物理奥林匹克竞赛实验专题

第 7期试题解答注意 ,这里切不可将重力加速度当成常量 .相反 ,它是一个待测的物理量 .由于地球表面物体 (质量为 m)所受的重力近似等于它与地球之间的引力mg=Gm MR2式中 G为万有引力常量 ,M为地球质量 ,R为所要测定的距离 .显然 ,重力加速度 g不能视为常量 ,而是要通过测量予以确定 .质量为零的弹簧在砝码作用下沿竖直方向作简谐振动的公式为T=2 π mk式中 k为弹簧的劲度系数 .改变砝码质量 ,并测量振动周期 ,通过 T2 -m图的斜率可以求出 k.由胡克定律可得f =mg=kx式中 x为弹簧在砝码作用下的位移 .改变砝码质量并测量相应的位移 ,因 k…     

约利弹簧秤的改进

对传统约利弹簧秤装置进行改进,降低了装置的总体高度,增加了主尺上游标的测量精度,使用同步齿轮旋转带动约利弹簧上下移动,采用水槽排水方式使液面缓慢下降,增加霍尔传感器测量弹簧振子周期.改进后的约利弹簧秤外形美观,便于调节,稳定性好且精度高.     

关于作图法有效数字的一些讨论

在物理实验中,常常用拟合直线的方法求出某些待测物理量的数值.拟合直线的诸方法中,作图法和最小二乘法都是被普遍采用的.众所周知,在诸方法中,最小二乘法拟合的直线的不确定度是最小的.由于其所求得的物理量误差最小,物理量的有效数字位     

物理奥林匹克竞赛实验专题

第 9期试题解答1 )图解法由表 1数据作图 ,如图 1所示 .这些数据点可以拟合成一条直线 ,只有 ( 0 ,0 )和 ( 1 .0 ,0 .97)偏离较远 .从坐标纸上可以得到该直线的截距约为 0 .65cm ,则ΔL =D2 RΔl=2 .2 6× 1 0 - 2 cm ,即图 1　数据拟合直线未加砝码时 ,钢丝因弯曲而比实际长度短了0 .0 2 2 6cm.2 )逐差法将表 1相邻Δli 两两相减得到 1 0个数据 :0 .97,0 .72 ,0 .53 ,0 .42 ,0 .45,0 .48,0 .42 ,0 .41 ,0 .45,0 .45.可见前 2个数据明显偏大 ,予以舍弃 .用表 1后 8个数据 ,由逐差法求解直线方程 ,方程的截距即为 Δl,再根据公式求出ΔL.3 …     

橡皮筋滞后特性的实验分析

利用约利弹簧秤对橡皮筋的力的滞后特性进行了实验分析，并由此说明了不能用橡皮筋做测力计的物理机理，为检验弹簧的质量提供了一种实验途径及理论依据．     

用“■”形丝测液体表面张力系数弹簧的零点应如何测量

在高等学校普通物理实验的讲义或教材中，用一「“形丝（或“曰”形框）测液体表面张力系数时，主要有如下几种方法测量弹簧的伸长量．方法一在弹簧下端挂上“n”形丝，由标尺读出弹簧上端的位置L。（称作零点，以下同），此时的“n”形丝位置称作平衡位置．调节液面高度，使“n”形丝之横丝浸入液内．之后，使液而不停的缓慢下降，同时不断向上提拉弹簧，使“n”形丝在液膜重力与表面张力和弹簧拉力作用下始终停留在平衡位置，直至液膜断裂为止．液膜断裂时刻弹簧上端的读数为人，液膜被拉起的高度为h（以下同）．所以弹簧的伸长量为（L；…     

超重和失重现象的演示

超重和失重现象是物理教学大纲所要求的演示实验,它的难度较大。通常的演示方法是让弹簧秤与物体一同在竖直方向作变速运动,并在这种快速运动中观察弹簧秤受力增大和减小的变化情况,以此来说明物体处于超重状态或失重状态的现象。这种演示方法有两个问题:第一,弹簧秤指针和弹簧秤刻度标尺以及作为研究物的物体都在同一竖直方向上作快速运动,弹簧秤指针的小幅度位移往往被系统同一方向上的大幅度运动所掩盖,学生难以观察到指针位移的变化。第二,弹簧秤从静止到急剧上升的过程中,弹簧秤首先上升作加速运动,物体则由于惯性,随后才向上作加速运动。二者的运动起始时刻不一致,加速度也不一致。甚至物体尚没运动,弹簧秤已经伸长读数值增大了。因此,这时弹簧秤增大的读值(或最大值)很难说是由于物体向上作加速运动而产生的。同理,弹簧秤急剧下降时也存在同样的问题。     

升球法测量液体黏滞系数

设计制作了一种升球法测量液体黏滞系数的装置。通过砝码拉动待测液体中的小球上升,使用CCD摄像头识别下落砝码从而得到砝码位置与时间的数据,再对数据进行拟合得出液体的黏滞系数。用该方法对蓖麻油进行了测量,结果表明,测得的黏滞系数与蓖麻油黏滞系数标准值的相对偏差为4%,说明该方法测量精度较高。与传统落球法相比,该方法可用于测量非透明、黏滞系数较低的液体。     

问题三则

1.取两只相同的铁氧体永磁环,环沿厚度方向磁化。制作一个木架,木架由钉在圆木棒下端的一块圆形木板组成。木棒的粗细以刚好能插进磁环的孔为宜,其表面应磨光,使磁环能上下自由移动。木架上端装有小环或小钩,能挂在弹簧秤下。先如图1(a),让两磁环异性极吸在一起套于木架上,挂在秤下称重。再如图1(b),将一个磁环翻转,由于两环相斥,上环悬浮起来。在上述两种情况下弹簧秤的读数是否相等?为什么? 2.一个均匀各向同性的铁磁金属做成的圆环,使它沿圆形横截面的轴线永久磁化,在圆环外部没有磁场。现将此环套在一个黄铜弹簧夹内,夹的两端固接在绝缘…     

胡克定律探究实验装置的改进

利用自制胡克定律探究实验装置对新课标中"探究弹簧弹力与形变量之间的关系"实验进行了改进,改进后的实验装置能直接在坐标纸上绘出弹簧弹力与形变量之间的对应关系点,通过拟合可得到F-x曲线,求拟合直线的斜率可求出被测弹簧的劲度系数.改进后的实验装置得出的实验结果与新课标教材中描述的现象一致.     

用纵向振动法测量弹性模量的实验装置

把待测样品制备成细长棒,受到一定拉力时细长棒有一定伸长,这可等效为弹簧,通过测量由细长棒与质量块构成的振子的固有频率可准确测量劲度系数,若测得了其劲度系数即可得该材料的弹性模量.基于以上思路设计了纵向振动法测量弹性模量的实验装置,使弹性模量测量实验既保留了光杠杆法物理概念清晰的优点,又吸取了振动法的长处.     

两个物体间作用力与反作用力大小相等的实验

把两只磁铁分别放在托盘测力计的盘上与挂在弹簧测力计的挂钩上,读出两只磁铁的重量(可适当加添些重物,使读数为整数)。然后将弹簧测力计吊在铁架的横杆上(如图)。讓     

用电流表测微小质量

将物体悬挂于电流表指针上,通电力矩平衡时物体质量与电流成线性关系,通过对悬挂于电流表指针上标准物体与待测物体平衡时产生的电流对比,求出待测物体质量.     

小车弹球演示实验

小车弹球实验可以说明运动学中的一些运动原理。该实验装置简单,容易制做,也可以让学生自己动手制做。实验装置如图1,图中1.小车;2.圆筒;3.按键(用来控制销钉);4.销钉(用来控制弹簧);5.弹簧;6.砝码;7.配重;8.定滑轮;9.放在弹簧上的小球。在实验中用改变砝码和配重的质量方     

伏安法测量系统误差的讨论

一、减小测电阻值的系统误差1；对两种电路的比较按图1电路，安培表外接时算得的电阻为而榕同2由路．字馆书内按时宜得由阳＊待测阻值R应介于这两个电路的实验值之间2．实验方法根据上述，可提出一种实验方法．分别用图1和图2两种电路各洲一组U、了数据，各画出一条伏一安直线（代表每组数据的平均测量值），如图3中的①和②所示．待测阻值R对应的一条直线应夹在这两条直线之间，其确切位置不可知，折衷的办法就是取处于中位的直线，如图3中的虚线所示，从该直线的斜率即可求出R值．这要比只取①或只取②的单一测量结果更接近于其值，系统…     

采用短相干光数字全息术实现反射型微小物体的三维形貌测量

针对反射型微小物体，设计了一种可在三维形貌测量中实现微小物体分层记录的短相干光源无透镜傅里叶变换数字全息记录系统，并利用该系统对锥形微孔壁实现了分层记录.该系统可通过调节待测物体的位置，改变全息记录中的物光光程，从而获得重构三维物体所需要的一系列子全息图.该系统具有光路简洁，系统的附加误差小的特点.实验测量的轴向误差约为3.5%，横向误差约为2.6%.此外，在三维重构的过程中，为避免因散斑噪声较大而无法利用位相信息进行三维重构的情况，采用了最小二乘多项式拟合方法，将微小物体的一系列再现强度图像进行三维重构.由于避免了复杂的相位展开，所以不但运算简单，而且具有较强的抗散斑噪声能力.     

超重和失重的定量演示

一、实验装置如图1所示,让系统A在门式滑轨里上下运动。滑轨高约1.2m,跨过定滑轮1、2的绳子一端挂系统A,另一D端挂小桶D。滑轮的质量和摩擦力应尽可能地小。重物C的质量m为1千克,系统A的质量为M,小桶D的质量M_2可调,A和C的总质量为M_1。弹簧秤的指针、六     

薄膜折射率的测定

一、实验简介在普物光学实验中,目前尚未有测量布儒斯特角的理想实验.本文介绍一种测量非吸收薄膜的布儒斯特角的方法,并由此求出该薄膜的折射率. 用平行度较好的玻璃板(如除去药膜的光谱板)作为基片,将待测的非吸收薄膜涂镀在基片的B面上(如图1),中间留一条宽约3mm不镀膜的空隙CD.     

上期《问题思考》解答

1.二者弹簧秤的读数一样。因在图1(b)中上磁环受到其本身的重力和下磁环对它磁性斥力的作用。当二力平衡时,上磁环就悬浮在空中不动。根据牛顿第三定律,下磁环也受到上磁环的磁性斥力,其大小刚好等于上磁环的重量。故图1(b)的情形与图1(a)一样,弹簧秤的读数都是两磁环重量之和。如果我们用手往上托图1(b)中的上磁环,则因两环距离加大,磁斥力减小,弹簧秤示数变小;同理,下压图1(b)中的上磁环时,弹簧秤的示数将变大。(刘贵兴) 2.参见本期罗维治、朱久运《电磁感应中的“佯谬”与电磁感应定律的表述》一文。 3.车头开动后,先是自己作加速运动,走…     

动力学的演示仪器

如果放在支架上的物体,随着支架以加速度a铅直运动时,则作用在支架上的压力用公式f=P±ma表示。这里P是物体的重量,m是它的质量。符号是依加速度方向而定。向上是正号,向下为负号。观察这个现象可以用弹簧秤和砝码在升降机里进行。如果机座从加速度上升时则测力计的示度较砝码重量大些,若升降机减速运动时则较砝码重量少些。