4、 探索型实验

这是一种新的实验方式,以摸索找出规律为目的,新教材中实验――探索弹力与弹簧伸长的关系就是一种,它是利用实验先列表得出弹力与弹簧长度、弹簧伸长的长度,再找出它们之间有无关系,可利用作图法研究。类似的实验还有研究有固定转动轴物体的平衡条件等的实验。

n    典型例题

例1: 为测定木块与斜面之间的滑动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起做匀加速下滑运动,如图18-74所示。他使用的实验器材仅限于:① 倾角固定的斜面(倾角未知)② 木块 ③ 秒表 ④ 米尺。

实验中应记录的数据是d、L、h、t。

计算摩擦因数的公式是。

为了减小测量的误差,可采用的方法是多次测量取平均值。

例2:. 有小灯泡和各一只,定值电阻一只,电源一只(电动势,内阻不计),电键一只,导线若干,试设计一电路,使和都能正常发光。

(a)               (b)

   (1)将设计的电路图画在图1(a)的虚线框内,电路图中要标明各元件的代号。

(2)按设计的电路图,用线(表示导线)完成图(b)所示仪器的连线。

分析与解:(1)和的并联电阻值等于的电阻,把和的并联电路与串联起来,接到的电源上,均能正常工作,而此时通过的电流为小于允许通过的最大电流,所以电路如图。

(2)实物连线(如图),先串一条电路,再把电阻并联接在电灯上。

 . 例3:取一根轻弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球。如图所示。让小球在竖直方向离开平衡位置放手后,小球在竖直方向做简谐运动(此装置也称为竖直弹簧振子)。一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期与小球质量的关系,为了探索出周期与小球质量的关系,需多次换上不同质量的小球并测得相应的周期。现将测得的六组数据标在以为横坐标,为纵坐标的坐标纸上,即图18-78中用“×”表示的点。

   (1)根据图18-78中给出的数据点作出与的关系图线。

(2)假设图18-78中图线的斜率为,写出与的关系式为____________。

(3)求得斜率的值是____________。(保留三位有效数字)

     

 分析与解:(1) 作图如下,尽可能穿过各个点(2)T2与m成正比, (3)1.25

例4:一只小灯泡,标有“3V,0.6W”字样。用右图给出的器材(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为6V,内阻为1Ω;电流表有0.6A、3A两个量程;电压表有3V、15V两个量程)。要求测量小灯泡正常发光时的电阻R1和不发光时的电阻R2。

⑴将实验电路图画在方框中。

⑵电压表应选用________量程;电流表应选用________量程。

⑶用笔画线当导线,将右图的实物连成所需电路(有三根导线已经接好)。开始时,滑动变阻器的滑动触头应该移到最______端(左或右)。

分析与解:电泡正常发光电阻15Ω,不发光时更小,电压表电阻约几千欧,电流表电阻约几欧,所以要用安培表外接法。灯不发光时电压必是0,所以滑动变阻器不可用限流法,而要用分压法。至于量程,考虑它的额定电流为0.2A,0. 6A量程也太大,但只有这个选择了,电压表选3V恰好。

例5:粗略测定玩具手枪子弹射出时的初速度。除玩具手枪外,所给的测量仪器为:⑴只有秒表;⑵只有米尺。

分析与解:⑴若只有秒表,可如图(a),将玩具手枪从地面竖直向上发射子弹,用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t,则子弹上升的时间为t/2,故子弹初速度v0=gt/2。⑵若只有米尺,可如图(b),将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出,用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s,则子弹初速度。

n    配套练习

 0  325891  325899  325905  325909  325915  325917  325921  325927  325929  325935  325941  325945  325947  325951  325957  325959  325965  325969  325971  325975  325977  325981  325983  325985  325986  325987  325989  325990  325991  325993  325995  325999  326001  326005  326007  326011  326017  326019  326025  326029  326031  326035  326041  326047  326049  326055  326059  326061  326067  326071  326077  326085  447090 

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