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高考实验分类总结【匀变速直线运动】 (1)“平均速度法”求速度,即Vn= ,如图1所示. 图 1 (2)“逐差法”求加速度,即 a1= , 然后取平均值, 即 ,这样使所给数据全部得到利用, 以提高准确性. (3)“图象法”求加速度,即由“平均速度法”求 出多个点的速度,画出v-t图,直线的斜率即加速度【误差分析】1.打点计时器的计时误差.2.纸带的测量误差.【注意事项】1.纸带和细绳要和木板平行,小车运动要平稳.2.实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后应先断开电源后取纸带.3.要防止钩码落地和小车与滑轮相撞.4.小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数点为宜.【例题】1.在研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图3所示,在纸带上选择6个计数点A、B、 C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、 9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm. 图 3 (1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度 为VB= m/s,C、E间的平均速度为 .(2)以打B点为计时起点,建立v-t坐标系如图4所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线. 图 4 (3)根据图线可得小车运动的加速度为 m/s2.2.（2008年宁夏理综22）在 探究加速度与力、质量的关系【验证平行四边形定则】【误差分析】 1.用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内,这样两个测力计的水平分力的实际合力比由作图法得到的合力小. 2.结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差. 3.两个分力的起始夹角太大,如大于120,再重做两次实验，为保证结点O位置不变（即保证合力不变),则变化范围不大，因而测力计示数变化不显著,读数误差大. 4.作图比例不恰当造成作图误差. 【注意事项】 1.不要直接以橡皮条端点为结点,可拴一短细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点小些,以便准确地记录结点O的位置. 2.使用弹簧秤前，应先调节零刻度，使用时不超量程,拉弹簧秤时,应使弹簧秤与木板平行. 3.在同一次实验中,橡皮条伸长时的结点位置要相同. 4.被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致,拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦.5.读数时应正对、平视刻度. 6.两拉力F1和F2夹角不宜过小,作力的图示,标度要一致. ABO【例题】1. （2009年山东卷）23某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。为完成实验，下述操作中必需的是 。a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后橡皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是 _。答案：（2009山东卷） （1）bcd 更换不同的小重物2.（2010天津卷）9（2）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。实验 对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 （填字母代号）A. 将橡皮条拉伸相同长度即可 B. 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 （填字母代号）A. 两细绳必须等长B. 弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C. 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D. 拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案： 1. B D 2. B D3. 将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根 细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度 为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测 力计.当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂 直,如图2所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出. 图 2 (1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 _N 和 _N.(2)在图3所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力. 图 3(3)图4(A)(B)两图是两位同学得到的实验结果,其中哪一个图符合实际?若合力测量值F是准确的，则F 与F有误差的原因可能是哪些? 图 4解析： (1)弹簧测力计的最小刻度为0.1 N,读数时应估读一位,所以读数分别为2.50 N和4.00 N. (2)取一个小方格的边长表示0.50 N,作出两个力及它们的合力.(3)F是用一个测力计拉橡皮条所得到的,其方向一定在橡皮条所在直线上,所以B图符合实际,误差的原因主要是弹簧测力计读数误差,确定分力方向不够准确等原因.答案 (1) 2.50 4.00 (2) 见解析图 (3) B图误差原因见解析 【探究加速度与力、质量的关系】注意：步骤中3.平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板.反复移动木板的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态.这时,小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡. 4.把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘,先接通电源再放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列的点,打完点后切断电源,取下纸带,在纸带上标上纸带号码.【误差分析】 1.质量的测量误差,纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差,拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差. 2.因实验原理不完善造成误差 本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力),存在系统误差.小盘和砝码的总质量越接近小车的质量,误差就越大;反之,小盘和砝码的总质量越小于小车的质量,误差就越小.3.平衡摩擦力不准造成误差 在平衡摩擦力时,除了不挂小盘外;其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带,接通打点计时器),匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等. 【典例剖析】(2008宁夏22)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图2所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.图 2 (1)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图3所示.根据图中数据计算的加速度a= . (保留三位有效数字). 图 3 (2)回答下列两个问题:为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 .(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度lB.木板的质量m1C.滑块的质量m2D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是 .(3)滑块与木板间的动摩擦因数= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数 (填“增大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据: .解析 ： (1)a= 0.497 m/s2(2)要测动摩擦因数,就要测出滑块受的拉力和滑块质量;测质量就需要天平.(3)根据牛顿第二定律m3g-m2g=(m2+m3)a得= 这样测出的动摩擦因数比真实值偏大,因为纸带和打点计时器还有摩擦,计算时忽略掉,导致结果偏大.答案 (1)0.4950.497 m/s2 (2)CD 天平(3) 偏大 因为纸带和打点计时器之间有摩擦【例题】(2009天津高考)如图实113所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度.图实113(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需(填字母代号)中的器材.A.直流电源、天平及砝码B.直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码D.交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度，除作vt图象外，还可作图象，其纵轴表示的是，横轴表示的是.解析：(1)打点计时器需接交流电源.重力加速度与物体的质量无关，所以不需要天平和砝码.计算速度需要测相邻计数点的距离，需要刻度尺，选D.(2)由公式v22gh，如绘出h图象，其斜率也等于重力加速度.答案：(1)D (2)h速度平方的二分之一重物下落的高度2010（山东卷）23(12分)请完成以下两小题。 (1)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。 木板的加速度可以用 d , t表示为a = ；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可) 。改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是 。 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是 。 a可以改变滑动摩擦力的大小 b可以更方便地获取多组实验数据 c可以比较精确地测出摩擦力的大小 d可以获得更大的加速度以提高实验精度答案23(12分) (1) 2dt2 保持F1不变，重复实验多次测量，求平均值 c b c （水的质量可以连续调节，可以更方便地获取多组实验数据，可以比较精确地测出摩擦力的大小）【验证机械能守恒定律】【误差分析】1.本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量一定略小于重力势能的减少量,这是不可避免的,属于系统误差,改进的方法是调整器材的安装,尽可能地减少阻力.2.本实验的另一误差来源于长度的测量,属于偶然误差.【注意事项】1.实验前的准备 (1)打点计时器安装时应注意,两纸带限位孔必须在同一竖直线上,以减少摩擦阻力(2)重物应选择质量较大的,从而使重力远大于下落过程中受到的阻力.2.实验过程因为实验要求第一个点对应重物开始下落的时刻,这就要尽量使每点都要清晰,为此应先接通电源,待打点计时器正常工作后再松开纸带.3.测量和数据处理(1)测量长度时,都必须从起始点开始,只进行一次刻度对齐,读出各段数值,以减少因测量次数过多而带来的误差.(2)实验不用测重物的质量,只需验证gh是否等于vn2/2即可.(3)纸带的选取:若选第一个点为计时起点(该点速度为零),则应选择第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量;如果纸带开始的点迹不清晰,也可以选择中间的一段来进行验证,所依据的公式是 需要验证的式子是2010年(安徽卷)21.利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。a. 用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速度v0b. 用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度vc. 根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度d. 用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度以上方案中只有一种正确，正确的是 d 。（填入相应的字母）解析：在验证机械能守恒的实验时不能将物体下落的加速度看作g，只能看作未知的定值。【例题2】：用如图3所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生 电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律. (1)下面列举了该实验的几个操作步骤: A.按照图示的装置安装器件; B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; C.用天平测量出重物的质量;D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;E.测量打出的纸带上某些点间的距离;F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤是 .(将其选项对应的字母填在横线处)(2)利用这个装置也可以测量重物下落的加速度a的数值.如图4所示,根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重物下落的加速度a= . 图4(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重物减小的重力势能总是大于重物增加的动能,其原因主要是重物下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值是g,还需要测量的物理量是: .试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重物在下落的过程中受到的平均阻力大小为F= .解析 ： (1)因本实验中是通过比较重物的重力势能减小量mgh和动能 增加量的大小来达到验证的目的,对于同一个研究对象(重物)来说,质量是一定的,故只需比较gh 和 就能达到目的,选项C是没必要的.选项B、D是错误的,应将打点计时器接到电源的“交流输出”上;释放悬挂纸带的夹子,先接通电源开关再释放一条纸带.(2)因s=aT2,所以(3)由牛顿第二定律得平均阻力F=mg-ma,所以应测量重物的质量m,代入加速度得或由动能定理得又因由以上两式得答案 (1)BCD (2) (3)重物的质量m【测定金属的电阻率】(2010山东23) （2）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是 （填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。 若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至 档（填“欧姆100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5mA”）,再将 (填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是 、 、 。答案：(2) 待测金属丝 直流电压10V ； 红 ； 0、 E、 E（2009海淀模拟）【例2】在“测定金属的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30 .现通过以下实验测量该金属材料的电阻率. (1)用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图5 所示,则该电阻丝直径的测量值d= mm.图 5(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:电压表V1(量程03 V,内阻约3 k)电压表V2(量程015 V,内阻约15 k)电流表A1(量程0100 mA,内阻约5 )电流表A2(量程00.6 A,内阻约0.1 )滑动变阻器R1(010 )滑动变阻器R2(01 k)电源E(电动势为4.5 V,内阻不计)为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 .(3)如图6所示,将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头P,触头的另一端为接线柱c,当用手按下触头P时,触头P才与电阻丝接触,触头的位置可在刻度尺上读出.实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数I保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L与对应的电压U.请在图7中完成实验电路的连接.(要求:能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量)图 6图 7(4)利用测量数据画出UL图线,如图8所示,其中(L0,U0)是UL图线上的一个点的坐标.根据UL图线,用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0,U0)可计算得出电阻丝的电阻率 = .(用所给字母表示)图 8答案 (1)0.183(0.1810.185) (2)V1 A1 R1(3)如下图所示(该图中电压表连接接线柱b、c也对)(4)伏安法测电阻一、伏安法测量电路有两种：安培表内接法和外接法内接法： 外接法：Rx Rx二、限流电路和分压电路限流电路 分压电路两种用法的选择：1.如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：(1)用电器的电压或电流要求从零开始连续可调(2)要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小(3)采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值2.在安全(I滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下，若R用R0，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可优先采用限流接法；而若R用R0，则只能采用分压电路【测量电源的电动势和内电阻】1.E和r的求解:由U=E-Ir得2.作图法数据处理,如图2所示.图2【例1】(2009北京21(2)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 ,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6 A,内阻rg=0.1 )和若干导线.(1) 请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图5中器件的连接方式,画线把它们连接起来.图 5(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6时,其对应的电流表的示数如图6所示.处理实验数据时首先计算出每个电流值I的倒数 ;再制作R- 坐标图,如图7所示,图中已标注出(R, )的几个与测量对应的坐标点,请你将与图6实验数据对应的坐标点也标注在图7上.图 6(3)在图7上把描绘出的坐标点连成图线图7(4)根据图7描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V ,内电阻r= .解析 (1)(2)当R=2.6 时,由图6知:I=0.5 A, =2 ,点(2,2.6) 见答图.(3)见答图,可见是一条倾斜的直线.注意连线时,a.不能连成折线,b.为减小偶然误差,个别偏离太远的点舍去.(4)由闭合电路的欧姆定律得E=I(R+r)则R= -r,故(3)中图线的斜率k表示电池电动势E的大小,纵轴截距的绝对值表示内阻r.由答图可知:E=k= V1.5 V(1.461.54 V范围内均正确) r0.3 (0.250.35 均正确).【读数】（海南2008年）13、某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径，测微器的示数如图所示，该金属丝直径的测量值为 mm答案：2.793（2.7912.795均可）（海南2009年）13某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示