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小球的半径和当地的重力加速度g . (1)现有如下测量工具：
A.时钟
B.停表
C.天平
D.毫米刻度尺 本实验所需的测量工具有________.
(2)如果实验中所得到的T 2
－L 关系图像如图3所示，那么真正的图像应该是a 、b 、c 中的________.
图3
(3)由图像可知，小球的半径r ＝________cm ；当地的重力加速度g ＝________m/s 2
. 答案 (1)BD (2)a (3)1.2 9.86 解析 (2)由单摆周期公式得：T ＝2π
L ＋r g ，解得：T 2
＝4π2L g ＋4π2
r g
； 当L ＝0时，T 2
＝4π2
r
g
>0，则真正的图像是a .
(3)当T 2
＝0时，L ＝－r ，即图像与L 轴交点坐标，由题图可知，r ＝1.2cm.图线的斜率大小k ＝4π2
g
，由题图可知，
k ＝0.0480.012＝4，解得：g ＝4π2
k
≈9.86m/s 2. 8.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，两位同学测出了单摆在不同摆长(l )对应的周期(T )，在进行实验数据处理时
(1)甲同学以摆长(l )为横坐标、周期(T )的平方为纵坐标作出了T 2
－l 图像，若他测得的图像的斜率为k ，则测得的重力加速度g ＝________.
若测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图像法求得的重力加速度________(选填“偏小”“偏大”或“准确”). (2)乙同学根据公式：T ＝2π
l g 得：g ＝4π2
l
T
2，并计算加速度，若测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度________(选填“偏小”“偏大”或“准确”).
(3)若他们测量5种不同摆长下单摆的振动周期，记录结果如下表所示：
l /m 0.5 0.8 0.9 1.0 1.2 T /s 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20 T 2/s 2
2.02
3.20
3.61
4.00
4.84
请你以摆长(l )为横坐标、周期(T )的平方为纵坐标，在虚线框中作出T 2
－l 图像，并利用此图像求出重力加速度
为________m/s 2
.
答案 (1)4π
2
k
准确 (2)偏小 (3)见解析图 9.86
解析 (3)建立如图所示坐标系，并标出适当的刻度，描点画出T 2
－l 图像如图所示，则图像的斜率大约为：k ＝4.0.依据图像求出重力加速度为：g ＝4π2
k
≈9.86m/s 2.
9.传感器在物理实验研究中具有广泛的应用.单摆在运动过程中，摆线的拉力在做周期性的变化，这个周期性变化的力可用力传感器显示出来，从而可进一步研究单摆的运动规律.
(1)实验时用游标卡尺测量摆球直径，示数如图4所示，该摆球的直径d ＝________mm.
图4
(2)接着测量了摆线的长度为l 0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F 随时间t 变化的图像如图5所示，则重力加速度的表达式g ＝________(用题目和图中的已知物理量表示).
图5
(3)某小组改变摆线长度l 0，测量了多组数据，在进行数据处理时，甲同学把摆线长l 0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T 2
－l 0图像后求出斜率，然后算出重力加速度.两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲________，乙________(填“偏大”“偏小”或“无影响”). 答案 (1)15.4 (2)π2
(l 0＋d
2
)
4t 0
2
(3)偏小 无影响 解析 (1)主尺示数是15mm ，游标尺示数是4×0.1mm ＝0.4mm ，摆球的直径为15mm ＋0.4mm ＝15.4mm. (2)在单摆摆动的过程中，每一个周期中有两次拉力的最大值，由F －t 图像可知，单摆周期T ＝4t 0，根据T ＝2πl g
整理得：g ＝π2
(l 0＋d
2
)
4t 0
2
①.
(3)根据公式①甲同学把摆线长l 0作为摆长，则摆长的测量值偏小，g 的测量值偏小；乙同学作出T 2
－l 0图像后求出斜率，k ＝4π2
g ，重力加速度：g ＝4π
2
k
②，由公式②可知，该方法计算出的重力加速度与摆长无关.
上海高一物理机械波的产生和描述
学科教师辅导讲义
、一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在质点速度方向在波形图中是向下的，下列说法中正确的是( )
（1）由波的图像可获取的信息 ①从图像可以直接读出振幅（注意单位）. ②从图像可以直接读出波长（注意单位）. ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向） ④可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置） ⑤在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向. （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点 研究容一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象 物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移 图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不 随时间推移，图象沿传播方向平移 变 一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 例3、一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图7-32-4所示，其中实线，虚线分别表示t1=0，t2=0.05s时的波形， 求⑴这列波的波速 ⑵若波速为280m/s,其传播方向如何?此时质点P从图中位置运动至波谷位置的最短时间是多少? 练习2、如图7-32-5所示，甲为某一波在t=1.0s时的图象，乙为对应该波动的P质点的振动图象。 ⑴说出两图中AA’的意义？ ⑵说出甲图中OA’B图线的意义？
D．物体做机械振动，一定产生机械波 6.如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源.设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T/4质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是( ) A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚 B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后T/4 D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动. 7.如图所示，为一列简谐横波在某时刻的波动图像，已知图中质点F此时刻运动方向竖直向下，则应有( ) A．此时刻质点H和F运动方向相反 B．质点C将比质点B先回到平衡位置 C．此时刻质点C的加速度为零 D．此时刻质点B和D的加速度方向相同 8.如下图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，则下列说法中正确的是( ) A．若点M为振源，则点M开始振动时的方向向下 B．若点N为振源，则点P已振动了3T/4 C．若点M为振源，则点P已振动了3T/4 D．若点N为振源，到该时刻点Q向下振动 10.一平面机械简谐波在某时刻的波形曲线如图7-32-15所示，图中给出了P点的振动方向.请画出Q点的振动方向及经1/4周期时的波形图。 家庭作业： λ，某一时刻波的图象如图 1.一列沿x轴方向传播的横波，振幅为A，波长为 所示，在该时刻某一质点的坐标为（λ，0）经过四分之一周期后，该质点的坐 标为( )
大学生物理竞赛规则
附件3 2014年第一届河北省大学生物理竞赛（实验部分）规则 参照国际青年物理学家锦标赛（IYPT）规则，本项竞赛以普通话为工作语言，以抽签分组、团队辩论的方式进行。赛前通过抽签分组，每支队伍均参加11月29日上午的对抗赛，每轮对抗赛由三支或四支队伍参赛。最后，依据各队竞赛成绩进行排名（见附件4），前10名进入下午的决赛。 每一轮对抗赛分为三个或四个阶段，若有三支队伍参赛，这三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方,进行三个阶段的比赛。若有四支队伍参加，则这四支参赛队扮演四种不同角色，即：正方、反方、评论方和观摩方,进行四个阶段的比赛。每一轮对抗赛中角色的转换顺序如下： 三支队伍参加比赛 四支队伍参加比赛
每一阶段比赛定时50分钟，具体流程如下： 对抗赛中对不同角色的要求： 正方就某一问题做陈述时，要求重点突出，包括实验设计、实验结果、理论分析以及讨论和结论等。 反方就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，总结正方报告的优点与缺点。但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答。 评论方对正反方的陈述给出简短评述。 观摩方不发表意见。 在每一阶段的比赛中，每支队伍只能由一人主控报告，其他队员只能做协助工作，可以和主控队员交流,但不能替代主控队员进行陈述。在每一轮对抗赛中每个队员最多只能作为主控队员出场两次。 作为正方，在一支队伍的全部比赛中，每个队员作为主控队员进行陈述次数不能超过三次。 题目挑战和拒绝规则：
在同一轮对抗赛中，题目不能相同。反方可以向正方挑战任何一道题目，正方可以拒绝一次而不被扣分，拒绝两次，将不计名次，不参与评奖。 成绩 在一轮对抗赛中，每一次阶段赛过后，每位裁判就各队承担的角色表现打分，分数为1 至10 分的整数分数，裁判组的平均分数作为该阶段赛的成绩（角色成绩），计算参赛队的一轮比赛成绩时，不同角色的加权系数不同：正方：× 3.0； 反方：× 2.0 评论方：×1.0 各参赛队在一轮对抗赛中的成绩为各阶段赛成绩的加权总和，并把结果四舍五入保留一位小数。各参赛队的总成绩为该队在所有对抗赛中取得的成绩总和。以参赛总成绩进行排名。 2014年第一届河北省大学生物理竞赛组委会 2014年10月14日
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高中物理学生实验 【考纲要求】 要求能在理解基础上独立完成的学生实验有： 1.长度的测量 2.研究匀变速直线运动 3.探索弹力和弹簧伸长的关系 4.验证力的平行四边形定则 5.验证机械能守恒定律 6.用单摆测定重力加速度 7.研究平抛物体的运动8.验证动量守恒定律9.用油膜法估测分子的大小 10.用描迹法画出电场中平面上的等势线11.描绘小灯泡的伏安特性曲线12. 测定金属的电阻率 13.把电流表改装为电压表14. 研究闭合电路欧姆定律15. 测定电源电动势和内阻 16.练习使用示波器17.用多用电表探索黑箱内的电学元件18. 传感器的简单应用 19.测定玻璃的折射率20. 用双缝干涉测光的波长 21.用气缸导轨验证动量守恒定律22.研究玩具电机的能量转化 并注意应用这二十二个实验中所获得的实验思想、方法、技巧，灵活解决其他类似实验或实际问题。 【知识结构】 高中阶段的二十二个学生实验，按实验目的和特点可分为五个类型： 热点导析 1.选择仪器的原则①可行性原则：要根据实验要求和客观条件选用合适仪器。如测量某电阻阻值，可根据要求的 测量精度。实验的条 件确定采用电桥法、伏安法、欧姆表、替代法等，还要根据电阻的规格、电表参数（量程、内阻、精度）选择电压表和 电流表。 ②准确性原则：怎样的测量实验需要，决定选用怎样精度的测量工具，对一定的实验要求，精度不是越高越好。如 测金属丝电阻率实验中，测直径需2～ 3 位有效数字，所以用螺旋测微器，而测长度时，用毫米刻度尺足够了。③操作性
既要考虑阻值范围，又要考虑它的额定电流和功率。 当然仪器的选择，首先依托于电原理图已定测量方法已明确的前提下，从安全、准确、节能、方便顺序给予统盘考虑。 2. 变阻器分压和限流接法比较 限流接法 分压接法 变阻器 R 工作状态 R 的一部分在工作 R 全部工作，且 I ＞ I RL Rmax L 的电压调节范围 R L ε - ε 0～ε 负载 R R L R R L 与 R 阻值相近且不要求 R ＜ 1 R 以上，或电压从 0 L 适用条件 U 从 0 开始调节 2 L 开始调节 优、缺点 电压调节范围小， R 工作电流 电压调节范围大， R 工作 较小（等于 R L 上电流） 电流较大（大于 R L 上电流） 备注 一般先考虑限流接法 后考虑分压接法 典型例析 例 1 在做 “互成角度的两个力的合力” 实验时， 橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到 某一确定的 O 点。以下操作中错误的是（ ） A. 同一次实验过程中， O 点位置允许变动 B. 实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条 另一端拉到 O 点 D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到 O 点时，两个弹簧秤之间夹角应取 90o ，以便于算出合力大小 解析 本题为 1994 年上海高考试题 实验中有严格的要求： （ 1）结点 O 不允许移动。 (2) 弹簧秤不要达到最大量程，因为一个达到最大，另一个将不好调整。 (3) 两个弹簧秤的拉力夹角不易过大， 也不易过小， 取 90o 也可以， 并不是必须取 90o 。所以， 本题操作中错误的是 A 、 C 、 D 。 说明 本实验的所有规定都是为了更有利于操作，有利于减小测量误差，合力一定的前提下，一个力大小或方向的 改变，都可导致另一个力的大小、方向发生改变。夹角太大太小、拉力太大太小、拉力与木板不平行均会带来较大误差。 例 2 如图 9-17-1 所示是做匀加速直线的小车带动打点计时器的纸带上打出的点的一部分。图中每相邻两点之间还 有四个点没有画出， 交流电的频率为 50Hz ，测得第二个、 第三个计数点与起点相距 d =6.0cm,d 3=10.0cm ，则（ 1）第一个、 2 第四个计数点与起点相距 d 、 d 各为多少？ 1 4 （ 2）物体经过第一个、第二个计数点的即时速度 v 1,v 2 和物体的加速度分别为多少？ 解析 设相邻两计数点相距依次为 s 1、 s 2、 s 3、 s 4，则 s =d ,
高中物理机械振动机械波习题含答案解析
机械振动、机械波 第一部分五年高考题荟萃 2009年高考新题 一、选择题 1.（09·全国Ⅰ·20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m 和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。 在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是（BC ） 解析：本题考查波的传播.该波的波长为4m.,PQ两点间的距离为3m..当波沿x轴正方向传播时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰,B正确.当沿x轴负方向传播时,P点处于向上振动时Q点应处于波谷,C对。 2.（09·全国卷Ⅱ·14）下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（AD ） A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 解析：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致A正确.而各质点做简谐
运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C错.根据波的特点D正确。 3.（09·北京·15）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中的是（ D ） 不正确 ．．． A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 解析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误。故正确答案应为D。 4.（09·北京·17）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为 。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（ A ） 解析：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确。 5.（09·上海物理·4）做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（ C ）A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变 C．频率不变、振幅改变D．频率改变、振幅不变
高一物理 机械振动
高一物理机械振动 【教学结构】 一、机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 二、简谐振动 1.定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2.简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3.简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 三、描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。 1.振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2.周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。 振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期 和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固 有周期和固有频率。 四、单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线 的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆 做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F 是重力在圆弧切线方向的分力。如图1所示，单摆的周期公图1
高中物理实验报告示范文本
高中物理实验报告示范文 本 After completing the work or task, record the overall process and results, including the overall situation, progress and achievements, and summarize the existing problems and future corresponding strategies. 某某管理中心 XX年XX月
高中物理实验报告示范文本 使用指引：此报告资料应用在完成工作或任务后，对整体过程以及结果进行记录，内容包含整体情况，进度和所取得的的成果，并总结存在的问题，未来的对应策略与解决方案。，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 篇一：中学物理实验报告徐婷婷 中学物理实验报告 实验名称干电池的电动势和内阻的测定及油膜法测分 子直径班级物理092班姓名徐婷婷学号09180212 实验日期20xx/3/29 同组人张丰蕾 一、实验目的 ①参与实验操作过程，熟悉相关实验仪器的使用，探 究实验操作和数据处理中的误差问题，领会实验中的设计 思想，并对相关问题进行深入思考。 ②深入理解实验原理，与高中物理知识相联系，探讨 学生分组探究实验的教学方法，提高师范技能。 ③在与他人的交流讨论中培养分析、解决问题的能力
和交流、合作的能力。 二、实验器材 干电池的电动势和内阻的测定：电压表、电流表、电阻箱、1.5V干电池、开关、导线若干条。 油膜法测分子直径：油酸—水溶液、注射器、带方格的塑料水盆、痱子粉。 三、实验原理 （1）干电池的电动势和内阻的测定1. 安阻法 如图1所示连接好电路，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对应的电流表的示数，并记录数据。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r，设电流表的内阻RA可忽略，则由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+r）。处理数据时的方法有两种：①计算法 在实验过程中测得一组电流的值Ii和接入的电阻箱的阻值Ri。设其中两组分别为R1、I1和R2、I2。由闭合电
大学物理实验竞赛综合考题B
大学物理实验竞赛试卷
一、判断题（“对”在“（）”中打√，“错”打×）（20分） （）1．误差是指测量值与量的真值之差，即误差＝测量值－真值。这一定义的误差反映的是，测量值偏离真值的大小和方向，误差有正负符号，不应该将它与误差的绝对值相混淆。 （）2．残差（偏差）是指测量值与其算术平均值之差，它与误差定义差不多。 （）3．精密度是指重复测量所得结果相互接近程度，反映的是随机误差大小的程度。 （）4．精确度指精密度与正确度的综合，它既描述数据的重复性程度，又表示与真值的接近程度，其综合反映了误差的大小程度。 （）5．根据随机误差与系统误差的性质可知，系统误差的特征是它的确定性，而随机误差的特征是它的随机性。 （）6．用算术平均值代替真值称为测量结果的最佳值，那么平均值代替真值可靠性如何，要对它进行估算和评定，用以下方法估算和评定都是正确的，如算术平均偏差、标准偏差、不确定度。 （）7．系统误差和随机误差是两种不同性质的误差，但它们又有着内在的联系，在一定条件下，它们有自己的内涵和界限，但条件改变时，彼此又可能互相转化。如测量温度在短时间内可保持恒定或缓慢变化，但在长时间中却是在某个平均值附近作无规则变化，因此温度变化造成的误差在短段时间内可以看成随机误差，而在长时间内看作系统误差处理。 （）8．大量的随机误差服从正态分布，一般说来增加测量次数求平均可以减小随机误差。 （）9．测量不确定度是评价测量质量的一个重要指标，是指测量误差可能出现的范围。 （）10．不确定度A类分量与随机误差相对应，不确定度B类分量与系统误差相对应。 （）11．正确度是指测量值或实验所得结果与真值符合的程度，它是描述测量值接近真值程度的尺度，其反映的是系统误差大小的程度。但有人认为，正确度和精确度含义是一样的。 （）12．有一个0.5级的电流表，其量程数为10μA，单次测量某一电流值为6.00μA，用不确定度表示测量结果为I真=（6.00±0.05）μA。 （）13．某电阻值的测量结果为R真=（35.78±0.05）Ω，则待测电阻值是在35.73Ω和35.83Ω之间。 （）14．由于系统误差在测量条件不变时有确定的大小和正负号，因此在同一测量条件下多次测量求平均值能够减少误差或消除它。 （）15．利用逐差法处理实验数据的最基本条件和优点是可变换成等差级数的数据序列，充分利用数据，减少随机误差。 （）16．利用霍尔效应测量磁感应强度，这种测量方法属于比较法。 （）17．用光杠杆测定固体杨氏模量，若光杠杆常数（反射镜两足尖垂直距离）d=10.0cm，标尺至镜面水平距离D=100.0㎝，此时光杠杆的放大倍数K=10。 （）18．系统误差有确定的变化规律，随机误差没有变化规律。 （）19．交换抵消法可以消除周期性系统误差，对称测量法可以消除线性系统误差。 （）20．模拟法可以分为物理模拟和数学模拟，用稳恒电流场模拟静电场属于数学模拟。 二、操作题（50分）
高中物理基本实验汇总
高中物理实验汇总 实验一：、探究匀变速直线运动的规律（含练习使用打点计时器） 1， 装置图与原理：小车在勾码拉动下作 运动，通过研究纸带可以探究小车运动规律 2，打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，电源的频率是 ，电火花打点计时器使用 V 电压，电磁打点计时器使用 V 电压。 3，在某次“练习使用打点计时器”实验中，其中一段打点纸带如图所示，A 、B 、C 、D 是连续打出的四个点．由图中数据可知，纸带的运动是 运动，其中连接勾码的应该是 端 3，纸带处理方法： ★求B 点瞬时速度的方法： ★求加速度的方法： ★ 本实验注意点：1，长度肯定不是国际单位！ 2，留意相邻计数点间究竟有几个0.02s 2，本实验需要平衡摩擦力吗？ 实验二：探究力的合成的平行四边形定则 1， 装置图与原理：用两个力可以把结点拉到O 位置，用一个力也能把结点 拉到O 点，即它们的 相同。本实验要验证力的合成是否满足平行四边形。图中用平行四边形法作出的合力实验值是 ，实际由等效替代得到的合力真实值是 ，和橡皮绳肯定一直线的是 。 2，主要实验步骤： （1）在水平放置的木板上垫一张 ，把橡皮条的一端固定在板上， 另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条， 使结点达到某一位置O 点，此时需要记下 。 （2）在纸上根据 ，应用 求出合力F 。 （3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使 ， 此时需要记下 。 （4）如果比较发现 ，则说明力的合成 满足平行四边形定则。 3，本实验注意点： 实验时橡皮绳、细绳、弹簧秤要和白纸 ，拉力大小、两个力夹角要 ，确定拉力方向 时描下的两个点距离要 实验三：探究加速度与力、质量的关系 1， 原理：本实验用到的科学方法是 （1）保持 不变，探究 的关系 （2）保持 不变，探究 的关系 2，装置：重物作用是 纸带作用是 3，实验前首先 重物，适当倾斜木板直到 轻推小车运动后纸带上的点 为 止，本步骤称为 ，目的是让小车受的外力等于 4，绳子拉力理论上大小为F= 为方便改变拉力，还应该满足 ，则可认为F= F 2
(完整版)上海高中物理机械振动
机械振动 一、机械振动： 1、定义：物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动叫做机械振动。 例如：枝头上的小鸟飞离枝头时，树枝会发生振动；荡秋千时的来回运动； 人走路时，两只手臂会自然地、有节奏地前后摆动…… 2、机械振动主要特点：固定的“中心位置”即平衡位置；周期性的“往复运动”即周期性和往 复性；这也是判断物体是否做机械振动的依据。中心位置又称为平衡位置，即当物体不再做往复运动时，所最终停下来的位置。平衡位置是指运动过程中一个明显的分界点，一般是振动停止时静止的位置，并不是所有往复运动的中点都是平衡位置。存在平衡位置是机械运动的必要条件，有很多运动，尽管也是往复运动，但并不存在明显的平衡位置，所以并非机械振动。例如：拍皮球、人来回走动。 3、机械振动产生的条件：每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用且所受到的阻力足 够小。 二、简谐运动 1、弹簧振子——理想化模型 （1）概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。 （2）理性化模型的条件： ①弹簧的质量比小球小很多，可以认为质量集中于振子（小球）。 ②小球需体积很小，可当作质点处理。 ③忽略一切的摩擦及阻力作用。 ④小球从平衡位置拉开的位移在弹簧的弹性限度内。 2、回复力 有一种玩具狗，它的头部和尾部用较软的弹簧跟身体相连。如 果轻拍一下玩具狗，它便会不停地摇头晃尾起来，这就是弹簧 引起的机械振动。 如右图：当弹簧既不拉伸也不被压缩时，小球静止在杆上的O点， 这时小球所受合力为零。O点就是弹簧振子的平衡位置。 振子在平衡位置O点右侧时，有一个向左的力；在平衡位 置O点左侧时，有一个向右的力，这个力总是促使物体回 到平衡位置。 结论：物体做机械振动时，一定受到指向平衡位置的力，这个力的作用效果总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力。回复力是根据力的效果命名的 思考：以下两种说法正确吗？ 1、振动的物体始终受到回复力的作用；
高中物理-机械振动、机械波高考真题演练
高中物理-机械振动、机械波高考真题演练1．[·山东理综,38(1)](多选)如图, 轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0时刻,一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。以下判断正确的是() A．h＝1.7 m B．简谐运动的周期是0.8 s C．0.6 s内物块运动的路程是0.2 m D．t＝0.4 s时,物块与小球运动方向相反 2．(·天津理综,3)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b 两质点的横坐标分别为x a＝2 m和x b＝6 m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是() A．该波沿＋x方向传播,波速为1 m/s B．质点a经4 s振动的路程为4 m C．此时刻质点a的速度沿＋y方向
D．质点a在t＝2 s时速度为零 3．(·北京理综,15) 周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图象如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波() A．沿x轴正方向传播,波速v＝20 m/s B．沿x轴正方向传播,波速v＝10 m/s C．沿x轴负方向传播,波速v＝20 m/s D．沿x轴负方向传播,波速v＝10 m/s 4．(·四川理综,2)平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两小木块每分钟都上下30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰。这列水面波() A．频率是30 Hz B．波长是3 m C．波速是1 m/s D．周期是0.1 s 5．(·福建理综,16)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b 相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是()
高中物理实验报告范文
高中物理实验报告范文 (一)实验目的 1.学会用打上点的纸带研究物体的运动。 2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。 3.会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度。 4.练习使用打点计时器 (二)实验原理 1.匀变速直线运动的特点 (1)物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时间T内发生的位移依次为x1、x2、x3、?、xn，则有： x2-x1=x3-x2=?=xn-xn-1=aT2，即任意两个连续相等的时间内的位移差相等。可以依据这个特点，判断一个物体是否做匀变速直线运动。 (2)做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度。 2.由纸带求物体加速度的方法(1)逐差法
设相邻相同时间T内的位移分别为x1、x2、?、x6，则 x2-x1=x3-x2=x4-x3=?=x6-x5=aT2 x4-x1=3a1T2 x5-x2=3a2T2 x6-x3=3a3T2 得加速度a=(a1+a2+a3)/3 = (2)图象法(421?522?623)x4?x5?x6x1?x2?x32? 33T3T3T9T 以打某计数点时为计时起点，然后利用vn=(xn+xn+1)/2T测出打各点时的速度，描点得v-t图象，v-t图象的斜率即为加速度，如图所示。 (3)由纸带求物体速度的方法“平均速度法”求速度，即 vn=(xn+xn+1)/2T，如图所示。 (三)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、复写纸片。 (四)实验步骤 1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面;把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端; 连接好电路，再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码;将纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。
2017年第四届全国大学生物理实验竞赛活动方案
附件2： 2017年第四届全国大学生物理实验竞赛活动方案 一、竞赛活动的目标： 激发大学生对物理学和物理实验的兴趣，提高大学生的创新意识、知识综合 运用能力和实践能力，同时为国家级实验教学示范中心物理学科组等参赛高校的 师生们提供一个物理实验教学交流平台。竞赛提倡“重在参与、注重过程”， 促 进高校大学生基础知识与综合素质培养的有机结合，为拔尖创新人才的培养提供 发展平台。 二、参赛学校： 全国国家级物理实验教学示范中心组队参赛，同时邀请： 1.教育部物理学基础拔尖计划高校； 2.获得国家理科基础科学研究和教学人才培养基地物理学专业点高校； 3.拥有国家工科基础课程物理教学基地和国家级精品课程（大学物理、基础 物理实验、大学物理实验和近代物理实验）的高校； 4.根据承办情况特别邀请的其他高校。 参赛对象：上述高校的在校本科生。 三、竞赛命题： 大学生物理实验竞赛采用命题实验方式，命题范围针对大学本科生已经掌握的大学普通物理知识及完成的基础物理实验、综合性物理实验、研究性物理实验等课程。 命题定位水平难度适当，具有基础和发挥空间的命题。它既突出物理基础又充分体现学生的实践能力、动手能力和创新思维。 命题分为：基础性实验题和综合研究性实验题两类。
四、竞赛方式： 基础性实验题2题，每题实验时间：4小时；每校2人分别完成1题； 综合研究性实验题2题，每校1题，实验时间：4小时。两人组队合作完成。 参赛高校有两种组队方式： （1）2人组队：只参加基础性实验题竞赛； （2）4人组队：2人参加基础性实验题竞赛，2人合作参加综合研究性实验题竞赛。 综合研究性实验题按题分为两组，分组原则：上一届竞赛综合实验获前4名或前6名的学校通过抽签均分到两组，其他学校根据抽签分为两组。 五、奖励方式： 每个实验分别设奖。 获奖比例：一等奖约10%；二等奖约20%，三等奖约30%。对表现特别突出的学生可授予特等奖。 向所有参赛学生颁发竞赛入围证书（盖国家级实验教学示范中心联席会印章）。 根据经费情况确定奖金（或实物）金额。
高中物理第十一章机械振动总结
高中物理第十一章 机械振动总结 一、机械振动： （一）简谐运动： 1、简谐运动的特征： 1）运动学特征：振动物体离开平衡位置的位移随时间按正弦规律变化 在振动中位移常指是物体离开平衡位置的位移 2）动力学特征：回复力的大小与振动物体离开平衡的位移成正比， 方向与位移方向相反（指向平衡位置） kx F -= ①回复力：使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力。 ②回复力是根据力的效果来命名的。 ③回复力的方向总是指向平衡位置。 ④回复力可以是物体所受的合外力，也可以是几个力的合力，也可以是一个力，或者某个力的分力。 ⑤由回复力产生的加速度与位移成正比，方向与位移方向相反x m k a -= ⑥证明一个物体是否是作简谐运动，只需要看它的回复力的特征 2、简谐运动的运动学分析： 1）简谐运动的运动过程分析： （1）常用模型：弹簧振子（其运动过程代表了简谐运动的过程） （2）运动过程： 简谐运动的基本过程是两个加速度减小的加速运动过程和两个加速度增大的减速运动过程 （3）简谐运动的对称性： 做简谐运动的物体在经过关于平衡位置对称的两点时，两处的加速度、速度、回复力大小相等 （大小相等、相等）。动能、势能相等（大小相等、
相等）。 2）表征简谐运动的物理量： （1）振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的振幅。 ①振幅是标量。 ②振幅是反映振动强弱的物理量。 （2）周期和频率： ①振动物体完成一次全振动所用的时间叫做振动的周期。 ②单位时间内完成全振动的次数叫做全振动的频率。 它们的关系是T=1/f 。 在一个周期内振动物体通过的路程为振幅的4倍；在半个周期内振动物体通过的路程为振幅2倍；在1/4个周期内物体通过的路程不一定等于振幅 3）简谐运动的表达式：)sin(?ω+=t A x 4）简谐运动的图像： 振动图像表示了振动物体的位移随时间变化的规律。 反映了振动质点在所有时刻的位移。 从图像中可得到的信息： ①某时刻的位置、振幅、周期 ②速度：方向→顺时而去；大小比较→看位移大小 ③加速度：方向→与位移方向相反；大小→与位移成正比 3、简谐运动的能量转化过程： 1）简谐运动的能量：简谐运动的能量就是振动系统的总机械能。 ①振动系统的机械能与振幅有关，振幅越大，则系统机械能越大。 ②阻尼振动的振幅越来越小。 2）简谐运动过程中能量的转化： 系统的动能和势能相互转化，转化过程中机械能的总量保持不变。
高中物理实验报告模板.doc
高中物理实验报告模板 篇一：中学物理实验报告徐婷婷 中学物理实验报告 实验名称干电池的电动势和内阻的测定及油膜法测分子直径班级物理092班姓名徐婷婷学号 091802 实验日期 20xx/3/29 同组人张丰蕾 一、实验目的 ①参与实验操作过程，熟悉相关实验仪器的使用，探究实验操作和数据处理中的误差问题，领会实验中的设计思想，并对相关问题进行深入思考。 ②深入理解实验原理，与高中物理知识相联系，探讨学生分组探究实验的教学方法，提高师范技能。 ③在与他人的交流讨论中培养分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。 二、实验器材 干电池的电动势和内阻的测定：电压表、电流表、电阻箱、1.5V干电池、开关、导线若干条。 油膜法测分子直径：油酸—水溶液、注射器、带方格的塑料水盆、痱子粉。 三、实验原理 （1）干电池的电动势和内阻的测定 1. 安阻法
如图1所示连接好电路，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对应的电流表的示数，并记录数据。设被测电源的电动势和内阻分别为E、r，设电流表的内阻RA可忽略，则由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+r）。处理数据时的方法有两种：① 计算法 在实验过程中测得一组电流的值Ii和接入的电阻箱的阻值Ri。设其中两组分别为R1、I1和R2、I2。由闭合电路欧姆定律可得：E=I1（R1+r）（1） E=I2（R2+r）（2）联立（1）、（2）可得E I1I2(R1R2)I1R1I2R2 r, I2I1I2I1 将实验得到的数据进行两两比较，取平均值。 由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+r），将其转化为 1 REr （3） I 1 根据实验所得数据作出R曲线，如图2所示，此直线的斜率为电源电动势E， I 对应纵轴截距的绝对值为电源的内阻r。 2. 伏阻法 如图3所示连接好电路，改变电阻箱R的阻值，测出不同阻值时对
上海市大学生物理学术竞赛竞赛规则与评分标准
竞赛规则 一．基本规则 本项竞赛以普通话为工作语言，以抽签分组、团队辩论的方式进行。赛前通过抽签分组，每支队伍参加三轮对抗赛，每轮对抗赛由三支队伍参加。抽签过程中要避免两队重复相遇。 1.1竞赛角色 每一轮对抗赛分为三个阶段（场次），这三支参赛队在不同的阶段（场次）扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方，进行三个阶段的比赛。每一轮对抗赛中角色的转换顺序如下： 1.2对抗赛中对不同角色的要求 正方就某一问题做陈述时，要求重点突出，包括实验设计、实验结果、理论分析以及讨论和结论等。反方就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，总结正方报告的优点与缺点；但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答。评论方对正反方的陈述给出简短评述。观摩方不发表意见。 在每一阶段的比赛中，每支队伍只能由一人主控发言，其他队员只能做协助工作，可以和主控队员交流，但不能替代主控队员进行陈述。 在三轮分赛场比赛中，每位队员作为正方主控队员进行陈述只能出现一次，每位队员总共只有两次主控机会（即每名队员最多出场两次），决赛不受限制。
1.3每一阶段竞赛定时45 分钟，具体流程如下： 1.4题目挑战和拒绝规则 1)在同一轮对抗赛中，选用题目不能相同。 2)反方可以向正方挑战任何一道题目，但有以下情况除外： A) 正方在先前比赛及本轮中已经拒绝过的题目 B) 正方在先前比赛及本轮中已经陈述过的题目 C) 反方在先前比赛及本轮中作为反方挑战过的题目 D) 反方在先前比赛及本轮中作为正方陈述过的题目 3)如果可供挑战的题目小于5 道，则上述限制按照DCBA 的顺序予 以解除。在一支队伍的全部比赛中正方对于可供挑战的题目，总计 可以拒绝三次而不被扣分，之后每拒绝一次则从正方的加权系数中 扣去0.2分。加权系数扣分适用于该轮及之后比赛。
高中物理机械振动知识点与题型总结.doc
（一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。 1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐 振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。 （六）阻尼振动、受迫振动、共振。 简谐振动是一种理想化的振动，当外界给系统一定能量以后，如将振子拉离开平衡位置，放开后，振子将一直振动下去，振子在做简谐振动的图象中，振幅是恒定的，表明系统机械能不变，实际的振动总是存在着阻力，振动能量总要有所耗散，因此振动系统的机械能总要减小，其振幅也要逐渐减小，直到停下来。振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动，阻尼振动虽然振幅越来越小，但振动周期不变，振幅保持不变的振动叫无阻尼振动。 振动物体如果在周期性外力──策动力作用下振动，那么它做受迫振动，受迫振动达到稳定时其振动周期和频率等于策动力的周期和频率，而与振动物体的固有周期或频率无关。 物体做受迫振动的振幅与策动力的周期（频率）和物体的固有周期（频率）有关，二者相差越小，物体受迫振动的振幅越大，当策动力的周期或频率等于物体固有周期或频率时，受迫振动的振幅最大，叫共振。 【典型例题】 [例1] 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是（） A. 振子在M、N两点受回复力相同 B. 振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C. 振子在M、N两点加速度大小相等 D. 从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 解析：建立弹簧振子模型如图所示，由题意知，振子第一次先后经过M、N两点时速度v相同，那么，可以在振子运动路径上确定M、N两点，M、N两点应关于平衡位置O对称，且由M运动到N，振子是从左侧释放开始运动的（若M点定在O点右侧，则振子是从右侧释放的）。建立起这样的物理模型，这时问题就明朗化了。
高中物理实验报告大全
实验名称 研究匀变速直线运动规律 实验人 1 2 指导教师 日期 实验目的: 使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。 实验器材: 电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，________ 电源,钩码，细绳。 实验原理: 设物体做匀加速直线运动，加速度是a ，在各个连续相等的时间T 里的位移分别是s 1、s 2、s 3 s 4、s 5、s 6, △s=s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=________ 由上式还可得到s 4-s 1=(s 4-s 3)+(s 3-s 2)+(s 2-s 1)=________，同理有 s 5-s 2=s 6-s 3=……=________。可见，测出各段位移s 1、s 2、s 3 s 4、s 5、s 6,即可求出a 1、a 2、a 3,再算出________、________、________的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度a=________ 实验步骤: （1）把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 （2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 （3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，重复实验三次。 （4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打5个点的时间作为时间的单位，就是T= s. （5）测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6的长度，把测量结果填入表1中。根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值。注意：求出a 1、a 2、a 3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。把计算的结果填入下表1,求出小车做匀变速直线运动的加速度a 。 实验数据处理: 织带粘贴处： 计数点 位移s/m 位移差△s/m 分段加速度a/m·s -2 小车加速度a/m·s -2 1 S 1= S 4-S 1= a 1= a= 2 S 2= 3 S 3= S 5-S 2= a 2= 4 S 4= 5 S 5= S 6-S 3= a 3= 6 S 6= 误差分析：电源电压的不稳定性、测量读数等 B C D s s s A