2013 3 辽宁学业水平考试物理实验知识复习.doc

学业水平考试物理实验知识复习（一）基本知识1、对误差的正确认识：测量值与真实值的差异叫做误差。误差只能减小，不可能消除。偶然误差和错误的区别：若没按规范操作方法则不叫偶然误差，叫实验错误。减小偶然误差的方法：多进行几次测量，求平均值。2、数据测量：精确度、有效数字与估读方法精确度是标尺上的最小刻度，表示标尺所能精确到的程度。012345678910有效数字（测量值）=可靠值（标尺精确值）+估读值。(1).刻度尺的读数读出右图标尺精确度和被测物的长度。 标尺最小刻度是0.1cm，标尺可靠值是6.5cm，但有效数字要估读一位， =6.5+0.00=6.50cm。答案：0.1cm；6.50cm。(2)打点计时器打点计时器是一种特殊的计时仪器，是后面几个力学实验的基础。使用时要注意：1电源用50Hz的交流电源(或学生电源)，相邻两个点的时间间隔是0.02s。 2先接通电源，再放开纸带；先关闭电源，再取下纸带。3有打点计时器的实验，就不需要秒表，都需要刻度尺。（二）实验介绍 一、利用打点计时器研究匀变速直线运动【实验目的】练习使用打点计时器记录物体的运动情况，测量瞬时速度和加速度。【操作注意】1、该实验不需要平衡摩擦力。2、需要用交流电源(学生电源)、刻度尺，不需要秒表、天平3、先接通电源，再放开纸带；先关闭电源，再取下纸带。4、重复几次，选择合适纸带进行测量【数据处理】：公式法或图象法 公式法：用纸带计算加速度、速度。右图中所取的点之时间间隔t=5T=5*0.02=0.1秒Ds=s2-s1=s3-s2= at2 得：a=Ds/t2 v1=（s1+s2）/2t v2=（s2+s3）/2t 图象法：先求出各点的速度v，再画出vt图象二、探究弹力和弹簧伸长量的关系【实验目的】找出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系【数据处理】图象法：通过作Fx图，从图象上找出函数关系AF1F2FFO三、验证力的平行四边形定则【实验思想】等效替代法【注意】1、 实验中一定要保证分力与合力的效果相同，即：要将橡皮条的O点拉到同一位置。2、 使用弹簧秤前要校准；用弹簧秤拉动皮筋时，细绳应平行于平面。3、 每一次都要在白纸上记录弹簧秤的读数及拉力的方向。4、两个分力尽量大一些，夹角小一些，绳子应长一些，以减小误差。四、验证牛顿运动定律【实验目的】验证F=ma【实验方法】控制变量法、图象法【实验原理】控制变量法 1如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出a和F的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。 2保持小桶和砂的质量m不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量M，测出小车的对应加速度，作出a和1/m的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。【注意】1、实验要平衡摩擦力：使木板倾斜放置，依靠小车自身重力，在倾斜木板上可以近似做匀速直线运动。2、实验需要天平，测量小车、沙桶质量。3、砝码、沙桶质量要远远小于小车质量，以减小误差4、用交流电源【数据处理】图象法：用纸带计算加速度a=Ds/t2，绘制aF、a1/m图象，看是不是直线。五、研究平抛运动【实验目的】1、用实验方法描出平抛物体的运动轨迹；2、从实验轨迹求平抛物体的初速度。【实验原理】平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动；一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球作平抛运动的曲线。建立坐标系如图6-1，测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值，利用公式_求出小球的飞行时间t，再利用公式_，求出小球的水平分速度，即为小球作平抛运动的初速度。 【注意事项】1、实验中必须保持通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。2、小球必须每次从斜槽上同一位置滚下，即在斜槽上固定一个挡板。3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。4、要在斜轨上适当的高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差。5、要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 六、探究动能定理【实验目的】验证动能定理W=Ek【注意事项】实验装置与注意事项与“牛顿第二定律”实验基本相同【数据处理】计算纸带上两个点的速度v1、v2及两点的间距L，看是否满足动能定理 （小车或滑块质量M，沙桶质量m）七、验证机械能守恒定律【实验目的】验证机械能守恒：重物自由下落时，动能的增加量等于重力势能的减少量 【注意】 1必须使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，减小对纸带的摩擦阻力。2为了减小空气阻力的影响，重锤的质量要大一些。3. 不需要天平：公式中m可以消去，所以不需要测量重物的质量。（三）练习 l.1在研究匀变速直线运动的实验中，某同学的操作步骤如下，其中有错误的步骤有( ) a打点计时器固定在平板上，并接好电源 b将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 c把一条细绳栓在小车上，细绳跨过定滑轮，绳上吊适当重的钩码d拉近纸带，将小车移到靠打点计时器处才放开纸带，再接通电源 e将纸带取下，换上新纸带，重复三次 答案： d先接电源再放开纸带；e先关闭电源，再取下纸带 1.2(1)在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验开始时装置如图：下列关于图中有错误或不妥之处的说法不正确的是( )A所接电源应该是交流电，而图中的电源为直流电 B细线不能和木板接触，这样会增大摩擦C开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 D小车里面应该装上几个砝码 (2)在装置正确后纸带上打出的点如下图所示，则下面关系中不正确的是( )A. B. C. D. 2.1、下表是某同学为探索弹力和弹簧伸长的关系所测的几组数据： 弹力(F/N)0.51.0 1.5 2.0 2.5 弹簧伸长长度(x/cm)2.6 5.06.8 9.812.4(1)下列作出的Fx图线中合理的是( )ABCD(2)下列所列举的曲线代表的函数中正确的是( )(x用cm作单位)。A. F=0.2x B. F=0.02x C. F=0.4x D. F=0.04x(3)关于解释函数表达式中常数的物理意义的说法正确的是( ) A函数表达式中的系数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每受到lN的力时弹簧的伸长量 B.函数表达式中的系数为弹簧的劲度系数，表示使弹簧每伸长(或压缩)lcm所需的拉力 C.函数表达式中的系数为弹簧的劲度系数，它是一个常量，没有具体的物理意义D.以上说法都不对3.1在验证力的平行四边形定则实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中错误的是 A同一次实验过程中，O点位置允许变动 B在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点 D实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90不变，以便于算出合力的大小3.2、在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列哪些措施是减小实验误差( )A实验前先把实验所用的两个弹簧测力计的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同（校准弹簧秤） B两个分力F1、F2的大小要尽量大些 C拉两个分力F1、F2间夹角尽量大些D 拉橡皮筋的细绳要稍长一些3.3某同学在做本实验时，其中三个实验步骤均有错误或疏漏，指出错在哪里？ （1）在水平放置的木板上垫一张白张，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2。 （2）在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F的大小。 （3）只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F和细绳的方向。答案：（1）没记下两绳拉力的方向；（2）没画出F合方向；（3）结点应该拉到O点4.1在“验证牛顿第二定律”的实验中，平衡摩擦力时正确的做法是( ) A、平衡摩擦力时不要挂沙桶或砝码B、小车后面的纸带必须连好，不用开打点计时器 C、小车连好纸带，用打点计时器打出的纸带相邻点迹的距离应大致相等D、每次改变小车质量后，不用再次平衡摩擦力4.2 做验证牛顿第一定律的实验中，由于没有考虑砂桶的质量，结果的图象应该是( ) A B C D 7.1在验证机械能守恒定律实验中，需用到下述仪器中的哪几种？ A秒表 B刻度尺 C天平 D打点计时器7.2在实验中，某同学选择了一条理想的纸带，根据纸带求出重锤下落到A点时，动能为Ek=1.90m J，减少的重力势能为Ep=1.95m J，从这两个数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？答案：在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少近似等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力（空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力）的作用。（四）实验小结1、利用打点计时器研究匀变速直线运动 2、探究弹力和弹簧伸长量的关系3、验证力的平行四边形定则 4、验证牛顿第二定律 5、探究动能定理 6、验证机械能守恒定律7、探究影响通电导体所受安培力大小的因素 8、传感器的简单使用以上八个实验中:用到图象法的是：1研究匀变速、2探究弹簧弹力、4牛顿第二定律、8传感器用到控制变量法的是：4牛顿第二定律、7探究安培力用到等效替代法的是：3力的平行四边形定则用到打点计时器的：1研究匀变速、4牛顿第二定律、5动能定理、6、机械能守恒定律打点计时器实验需要：50HZ交流电源（学生电源）；先通电，后松开纸带。需要平衡摩擦力、需要天平的是：4牛顿第二