《力学实验复习》PPT课件.ppt

（一）有效数字,有效数字中，数2.7、2.70、2.700的含义是不同的，它们分别代表二位、三位、四位有效数字，数2.7表示最末一位数这7是不可靠的，而数2.70和2.700则表示最末一位数字0是不可靠的，因此，小数最后的0是有意义的，不能随便舍去或添加。但是，小数的第一个非零数字前面的零是用来表示小数点位置的，不是有效数字，例如，0.92、0.085、0.0063都是两位有效数字。 大的数目，如36500K，如果是三位有效数字，就写成3.65104K。 在物理实验中有估读要求的仪器（如螺旋测微器）一定要有估读。用毫米刻度尺量书本时，量得长度为184.2mm，最末一位字2是估计出来的，是不可靠数字，但仍然有意义，仍要写出来。,一、高中物理实验常用基础知识,（二）常用实验原理的设计方法,1控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。 2理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。 3等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。 5微小量放大法：微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。,1列表法：写明表的标题或加上必要的说明；必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。 2作图法：用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出规律。作图的规则是：作图一定要用坐标纸坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定；要标明坐标轴名、单位，在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值；图上连线要是光滑曲线（或直线），连线时不一定要通过所有的数据点，而是要使数据点在线的两侧合理的分布；在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点，不一定要取原来的数据点；作图时常设法使图线线性化，即“化曲为直”。 3平均值法：将测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。 4逐差法：这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。,（三）常用实验数据的处理方法,（二）测量仪器的读数方法 1需要估读的仪器：刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等,二 、常用基本仪器的使用与读数,2.不需要估读的仪器：,游标卡尺 、秒表、电阻箱；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。,86.3,3.电阻箱：能表示出接入电阻值大小的变阻器；读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值。使用电阻箱时要特别注意通过电阻的电流不能超过允许的最大数值。,插入式电阻箱,起短路作用,4.滑动变阻器的使用：它有四个接头，实际上只有三个有用，如图C、D是同一点，它是靠改变电阻丝的长度来达到改变电阻大小的，在电路中起限制电流安全保护和调节电压与电流的作用，它常用有两种接法，分别叫分压法和限流法。所谓限流法是指上接一个（C、D当中接一个），下接一个（A、B当中接一个）。而分压法是三个接头都要用的，下面两个接头连电源，上面取一个接头和用电器相连再与下面一个接头相连。使用滑动变阻器之前，要弄清楚它的最大电阻值和允许通过的最大电流值使用时任何一部位都不得超过允许通过的最大电流值另外还要正确连入电路,1、游标卡尺（10分尺、20分尺、50分尺） （1）读出游标卡尺的读数为_cm （2）一游标卡尺的主尺最小分度是1 mm，游标尺上有20个小的等分刻度，用它测量一工件的长度，如下图所示。这个工件的长度是_mm。,5.45,104.05,2.9厘米80.1毫米2.98厘米,52mm60.02mm=52.12 mm,2、螺旋测微器 用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如下图所示，左图的读数是_cm，右图的读数是_cm。,0.8463,0.6768,0.900,11.472mm,选择量程要考虑安全性与准确性相结合的原则，不是量程越大越好。如果实验过程中指针所指的最大位置不到三分之一，说明量程选的太大了。比如一个用电器得到的最大电压是4V，那么我们应选用3V量程的档位，也许有同学认为不安全了，其实电路中有滑动变阻器的保护不会损坏电表的，这样的话测量电压就准确多了。另处电压表和电流表都有电阻的，必要时我们可以把它们看成是一个能知道自己电压或电流的的电阻而已。,U=9.1V，I=36mA，R=2900,指出选择开关分别位于“直流电压25V”、“直流电流100mA”、“欧姆100档”时指针的读数；,2、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁放着带有最小分度毫米的刻度尺，零点跟 “0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中,1.20 5.40 12.00,计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2 = m/s;小车的加速度是a= m/s2（保留两位有效数字）,0.21,0.60,3、为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图所示，在木块A和板B上贴上待测的纸，B木板水平固定，砂桶通过细线与木块A相连，调节砂桶中砂的多少，使木块A匀速向左运动测出砂桶和砂的总质量m，以及贴纸木块A的质量M，则两纸间的动摩擦因数 (1)该同学为什么要把纸贴在木块A和木板B上，而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？,通过增大压力来增大摩擦力，便于测量；,(2)在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动较困难，请你对这个实验作一改进来克服这一困难 你设计的改进方案是 ； 根据你的方案，结果动摩擦因数的表达式 是 ； 根据你的方案要添加的器材有 。,使木块A做匀加速运动，测出其加速度a,打点计时器、低压电源,5、像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图9所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。,现利用图10所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器设有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.010-2s和2.010-2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺数如图图11所示。 （1）读出滑块的宽度d cm。 （2）滑块通过光电门1的速度v1 = m/s，滑块通过光电门2的速度v2 = m/s。,5.015,1.0,2.5,（3）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是_ _（说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）。 （4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表 达式= （用字母表示）。,P点到桌面高度h；重锤在桌面上,所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b,五、验证牛顿运动定律 1、在验证牛顿第二定律的实验中得到的两条曲线如图所示左图的直线不过原点是由于_；右图的直线发生弯曲是由于_造成的,没有平衡摩擦力,不满足砂与桶的质量远小于小车的质量,2、某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体受外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示。 (1)根据表中的数据，在图5所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出am图象和a1/m图象。,(2)由am图象，你得出的结论为_ _； 由a1/m图象，你得出的结论为_ _。 (3)物体受到的合力大约为_。,在物体受外,力不变时，物体的质量越大，它的加速度越小,力不变时，物体的加速度与质量的倒数,在物体受外,成正比（或F一定，a与m成反比）,0.15N0.16N,六、验证机械能守恒定律的实验 1、在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1. 00的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g=9. 80m/s2那么： (1)纸带的 端（选填“左”或“右）与重物相连；,左,(2)根据图上所得的数据，应取图中O点和_点来验证机械能守恒定律； (3)从O点到所取点，重物重力势能减少量EP=_J，动能增加量EK=_J；(结果取3位有效数字） (4)实验的结论是_。,B,1.88,1.84,在误差范围内，重物下落过程中机械能守恒,1. 某同学用图中装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次,七、验证动量守恒定律,本实验必须测量的物理量有以下哪些_ A斜槽轨道末端到水平地面的高度H B小球a、b的质量ma、mb C小球a、b的半径r D小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC Fa球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h,B、E,小球a、b的质量ma、mb应该满足_关系, 原因是_。 放上被碰小球后,两小球碰后_同时落地(是或不是)，如果不是同时落地,对实验结果_影响(有没有) 。这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_点和_点 为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为_cm。 按照本实验方法,验证动量守 恒的验证式是_,mamb,防止a球碰撞后反向弹回，再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果,是,有,A,C,4.59,2、如图所示，气垫导轨是常用的一种实验仪器 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：,(a)用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB. (b)调整气垫导轨，使导轨处于水平 (c)在滑块A、滑块B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上 (d)用刻度尺测出滑块A的左端至板C的距离L1. (e)按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时，计下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。 (1)实验中还应测量的物理量是_。,B的右端至D板的距离l2,(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒 定律的表达式是_，由此公式算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_ _。 (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式,测量时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差,3、用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线