测定性实验（1）.doc

专题十一、物理实验方案设计第1课时 测定性实验（1）课时综述1考试说明要求会正确使用的仪器有13种。要知道仪器性能、使用规则和读数方法，会用有效数字记录数据，其中正确读数和使用规则是考查重点。仪器使用的焦点问题是读数。读数包括精确读数和估读。估读的根本法则是：十分之一估读 （不需要估读的有游标卡尺、秒表和电阻箱、欧姆表）2测定型实验是运用较准确的测量仪器、较完善的测量原理，来进行物理量测定的实验。力热测定型实验包括：研究匀变速直线运动、用单摆测定重力加速度、用油膜法估测分子的大小。要密切注意实验原理，从系统误差的角度研究操作细节的差异，如单摆测重力加速度中，必须在一个平面摆动的控制，而且计时起点必须在最低点；研究数据处理的技巧，如研究匀变速直线运动中，数据处理的逐差法；互动探究例1、关于实验误差，下列说法中正确的是（ ）A实验误差是实验中产生的错误，是由于测量不仔细或测量工具不精密产生的B实验误差是不可避免的，但可以通过采用精密仪器、改进实验原理和方法来减小误差。C多次测量取平均值可以减小系统误差。D采用图象法处理实验数据可以减小偶然误差。例2、观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为 mm，游标卡尺的测量结果为 mm。例3、如图，是研究物体做匀变速直线运动的实验得到的一条纸带（实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50赫兹），从O点后开始每5个计时点取一个记数点，依照打点的先后顺序依次编为0、1、2、3、4、5、6，测得s1=5.18cm，s2=4.40cm,s3=3.62cm，s4=2.78cm, s5=2.00cm, s6=1.22cm.（1）相邻两记数点间的时间间隔为 s。（2）物体的加速度大小a= m/s2,方向 （填AB或BA）。（3）打点计时器打记数点3时，物体的速度大小V3= m/s.例4、在用单摆测定重力加速度的实验中：（1）图A的O点是摆线的悬挂点，a、b点分别是球的上沿和球心，摆长L=_cm.（2）图B为测量周期用的秒表，长针转一周的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为1min，该单摆摆动n=50次时，长短针的位置如图所示，所用时间为t=_s.（3）用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=_，其值为_。 例5、在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为X 用以上字母表示油酸分子的大小d= 。 从右图中数得油膜占有的小正方形个数为X =_课堂反馈1、读出游标卡尺和螺旋测微器的读数：读数为_cm读数为_cm2、学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示。甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关。乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L/2。丙同学猜想：复摆的摆长应该大于L/2。理由是：若OC段看成细线，线栓在C处，C点以下部分的重心离O点的距离显然大于L/2。为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索： (1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是_ _ 的（选填“正确”或“错误”）。 (2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为L/2单摆的周期计算值（T0=2），用T表示板长为L复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表：板长L/cm255080100120150周期计算值T0/s0.701.001.271.411.551.73周期测量值T/s0.811.161.471.641.802.01由上表可知，复摆的等效摆长 L/2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。(3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图。请在坐标纸上作出T-T0图，并根据图象中反映出的规律求出=_（结果保留三位有效数字，其中L等是板长为L时的等效摆长T=2）。3、如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示正压力的大小，则有FFN，式中叫做动摩擦因数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和木板B上贴上待测的纸，B板水平固定，用测力计拉A，使A匀速向左运动，读出并记下测力计的读数F，测出木块A的质量m，则（1）该同学为什么要把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？（2）在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动比较困难，实验误差较大你能对这个实验作一改进来解决这一困难从而减小误差吗？达标训练1、下列关于误差的说法正确的是（填字母） 。 A误差是实验中产生的错误B误差都是由于测量不仔细产生的C误差都是由于测量工具不精密产生的D任何测量都存在误差E实验时认真测量就可避免误差F采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差G实验中产生误差是难免的，但可以想办法尽量减小误差H多次测量取平均值可以减小偶然误差I多次测量取平均值可以减小系统误差2、某同学在研究匀变速直线运动的实验中，得到了几条较为理想的纸带，并已在每条纸带上每5个打点取一个记数点。然后，依先后次序将记数点编号为0、1、2、3、4、5 。由于不小心，纸带被撕断，如图所示。试回答：（1）在B、C、D三段纸带中，哪一段是从A段上撕下的（ ）（2）A所在的纸带对应的加速度为 m/s23、在用单摆测重力加速度的实验中，摆球应在同一竖直平面内运动.某同学在做实验时，单摆不在同一竖直平面内，成一圆锥摆，如果在其他方面及测量中均无差错，他测出的g值与当地重力加速度的标准值g0比较，有（ ）A.g=g0B.gg0C.gg0D.无法比较其大小4、在做用油膜法估测分子的大小的实验时，某同学将测量结果比起其它同学比较，发现数量级无误，但有效数字偏大，可能的原因是（ ）A、错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B、滴（一滴）油酸溶液时，用力过猛，使实际体积大于原来测量时（一滴）的体积C、计算油膜面积时，只数了完整的方格数D、水面痱子粉撒得太多，油膜没有充分散开5、多用表标示为“+”和“”的插孔是分别和内部电流计的正、负极相连的，而红、黑表笔应分别插入“+”、“”的插孔。现用多用表测直流电压或元件电阻时，关于电流流向和电势高低的表述，正确的是（ ）A、测电压时，电流由红表笔流入多用表，红表笔电势高B、测电压时，电流由黑表笔流入多用表，黑表笔电势高C、测电阻时，电流由黑表笔流出多用表（经待测电阻回多用表），黑表笔电势高D、测电阻时，电流由红表笔流出多用表（经待测电阻回多用表），红表笔电势高6、一万用电表有四个欧姆挡，分别为1、10、100、1k，欧姆挡表盘的中间刻度值为“15”. 现用它来测量一未知电阻的阻值，先将选择开关置于“100”挡处，接着将红表笔和黑表笔接触，发现表针指在“0”处，然后进行测量，结果发现表针指在欧姆挡刻度值为“200”的刻度线附近. 为了使测量结果更准确，必须换挡并重新测量，下列说法正确的是（ ）A必须将选择开关改为置于“10”挡处 B必须将选择开关改为置于“1k”挡处C换挡之后必须重新调零才能进行测量 D换挡之后不必重新调零就可进行测量7、用某精密仪器测量一物体的长度，得到结果为1.63812cm 。现改成最小刻度为mm的刻度尺去测量，结果应该为 cm ；如果改成20分度的游标卡尺去测量，结果应该为 cm ；如果改成螺旋测微器去测量，结果应该为 cm 8、图示螺旋测微器的精度是0.01mm。右图中的螺旋测微器读数5.620mm，请你判断刻度线旁边方框内相应的数A： ，B： ，C： （以符合给出的读数）。9、做匀加速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电频率是50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个计时间隔剪下一段纸带，按如图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带贴在直角坐标系中。在第一个0.1s内中间时刻的速度是 m/s;小车的加速度为 m/s2。10、用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指针的位置如图所示。如果选择开关指在“2.5”位置时，测量结果为 ；如果选择开关指在“10”位置时，测量结果为 ；如果选择开关指在“100”位置时，测量结果为 。11、一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆球挂起后，进行了下列步骤：第12题A测摆长L：用米尺量出摆线的长度 B测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按秒表开始计时，并记数为1，直到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期。C将测量得到的L和T代入单摆的周期公式，算出g将它作为实验的最后结果写入报告中去。指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正。（不要求进行误差计算） 12、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：（1）计算vF的公式为vF=m/s；（2）根据(1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图中所给的坐标系中，作出vt图象，并求物体的加速度a=m/s2；（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比（选填：偏大、偏小或不变）13、从高几米的实验楼的顶棚上，下垂一个单摆，实验者仅有一个满刻度为1m的刻度尺，无法测出摆长，但要求用此单摆测定重力加速度如果你是实验者，再给你一只秒表，你如何设计一种方法，测出当地的重力加速度的值？要求简明写出实验的主要步骤，并写出重力加速度的最后计算式专题十一、物理实验方案设计第1课时 测定性实验（1）互动探究例1、BD例2、0.900 , 33.10例3、（1）0.1 （2）0.79 BA （3）0.32例4、99.50 ，100.2 ，9.95m/s2例5、D = X = 57课堂反馈1. (1)5.45cm (2)0.6726cm2、错误 大于 1.163、（1）可增大正压力，从而增大滑动摩擦力，便于测量 （2）参考方案：只要将测力计的一端与木块A相连接，测力计的另一端与墙壁或竖直挡板之类的固定物相连用手通过轻绳拉动木板B，读出并记下测力计的读数F，测出木块A的质量m，同样有达标训练1、DGH2、（1）C ；（2）6.03、B 4、CD5、AC6、BC7、1.64 ；1.635（或1.640）；1.63818、5 10 159、0.225 0.74410、0.860V（或0.855V ，或0.865V）；3.44mA（或3.42mA ，或3.46mA）；2.8k11、A、要用卡尺测出摆球直径d，摆长L等于摆线长与之和 B、 C、g 应多测几次，然后取平均值作为实验最后结果12、（2）a=0.4250.005m/s2 图略（3）偏小13、解：设原摆长为l，让其摆动，设法测出其周期然后用打结的办法将原摆长缩l（l1m），并用刻度尺测出l，同样让其摆动并设法测出其周期，则由单摆的周期公式可得联解两式可得重力加速度的最后计算式为：备用做“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，得到一条如图所示的纸带。按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共七个计数点，每相邻两点间各有四个打出的点未画出，用刻度尺测出1、2、6各点到0点的距离分别为8.69cm，15.99cm，21.87cm，26.35cm，29.45cm，31.17cm，打点计时器使用的交流电源频率为50Hz。求：（1）物体的加速度（2）打计数点3时的速度（要求写出