初中物理数字化实验案例定稿.doc

-初中物理. z.-实验一 声音的三要素实验目的观察研究琴弦振动发声的特点和规律。实验原理响度、音调和音色组成声音的三要素。声音的响度强弱与振源的振幅有关，声音的音调上下与振源的频率有关，声音的音色与振源的材料构造有关。实验器材计算机，数据采集器，数据线，声音传感器，力传感器，声音的三要素实验器等。实验装置图图1-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置；2、 调整好琴弦松紧度，翻开实验系统软件，选择，点击声音软件进入实验平台，选择采集时间为5秒，声音传感器量程为30-90dB；3、 以其中一根弦为实验对象，将弦枕分别放置在离右端约20、15、10cm处点击，各拨弦一次，待采集完毕后观察比拟三次拨弦所得图像的频率，然后点击保存实验图像，点击；4、 以三根不同材料的弦为实验对象，选择采集时间为5秒，将弦枕放至离右端约15cm处点击分别拨动三根弦，分析三种不同材料的弦振动所得图像的波纹系数，然后点击保存实验图像，点击；5、 再以其中一根弦为实验对象选择采集时间为5秒，将弦枕放置在离右端15cm处点击单通道分别以三种不同的力道拨弦，采集完毕后观察并分析以不同力道拨弦所得图像的振幅，然后点击保存实验图像，点击；6、 以细弦为实验对象将力传感器再与采集器相连，重新翻开实验系统软件，选择，点击进入实验对力传感器进展校准；7、 传感器的校准：1 将力传感器水平置于桌面；2 点击校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可。8、 点击新建活页夹选择模板，点击增加线增加"声强-力坐标关系，选择实验时间1分钟，实验间隔100毫秒，调整旋钮每改变一次张紧力拨弦一次同时点击"手动采集，采集到5个点后点击停顿按钮完毕实验；9、 保存并分析实验图像。实验结果图1-2 距离不同的弦振动频率图像图1-3 材料不同的弦振动频率图像图1-4 长度不同的细弦振动频率图像图1-5 不同力度下弦的振动图象图1-6 长度一样材料不同的弦振动图像图1-7 材料一样的情况下声强随张紧力的变化图像考前须知1、 调节琴弦时，应一边慢慢紧，一边轻轻拨，弦线不可太紧；2、 实验时，应用食指轻拨琴弦，不可硬拉琴弦，以免损坏琴弦。实验二 水凝固与冰熔化实验目的观察水凝固、冰熔化的现象以及分析其规律。实验原理水温持续下降后，水会发生凝固现象，冰周围温度持续升高后，冰会发生熔化现象。实验器材计算机，数据采集器，数据线，温度传感器，水凝固与冰熔化实验器，水槽，冰块，清水，注射器配胶管。实验装置图图2-1 实验装置图实验步骤1、 按实验装置图搭建实验平台，在水槽内放入冰块和冷水，通电实验前，利用注射器通过面板上的小孔可向水槽中注水，使水面距离水槽口约5mm至10mm；2、 向小瓶子中注入水，装入小瓶子内的水不要超过小瓶容积的一半，将温度传感器的探头穿过橡皮塞插入到水中；3、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击快速实验在单坐标系上建立"温度-时间的坐标关系，设置采集时间"1小时，采集间隔"500ms；4、 点击开场采集数据，将实验器接通电源，制冰器开场制冰，观察小瓶子中水的物态变化，待小瓶子中的水完全凝固成冰后，切断实验器电源，使其自然升温，观察此过程中水的物态变化和软件上温度数据的变化，待冰完全熔化成水，水的温度回复到初始温度之后，点击停顿采集；5、 采集完成后完毕实验，进展分析。实验结果图2-2 温度-时间变化曲线从图2-2可以看出，在制冷器的作用下,小瓶子中的水在凝固成冰的过程中，温度持续降低，当温度低于4，温度降低的速度变慢。在小瓶子里的冰自然升温过程中，温度先快速升高，到达0时，温度变化速度变慢，当温度为4左右时，小瓶子呈现冰水混合状态，待吸热一段时间后，冰完全熔化成水，温度慢慢的回复至室温。通过本实验可以知道：冰是晶体；现实生活中，冰水混合物的温度不一定是0。试一试如果在水槽中参加冰块，对实验效果又会产生怎样的影响？实验三 红光外侧的热效应实验目的探测红光外侧的热效应并分析其规律。实验原理红外线具有热效应的特点。实验器材计算机，数据采集器，快速温度传感器，数据线，红光外侧的热效应实验器，带灯座板射灯。实验装置图图3-1 实验装置图实验步骤1、 按实验装置图搭建实验平台，调节好三棱镜角度以及光屏位置，使色散后的彩色光斑明显；2、 将快速温度传感器的探头插入光屏中间缝隙中并固定好，使之恰好位于红外线一侧；3、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击快速实验自动建立"温度-时间的坐标关系，设置采集时间"5min，采集间隔"100ms；4、 点击开场采集数据，翻开光源，观察温度变化曲线；5、 采集完成后点击完毕实验，进展分析。实验结果图3-2 温度与时间变化曲线考前须知1、 通电实验前，应将灯头调节水平。通电实验过程中，不可用手碰触灯头，以免烫伤；2、 改变三棱镜、光屏位置，调整色斑为最清晰后，再将温度传感器探头插入光屏后进展测量。实验四 凸透镜的会聚作用实验目的观察凸透镜的会聚现象以及分析其规律和作用。实验原理平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后，将向凸透镜光轴上的焦点会聚。实验器材计算机，数据采集器，数据线，温度传感器，凸透镜的会聚作用实验器，带灯座板射灯等。实验装置图图4-1 实验装置图实验步骤1、 按实验装置图搭建实验平台,将温度传感器插入光屏上的探头插孔，并旋紧蝶形螺母，调节凸透镜和温度传感器探头在同一水平面上；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击快速实验自动建立"温度-时间的坐标关系，设置采集时间"10min，采集间隔"100ms；3、 点击开场采集数据；4、 采集完成后点击停顿按钮完毕实验，进展分析。实验结果图4-2 温度与时间变化曲线从图4-2可以看出，通过凸透镜的会聚作用，温度传感器测得会聚光斑处的温度持续升高。考前须知1、 通电实验前，应将灯头调节水平。通电实验过程中，不可用手碰触灯头，以免烫伤；2、 改变光屏位置，调整光斑为最小后，再将温度传感器探头插入光屏后进展测量。实验五 气泡的运动规律实验目的观察分析水泡在管中的运动规律。实验原理水泡在管中受力而向上运动。实验器材计算机，数据采集器，数据线，位移传感器，气泡的运动规律实验器，铁架台，清水，注射器配胶管等。实验装置图图5-1 实验装置图实验步骤1、 按实验装置图搭建实验平台，将20ml注射器活塞向外拉至15ml左右；2、 用50ml的注射器往透明管中加水直到水位上升至透明管上边缘3cm处停顿注水；3、 翻开实验系统软件，选择，点击新建实验进入实验平台，点击快速实验在单坐标系上建立"位移-时间的坐标关系，设置采集时间"1min，采集间隔"50ms；4、 将滑动板先竖直向上拉起约5cm静止，点击开场按钮，再轻轻推动20ml注射器活塞直到产生一个完整的大气泡，待气泡运动到滑动板底端时拉动滑动板让气泡和滑动板保持一致运动到顶端，点击停顿按钮保存并分析实验结果。实验结果图5-2 实验结果图从实验结果图可看出，气泡运动为匀速上升。考前须知1、 注射器接入透明管装水后，不漏水；2、 拉动滑动板时一定要竖直向，滑动板和气泡运动要保持一致。实验六 探测物体的运动速度实验目的利用光栅板和光电门探测物体的运动速度。实验原理图6-1 图6-2栅栏板黑条纹间的距离为d，如图6-1所示。如果t=t1时刻挡光开场，对应图中的第1个上升沿,在t=t2、t=t3时刻，分别对应第2、第3个上升沿。时刻，速度：；时刻，速度：，以此类推得出其他的速度。实验器材计算机，数据采集器，数据线，光电门传感器，探测物体的运动速度实验器，铁架台等。实验装置图图6-3 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击新建活页夹选择模板；3、 光电门设置： 点击弹出光电门设置对话框； 选择实验类型为"直线运动选择被测量物理量为"速度； 最后点击"完成即可；4、 点击左上角显示数据，点击增加线建立"速度-时间坐标关系，选择适宜实验时间和采集间隔；5、 将光栅板放置在支架上，点击开场，同时用手拉细线，使光栅板通过光电门；6、 得到实验数据后点击停顿按钮完毕实验。实验结果图6-4 实验结果图试一试 试着改变光栅板支架的角度或拉力的大小等方式来探究物体运动的速度。实验七 探测物体的质量实验目的测量物体的质量。实验原理 用拉式和压式两种方式测量物体的质量，当用压式方式测量时，将物体放上电子称托盘上，当用拉式方式测量时，将物体挂在电子称上。实验器材计算机，数据采集器，数据线，铁架台，细线，砝码，拉压式电子称。实验装置图图7-1 拉式电子秤实验装置图图7-2 压式电子秤实验装置图实验步骤（1） 作为拉式电子秤使用时1、 按照实验装置图7-1搭建好实验装置，翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击在单坐标系上建立"质量-时间的坐标关系，选择适宜的实验之间与采集间隔；2、 传感器的校准：1 将拉压式电子称不挂重物竖直放置，点击弹出校准对话框，选择对应通道；2 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可；3、 将物体挂在挂钩上，点击开场按钮，采集数据，直到采集完毕点击停顿按钮。（2） 作为压式电子秤使用时1、 按照实验装置图7-2搭建好实验装置，翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击新建活页夹选择，以同样方式对拉压式电子称校准；2、 点击公式编辑，编辑公式"M2为"-M，建立"M2时间坐标关系，选择适宜实验时间和采集间隔；3、 将物体放在托盘上，点击开场按钮，采集数据，直到采集完毕点击停顿按钮；4、 点击选区按钮选中所有数据，在下方会显示出其平均值，此值即为物体质量。实验结果图7-3 拉式电子秤实验结果图图7-4 压式电子秤实验结果图实验八 研究固体分子间的引力实验目的 观察探测固体分子间的引力大小。实验原理 固体分子间有引力的存在，这个引力在分子间距离较小时较大。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，力传感器，研究固体分子间引力实验器等。实验装置图图 8-1实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置，实验前应将铅柱套入刮削器内，按顺时针方向轻轻均匀转动，使铅柱露出新的铅体，将两个铅柱对接，并用力压紧两个端面，稍作反向转动，即可将两个铅柱粘接成一体；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击，建立"力-时间坐标关系；选择适宜的采集时间和间隔；3、 传感器的校准：1 将力传感器水平放置，点击弹出校准对话框，选择对应通道的"力传感器；2 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可，最后点击"退出按钮，退出校准界面，完成校准；4、 点击采集数据，同时用手拉砝码钩，逐渐增加拉力；5、 实验完成后点击完毕采集，分析数据。实验结果图8-2 实验结果图从实验结果图中可以看出固体分子间是有引力存在的。问一问为什么在实验之前要把铅头放入刮削器，露出新的铅头？实验九 空气分子间的作用力实验目的 观察探究一定质量的气体，在温度不变时其压强与压力的变化关系。实验原理 分子间存在着引力和斥力。在此实验中，不断压缩气球，使空气分子间距离继续缩小，分子间作用力表现为斥力，则气球内部压强将会继续增大。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，压强传感器，空气分子间的作用力实验器，注射器配胶管等。实验装置图图 9-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置，用针筒往气球内注入一定量的空气，连入压强传感器；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击，点击建立"压强-时间坐标关系，选择适宜的采集时间和时间间隔；3、 点击采集数据，慢慢往下压活塞；4、 直至实验完毕点击，观察一定质量气体的压强变化曲线，分析数据。实验结果图9-2 实验结果图从实验结果图中可以看出随着气球的下压，空气间分子的作用力越大，导致其内部压强也逐渐增大。实验十 研究弹簧测力计实验目的 观察研究弹簧测力计的工作原理及规律。实验原理作用在物体上的外力越大，物体的形变就越大。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，力传感器，研究弹簧测力计实验器，钩码假设干等。实验装置图图 10-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置，指针钩上空载时，观察指针指向刻度尺上的刻度L0；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击选择模板，点击建立"力-弹簧伸长量坐标关系，点击编辑变量"初始长度L0，"刻度L1，编辑公式"弹簧伸长量A为"L1-L0；3、 传感器的校准：1 将力传感器垂直放置，点击弹出校准对话框，选择对应通道的"力传感器；2 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可，最后点击"退出按钮，退出校准界面，完成校准；4、 挂钩空载时，点击记录力的数据，观察指针所指的刻度，双击对应的"刻度栏，输入刻度值；5、 依次逐个添加钩码数量，每添加一个钩码重复步骤4，实验完成后点击完毕采集；6、 观察并分析实验结果。实验结果图10-2 力与弹簧伸长量关系图根据实验数据可以发现，在弹性限度内，在弹簧测力计的弹簧上施加的力越大，弹簧的形变越大。问一问根据实验结果图，我们能否得到实验装置中弹簧的弹性系数的数值？试一试 试着用手拉砝码钩代替砝码，用连续采集完成该实验。实验十一 摩擦力实验目的 探究分析静摩擦力和滑动摩擦力的规律。实验原理匀速拉动滑动板，可以探测物体所受到的静摩擦力和滑动摩擦力。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，力传感器，摩擦力试验器，布，钩码假设干等。实验装置图图 11-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置搭建好实验装置；2、 翻开实验系统软件，选择点击进入实验平台，点击建立"力-时间坐标关系，设置适宜的采集时间和时间间隔；3、 传感器校准：1 将力传感器水平放置，点击弹出校准对话框，选择对应通道的"力传感器；2 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可，最后点击"退出按钮，退出校准界面，完成校准；4、 选择一样材质的布料进展试验，往重物盒中添加2个钩码，点击开场采集数据，右手固定力传感器与底板左手向外侧缓慢拉动滑板做匀速直线运动，采集完毕后点击；5、 点击在中选择；6、 往重物盒中再添加2个钩码，重复操作4，采集数据； 7、 换2种不同材质的布料添加一样质量的钩码重复该实验； 8、 实验完毕分析实验结果。实验结果图11-2 同质量不同材质的静摩擦力和滑动摩擦力图像图11-3 同材质不同质量的静摩擦力和滑动摩擦力图像实验结果分析：在一样材质的不同质量的情况下，静摩擦力和滑动摩擦力都随着质量的增加而增大；在质量一样材质不同的情况下，静摩擦力和滑动摩擦力都随着接触面粗糙程度的增加而增大。问一问物体的最大静摩擦力为什么大于滑动摩擦力？实验十二 物体与物体之间的作用力实验目的研究作用力与反作用力的关系牛顿第三定律。实验原理两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。实验器材计算机，力传感器2个，数据采集器，数据线，作用力与反作用力实验器等。实验装置图图12-1实验步骤1、 按照实验装置图，将力传感器接入数据采集器，然后将采集器与计算机连接，再将连接套件连接到两个力传感器上； 2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台；3、 点击校准力传感器：1 选择力传感器，点击校准；2 输入当前对应真实值0，点击校准，按提示依次点击确定、确定、退出；3 对另一个力传感器校准方法同上；4、 点击编辑变量、公式，增加变量名：F，名称：力，公式：-F2，点击增加； 点击，在弹出的"曲线选择对话框中勾选F和F1，点击，同时将滑板支架 上的力传感器拉或是推，直至实验数据采集完成后，点击；5、 观察分析实验结果。实验结果图12-2 作用力与反作用力的关系图 由实验结果图可以看到，蓝色和绿色的图像分别代表F1和F，他们大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上。实验十三 钉板实验实验目的 观察探究一定质量的气体，在温度不变时其压强与受力面积的变化关系。实验原理气球被向下压时，其内部压强和压力逐渐增大，但气球与钉板的接触面积也在不断增大，在一定力的范围内，气球不会被压破。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，压强传感器，钉板试验器，注射器配胶管等。实验装置图图 13-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置，用注射器往气球内充入一定量的气体，连接入压强传感器；2、 翻开实验系统软件，点击，点击建立"压强时间坐标关系，选择适宜的采集时间和采集间隔；3、 点击开场采集数据，慢慢往下压活动板，直到采集完成，点击完毕实验；4、 观察压强随压力的变化曲线，分析在一定范围内压力增大而气球不破的原因。实验结果图13-2 实验结果图从实验结果图可以看出，随着气球的下压，气球内部的压强逐渐增加，一定程度内气球不会被压破。试一试 减少钉板上钉子的数量，重新开场实验试试气球会不会破。实验十四 马德堡半球实验实验目的 观察研究马德堡半球的实验现象及原理。实验原理 大气压强是很大的，将两个半球内的空气抽掉局部，球外的大气便把两个半球紧压在一起，因此就不容易分开了。马德堡半球内的气压越小，两球所受压力也就越大。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，力传感器，压强传感器，马德堡半球实验器，注射器配胶管，钩码假设干等。实验装置图图 14-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置，将马德堡半球套件中白、黑半球对接在一起，用 注射器往外抽取一定量空气，并用夹子夹住软管；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击选择模板，点击建立"力-时间，"压强-时间坐标关系；3、 传感器的校准：1 将力传感器水平放置，点击弹出校准对话框，选择对应通道的"力传感器；2 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可，最后点击"退出按钮，退出校准界面，完成校准；4、 往砝码钩上添加砝码，点击采集数据；5、 逐个添加砝码，每增加一个采集一次数据，实验完成后点击完毕采集；6、 观察并分析实验结果。实验结果图14-2 实验结果图从实验结果可以得到，大气压强确实存在，半球内外有一定压强差，需要用足够的拉力才能使半球脱落。问一问为什么在开场采集之前需要用针筒抽出一局部空气？试一试 试着用用手拉钩码钩代替钩码并连续采集数据。实验十五 浮力定律实验目的 验证浮力定律即阿基米德原理；探究不同情况下浮力的变化。实验原理 浸在液体或气体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。本实验将配重块挂在力传感器下，然后浸入水中，配重块重力与力传感器数值之差即为浮力大小，而根据公式G=gV可得物排开水的重力，从而可验证浮力定律。实验器材计算机，数据采集器，数据线，浮力定律实验器，2个力传感器，铁架台，细线，配重块等。实验装置图图15-1 实验装置图实验步骤1、 如图15-1所示，搭建实验装置，并在上杯中参加适量的水；2、 将力传感器接入数据采集器；3、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台；4、 点击校准力传感器：1 选择力传感器，点击校准；2 输入当前对应真实值0，点击校准，按提示依次点击确定、确定、退出；5、 挂上重物，点击记录力的初始值备用，记录固定在铁架台上力传感器的示数例如3N点击；6、 点击，增加变量h高度，表示水没过重物的高度； 编辑公式V，公式：PI*r2*h(圆柱体的直径：5cm)，表示排开水的体积； 编辑公式F(浮力),公式：3-F1，表示重物受到水的浮力大小； 编辑公式G(排出液体的重量)，公式：9.8*V/1000，表示重物排开水的重力，编辑 好后点击"增加；7、 点击选择其中的模板，点击左上角的，勾选变量F1、h、V、G、F，点击"确定；点击"增加线按钮，y轴设置为"浮力"排出液体的重量，*轴设置为时间；8、 调节升降台高度，每下降0.5cm，点击手动采集按钮记录一次数据，采集足够的数据后，点击停顿按钮；9、 采集完毕后，在数据表h列输入相应的高度值。实验结果图15-2 实验结果图 由实验结果图15-2可以看出，物体排开水的重力与浮力大小根本一样实验误差不可防止。因此，可得出结论：浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。实验十六 二力平衡的条件实验目的 研究二力平衡的条件。实验原理当作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上时，两个力才能平衡，这就是二力平衡的条件。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，力传感器，二力平衡的条件实验器，钩码假设干等。实验装置图图 16-1实验步骤1、 按照实验装置图搭建好实验装置；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击选择模板，点击建立"力-时间坐标关系，点击编辑变量"质量M，编辑公式"重力G为"9.8*M，编辑公式"误差A为"ABS(F1-G)*100/F1；3、 传感器的校准：4 将力传感器水平放置，点击弹出校准对话框，选择对应通道的"力传感器；5 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；6 最后再次点击"确定即可，最后点击"退出按钮，退出校准界面，完成校准；4、 按照实验装置图将透明板从左上角的孔开场顺时针依次标注为A、B、C、D、E、F， 将一个钩码挂在细绳一端悬空的钩子上，点击手动采集分别采集F、C，A、C，A、D这三对连接点数据；5、 依次逐个添加钩码数量，每添加一个钩码重复步骤4，实验完成后点击完毕采集；6、 观察并分析实验结果。实验结果图16-2 二力平衡关系图从实验结果图可以看出，当二个力到达平衡时，力与重力的大小相等、方向相反。问一问为什么采集数据时用手动采集？用开场试验能得到数据吗？试一试 试着用选区按钮选中一组数据，查看其最大值、最小值以及平均值。实验十七 杠杆的平衡条件实验目的观察研究总结杠杆的平衡条件。实验原理古希腊学者阿基米德首先总结出了杠杆的平衡条件：动力×动力臂阻力×阻力臂，或用公式写成：F1×L1F2×L2。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，杠杆的平衡条件实验器，力传感器，钩码等。实验装置图图17-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建实验装置，在杠杆空置时，将固定杠杆的螺栓拧松，使杠杆能自由转动；2、 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆平衡在水平位置；3、 将细线套在杠杆及力传感器的挂钩上，并调节力传感器位置及高度，使杠杆重新到达水平平衡时细线刚刚到达竖直拉直状态，记录此时力臂长度；4、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台,点击选择实验模板；5、 点击编辑变量"钩码质量M、拉力力臂L1、钩码力臂L2，编辑公式：钩码拉力"F2为"9.8*G、拉力力矩"T1为"F1*L1、钩码力矩"T2为"G*L2、实验误差"A为"ABS(T1-T2)*100/T1；6、 点击建立"T1-T2坐标关系，点击建立数据表格；7、 将钩码用细线挂在杠杆另一端，确保杠杆仍处于水平位置后，点击手动采集数据，在数据表格中记入质量及两力臂的数值；8、 移动钩码位置，或改变钩码质量，以改变钩码力矩后，再次点击"手动采集按钮，记入此时质量及两力臂的数值；9、 重复步骤8屡次，待采集到足够数据后点击完毕实验；10、 观察并分析实验结果。实验结果图17-2 实验结果图由实验结果可知，两力矩的大小根本相等，且曲线拟合线斜率接近1，几乎是通过坐标原点，误差很小。可很好地验证"F1×L1F2×L2的杠杆平衡条件。试一试 上图采用的实验方法只对钩码的力臂大小进展了改变，试着同时改变钩码质量和两力臂的大小来验证杠杆平衡条件。实验十八 滑轮及滑轮组的研究实验目的用于观察研究总结滑轮及滑轮组的工作特点和工作原理。实验原理定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省1/2力多费1倍距离。用滑轮组起吊重物时，滑轮组用几段绳子吊物体，提起物体的力就是物重的几分之一。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，滑轮及滑轮组实验器，力传感器，钩码，铁架台等。实验装置图图 18-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建实验装置；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台,点击建立"力-时间的坐标关系；3、 在滑轮下方依次挂上一、二、三个钩码，每次点击手动采集数据，数据采集完成后，点击；4、 观察并分析实验结果。实验结果图18-2 实验结果图从结果图显示的拉力数值可看出，拉力比重力小，滑轮组省力。试一试 试着用单个定滑轮或多组动滑轮进展实验，看拉力数值有何变化。实验十九 物体吸热的研究实验目的观察探究物体吸热本领的强弱与物体颜色的深浅有怎样的关系。实验原理一样材料不同颜色的物体，在同种照射条件下，在一样的时间内，不同颜色的吸热本领是不同的。黑色外表的物体对热辐射的吸收本领比白色外表的物体强。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，吸热研究实验器，3个温度传感器，台灯，铁架台等。实验装置图图19-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建实验装置，将3个温度探头插入3个颜色不同的铝管中；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台,点击在单一坐标轴上建立3条"温度-时间的坐标曲线，设置实验时间"5分钟，采集间隔"100ms；3、 点击开场采集数据，将台灯放置在靠近吸热实验器的位置，翻开台灯，直至采集完毕；4、 观察并分析实验结果。实验结果图19-2 实验结果图从结果图可看出，颜色越深，物体吸热越快，越多。想一想 根据此结论，想想夏天穿什么颜色的衣服会舒服些。实验二十 传热快慢的探究实验目的观察探究不同材料的物体其导热本领的强弱。实验原理一样大小不同材料的物体，在同种加热条件下，在一样的时间内，不同材料的物体其导热本领是不同的。常见金属材料导热能力强弱顺序为：紫铜棒、铝棒、黄铜棒、铁棒、钢棒。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，3个温度传感器，传热快慢实验器，铁架台，酒精灯等。实验装置图图 20-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建实验装置,将温度传感器插入导热棒中；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台,点击在单一坐标系上建立三条"温度-时间曲线，设置实验时间"5分钟，采集间隔"500ms；3、 点击开场采集数据，点燃酒精灯，并放置在实验器下方，实验完成后点击完毕采集，灭掉酒精灯；4、 观察并分析实验结果。实验结果图20-2 不同金属导热快慢的比拟从结果图可看出，导热能力铝棒大于铜棒大于铁棒。想一想 传热的快慢在应用中有利有弊，想想生活中有哪些实例。实验二十一 热辐射研究实验目的观察探究热辐射的规律。实验原理物体以辐射的方式吸热或散热的本领与外表的颜色有关，黑色物体的热辐射本领明显强于其它颜色的物体。本实验中的热辐射实验器，能够将辐射能转化为电能，可以通过电流的强弱反响热辐射的本领。实验器材计算机，数据采集器，热辐射实验器，微电流传感器等。实验装置图图21-1 热辐射研究实验装置实验步骤1、 按照实验装置图搭建实验装置，将微电流传感器接入数据采集器，然后将采集器与计算机连接；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台，点击建立"电流-时间坐标关系，设置实验时间"10分钟，采集间隔"100ms；3、 点击开场采集数据，用冷热不同的物体或颜色不同的物体靠近实验器，可发现有电流产生，待实验完毕后，点击完毕采集；4、 观察并分析实验结果。实验结果图21-2 热辐射研究 由结果图可知，电流的大小反映热辐射的本领，不同温度或不同颜色的物体热辐射能力不同。实验二十二 摩擦做功实验实验目的演示摩擦做功是改变物体内能的一种方式。实验原理摩擦做功是把机械能转化为内能的一种方式，由于绳与管壁发生摩擦做功，管的温度升高，内能增加。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，温度传感器，摩擦做功实验器等。实验装置图图 22-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图将摩擦做功实验器旋紧固定在桌边，将温度传感器与采集器连接，再将采集器与计算机连接起来；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台,点击建立"温度-时间的坐标关系，设置实验时间"10分钟，采集间隔"100ms；3、 将绳子绕紫铜管一或两圈，把温度传感器放入铜管内；4、 点击开场采集数据，双手执绳的两端迅速往复拉动，温度数据会产生变化，实验完毕后，点击完毕采集；5、 观察并分析实验结果。实验结果图22-2 实验结果图从结果图可看出，随着不断摩擦紫铜管管壁，紫铜管内温度逐渐上升，内能增加。想一想1、 还有哪些方式可以改变物体内能？2、 摩擦生热在现实生活中有哪些利弊？实验二十三 电阻的串并联电路实验目的观察电阻串并联后的总电阻。实验原理 本实验电路板根据伏安法测电阻的方法，测量电阻在串联和并联时的电阻值。实验电路板上的开关、控制电阻的串并联。、的阻值为。电学实验板的电路图见下列图。图23-1 实验器材计算机、数据采集器、电学实验板E*21、电压传感器、多量程电流传感器、学生电源、导线假设干。实验装置图图 23-2 实验装置图实验步骤1、 分别将多量程电流传感器和电压传感器接入采集器，将采集器连入电脑；、2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台；3、 点击分别校准电压、多量程电流传感器：1 选择多量程电流传感器，选择200mA档，将多量程电流传感器的红黑鱼夹线对接， 点击校准；2 输入当前对应真实值0，点击校准，按提示依次点击确定、确定、退出；3 对电压传感器的校准方法同上；4、 点击选择模板，点击编辑变量、公式：增加变量名R，名称电阻，公式R=U1/I1*1000，点击增加，点击快速建立R-t坐标系；5、 将开关K1闭合至"1位置，K2断开至"0位置，按照电路板上的标示连接好电路，则电阻R3单独接入电路，实验时间选择"10秒，采集间隔选择"100毫秒，点击，数据采集完毕后，点击；6、 点击，选择下拉菜单中的，将开关K1闭合至"1，开关K2闭合至"1，则R2、R3并联接入电路，点击，数据采集完毕后，点击；7、 点击，选择下拉菜单中的，将开关K1拨至"0，K2拨至"0，则R1、R3串联接入电路，将电压传感器的红色鳄鱼夹从J5移至J3接线柱，点击，数据采集完成后点击；8、 实验完毕后，观察分析实验结果。实验结果图 23-3 实验结果图，阻值绝对误差小于等于0.2%。做一做 点击选中所有数据点，在坐标系下方会出现阻值的平均值，比拟一下在同一个电路中串联和并联电路的阻值有什么关系。实验二十四 原电池实验实验目的观察探究原电池的工作原理。实验原理锌电极是活泼金属，发生氧化反响易失电子，电子流到铜电极时，溶液中的氢离子得到电子而生成氢气，发生了复原反响。电子在沿导线传递时便产生了电流。在一定条件下，化学能可以转化为电能，材料不同的电极活泼的为负极。实验器材 计算机，数据采集器，数据线，原电池实验器，微电流传感器，导线，5%稀硫酸等。实验装置图图24-1 实验装置图实验步骤1、 按照实验装置图搭建实验装置，将铜片作为正极，锌片作为负极连接在线路中，发光二级管串联在电路中；2、 翻开实验系统软件，选择，点击进入实验平台,点击建立"微电流-时间的坐标关系，设置实验时间"1分钟，采集间隔"100ms；3、 传感器的校准：1 将毫安电流传感器红黑鳄鱼夹短接，点击弹出校准对话框，选择对应通道的"毫安电流传感器；2 点击"校准按钮弹出对话框，待左下角数值稳定后在"真实值一栏中输入"0，点击"校准"确定；3 最后再次点击"确定即可，最后点击"退出按钮，退出校准界面，完成后重新接入接线柱；4、 将稀硫酸倒入原电池容器中，点击开场采集数据，可以看到金属接触到稀硫酸发生反响，且发光二级管会发光，实验完成后，点击完毕采集；5、 观察并分析实验结果。实验结果图24-2 实验结果图