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文档简介

1、高考物理三轮复习知识点串透2021年高考加油!第一讲物体的平衡问题的分析方法。一.知识网络板块重要知识背景疑难问题典型问题受 力 分 析t1屋2常见 的三种力摞力,受力 重力与万有引静摩擦力与滑动弹力与作用力分析的思路和步骤1 .力的存在性判断2 .空间力的受力分析3 ,对摩擦力的正确理解1轻绳、轻杆、轻弹簧的正确理解2 整体法和隔法的灵活选用1.平衡条件:1 .受力分析思1.动态分析。物F含=0=W几=0 z Fjv = 0路2 .范围分析可能性分 析临界分析3 .极值分析4 .自锁问题体 平 衡构成封闭多边形2 .力的合成和分解一平行四边形法则3 .正交分解2.常用力法:合成平 衡法分解平

2、 测法二.热点透析(一)三个模型的正确理解:1 .轻绳(1)不可伸长沿绳索方向的速度大小相等、方向相反。(2)不能承受压力,拉力必沿绳的方向。(3)内部张力处处相等,且与运动状态无关。2 .轻弹簧(1)约束弹簧的力是连续变化的,不能突变。(2 )弹力的方向沿轴线。(3)任意两点的弹力相等3 .轻杆(1)不可伸长和压缩沿杆方向速度柜同。(2 )力可突变弹力的大小随运动可以自由调节。(二)受力分析习惯的养成:1 .受力分析的步骤:(1)重力是否有宏观物体(动量定理应用和圆周运动研究) 微观粒子(2 )弹力看四周,力的存在性判断-利用牛顿定律 弹簧的弹力多解性(3)分析摩擦力, 大小:由牛顿定律决定

3、 静摩即 由牛顿定律判定 方向:1/53多解性(4)不忘电磁浮2.正确作受力分析图(三)共点力平衡的分析方法1 .判断变量分析(1)函数讨%法要求:正确、规范,涉及空间力应将其转化为平面力。受4个力及以上:一般利用函数讨论 已知2个条件:函数式 受3个力j已知3个条件:法:生仪用rh H /卡 ku RS Zk上仁(2)图解法父法) 方法的(3 )极限法选择思路(4)物理法2.平衡状态计算:确受定力研分股定理究析 一对象、封闭解Rt :三角函数勾三个力作用一合成平衡法:F12= - F3构成一般:正弦定理、余弦定理、相似定理JFx=O受四个力及以上分解平衡法IFy = O第二讲力与运动林F逊建

4、有关雕解丽F加力1匀遮逊 值缥峨)VrVi)+atS=i Jf 22=v;-v-问J/) J J42vH相等&Si z 1.s 2n-l飒t. 二 11 12 y11 黄 1丽稗拜 AS=aT2i.的谈蛾运耕般 趣理乳m w m 2.合函黝函的航j.期过翻撕4.姆浦麻漱曲皿 理点血三 五一哥 函皿空0函F浏械 而酸11r城朋逊v!, Fw=m-= mtifRR4dHD -R=mwVT2FirW1.岫加藏分析23艘踊跋龄躺 3,天施狮腼心力、向 岫避、勤、勤城发 的酬4. W人跑融期 犍苴花嬲中艇 谢丽鼓贴F杯箱V )Fqr产 m一二mrv R4rn v -m-RmuV,1瞬,鞠直神财所2.薮躺

5、嘱过蚌 水醒F忒小、楙=-ki雕翩x-Acosot , v-Vinwt p aryowtJ1 .翩过瞰天2 . OfiO3 .含髓物学随熊好单接运动受力紧相连,严谨笃实细分析,临界隐含图助研,物理模型呈眼前 (一)动态变量分析牛顿第二定律的瞬时性1 .动态过程分析M大小0)力方向有明显形变产生的弹力不能突变2 .瞬时状态的矢变 无明显形变产生的弹力不能突变接能的刚性物体必具有共加速度.矢量性(确定正方向)关键 运动示意图,对称性和周期性,v-t图a是否一样3 .运动会成分解方法的灵活使用按正交方向分解平抛运动按产生运动的原因分解渡河问题(二)牛顿定律与运动1.在恒力作用下的匀变速运动(1)句变

6、速直线运动的研究技巧I矢量性(确定正方向)输 运动示意图,对称性和周期性,vt图a是否一样(往复运动)(2)研究匀变速曲线运动的基本方法(出发点)灵活运用运动的合成和分解v按正交方向分解抛体运动n 带电粒子在电场中的运动按产生运动的原因分解渡河问题2.在变力作用下的圆周运动和机械振动(1)圆周运动圆周运动的临界问题. 绳子T=o|圆周轨道的最高点、最低点(绳型、杆型)的极值速度临界轨道N=0=摩擦力f=fmax锥摆型、转台型、转弯型的轨道作用力临界典型的圆周运动:天体运动、核外电子绕核运动、带电粒子在磁场中 的运动、带电粒子在多种力作用的圆周运动等效场问题天体运动问题/考虑多解性(2)振动过程

7、分析 对称性V同旧的对称 平衡位置的确定特殊位置特征(3)圆周运动、振动、波的系列解的确定方法考虑时空周期性运动的双向性1/53第三讲动量和能量艇幡翱期弊适用翻、条件运用涯点1戈跳髀.(=!)1动般理岐瓯的魏1.欠家(储正负)先s=% .)m -2口=*,询田蒯2.g金“叫段时间动散P :im过Sc.(时间秋 累)的效 果冲出吓t避地解|ViWi+翻刚FI1 .端性(短、糠 琳j、糊)2 .P利恒的运用:程 用藜VHt f“/ =j.v 叫叫;-明他+(瓯于IM跳方向上F,FaVe1,C八动卷定理1W=E 冉岐运前皴蒯1 .标融(躺正负)2 . WFfiSut究9恒机轴启动:i. toa动用

8、W 二FScosuW,+WA=1AEh3. V效帷i分析m 离 过 程1力慨一功率 p二七二 Has。 t机雕地螂蹴动的搬箱的顺:1段也移麟。1.系里题儿伟一%1 (弹瞅 累)的效 果J Al, -1 JIK: Eir-V2=碰只有Wc和W.(区鼾Wn=0)2.郴助只有WcMW. 榜与其它盼能邮靴_一前 常 体 2,恒F后切朴1 /勤犍:E产mgh於B雕关系:僦酎麻里某力的卿与其财踊箱T(W=AE触雕不蜘时期W 单区疥和、二.热点透析(一)四个物理量的比较功: FS功的正负判断方法 变力功的求法 一对内力功功率:定义式意义平均功率a功率与加速度 机车启动与最大速度1 .功和冲量冲量:变力冲量的

9、求法对合冲量的理解一对 内力的冲量功和冲量匕戢区别:一矢一标2 .动量与助能 关系:EkP = pmEk业女与心的关系:反变化P 一定变化;P变化;既不一定变化(二)四个规律的比较1.动能定理和动量定理定理表达式表达式性质正负意义公式的选择单物:矢量式物理量的1 .优先整体动量定系统:=Z Mt(能正交分方1可和全过程,理解)然后隔离物动力体和隔离过功程Wi :2 .对动后匕匕阻力量应用时特功别小心对待单物:工吗=组标动配At速度突变过系统:(不能正交理 Ek程中的能量Z吗外+吗内=阻分解)1增变化(碰撞、A6:绳子拉紧、Ek子弹打击、减反冲、爆炸等)2.动量守恒定律和机械能守恒定律(1)条件

10、的比较碰撞模型(2)典型啬题 反冲与爆炸受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)发生在V物与V传相同的时刻运动分析中的速度变化相对运动方向和对地速度变化分析关键V物?V带分类讨论mgsin0?f1传送带长度临界之前是否滑出?友情提醒:共速以后一定与传送带保持相对静止作 匀速运动吗?(2)传送带问题中的功能分析功能关系:Wf=Ek+Ep+Q对Wf、Q的正确理解(i )传送带做的功:Wf=F-S带 功率P=FxV带(F由传送带受力平衡求得)(ii)产生的内能:Q=f-S相对(iii)如物体无初速,放在水平传送带上,则在整个加速过程中物体获得的 动能Ek ,因为摩擦而产生的热量Q有如下Ek=Q= 唬o专

11、题二:摩擦拖动问题一.摩擦拖动中的受力和运动分析1 .思路:速度 运动共速时是否再相对运动比较一隔离法 柜对运动的情况=建立模型外力与最大静摩擦力静止是否反向I摩擦力是否变化,是静摩擦力还是滑动摩擦力加速度2 .关键( 滑动与不滑动讨论脱离和不脱离二.摩擦拖动中的功能分析和动量分析由牛顿定律求a,-(隔离法)1 .动量不守恒系统运动学公式位移关系(示意图)2 .动量守恒系统(1)重申动量守恒的四特性(2 )涉及对地位移:单物体动能定理fS对地二AEki 涉及相对位移:系统动能定理f S相对=*Eki(3 )警惕AE损”专题三:弹簧类问题一.弹簧类题的受力分析和运动分析(一)弹力的特点1 .弹力

12、的瞬时性:弹簧可伸长可压缩,两端同时受力,大小柜等,方向柜 反,弹力随形变量变化而变化。2 .弹力的连续性:约束弹簧的弹力不能突变(自由弹簧可突变)3 .弹力的对称性:弹簧的弹力以原长位置为对称,即相等的弹力对应两个 状态。(二)在弹力作用下物体的受力分析和运动分析考虑压缩和伸长两种可能性1 .在弹力作用下物体处于平衡态作示意图受力平衡列方程2 .在弹力作用下物体处于变速运动状态形变一一。=卒名.出化位置变化(a = 0时Vmax )( V = 0时形变量最大)过程一抓住振动的对称性(1)变量分析瞬时 匀变速运动(2)运动计算一般运动通过分析弹簧的形变而确定弹力大小、方向的改变,从而研究联系物

13、的运动弹簧处于原长状态不一定是平衡态抓住当作匀变速直线运动时,必有变化的外力作用,变化的外力常存在极值问题充分利用振动特征(振幅、平衡位置、对称性、周期性、F回与弹力的区别)临界态脱离与不脱离:必共速、共加速且N=0 善用系统牛顿第二定律二.弹簧类题的动量分析和能量分析1 .受力分析、运动分析明确(1 )何时:Vmaxx Vmins Epmaxs Epmin、Ek 总 max、Ek 总 min、Ekimaxx Ekimin弹簧伸长最长Epmax、Ek 总 max(2)三个典型状态弹簧压缩最短压缩T原长原加速的物体V最大恢复原长伸长一原长原减速的物体V不一定最小2 .动量守恒的系统和过程的确定(

14、F外二0之后)3,能量守恒的系统和过程的确定(注意:v突变中的能量转化,常见的有弹 簧类连接体)第五讲电场与磁场一 .知识图表电场和磁场的比较场产生 原因存在 判断场线 特点做功 特点基本规律和基本公式知识应用电 场静 电 场静电荷对静电荷作川不 闭 合与路径 无关电荷守恒定律(分配特点), 真空巾库仑定律F=kq,q2/rr点电荷电场 =粒/e=u uq句强电场=斗 dc=2AU电一-4阈注:E沿U降落最快的方向1、带电粒子在电场中加速 和偏转(示波器)。2、静电感应(法拉第圆筒 实验)3、电容器(静电计)4、验电器涡 族 场B变化 (运动 电荷闭合磁场运动电 荷对运动 电荷作 用闭合1、对

15、运动 电荷不做 功2、对电流 做功1、安培定则F=B1L sin 0f=BqV sin 0M=nBIS sin 9碳流体动力泵、磁电式仪表 MBSk阴极射线管 荷质比测定、质谱仪 回旋加速器、速度选择器 磁流体发电机、霍尔效应 磁流体流最计二.热点透析(一)电场中的三概念辩析1 .E、8、F、W的匕喉研究角度物理量性质决定因素正负意义从力的特性角度电场力矢量电场和电荷方向电场强度矢量电场方向从能的特性角度电场力功标量电场和电荷动力功还是阻力功电势能标量电场和电荷大小电势标量电场局J低2 .变化、大小比较的方法|电场线的疏密(1) E常见的电场1 w电0 ,号;w中,4 利用电场线 (2 ) 0

16、 与 =e与E无必然联系用重力场类比(与。有联系的才成立)W 电二一(3)功能关系w安二E电(安培力作负功的情形)w ;=0(二)场的描述和设计j 利用均分法找等势点后,可得等势绩口电场线1 .电场匀强电场利用重力场类匕导电场线运动规律要求2 .磁场边界条件运动范围要求第六讲带电粒子的运动一.分析要点微观粒子重力不计1 .重力是否考虑 若考虑重力将无法计算,则重力不计隐含判断2 .常见的几种装置装置原理图规律示波器 Xyy上加信号电压:),=2?臼+2人 4JUqXX,上加扫描电压:),=穹(34+2心)速度选择器rX X X X #B若少心=E 4即=粒子做匀速直线 D运动磁流体发 电机B

17、B iX X XM产等离子体射入,受洛伦兹力偏转,使两极板带止、负电,两极电压为U 时稳XEo q 匕=(vB.U = v()Bd d霍尔效应U qqvB b/. U = vBh = ,7 = w同5为单位长度上的电荷数)I = vsg(为单位体积内的电荷数)电磁流量计x Q x I JExd *6 x乙=8.上DDB八U D.质谱仪X X X X XBX X 产 X X 1-U 二电子经u加速,从A孔入射经偏转 打至!J P点,.=;,限得为 =用.AP = d = 2, =怨叽喝丝,荷质比 eB eB me _ 8Um B?d?回旋J 口速器J1,D形盒内分别接频率为人步的高 27DH频父

18、流电源两极,带电粒子在窄缝间电场加速,在D形盒内偏转二.带电粒子运动判断等势线有无初速电场中电场分布=轨迹电场线是否只受电场力作用磁场分布特点即B的变化 磁场由运动中V的变化o心丝轨道的曲率半径变化=.带电粒子运动计算(一)带电粒子在电场中运动f 匀速圆周运动人%=4点电荷山场中:变速直线运动:动能定理匀变速直线运动1 .常见运动匀强电场中匀变速曲线运动方向不变的直线运动交变电场中振动迂回运动2 .处理技巧匀速直线运动F合二0(1)粒子作直线运动匀变速直线运动三法均可以变加速直线运动一功能关系分解方法:牛顿定律+运动学公式或能量定理(2)粒子作曲线运动功能关系(3)粒子在交变电场中运动.运动示

19、意耳v-t图三管齐下周期性和对称性小心对待最后一个周期分解思想的灵活应用(二)带电粒子在磁场中运动j无约束轨道的运动常见的为圆周运动1 .常见运动有约束轨道的运动沿轨道运动2 .处理技巧,圆轨道、圆华位置的确定以畔)2|(1 )无约亲轨道1圆直径两端点间距离的应用n列式求解的圆周运动临界极值磁场边界条件几何关系对称性,恰似中点射出的推论(2)有约束轨道运动运动过程分析(尤其V的变化导致f洛的变化Ta的变化的动态过程,明确临界和极值的位置条件)瞬时状态:牛顿第二定律(圆运动中的供需平衡条件)过程:功能关系(三)带电粒子在复合场中运动时间上错开1 .电磁场错开U注意时空周期性空间上错开2 .电磁场

20、重叠(磁场为匀强磁场)运动模型判断方法(1)带电粒子作匀速直线运动F合二0(2 )带电粒子作匀变速直线运动F合二恒量v IIB即f洛二0/ 匀强电场除f洛以外的其它的合力等于。(3)带电粒子作匀速圆周运动点电荷的电场f洛+ F电二F向/ 功能关系(4)带电粒子作曲线运动运动分解第七讲电磁感应综合问题一.知识网络规律理解要点应用和现象楞次定律阻碍的含义阻碍的表现(阻磁通变化、 阻相对运动,阻电流变化)1 .自感现象及应用2 .交流电的产生和表征方法3 .变压器原理中的因果关系及注意点法拉第电磁感应 定律1.5、爪”的区别Ar2 .E决定因素竺)3 .平均值、瞬时值、有效值的区别二.热点透析1 .

21、关于电磁感应的判断(发电机电动机模型、涡流的影响,磁悬浮列车,磁单极,超导体等) 等效电路(切割、磁变或均产生)/电容器的充、放电2 .电磁感应中的电问题 国量问题电磁感应中好包的理解Ar有效值、瞬时值、平均值、最大值的正确使用/ 对一根金属棒,动能定理3 .电磁感应中的能量问题对回路:能量转化和守恒4 .变压器和电能输送问题第八讲电学习题串透析专题一电容器问题一.电容器的变量分析1 .判E、v、Q、C的变化:抓住 =只、c = j 石=二三式讨论U4 成dd2 .判电流方向:关键判电量变化3 .判带电粒子运动:关键判电场强度变化4 .判电容器内某点电势变化二.电容器的储电特征关键:1 .充放

22、电时形成电流,稳定后断路单充单放 。日切-如2.在计算电量变化时需考虑先放电后反充电 AQ = %+42=.电容器中电场对运动电荷的控制作用 专题二电磁导轨运动问题电磁导轨的运动研究可以分别从电路特点,安培力的特点加速度特点,两个 极值规律(a=0和v=0 )及收尾时能量转化规律等方面进行分析。一.单个金属棒问题1 .力+电阻2 .力+电容3 .初速+电阻4 .初速+电容二.双金属棒问题1 .动量守恒系统:初速+电阻(工/外=。)初速+电阻工厂外工02.动量不守恒系统:力+电阻:共加速运动第九讲热、光、原踩点复习(略)第十一讲物理实验学会正确选用仪器熟练掌握实验原理迅速提高解设计类物理实睑的能

23、力概述物理考纲对实验有下述要求:1、在理解的基础上独立完成19个学生分组 实验,明确实验目的,理解实验原理,控制实验条件;2、会正确使用13种常 用仪器包括选器材、选电路、选量程;3、会观察实验现象,分析处理实验 数据并得出结论;4、会观察实验现象,分析处理实验数据并得出结论;4、会 运用学过的实验方法,根据不同的实验要求,选择实验原理,设计出最优的测 量电路,并安排相应的实验步骤。近年高考对实验要求越来越高,占分达20分,除了在II卷中专设二道实验 作图、填空、计算、连实物等题目外,在I卷或在H卷计算题中有时还有与课本 上演示实验相关或与高科技信息相关的选择题及计算题出现。实验题的难度越 来

24、越高,进一步加强了对实验知识迁移运用能力的考查即频频出现设计类 实验题。第一章实验基础知识1 .物理实验的基本要求2 .高中物理学生实验的分类1 .验证性实验(1)验证力的平行四边形法则(2 )验证动量守恒定律(3)验证机械能守恒定律2 .研究性实验(1)研究平抛物体的运动(2)探究弹力和弹簧伸长的关系3 .观察也描绘类实验(1)描述小电球的伏安特性曲线(2)电场中等势线的描绘4 .测定物理量的实睑(1)研究匀变速直线运动(2 )利用单摆测重力加速度(3)测金属电阻率(4)用电流表和电压表测电池的电动势和内阻(5 )测玻璃砖的折射率(6 )用油膜法估测分子的大小(7)用双缝干涉测光的波长5 .

25、仪器使用、组装类实验(1)长度的测量(2)用多用电表探索黑箱内的电学元件(3)把电流表改装成电压表(4)练习使用示波器(5)传感器的简单应用附:测量对象:长度、时间、质量、力、电流对基本仪器归纳,仪器功能:放大、间接、组合也可以这样归类I 余懵类对实验的主要实也装置归纳打点计时器其它类=.演示实验鉴于演示实验数量较多(高中物理教材中的演示实验有106个)。实验本身 比较简单,因此,高考对演示实验的考查以选择、填充题出现。在对演示实验 复习应特别注意(1)重视物理学史中具有重要地位的实验。如紫外线照射锌板、 扬氏双缝干涉实验、光的衍射中的旧松亮、a粒子散射实验、质子和中子的发 现实验等等。让学生

26、充分了解其内容及其在物理学发展中的作用。(2 )把握实 验中的关键要素。基本仪器使用和读数类、选择器材和连图类、实验操作类、实验原理类、实 验数据处理类、误差分析类、设计实验类第二章实验疑难问题选析一、测量仪器的使用。1、测量仪器的读数方法。(1)一般情况下应估读一位估计到最小刻度(精确度)的下一位。(2)不估读的测量仪器有:数字显示的仪表,机械秒表,游标卡尺,水银 气压计等。2、测量仪器的分类。类型仪器名称精确度 确定精确度读数方 法记录结 果 (mm) (小数点 后的位数)注意事项测长度刻度尺最小分度值1mm估读一位1测量起点及单位游标卡尺(差分1 -mm(n为游标上的总格数n=100.1

27、mmL=L 主+d n不估读11、游标边界 线与零刻度 的区别。2、主天上的n=200.05 mm2法)n=500.02 mm2单位为 cm(ncm-12 cm)3、记录的有 效数字。螺旋测微器-mm(n n为可动 亥1度上 的总格 数n=50d=0.5mm0.01 mmL=L 固+k- n估读一位31、半毫米刻度是否露出(直接看推理)2、记录的有 效数字测时间秒表最小分度值0.1秒t分针+t秒针1(秒为单位)不估读打点计时器t=nx0.02秒接低压交流电源闪光照柜t=nT电学安培表最小分度值略估读一位略交直流表的区别仪表优特表(刻度均匀情况)1、读数不忘乘倍年2、选档方法欧姆表其它测力弹簧称

28、测温度温度计测气压气压计二、难点分析:(一)打点计时器计算方法:匕安里,Vo=2Vi-V25广(逐差法)3x3T21、纸带分析加速:a与V一致有关方向判断:运动方向:n-0加速度方向减速:a与V相反注意事项:T的确定(区别记数点周期和打点周期)交流电频率什一测量值I打点不清晰:振针位置稍高、未达到共振、电压低、复写纸上油墨少等12、常见故障分析打出短线:振针位置低。(二)测电池的电动势和内阻实验中,由于电表内阻引起的误差。可用两种研究方法对这个问题进行分析,第一从图像分析,第二从等效电 源分析,现对图3中(甲)、(乙)两电路图作以下讨论。(1)图像分析过程示意如下:图1甲麹僻读数有误差口二一U

29、-I图像为图2甲Rv测 8真J测 X图1曷I触黜 读数有误差U=IRaU-I图像为图2乙测=真r测 “(2 )利用等效电源分析过程示意如下:图1甲电路读数对其等效电源无误差电源坦成图1ZJ读数对其等效电源无误差并联等效电源最后说明伏特表一般内阻远大于电源内阻,利用图1甲测出的值误差较小, 安培表内阻与电源内阻接近,利用图1乙测量的值误差大,故我们常采用图1 甲作为测电源电动势和内阻的实验原理图。(三)电流表改装为伏特表实验中的误差分析:1 .半偏流法测得的电流表内阻偏大,偏小?由于K2合上,总电阻略变小,导致总电流I略大于Ig ,所以当电流计中电流 为g时流过R2的电流略大于9 g ,由半联电

30、路特点可知,测=R2rg真。2 .据半偏流法测得的电流表内阻而改装成的电压表与标准电压表相比,测量值 偏大、偏小?改装时需与电流计串联的电阻Rx= ,由于rg偏小-Rx偏大tIg偏小一改装的伏特表读数偏小。3 .满刻度百分误差计算:”标准电压表小数一改装电压表二I标准电压表示数第三章实验设计-设计型实验的设计思路和原则: 设计类实验:属实验知识的运用类,题在书外,理在书内。、科学性精确(准确)性 方便易行性 省器材、节能2 .题型:a.在已知的实验器材中选择合适的器材,选择合适的量程和电路, 达到题设实验目的;b.为达到题设实验目的,自选器材、装置或电路,安排实验步骤。c.电路计算、误差分析、

31、故障排除等。在熟练掌握学生分组实验基本原理和实验技能、技巧的基础上,认真审题, 构建实验情景,寻找实验原理,设计出最优方案(经反复估算后才能得出)O由实验目的T实验原理-实验情景模型电路图、实验装置图T实验器材 一实验步骤T待测物理量一递推用测出量表示的未知量的函数式一误差分析5 .思考题:a.如何测电流表内阻? b.如何测优特表的内阻?二.设计型实验的命题方式(一)试题列出所需实验器材,有实验步骤提示这类试题条件充足,基本无迷惑性条件,解答较易,且与平时所学知识和 方法有紧密联系,但也不能轻视。解答过程中需全面分析所列出的实验器材, 抓住器材特点,联系实验步骤,并结合所学知识和方法,选择可行

32、的实验方案, 完成实验。例1如图所示的器材是:木质轨道(其倾斜部分倾角较大,水平部分足够 长),小铁块,两枚图钉,一条细线,一个量角器,用上述器材测定小 铁块与木质轨道间的动摩擦因素IJ,实验步骤是:(1)将小铁块从 ; (2)用图钉把细线用量角器测量 ;动摩擦因素表示|J =分析 试题所列器材中只有量角器可定量测量,结合步骤提示,可猜测|J =tg0 ,联系(J二tg。的物理情景及物理意义,结合试题所列出的其它器材,可作 如下解答:(1)将小铁块从斜板上A点由静止释放,运动至水平板上B点静止;,(2)用图钉把细线拉紧固定在A、B两点间;(3)用量角器测量细线与水平板间的夹角6 ;(4)动摩擦

33、因素表示为|u=tg2这类试题的条件有很强的迷惑性,解答过程中须加以全面分析,辅以一定 的逻辑推理并结合所学知识和方法才能顺利完成实验。(二)试题只列出所需全部实验器材,无其他任何提示这类试题所提供的全部信息即实验器材,因而在解答过程中须紧紧抓住所 列器材与可取实验方案间的联系,结合各器材的特点,逐步完 善实验方案, 完成实验。例2已知待测电阻Rx为9000欧姆左右,另有6伏直流电源(内阻不计), 一个电流表,一个电压表(两电表量程均合适),一个阻值为200欧姆的滑线变 阻器,一个电键和若干导线,请画出实验设计电路并简述其理由。分析 就本试题而言,简述理由的过程即分析过程,也就是完成实验的过

34、程,具体如下:(1)有电流表、电压表且量程合适,可用伏安法测电阻;(2)与两电表上限;Rx属大电阻,可用内接法;(3)滑线变阻器最大阻值比R小得多,可用分压器接法;(4)电键应对全电路起控制作用,须接在干路上。实验设计电器如图所示。(=)试题所列实验器材多于所需器材或试题所列实验步骤多于实际操作 步骤,即实验条件须选择使用例3为了测重力加速度g的值,实验室只有下列可供选择的器材:A、长度为1米的刻度尺;B、游标卡尺;C、连有细线的金属小球;D、低 压交流电源;E、打点计时器(包括所附的纸带、复写纸、重锤等);F、蓄电池;G、铁架 台;H、天平。(1)从上面所列器材中挑选必须的器材有 O(2)写

35、出测重力和加速度的主要计算公式及简述其中的物理量的测量方法:分析 初审此题,最易选择用单摆法测重力的加速度,但所列实验器材中 无秒表,不能测单摆周期,故此方案不可行;根据其它器材,可选用重锤作自由落体 运动来测定重力加速度,器材齐全,但要注意:电源应选Do不需要测量质量, 因而H不选,要处理纸带,因而A不可漏选;在具体选用测量公式时,公式 不是唯一的,可选用g = v2 / 2h或g = 2h/t2均可。故此题应选用器材为:A、 D、E、G ,其它略。例4为了测量一个量程为03V的电压表的内阻Rv(约为几KQ),可以采 用如图所示的电路。(1)在测量时,可供选择的实验步骤有:A、闭合开关S;

36、B、将电阻箱Ro的阻值调到最大;C、将电阻箱Ro的阻值调到零;D、调节电阻箱Ro的阻值;使电压表指针指示1 . 5V ,记下此时Ro的值;E、调节变阻器R的滑动片P ,使电压表示数为3V ;F、把变阻器R的滑动片P滑至Ia端;G、把变阻器R的滑动片P滑至Ib 端;H、断开开关。把必要的、合理的实验步骤选出来,按操作顺序将字母代号填在横线上(2)若在步骤D中,读出R0的阻值为2400Q ,则电压表的内阻Rv= ,用这种方法测出的内阻Rv与其真实内阻相比偏(大或小)。分析 由(2)中提示可知,步骤D为测量过程的重要步骤,由步骤D可推断, 在D之前只能是步骤E ,根据E、D可以推断在E之前的步骤中可

37、由B、C 中选出C,至此,主要实验步骤已完成,其它按实验要求及操作过程可以继 续完成,即实验步骤为:F、A、C、E、D、Ho可见,这是一种粗略测量伏 特表内阻的方法,在改变电阻箱Ro的阻值过程中,忽略了 Uap的变化,因而 Rv=2400Q ,但实际上U叩在由步骤E到步骤D过程中略微增大,故考虑误 差,则只Ro 24000 ,即测量值偏大.三、实睑设计内容(一)设计实验方法下面是测定重力加速度;测定物体间动摩擦因 素及测量干电池的电动势和内电阻的几种方案,供参考:测定重力加速度实脸方法实验原理需测量的物理量备注)(木块沿光滑斜面下滑)1由J 二十疏用?求g=2azM2)h?物体从开始下 滑至底

38、端的时向外斜面高h及底边 长,斜面的光滑安 求不易做到c N r 1,?(物体在长真空普中堂直向上运动)由要直上独对苏性:h w xy , =(施本法费,鱼) 一 一由八5s;=占得:2Am2”t2*a调节并测量水 龙头到盘子的 高度差M让前 一滴水滴到盘 子听到声音时, 后一滴恰离开 水龙头;再测出 次水击盘声的 总时间%调节水滴过程较困难A、f重锤下落过程mizA - *测出自由下落福白山1/53实验方法实验原理需测量的物理量备注(利用平才&物体的a1闪领照片)% . A%测出闪光周期 *测出A、B间 高度差A力,8、 C间高度差AT? 等可用“逐差法” 求g值(利用单提测g值)由r=2%

39、,匚得 Vg4/7r测出摆长,及撮 动周期T可用“累积法. 测周期;亦可换 用不同摆长来测量(2)测物体间的动摩擦因数实验方法实整原理需测量的物理量备注(拉木块MD(拉木块)(2)J由px得出噌4匀速拉动木块m 或木板时,弹簧 秤的读数F,用 弹黄秤测出其 重力6很难做到匀 速拉动此读数 不稳定下图较上图 好些(木块匀速下滑)得 M =测出斜面高度h 及斜面底边长/轻推木块后,难 以保证其匀速下滑v - 0/(由静止开始匀加速下滑)由 $=%?a=gsin-coB4得:=/ 一2”) 姆测出时间斜 面的高度A,及 底边长1误差主要来 自时间的测 置;较前几种条 件易控制可多测量几 次求平均值1

40、/53(3)测定电池的电动势及内电阻实验原理实验电路图操作及测量的方法闭 合 电 路 的 欧 姆 定 律URhRE H + /, = U? /一E = 1|(R +r),E = /2(&r)/(%-%)e=F7T-24一,V由(1)得:E = U,A+gr(二)设计实验电路 根据给定的器材和实验提出的目的,画出或补全实验 电路。(1)安培表内接、外接?待测电阻Rx为小电阻,(Rx与Ra可比、RxRx,伏特表的分流作用引 起的安培表读数误差较小。)反之待测电阻Rx为大电阻(RxRa , Rx与Rv可比,或Rx每行或试探 法中A示数变化大)应采用安培表内接法。(因Rx Ra ,安培表的分压作用引起

41、 的电压表读数误差较小。)(2 )滑动变阻器限流法、分压器法?通常情况下优先考虑限流式,因为耗电少。在以下三种情况考虑分压式。A当需要待测电路的电压从零开始连续变化。B题中提供的仪表量程或电阻的最大允许电流不够(安全性原则和适用性原 则)C变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其它电阻(准确性原则和方便 性原则)(3)欧姆表挡位Rxl、RxlOs RxlOO如何选择?先用RxlO挡,调零欧后估测,若指针在中值附近,则Rx等于10 x指示值; 在指针偏角太小,贝时奂用RxlOO ,重新调零后测量,Rx=100x指示值;若Rx 10时指针偏角太大,贝U换用Rxl挡,重新调零欧后测量,Rx二指针指示

42、值。(4)电阻测量的电路伏安法测电阻和替代法用欧姆表测量此法简便易行,但读数误差较大;用久之后,内部电源发生变化,测 量误差更大。因此此法只适用于要求不太高的测量。惠斯通电桥法例题如图,若uC=uD ,贝IRI/ R2=R3 / Rx ,其中RI、R2为标准电阻, R3可用电阻箱代替。在C、D间接上灵敏电流计,调节R3,使电流计示数为零, 则C、D两点一定为等势点。电桥伏安法如图,此法利用电桥平衡原理实现伏安法测电阻。当调节C点位置使电桥平 衡时,电流表示数是流过Rx的电流,电压表U的读数是两端电压,故Rx=U /Io这里完全排除了电表内阻的影响,没有系统误差。电表内阻的测量I.测Rg时,用半

43、偏法?等值替代法?电路计算法?若只有二只单刀单掷开关、一只待测表,还有二只电阻箱R1R1 (R2100RiIU);电路如下若有二只电流表和一只变阻器及电源单刀单掷开关等,可采用电路计算 法,此时另一只非待测表一定要已知量程和内阻Ra ,电路如下:读出 Fg 支路凌及 F ,由 U=IiRA=l2Rg ,得 Rg=IiRA/l2若有二只电流表,一只电阻箱和一只单刀双掷开关、滑动变阻器可采用 等值替代法,电路如下:K接a ,调R,记下A读数,然后K接b ,保持R不变, 调R使A读数保持不变,贝U Rg = Ro若有二只电流表,一只电阻箱(或定值电阻,其阻值与电流表阻值接近) 和一只单刀开关、滑动变

44、阻器可采用电路计算法:如图,G为待测电流表, 为已知电阻,若把虚线框内电路看成一扩程电流表,则该电路为一改装表与标 准表的校对电路.设G、A表读数分别为Iis I,则由相关知识可知:为便于器材 选取与操作,Ro的阻值应wlQ(如0 , 5Q)H.若欲测伏特表内阻Rv ,怎么办?2.电学实验器材如何选择?a . A表量程如何选? V表量程如何选?通过估算/,保证A指针偏转范围在? 最佳;同样M指针偏转范KX33围在上 最佳。33b.变阻器如何选?从安全性原则出发分析得,首先要求通过其最大电流小于其额定电流;从 方便性和准确原则出发分析得,要求变阻器的最大阻值,在限流电路中尽量接 近待测电阻或电路

45、中串联的其它电阻,在分压电路中电阻尽量小。c.电源如何选?测电源电动势和内阻时,选内阻较大的旧电池;测电流计内阻Rg时,若 采用半偏法测电阻时,应选电动势较大的电源,保证R2R1 ,以减小实验误差; 在测小灯泡功率描伏安特性曲线时,在测金属的电阻率时,选电动势较小的电 源;在打点计时器中选4 6V交流电压;在描等势线实验中选4 6V直流电源。3.实验线路的连接分压式和限流式的接法要求:限流式是按一上一下各一个的原则,且 使滑片处在阻值最大位置处;分压式是一上二下的原则,电源与开关串联 以后直接接于下面两个连线柱,上面任一个接线柱引出导线和下面一个接线柱 上引出导线(二线之间的电阻要小,保证初始

46、取出的电压较小)将这两导线接 至被测电路中。连线的总思路为:画出电路图-滑动变阻器连接分压,限流滑片位置正确电表的正负接线柱T连接总回路总开关控制所有元件T导线不能交叉*并联伏特表的电压较小。(二)设计实验方法 题目给出实验目的、电路及一些附加条件,让学生设计 实验方法,如98年的第20题,原题为:用图中所示的电路测定未知电阻Rx的值,图中电源电动势未知,电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计,R为电阻箱。(1)若要测得Rx的值,R至少需要取 个不同的数值。(2)若电流表每个分度表示的电流值未知,但指针偏转角度与通的电流成正 比,则在用此电路测Rx时,R至少需取 个不同的数值。(3)若电源内阻不可

47、忽略,能否应用此电路测量Rx?答:o照伏安法测电阻的实验,不同之处在于Rx上的电压U需要由电流表的 示数I,与电阻箱上的对应读数R求出。U=8-IR由欧姆定律可得Rx=(8-IR)/I 由于电源电动势e未知,故R取一个值不能求出Rx的值,必须再取一组值R、 I同理得Rx=(IR)/由消去后解得Rx= (IRIR )/ (1)即R至少需要取2个不同的数值才可测出Rx的值。(2)电阻箱读数为R时,设电流表的指针偏转角为6 ,电流值为I,将电阻箱 的阻值调为R,使电流表指针的偏角变为20,此时电流表示数为I ,则I =21, 将以上两种数值代人式中可得Rx二R-2 R,即R至少需取2个不同的数值,(3)设电源内阻为r,只取三个值Ri、R2、R3 ,对应的电流值为h、L、h ,由闭合电路欧姆定律得 = 11 ( R1+ Rx+r), = L ( R2+Rx+r), = L ( R3

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