十五．用卡尺观察光的衍射现象 （1）供观察用的光源最好是线状白炽灯。 （2）眼睛紧靠狭逢，狭逢平行线光源。 （3）衍射条纹：中央为白色、两测是彩色。
（4）当卡尺的狭逢变窄，条纹间距变宽，亮度变暗。
定量关系，并学习所用的科学方法。
2、实验器材：弹簧两根（其中一根较粗、较短，适宜用来做弹簧缩短的实验，弹簧不宜过软，以免弹簧被拉伸时超出它的弹性限度），相同质量的砝码五个，相同质量的槽码五个，毫米刻度尺一根，铁架台一个（用来悬挂弹簧）。 3、实验步骤：
（1）将较细的一根弹簧悬挂在铁架台上。用毫米刻度尺量出弹簧的长度l0，并填入表中。 （3）如图，在弹簧下挂1个钩码，用毫米刻度尺量出此时弹簧的长度l，并填入表中。 （4）分别在弹簧下挂2、3、4、5个相同的钩码，依次量出相应的弹簧长度l，并填入表中。
（5）分别计算出在弹簧下挂1、2、3、4、5个钩码时弹簧的伸长量（l – l0），并填人表。
（6）以力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据表中所测数据在坐标纸上描点。
（7）按照坐标图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线（包
括直线）。所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意使曲线两侧的点数大致相同。
（8）以弹簧的伸长为自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数?? （9）解释函数表达式中常数的物理意义。
（10）有兴趣的同学自己编排探索弹簧受压而长度缩短时，弹力与弹簧长度变化的关系的实验步骤。 4、怎样描绘实验图线？
处理实验数据的常用方法之一是图象法。运用图象法处理数据有许多优点，例如，能比较直观地表达物理规律，能够减小偶然误差对结果的影响，能够较方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理量数值。 （1）描绘图线时，一般以横坐标代表自变量，以纵坐标代表因变量，在轴的末端箭头旁注明代表的物理量及其单位。
（2）根据测量的数据，选取适当的坐标轴的标度（即每格所代表的量值），使横轴与纵轴的全长（表示数据的最大值的长度）接近相等，图线大约分布在正方形区域内，并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致，且测量的准确值在图上也能确切标出。
（3）当图线不通过坐标原点时，坐标的原点可以不从零开始，这样可以使图线分布匀称。
（4）描点和连线。依据实验数据用削尖的铅笔在图上描点，用“×”或“· ”符号标明。描线应该用直尺或曲线板，描出的线应是光滑的直线或曲线。因为测量值有一定的误差，图线不通过全部点是正常现象，连线时应尽量使图线通过或接近数据点，个别严重偏离的点应舍弃，应使其余的点尽量比较均匀地分布在困线两侧。
实验四、验证力的平行四边形法则。
1、实验器材：方木板，白纸，弹簧秤（两个），橡皮条，细绳（两条），三角板，刻度尺，图钉（几个）。
15
2、实验步骤：
（1）在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。
（2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端挂上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。 （3）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。
（4）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数。（在使用弹簧秤的时候，要注意使弹簧秤与木板平面平行。）
（5）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出合力F。
（6）只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。
（7）比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们是否相等。 （8）改变两个分力的大小和夹角，再做两次实验。 3、注意点：
（1）两只弹簧秤在使用前应检查、校正零点，检查量程和最小刻度单位，将两弹簧称钩好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选用，若不同，应另换，直至相同为止，使用弹簧秤时应与板面平行。 （2）选用的橡皮条应富有弹性，能发生弹性形变，同一次实验中，橡皮条拉长后的结点O的位置必须保持不变。 （3）在满足合力不超过弹簧评量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。 （4）画力的图示时，应选定恰当的单位长度作为标度；作力的合成图时，应尽量将图画得大一些，但也不要太大而画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。
（5）由作图法得到的F和实际测量得到的F′不可能完全符合，但在误差允许范围内可以认为F与F′符合即可。
课堂例题精选：
例1、某人用最小刻度为 1毫米的刻度尺测量某物体长度，测量的结果为5.60 cm，若以米为单位，结果应记为 m或 cm。 例2、用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图所示。这根金属管内径读数是 cm，外径读数是 cm，管壁厚是 cm。
例3、用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值 。
例4、关于“测定匀变速直线运动的加速度”实验的操作，下列说法中错误的是??????????（ ） A、长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低。 B、在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上。
C、应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车。 D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动。
例5、一位同学利用打点计时器测定做匀变速直线运动物体的加速度，得到的纸带如图所示，则物体运动的加速度为 m/s，任意两个相邻记数点间的时间间隔为0．1s。
例6、在“验证力的平行四边形法则”实验中，如图所示，用AB两弹
簧秤拉橡皮条结点O，使其位于E处，此时（α+ β） = 90，然后保持A的读数不变，当α角由图中所示的值逐渐减小时，要使结点仍在E处，可采取的办法是????????????????????????（ ） A、增大B的读数，减小β角。 B、减小B的读数，减小β角。 C、减小B的读数，增大β角。 D、增大B的读数，增大β角。
16
02
重要基础题：
1、有一游标卡尺，主尺的最小分度是lrnm，游标上有 20个小的等分刻度，用它测量一工件的长度，如图（如下页上左图）所示。这个工件的长度是 mm。 2、用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0．02mm）测定某圆筒的内径时，卡尺上的示数如右图所示，由图可读出圆筒的内径为 mm。 3、对“测定匀变速直线运动的加速度”实验，给出了下列实验步骤，请按合理的操作顺序，把必要的实验步骤的顺序号填在横线上： 。
A、拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带。 B、将打点计时器固定在长木板上，并接好电路，将长木板平放在桌面上。 C、把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码。 D、断开电源，取下纸带。
E、将长板的末端抬高，轻推小车，使小车能在长木板上匀速运动。 F、将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。 G、换上新纸带，再重复做三次。
能力提高题：
5、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是???（ ） A、选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位。 B、使小车运动的加速度尽量小些。
C、舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量、计算。 D、选用各处平整程度，光滑程度相同的长木板做实验。
6、在做“验证力的平行四边形法则”实验时，使用弹簧秤必须注意???????????????（ ） A、测量前检查弹簧秤的指针是否指在零点。
B、测量前应把两弹簧秤互相钩在一起并对拉，观察它们的示数是否相同，应选用示数相同的一对弹簧秤。 C、在用弹簧秤拉橡皮条时，秤壳不要与纸面摩擦。
D、在用弹簧秤拉橡皮条时，要使弹簧秤的弹簧与木板平面平行。 E、在用弹簧秤拉橡皮条时，细绳和弹簧秤的轴线应在一条直线上。
最新典型题：
7、已知游标卡尺的主尺最小分度是lmm，游标尺上有 10个小的等分刻度，它们的总长等于9 mm，用这游标尺测得物体长度为2. 37cm，这时候游标尺上的第 条刻度线与主尺上的 mm刻度线对齐。 8、如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分，D1是任选的第一点，D11、D21是第11点和第21点。若加速度值是10 cm/s2，则该计时器的频率是???????????????（ ） A、10 Hz B、20 Hz C、30 Hz D、40Hz
9、在“验证力的平行四边形法则”实验中，某同学的实验结果如图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中 是F1与F2的合力的理论值； 是力F1与F2合力的实验值。通过把 和 进行比较，验证平行四边形法则。
17
专题名称：实验专题（二）
复习重点：5、验证动量守恒定律；6、研究平抛物体的运动；7、验证机械能守恒定律；8、用单摆测定重力加速度。
知识能力点提要：
实验五、验证动量守恒定律： 1、实验中一定要注意以下几点：
（1）“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件。
（2）测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度。 （3）斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态。
（4）调节小支柱高度使入射小球和被碰小球球心处于同一水平高度，调节小支柱与槽口间距离使其等于小球直径。 （5）入射球的质量应大于被碰球的质量。
（6）入射球每次都必须从斜橹上同一位置由静止开始滚下。方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球。
（7）实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。
（8）入射小球飞出的水平距离应从斜槽的末端点在纸上的垂直投影点O算起，而被碰小球飞出的水平距离应从它的球心在纸上垂直投影O′算起，可用重锤线先定位O点，然后在水平线ON上取OO′=2r（r为小球半径）。 （9）式中相同的量取相同的单位即可。 2、误差分析：
误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差。每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小。应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差。
实验六、研究平抛物体的运动：
1、实验目的：描出平抛物体运动的轨迹，求出平抛物体的初速度。 2、实验装置如右图所示：要检查木板是否水平，用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上，固定时要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直；选定斜槽末端所在的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
3、描绘小球作平抛运动轨迹的方法：使小球由斜槽的某一固定位置自由
滑下，并由O点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处（如 = 1cm）的y值，然后使小球从开始时的位置滚下，在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并在坐标纸上记下这一点。以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置。取下坐标纸，根据记下的一系列位置，用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹。 注意点：
（1）要在斜轨上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。
（4）所点的点越多，描出的轨迹越趋于准确，所以应选用较多的点（至少也应有5个点）用于作图，而且一般要含有平抛运动的起始点——取作坐标原点的O点。 4、求平抛小球的初速度应注意：
18
（1）v0 = ，v0 = 。
（2）要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 实验七、验证机械能守恒定律：
1、实验目的：以自由落体的重物为研究对象，验证mgh = mv/2，即验证gh = v/2（这也说明，不需要测m）。 2、实验步骤：
（l）将纸带穿过打点计时器的 ，并在 下面经过，纸带下端固定在重锤上，上端用手提住，纸带不与限位孔接触。
（2）接通打点计时器的电源使它工作，让纸带从 状态开始释放，计时器在纸带上打出一系列的点。
（3）更换纸带重复进行四次实验，从打出的几条纸带中挑选第1、2点距离接近 毫米，并且点迹清晰的纸带进行下面的测量。
（4）把纸带上的第1个点记为O，在第1个点后距离较远处任意选取一点P，数出由O到P 数目n，用刻度尺测出 的距离h。
（5）打点计时器工作电源频率为50Hz，则打点间隔时间为 秒。根据公式v = 计算出P点的速度。
（6）由上面的h和v分别计算 和 ，看两者 。 （7）在其他纸带上再另选几个点，重复步骤（4）、（5）、（6）。 3、注意点：
（1）打点计时器的安装，两纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。 （2）必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才能松开纸带让重锤下落。
（3）纸带上端最好不要悬空提着，可使手臂靠着某处，保证重物下落的初速度为零，使纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点。
（4）纸带的选取：第一个点为计时器起点，0点速度为零。即选择第一、二两点间距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。
（5）测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能搞错．为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远些，纸带也不宜过长，约40cm即可。
（6）因不需要知道动能的具体数值，因此不需要测出重物的质量。 （7）铁架台上固定打点计时器的夹子不可伸出太长，以防铁架台翻倒。
（8）重物和纸带下落过程中要克服阻力（主要是打点计时器的阻力）做功，所以动能的增加量△Ek必定稍小于势能的减少量△EP 。
（9）实验中，g必须是当地重力加速度。
实验八、用单摆测定重力加速度。
1、实验目的：测定当地重力加速度g；验证T∝I、T与偏角的大小、摆球的质量无关。 2、简要步骤：
（1）选取一段1m左右的细线，让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结。把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让
摆球自由下垂（如图）。用米尺量出悬线长l′，精确到毫米；用游标卡尺测量摆球的直径，然后算出摆球的半径r，也精确到毫米。l′+ r就是单摆的摆长。
（2）把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度（不超过10），然后放开小球让它摆动，用停表测出单摆做30～50次全振动所用的时间。计算出平均摆动一次的时间，这个时间就是单摆的振动周期。
（3）根据单摆的周期公式，计算出重力加速度。变更摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度。最后，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。 （4）设计一个表格，把测得的数据和计算结果填入表中。请设计：
（5）利用实验中测得的数据还可以研究周期跟摆长的关系。从单摆的周期公式知道，在重力加速度一定时，周
19
0
2
2