高中 物理 演示实验 进阶难度 机械振动与机械波

基于控制变量法的细绳振幅研究

细绳 · 振幅 · 控制变量法

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借助 弹簧测力计、低压电源 完成实验,比较不同条件下 振幅 的差异。

配套虚拟仿真:基于控制变量法的细绳振幅研究(虚拟探究)

借助 弹簧测力计、低压电源 完成实验,比较不同条件下 振幅 的差异。

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实验目的

  • 学会使用弹簧测力计、低压电源测量(或观察)细绳 的 振幅。
  • 会用控制变量法研究影响 振幅 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:单摆的周期只与摆长和当地的重力加速度有关,与摆球的质量无关。

实验原理

单摆的周期只与摆长和当地的重力加速度有关,与摆球的质量无关。

机械波的波速等于波长与频率的乘积。

本实验以控制变量法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 振幅 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 T = 2π√(L / g),v = λ f

实验器材

弹簧测力计
低压电源
米尺
示波器
单摆
光电门

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:弹簧测力计、低压电源、米尺、示波器,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 外界条件),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 细绳 的 振幅 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 振幅 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

实验中 细绳 的 振幅 变化可以稳定地观察到,多次测量结果接近。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:单摆的周期只与摆长和当地的重力加速度有关,与摆球的质量无关。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

精密仪器轻拿轻放,防止碰撞和摔落。

激光不要直射眼睛,也不要对着镜面反射到人眼。

使用打点计时器要用规定的交流电源,电压不能过高。

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