第7讲：中学实验专题(含主要考点).ppt

1、弘毅实践队,1,第二讲,物理实验专题,高考知识点（目前你们学到的）,1.长度的测量 2.互成角度的两个共点力的合成 3.练习使用打点器 4.测定匀变速直线运动的加速度 5.验证牛顿第二运动定律 6.研究平抛物体的运动 7.验证机械能守恒定律,弘毅实践队,2,一、基本知识,（一）常用实验原理的设计方法 1控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。 2理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。 3等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。,弘毅实践队,3,4模拟法：当实验情景不易创设或根本无法创设时，可

2、以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。 5微小量放大法：微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。,弘毅实践队,4,（二）常见实验数据的收集方法,弘毅实践队,5,1利用测量工具直接测量基本物理量,2常见间接测量的物理量及其测量方法,弘毅实践队,6,（三）常用实验误差的控制方法,为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差。 1多次测量

3、求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。 2积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成3050次全振动的时间。,弘毅实践队,7,（四）有关误差分析的问题,要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。,弘毅实践队,8,二、常用仪器的使用与读数,1需要估读的仪器：刻度尺、螺旋测微器、电流表、电

4、压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。 最小分度是1的，（包括0.1、0.01等），采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表03A档、电压表03V档等。 2不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。,弘毅实践队,9,1.长度的测量,1游标卡尺的读数：主尺最小分度是1mm，则图中三个卡尺的读数为： 甲图中的游标是10分度，则读数为 mm； 丙图中的游标是50分度，则读数为 mm。,弘毅实践队,10,29.8,8.30,2螺旋测微器的读数：图中甲为 mm；乙为 mm，丙为 mm。 答案：0.900，8.600，8.480,弘毅

5、实践队,11,甲,乙,丙,2、测定匀变速直线运动的加速度,例题 1电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_。如图所示，A是_，B是_，C是_，D是_，E是_，F是_。 答案：交流，4至6V，线圈，振动片，限位孔，振针，永磁体，接线柱。,弘毅实践队,12,弘毅实践队,13,答案：（1）1.60，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意两个连续相等的时间里、在误差允许的，匀加速直线运动；（2）1.58；（3）1.59，1.57，1.59，1.58。,3、验证牛顿第二定律,实验原理 1. 如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车

6、的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。 2. 保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。,弘毅实践队,14,注意事项 1. 砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的 。 2. 在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3. 作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特

7、别偏离的点可舍去。,弘毅实践队,15,例题,1在做验证牛顿第二定律的实验时，某学生将实验装置按如图安装，而后就接通源开始做实验，他有三个明显的错误：（1）_；（2）_；（3）_。 答案：（1）没有平衡摩 擦力； （2）不应挂钩码，应挂 装有砂子的小桶； （3）细线太长悬挂物离地面太近。,弘毅实践队,16,2在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据。然后根据测得的数据作出如图所示的a-F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，原因是 A没有平衡摩擦力，且小车质量较大 B平衡摩擦力时，所垫木板太高，且 砂和小桶的质

8、量较大 C平衡摩擦力时，所垫木板太低，且 砂和小桶的质量较大 D平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大,弘毅实践队,17,6、验证机械能守恒定律,实验原理 当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：mgh= mv2，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。 测定第n点的瞬时速度的方法是：测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离Sn和Sn+1，由公式 或由 算出，如图所示。,弘毅实践队,18,弘毅实践队,19,注意事项 1打点计时器

9、安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近2mm的纸带。 3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。,【例题】在本实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示。（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点）。根据纸带求： （1）重锤下落的加速度。 （2）若重锤质量为m kg，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？ （3）重锤下落到B时，动能为多大？ （4）从（2）、（3）的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？,弘毅实践队,20,答案：（1）9.69m/