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1、高中物理基础型、拓展型演示实验参考资料基础型演示实验实验一 利用DIS位移传感器研究自由落体运动的实验方案实验二 研究微小的形变实验三 用DIS验证斜面上力的分解实验四 用DIS验证牛顿第三定律实验五 用DIS实验研究一下动能的大小与哪些因素有关实验六 用用DIS实验研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系实验七 沉浮子实验八 用DIS研究摩擦与热实验九 探究静电力的大小与什么因素有关实验十 DIS实验研究小灯泡的UI图像实验十一 利用逻辑电路实验器组装各种门电路实验十二 电流的磁效应实验十三 研究磁场力的方向实验十四 利用DIS实验研究微弱磁通量变化时的感应电流实验十五 研究感应电
2、流的方向实验十六 研究阴极射线实验十七 用GM传感器探测r射线拓展型演示实验实验一 用DIS研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？实验二 用DIS实验研究向心力与哪些因素有关实验三 波的衍射实验四 用DIS实验探究电源电动势和电源外电压、电源内电压的关系实验五 用DIS实验验证楞次定律实验六 用DIS实验验证变力做功情况下的动能定理实验一 利用DIS位移传感器研究自由落体运动的实验方案实验目的 研究自由落体运动的规律实验器材 DIS（位移传感器，数据采集器，计算机等），金属块4块，铁架台等实验器材实验步骤（1） 按图所示装置，正确的安装各器材。将DIS位移传感器的接收器固定在铁架台的横梁一端，将
3、DIS位移传感器的发射器作为重物（即研究对象）。启动DIS，进入“用DIS探究自由落体运动的规律”界面。开启发射器电源，手持发射器，将其静止在接受器下方。（2） 由静止释放发射器，由于发射器在空中下落过程中所受空气阻力很小，可以忽略不计，所以发射器的运动可以看做是自由落体运动。用DIS测出发射器做自由落体运动的v-t图，利用军加速直线运动的规律判断假设是否成立。（3） 在发射器上绑上不同数目的金属块，重复上述实验，测出不同质量的物体左自由落体运动的v-t图，考察自由落体运动的加速度石头与物体所受到的重力有关。（4） 如果自由落体运动是军加速直线运动，则测量加速度的大小。实验二 研究微小的形变实
4、验目的 用实验观测微小形变实验器材 铁架台一个，激光笔一支，镜子两面，重物若干，平台一个。实验步骤（1） 如图调整好光路，打开激光笔，观察激光能否按照原定光路打到天花板上（2） 在平台上放上重物，观察天花板上的激光点的位置变化。实验结论观察到激光点的位置变化说明在平台上放上重物可以改变平台的形状，即将平台的微小形变通过光路放大了。分析：1.实验原理的缺陷：桌面的形变方向是上下的，此时，镜子会上下移动，转动的角度很小，不能够使反射光线有较大的变化，因此起不到放大作用。2.改进措施：尽量使形变能引起镜子做转动，如图所示。3.原理上改变：如图利用扁的玻璃瓶进行实验，通过吸管的液面高度的变化反应玻璃瓶
5、的变化。实验三 用DIS验证斜面上力的分解实验目的 验证斜面上力的分解实验原理 用一个力与同时用两个力使橡皮筋发生相同形变效果（伸长相同的长度），合力与两个分力的大小和方向的关系。实验器材 DIS（力传感器，数据采集器，计算机等），重球一个倾角可调的斜面一个实验步骤（1） 开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“力的分解”（2） 将重物放在倾角可调的斜面上，如图所示A，B为两个力传感器，软件界面上分别显示两个分力的大小，如图所示。（3） 改变斜面倾角的大小，在表中记录不同倾角时的分力F1，F2。实验结论 F1，F2的大小与物体的重力的大小满足平行四边形定则分解的结果一致。实验四 用DI
6、S验证牛顿第三定律实验目的 通过实验验证牛顿第三定律实验器材 DIS（力传感器，数据采集器，计算机等）实验步骤（1） 打开DIS应用软件，点击条目中“力的相互作用”（2） 将两个力传感器的挂钩钩一起，向相反的方向拉动，观察软件界面上出现的结果。实验结论观察分析力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以验证牛顿第三定律的结果。实验五 用DIS实验研究一下动能的大小与哪些因素有关实验目的 研究物体动能的大小与哪些因素有关实验原理 使用动能定理，选取适当的坐标系研究问题。实验器材 DIS（光电门传感器，数据采集器，计算机等），小车，轨道，摩擦块，挡光片实验原理小车在推动摩擦块滑动的过程中，使得摩擦块
7、克服摩擦力做功，做功的多少可以反映小车的动能大小。由于摩擦力可以看做恒力，本实验通过滑行的距离S反映小车动能的大小，因此，研究S与小车质量m,速度v的关系，就是研究小车动能Ek与小车质量m，速度v的关系。使用计算机拟合曲线级数就无需使用控制变量法依然可以得到合理的变量间的关系。实验步骤（1） 如图安装实验装置，把挡光片固定在轨道小车上，将光电门传感器固定在水平轨道的上方，并连接到数据采集器。（2） 放置摩擦块使得挡光片的后沿刚通过光电门传感器时，摩擦块恰与小车相碰。（3） 开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“舞台动能的大小”，图中纵坐标S表示摩擦块的位移，横坐标x表示质量m与速度v
8、的平方的乘积。（4） 将小车的质量m及挡光片的宽度S填入软件界面对应的表格中，点击“开始记录”，并推动小车沿轨道运动。和经过光电门传感器时，测的小车的速度，与此同时，小车推动摩擦块运动。（5） 测量摩擦块的位移S,将数据键入软件界面对应的表格中。（6） 改变小车的质量或运动速度，重复试验可以得到多组S,m,v的数据。（7） 根据数据所提供的星系，猜想摩擦块的位移与小车质量和速度的关系。实验结论 物体的动能与该物体的质量与速度的平方成正比。注意事项注意摩擦块放置的位置，使光电门测出的速度是碰撞时的速度。实验六 用DIS研究一定质量的气体在体积不变时，压强与温度的关系实验目的 研究一定质量气体在体
9、积不变时，其压强与温度的关系实验器材 DIS（温度传感器，压强传感器，数据采集器，计算机等），铁架台一个，试管一支，烧杯一个，加热用水一杯。实验步骤（1） 将温度传感器和压强传感器街道数据采集器的两个输入口。开启电源点击实验条目中的“体积不变时，一定质量的气体压强与温度的关系”，软件界面如图所示。（2） 如图所示，与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏原件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌。（3） 点击“记录数据”可得到试管内空气不同的压强和温度值。（4） 点击“数据计算”，表格上显示压强p和热力学温度T的值，启动“图像分析”功能，在显示屏上可以观察到p-T图像
10、注意事项1. 保证装置的气密性完好，尽量不要漏气2. 由于温度传感器和压强传感器显示稳定数据的时间不同，以温度传感器读书稳定后记录数据实验七 沉浮子实验目的 模拟潜艇的工作情况实验器材 大量筒一个，小瓶子一个，水。实验步骤 略（1） 在大量筒中倒入大半筒水，在里面放入一个倒置的小瓶，小瓶内留有大约一半水，使其能刚好浮出水面（2） 再用橡胶膜把量筒口密封，用力挤压橡胶模，观察现象。改进措施：可以用大的饮料瓶代替大量筒，用小试管代替小瓶，如图所示。实验八 用DIS研究摩擦与热实验目的 研究摩擦与热的关系实验器材 DIS（温度传感器，数据采集器，计算机等），铜管，摩擦绳实验步骤（1） 打开DIS研究
11、摩擦与热的实验装置和软件界面。（2） 固定铜管，并在铜管内插入温度传感器，点击软件界面中的实验条目“摩擦做功是温度升高”。（3） 拉动绳子，观察软件界面上温度的变化曲线。实验结论从变化曲线上可以看出拉动的次数越多，铜管的温度升的越高。实验九 探究静电力的大小与什么因素有关实验目的 探究静电力的大小与什么因素有关实验器材可以带电小球若干，起电机一台，细线一根，铁架台一个实验步骤（自己设计的步骤）（1） 启动起电机，控制起电机上的金属带电球的电量不变，将一个未带电的小球与起电机相碰获得一定的电量，然后将小球小心的固定在铁架台上。（2） 将铁架台由远及近的移动，观察小球与竖直方向的夹角变化，从而得到
12、静电力与距离的关系。（3） 固定铁架台，使其与起电机的距离不变，用第二个不带电小球与带电小球相碰，然后观察系在铁架台上的小球与竖直方向的夹角变化，然后反复使用不带电的小球与带电小球相碰，观察上述夹角变化，得到电量与静电力的大小关系。实验十用 DIS实验研究小灯泡的UI图像实验目的 研究小灯泡的UI图像实验原理 如图所示的电路，利用DIS的电压传感器，电流传感器测绘小灯泡的U-I图线。从小灯泡的U-I图线中可以获得不同电压下小灯泡的电阻值。实验器材DIS（电压传感器，电流传感器，数据采集器，计算机等），实验用电路板，导线若干。实验步骤（1） 将电压传感器和电流传感器分，别接入数据采集器。开启电源
13、运行DIS应用软件。点击“小灯泡U-I图像研究”（2） 点击开始记录并且改变滑动变阻的阻值，在显示器上得到小灯泡的U-I图线。实验结论通过图线可知，温度对灯丝的电阻有很大影响。随着电压升高，小灯泡的电功率越大，温度越高，电阻不断增大。注意事项1.电流传感器外接 实验十一 利用逻辑电路实验器组装各种门电路实验目的 展示如何组装一些简单的逻辑电路实验器材 开关，电源，小灯模块，与门模块，非门模块，或门模块。实验步骤 略拓展实验：1.可以利用非门做一个火警报警器。2.可以利用“与门”、“或门”电路的两个输入端的开关，进行控制电路，即可以对一类关于门电路的习题进行讲解。3.可以组合复合门电路实验十二
14、电流的磁效应实验目的 研究电流的所产生的磁场的方向与电流的关系实验器材 电源，导线，小磁针。实验步骤 略注意事项：1. 如果利用一根导线，电流不能太小，所以通电时间要短，以免烧坏电路。2. 做实验时，仪器附近不要有磁铁等可产生较强磁场的物体。3. 导线必须南北放置实验十三 研究磁场力的方向实验目的 研究磁场力的方向与什么因素有关实验原理 左手定则实验器材 一根金属杆、蹄形磁铁、铁架台、开关、电源、保护电阻、导线若干。实验步骤 （1） 合上或断开开关S，观察金属杆P运动情况（2） 把蹄形磁铁D的N，S极兑换一下位置，在合上或断开开光S，观察金属杆P的运动情况（3） 交换电源的正负极，即改变电流的
15、方向，观察金属杆P的运动情况。实验结论磁场对电流作用力的方向即与磁场方向垂直，又与电流方向垂直。 注意事项 1. 有的仪器吊着金属导线的是两个金属片，金属片的重力较大，影响实验。2. 可以用两根导线代替金属片实验十四 利用DIS实验研究微弱磁通量变化时的感应电流实验目的 探测微弱磁通量变化时的感应电流实验原理地磁场较弱（在地面附近，磁感应强度大小的平均值为510-5T）。应用DIS可观察到闭合线圈中由于穿过线圈平面的地磁场的磁通量发生变化而产生的感应电流。实验器材 DIS（微电流传感器，数据采集器，计算机等），环形线圈。实验步骤（1） 将微电流传感器接入数据采集器，并于环形线圈的两端引出线相连
16、。开启电源，运行DIS应用软件。（2） 点击实验条目中的“微弱磁通量变化时的感应电流”，转动线圈，观察界面上的电流指针的变化。注意事项1. 试验时，线圈所在平面与地面始终垂直2. 尽量远离有电磁信号干扰的地方实验。实验十五 研究感应电流的方向实验目的 研究感应电流的方向与什么因素有关实验原理左手定则，如图所示，在蹄形磁铁的磁场中悬挂一根细金属杆AB，金属杆和灵敏电流计串联成一个闭合回路。让细金属杆在磁场中演不同方向运动，观察灵敏电流计的指针偏转情况实验器材 蹄形磁铁一块，灵敏电流计一台，一根细金属杆以及悬挂用的细线。实验步骤（1） 将细金属棒沿垂直于磁场方向来回做切割磁感线的运动，观察灵敏电流
17、计的指针偏转情况。（2） 改变蹄形磁铁的放置方向，即使磁场方向与刚才的相反，重复上述步骤，观察灵敏电流计的指针偏转情况。（3） 使细金属杆沿磁感线的方向上下运动，观察灵敏电流计的指针偏转情况实验结论当闭合回路中部分道题在磁场中运动并切割磁感线时，会有感应电流产生。如果导体沿磁场方向运动，灵敏电流计不会发生偏转。实验十六 研究阴极射线实验目的 研究阴极射线的实质实验器材 阴极射线管，高压电源，蹄形磁铁一个，导线若干，开关一个。实验步骤（1） 将阴极射线管与高压电源相连，确认接触良好，打开电源。（2） 观察阴极射线在荧光屏上的阴极射线，并用蹄形磁铁靠近阴极射线管，观察荧光屏上的射线的偏转。实验结论
18、通过观察阴极射线在磁场下的偏转，利用右手定则断定阴极射线为电子。实验十七 用GM传感器探测r射线实验目的 研究放射源的放射性实验原理 当射线进入G-M传感器时能激发电离放电，这种短暂的放电被收集并记录下来，通过DIS将这一放电在软件界面上反映出来，货发出一阵声响。射线越多电脑屏上显示的峰值就越高，声响也越密。如果用级数将放射源屏蔽起来，可以发现射线数量明显减少。实验器材DIS（G-M传感器，数据采集器，计算机等），G-M教学用放射源。实验步骤（1） 如图所示将G-M传感器接入数据采集器，并连接数据采集器与计算机。开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“检测物质的放射性”。（2） 点击“
19、开始记录”，可以观察到即使附近没有放射源，软件界面上也会显示很低的计数率，称为本底计数率。（3） 将DIS教学放射源分别置于距G-M传感器不同距离处，可以发现计数率随着距离的增加而降低。（4） 使用相同厚度的铁板，铜板，铅板对放射源进行屏蔽，可以发现不同金属对于放射线的屏蔽作用页不同。注意事项使用放射源请注意：实验完毕后应使用肥皂水洗手，放射源的存放要远离食品，饮水及日常起居环境。拓展型实验实验一用DIS研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？实验目的 研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。实验器材DIS（力传感器，数据采集器，计算机等），木块，砝码若干，不同粗糙程度的材料板，细线。实验步骤（1）
20、在铁架台上固定力传感器，将木板放在长坂上，用细线连接木块与力传感器，应用计算机辅助系统，将图中的力传感器连到数据采集器的输入口。（2） 点击实验菜单山的“摩擦力的研究”，显示屏上将显示记录表格和Ff-FN坐标系，点击“记录压力”，把物体压力记录到表格中。（3） 点击“开始记录”，同时拖动长板向左运动。Ff-FN坐标系上将出现物体受力图线，在力的凸显上选择区域，则区域内力的平均值会自动记录到表格中。（4） 在木块上加上砝码，再做几次实验得出一组实验数据。（5） 更换粗糙的接触面，在压力不变的情况下在做实验，比较实验结果。实验结论物体所受到的滑动摩擦力与物体和接触面间的粗糙程度有关，与物体与接触面
21、间的正压力成正比。实验二 用DIS实验研究向心力与哪些因素有关实验目的 研究向心力与哪些因素有关实验器材DIS向心力实验器实验原理运用控制变量法，对有关变量进行测量，在对数据进行分析，得出结论。实验步骤1.如图连接好力传感器和光电门传感器，打开DIS相应界面。 2.在界面上相应的表格中填入每次实验的基本数据 如：小物体的质量以及小物体圆周运动的半径。 3.首先控制小物体的质量不变改变物体运动的半径，点击开始记录按钮，然后使力传感器调零，转动小物体，屏幕上会出现相应的数据点，并选取一个固定的w的值进行向心力的测量，最后进行数据分析。 4.然后选择一个固定运动半径，改变小物体的质量，重复上述操作，
22、进行数据处理。 实验四用DIS实验探究电源电动势和电源外电压、电源内电压的关系实验目的探究电源电动势和电源外电压以及电源内电压的关系实验器材如图所示的该实验的专用仪器实验步骤（1） 开始时把变阻器断开，测量内外电压的大小，然后接通变阻器后，改变内阻的大小或者外电阻的大小或者同时改变内外电阻的大小，在屏幕上可以看到多组内外电压的数值。（2） 分析实验数据，得到结论。实验结论内外电压的数值上的综合等于电源电动势。注意事项1. 实验前试测两个电压传感器所对应测量的内外电压测量，之后不要再互换。2. 在电压传感器未接入电路时进行调零。3. 电压传感器对应相接的内外电极要正确。实验五用DIS实验验证楞次
23、定律 实验目的 用实验验证楞次定律。实验器材 DIS（微电流传感器，数据采集器，计算机等），感应线圈，条形磁铁。实验步骤（1） 将微电流传感器接入数据采集器，使微电流传感器的测量接头与感应线圈两端接连（2） 实验前线选择传感器窗口为“指针”或者“示波”显示方式，然后将条形磁铁N极插入或者拔出感应线圈观察感应电流的方向；将条形磁铁的S即插入或者拔出感应线圈，观察感应电流的方向。实验结论实验证明了楞次定律的正确性。实验六 用DIS实验验证变力做功情况下的动能定理实验目的 验证变力做功下的动能定理实验器材 DIS实验装置一套实验步骤（1） 在一辆小车上安装两挡光片a,b和位移传感器的发射器。光电门传
24、感器、位移传感器接收端、力传感器安装在固定的轨道上，将两块磁铁分别安装于力传感器手里段和小车对应位置，且同性磁极相对，挡光片宽度相同，将数据需输入计算机。（2） 让小车向力传感器方向运动，挡光片a经过光电门传感器时记录下此时小车速度V0，同时出发力传感器以及位移传感器工作，小车受磁斥力作用，克服其做功，力传感器记录该力的反作用力的大小。当挡光片b经过光电门时再次记录此时小车的速度Vt，同时力传感器和位移传感器停止工作。（3） 在计算机上显示出F-S图像，计算出图像下面积即为此过程便利做功W；测出小车质量输入计算机，得到小车的初末动能，从而得到动能变化量，将数据与变力做功作比较可验证变力做功的动能定理。实验结论通过实验研究表明，动能定理不但适用于恒力做功也适用于变力做功。注意事项1. 三个传感器的：光电门和力传感器尽量近一些，两块磁铁必须在同一高度（否则容易使车翻掉）。2. 提前测出小车以及装在上面的传感器以及磁铁等的总质量。3. 注意V0，Vt是两个挡光片过光电门时的平均速度，因此选择的区域要于其对应的小车的位置。4. 注意导轨的摩擦力的影响。