1力学试验光学试验.ppt

实验复习 1 误差 测量值和真实值之间的偏差 误差不可避免但可以减小 按不同的划分可以分为系统误差和偶然误差 减少系统误差的方法是校准测量仪器 改进实验方法 减少偶然误差的方法是取多次测量的平均值 还有绝对误差和相对误差 一般要求实验数据的相对误差在5 以内 超过了不行 一 有关概念和测量工具 2 有效数字 从左边第一个不是零的数字计 最后一位估读的近似数字 说出下列数据的有效数字的位数 3 毫米刻度尺 学生尺 最小分度为1mm 估读到最小刻度即毫米的下一位 例如56 28cm和56 280cm中56 280cm不是由毫米刻度尺读出的 避免视差 刻度尺的刻度线紧贴被测物体 眼睛正对刻度线读数 如果零刻线不清 可以选取刻度尺的某一刻度线为测量起点 测量的长度为被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差 4 游标卡尺 测量方法 用卡尺的外测量爪即下测脚可以测量长度 外径 用内测量爪即上测脚可以测量内径 固定在游标尺上的深度尺可以测量孔的深度 其量程为十几厘米 利用主尺和游标尺的每一等份长度的差异 读出较精确的测量数据 按游标尺上的分度格数 可以分为10分度 20分度 50分度的三种 精度分别为0 1mm 0 05mm 0 02mm 读数 以游标的零刻线为准 在主尺上读取整毫米数 看游标上那条刻度线与主尺上的某一刻线 不用管第几条 对齐 从游标上读出毫米以下的小数 条数 精度 总的读数等于整毫米数加上小数毫米数 注意 先分清精度 主尺读数一定要读游标零刻线左边最近的主尺刻度线的值 游标卡尺只需要读到精度的位置 不需要向后估读一位 高中阶段游标卡尺和秒表不需要估读到下一位 其他的都要估读 精度 0 1mm 精度 0 05mm 精度 0 02mm 5 螺旋测微器 读数 以鼓轮边缘为准在固定刻度上读出大于0 5mm的数据 从可动刻度上读出0 5mm以下的数据 测量长度为上述二者之和 用螺旋转动代替卡尺平动 螺杆转一周 螺旋沿轴线移动0 5mm 把螺杆等分为50份 每一份为0 01mm 即为精度 精度0 01mm 注意 在使用时 螺杆要接近被测物体时 要停止使用主旋扭 改用微调旋钮调节 零误差的去除 当主尺和游标尺并拢时 零刻度线可能不与主尺零刻度线重合 此时螺旋测微器的读数称为零误差 最后结果要减去零误差 零误差有正负之分 螺旋测微器读数时必须估读一位 即估读到0 001mm这一位上 以毫米mm为单位时 一定要读到千分位上 所以螺旋测微器又叫做千分尺 读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出 通常要结合游标尺读数判断 全能6页 2 精度 0 01mm 读数为0 5mm 20 0 0 01mm 0 700mm 读数为9mm 20 6 0 01mm 9 206mm 6 秒表 有两种规格的秒表 一种长针转一周表示30s 另一种长针转一圈表示60s 精度不同 长针表示秒针 每转一周是30s 最小分度是0 1s 短针表示分针 每转一周的时间为15min 小圆周上的最小分度为0 5min 读数方法是将分针读数和秒针读数相加 不需要估读 读数为210s 7 6s 217 6s 7 打点计时器 接的都是交流电 其中电火花打点计时器接的是220v的交流电源 电磁打点计时器接的是4v到6v的交流电源 当交流电的频率为50Hz 打点周期为0 02s 使用时应先开电源 待稳定后再释放纸带 通过纸带可直接量出长度和时间 8 弹簧测力计 一般学生用的弹簧测力计量程为0 5N 最小分度为0 1N 注意 使用时 所测的力不要超过量程 使用前要调零 方法把弹簧秤竖直挂起 如其指针不指零位 要调零 通过移动指针来调 二 纸带的处理 分理想纸带和实际纸带 判断物体是否做匀变速直线运动 s相邻的相等时间的位移差 由纸带求加速度的方法 逐差法和图像法 求出瞬时速度后 作v t图线 图线的斜率即为加速度 逐差法的本质是在大范围内应用 s aT2 注意 区分计时器打出的点与人为选取的计数点 区分打点周期和计数点的时间间隔 公式中的位移为相邻两计数点间的位移 不要误为运动的总位移 五三本333页 4 验证机械能守恒实验 1 实验器材 铁架台 带铁夹 打点计时器 重锤 带纸带夹子 纸带 复写纸片 导线 直尺 学生电源 2 实验原理 要测量两个点的瞬时速度 应用求瞬时速度 和两点间的高度差 提问 为什么不能用v gt来求解瞬时速度 3 实验步骤 略 4 注意事项 打点计时器必须接交流电 频率50Hz 打点计时器的安装 两限位孔必须在同一竖直线上 以减少摩擦阻力 实验时 先接通电源 待打点计时器工作正常后再松开纸带让重锤下落 实验中 只要验证gh是否等于v2 2 不用测量重锤的质量 从初态静止计量 5 数据处理 可以比较 或者描绘出来v2 2与h的图线 若其为过原点的一条倾斜直线 斜率即为重力加速度 6 误差分析 只要是通过打点计时器时的摩擦阻力 使得重锤多获得的动能增量少于重力势能的减少量 为减少误差 重锤的质量应该选大一些的 全能126页例题1 128页 7 平抛运动 2 实验原理 运动的合成与分解 1 实验目的 描迹和求初速度 3 实验器材 4 实验步骤 注意事项 斜槽末端必须水平 方木板必须竖直 与小球运动轨迹所在的平面平行 并使小球的运动靠近木板 每次从同一位置滚下 无初速度释放小球 坐标原点在小球在槽口时球心在木板上的水平投影 选取据O点较远的点来计算球的初速度 可减小误差 误差分析 小球受空气阻力 斜槽末端不水平 小球每次滚下的位置不同 所以要选密度较大的小金属球 斜槽末端的切线一定要调水平 小球每次从斜面上较高的同一点由静止释放 以减少偶然误差 验证动量守恒实验 实验原理 一动打一静 实验器材 实验步骤 注意事项 斜槽末端必须水平 可以用小球放在斜槽末端水平部分任一位置如果都能静止说明水平 使两小球对心碰撞 且球心连线与斜槽末端的切线相平行 入射小球在同一位置静止释放 入射小球的质量远大于被撞小球的质量 实验过程中实验桌 斜槽 记录的白纸为只要保持不变 误差分析 不是对心碰撞带来误差 释放点越高 两球碰撞的内力越大 误差越小 应进行多次碰撞 落点去平均位置来确定 以减少偶然误差 用单摆测量重力加速度 实验目的 测g 会使用秒表 实验原理 由单摆的周期公式得 测量摆长 和周期 即可 实验器材 实验步骤 注意事项 误差分析 探究弹力与弹簧伸长的关系 实验原理 实验器材 实验步骤 注意事项 验证力的平行四边形定则 实验原理 实验器材 实验步骤 注意事项 误差分析 主要的实验方法 等效法 物理研究中有广泛的应用 例如 分力与合力的等效 运动的合成与分解 电路的等效 电阻的等效 电源的等效 场的等效等 具体可以分为等效分解或合成 等效类比 等效替换 等效变换 等效简化等 2 累积法 放大法 把某些难以直接准确测量的微小量积累后测量 提高测量精度 例如测一张纸的厚度 用单摆测定重力加速度的实验 用累积法测量单摆多次全振动的时间 然后算出单摆的周期 在处理纸带问题时 通常每隔几个点去一个计数点 从而减少测量误差 3 控制变量法 在研究和解决问题中 对一些条件和因素加以人为控制 使其中的一些条件按照特定的要求变化或不变化 例如在牛顿第二定律中 让其中一个量不变 研究另两个量的关系 在研究电阻和电容的实验中均用到了控制变量法 4 留迹法 把瞬息即逝的现象 位置 轨迹 图像 记录下来 以便测量 比较 研究的方法 例如纸带 简谐振动中摆动的漏斗漏沙子 闪光照相记录自由落体的运动轨迹 实