高中物理实验手册（2020年8月整理）.pdf

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1、一 寸 光 阴 不 可 轻 1 首届北京市中小学教职工实验技能比赛 培训手册 （中学物理单项） 一 寸 光 阴 不 可 轻 2 目目 录录 一 寸 光 阴 不 可 轻 3 一 寸 光 阴 不 可 轻 4 第一章第一章 基本基本物理实验仪器使用规范物理实验仪器使用规范 中学物理主要包括力、热、声、光和电这五个部分。而中学物理实验对声学部分的实 验涉及较少，即使涉及也多以小实验为主，没有学生实验和教师演示实验，也没有特定的 声学实验仪器，所以本章主要介绍力学、热学、光学和电学实验仪器的使用规范。 第一节第一节 力学实验仪器的使用规范力学实验仪器的使用规范 力学是物理学的一个重要分支，主要研究能量和

2、力以及它们与固体、液体及气体的平 衡、变形或运动的关系。力学可分为静力学、运动力学和动力学三部分。而这些部分对应 的实验也是中学物理实验的重要组成部分。因而，对这部分实验仪器的熟悉与掌握是中学 物理实验必不可少的。本节将介绍几种中学力学实验中常见实验仪器的使用规范。 一一、托盘天平的托盘天平的使用规范使用规范 托盘天平是中学物理实验的基本仪器之一。由托 盘、横梁、平衡螺母、刻度尺、 、刀口、底座、分度标 尺、游码、砝码等组成。主要用于中学物理的质量的 测量、密度的测量等实验中。精确度高的还有物理天 平、电子天平等。 具体使用规范如下： 1托盘天平称量前，先把游码拨零点，观察天平 是否平；不平应

3、调节平衡螺母。 图图 1-1 2称量物体时左盘放称物，右盘放砝码。对于潮、腐药品的称量要用器皿盛放。 3移动游码时要左手扶住标尺左端，右手用镊子轻轻拨动游码； 4称取一定质量的固体粉末时，右盘中放入一定质量的砝码，不足用游码补充。质 量确定好后，在左盘中放入固体物质，往往在接近平衡时加入药品的量难以掌握，这时应 用右手握持盛有药品的药匙，用左手掌轻碰右手手腕，使少量固体溅落在左盘里逐渐达到 平衡。 5若不慎在托盘上放多了药品，取出后不要放回原瓶，要放在指定的容器中。 二、二、刻度尺的使用规范刻度尺的使用规范 刻度尺是测量物体的工具， 刻度尺的一般为 1mm 。刻度尺测 量长度是物理实验的基本技

4、能， 也是其他测量仪器正确读数的基 础。 图图 1-2 一 寸 光 阴 不 可 轻 2 具体使用规范如下： 1使用前做到三看，即首先看刻度尺的零刻度是否磨损，如已磨损则应重选一个刻 度值作为测量的起点。其次看刻度尺的测量范围（即量程） 。原则上测长度要求一次测量， 如果测量范围小于实际长度，势必要移动刻度尺测量若干次，则会产生较大的误差。最后 应看刻度尺的最小刻度值。 2使用时应注意正确放置和正确观察。正确放置的关键是做到：尺边对齐被测对象， 必须放正重合，不能歪斜；尺的刻面必须紧贴被测对象，不能“悬空”。正确观察的关键 是视线在终端刻度线的正前方，视线与刻面垂直，看清大格及小格数。 3读数时

5、一般情况下应估读到最小刻度值的下一位。 三三、游标卡尺的使用规范游标卡尺的使用规范 游标卡尺也是力学实验基本仪器之一。 它是一种测量长度、内外径、深度的量具。 游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游 标两部分构成。主尺一般以毫米为单位，而 游标上则有 10、20 或 50 个分格，根据分格 的不同，游标卡尺可分为十分度游标卡尺、 二十分度游标卡尺、五十分度格游标卡尺 等。 游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量 爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪 通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。 图图 1 1- -3 3 具体使用规范如下： 1使用前要用软布将量爪擦干净，使其并拢，查看游标和主

6、尺身的零刻度线是否对 齐。如果对齐就可以进行测量：如没有对齐则要记取：游标的零刻度线在尺身零刻度线右 侧的叫正零误差，在尺身零刻度线左侧的叫负零误差。 2测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径（或内径）的物体， 使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数. 3使用后用棉纱擦拭干净。长期不用时应将它擦上黄油或机油，两量爪合拢并 拧紧紧固螺钉，放入卡尺盒内盖好。 四四、螺旋测微计的使用规范螺旋测微计的使用规范 螺旋测微器又称千分尺、螺旋测微仪、分厘卡，是比更精 密的测量的工具，用它测长度可以准确到 0.01mm，测量范围为 几个厘米。 图图 1 1- -4 4 一 寸 光

7、 阴 不 可 轻 3 具体使用规范如下： 1使用前要了解螺旋测微器的构造及活动刻度与固定刻度的意义，并且应注意是否 存在零误差，若有请教师调整。 2测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免 产生过大的压力，既可使精确，又能保护螺旋测微器。 3在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。 4当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现 零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值。 5用毕要放松固定栓，将活动砧与固定砧合拢，但不可用力，接触即可。 五五、弹簧秤的使用规范弹簧秤的使用规范 弹簧测力计是中学物理力学实

8、验中经常出现仪器， 主要 用于力的大小的测量。 具体使用规范如下： 1测量前要看弹簧秤的量程、弹簧秤的灵敏度及弹簧 秤的零点读数，校准零点或依零点读数修正测量结果。 2使用时要知道弹簧秤的指针需与刻度线平行，弹簧 秤的轴线方向与力的作用线方向一致， 会依仪器精密度按有 效数字读数并记录。 3使用时要注意不能使弹簧秤长久受力，以免引起弹 性疲劳。 图图1 1- -5 5 六六、打点计时器的使用规范打点计时器的使用规范 打点计时器是一种测量时间的工具。 如果运动物体带 动的纸带通过打点计时器， 在纸带上打下的点就记录了物 体运动的时间， 纸带上的点也相应的表示出了运动物体在 不同时刻的位置。研究纸

9、带上的各点间的间隔，就可分析 物体的运动状况。 具体使用规范如下： 图图 1-6 1打点计时器使用的电源是交流电源，电磁打点计时器电压是4-6V；电压是220V。 2打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是小横线、重复 点或点迹不清晰，应调整振针距复写纸片的高度，使之大一点。 3复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，若点迹不够清 晰，应考虑更换复写纸。 4纸带应捋平，减小摩擦，从而起到减小误差的作用。 一 寸 光 阴 不 可 轻 4 5使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定后再放开纸带。 6使用电火花计时器时，还应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在

10、两纸带 之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。 7处理纸带数据时，密集点的位移差值测量起来误差大，应舍去；一般以五个点 为一个计数点。 8描点作图时，应把尽量多的点连在一条直线（或）上不能连在线上的点应分居 在线的两侧。误差过大的点可以舍去。 9打点器不能长时间连续工作。每打完一条纸带后，应及时切断电源。待装好纸 带后，再次接通电源并实验。 10 在实验室使用打点计时器时， 先将打点计时器固定在实验台上， 然后接通电源。 七七、气垫导轨的使用规范气垫导轨的使用规范 气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。 它利用小型气源将气体压缩空气送入导轨内 腔。空气再由导轨表面上的小孔中

11、喷出，在导 轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫 层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触， 因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极 大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起 图图1-7 的误差，使实验结果接近理论值。结合打点计时器、光电门、闪光照相等，测定多种力 学物理量和验证力学定律。中学物理实验中，利用气垫导轨验证动量守恒定律，研究弹 簧振子的运动规律,研究物体的加速度等。 具体使用规范如下： 1使用前先用酒精擦拭，清除灰尘。要垫好塑料垫，然后调平，左右尽量保持高度 一致，否则会增大误差。 2使用气垫导轨时先通空气，再放小车。 3使用气垫导轨后要及时盖好，防止落上灰尘。 除了导轨，还

12、包括数字计时器和光电门。 1.数字计时器需注意在实验前先调整发光器件和光敏器件的相对位置，若二者没有对 准则不能计时，同时需手动“复位” ，显示“0”后才可开始遮光计时。 2.光电门一边为发光装置，一边安装接收装置并与计时装置连接。当物体通过光电门 时光被挡住计时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时 间计算物体运动的速度。 一 寸 光 阴 不 可 轻 5 八八、量筒的使用规范量筒的使用规范 量筒是用来量取液体的一种玻璃。规格以所能量度的最大容 量（ml）表示，常用的有 10 ml、25ml、50 ml、100 ml、250 ml、 500 ml、1000 ml 等。

13、外壁刻度都是以 ml 为单位，10 ml 量简每 小格表示 0.2 ml，而 50 ml 量筒每小格表示 1ml。量筒越大，管 径越粗，其精确度越小，由视线的偏差所造成的读数也越大。所 以，实验中应根据所取的体积，尽量选用能一次量取的最小规格 的量筒。分次量取也能引起误差。 图图 1-8 具体使用规范如下： 1使用量筒时应根据所需量取的液体体积，选用能一次量取即可的最小规格的量筒。 2掉入液体时应口挨口，避免称量液体外流，接近刻度线时改用滴管滴加至刻度处。 若不慎加入液体的量超过刻度， 应手持量筒倒出少量于指定容器中， 再用滴管滴至刻度处。 3读数时，视线与液面最低处保持水平。 第第二二节节

14、热学实验仪器使用规范热学实验仪器使用规范 热学实验也是中学物理必不可少的部分之一。对于中学热学实验总的来说数量不是很 多，所以对于热学实验仪器的使用规范我们仅列举了两个主要的实验仪器。即温度计和酒 精灯的使用规范。 一、一、温度计的使用规范温度计的使用规范 温度计是热学实验中常见的实验仪器。它可以准确的判断和测 量温度。利用固体、液体、受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设 计的依据。有、酒精温度计、水银温度计、气体温度计等等。 具体的使用规范如下： 1使用温度计前要观察温度计的量程和分度值。要选择适当的 温度计测量被测物体的温度。 图图 1-9 2利用温度计测量温度时，温度计的液泡应与被测物体充

15、分接触，且玻璃泡不能碰 到被测物体的侧壁或底部。 3读数时，温度计不要离开被测物体，且眼睛的视线应与温 度计内的液面相平。 二、二、酒精灯的使用规范酒精灯的使用规范 酒精灯也是热学实验的基本实验仪器之一。 它是以酒精为燃料 的加热工具，由灯体、灯芯管和灯帽组成。酒精灯的加热温度 图图 1-10 一 寸 光 阴 不 可 轻 6 400500 。 具体使用规范如下： 1新购置的酒精灯应首先配置灯芯。灯芯通常是用多股棉纱线拧在一起，插进灯芯 瓷套管中。灯芯不要太短，一般浸入酒精后还要长45cm。对于旧灯，特别是长时间未用 的灯，在取下灯帽后，应提起灯芯瓷套管，用洗耳球或嘴轻轻地向灯内吹一下，以赶走其 中聚集的酒精蒸气。 再放下套管检查灯芯， 若灯芯不齐或烧焦都应用剪刀修整为平头等长。 2新灯或旧灯壶内酒精少于其容积1/2的都应添加酒精。酒精不能装得太满，以不超 过灯壶容积的2/3为宜。 （酒精量太少则灯