第二轮能力专题实验设计的基本方法.ppt

1、2006-2007高考复习、二次能力专题3360实验设计的基本方法、2007、3、1设计包括选择适当的实验方法、选择匹配的实验设备、布置正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法、使用客观的错误分析方法、最终总结和评价。对实验设计的测试具体出现：在给定的条件下进行实验设计。提供测量数据，选择处理数据的方法。给出了原理和设备，设计实验节目；提出了实验过程和情景、判断过程和方法的合理性等。1 .实验设计的基本原则：(1)科学性：科学方案必须有科学依据和正确的方式。(2)安全：实施设计的方案时要安全可靠，不伤害仪器和实验者。(3)准确度：实验误差应选择在允许范围内可能误差较小的方案。(4)可操作性：设计

2、必须易于操作、读取、数据处理和观察。2 .实验设计的基本思路：(1)根据实验目的和主题的条件和要求设想相关物理场景。(2)确定实验原理、方法。(3)选择实验设备。(4)写出实验阶段。(5)观察实验现象，记录实验数据。(6)实验的结论和误差分析。2 .知识摘要和方法，主要在初中阶段讨论的几种茄子方法：1设计实验原理，(1)控制变量方法。例如：“验证牛顿第二定律的实验”中对加速度、力和质量的关系的控制。在“单摆研究周期”中，单摆长度、偏角和摆球质量的关系控制。(2)近似替换方法。用复眼法测量电阻时，选择了合适的内外方法，一般忽略电表的理想性。(3)等效替换方法。有些量很难测量，用容易测量的量代替。

3、在“验证碰撞的动量守恒”实验中，两个球碰撞的速度不容易直接测量，将整个平抛时间设定为时间单位后，速度测量转换为水平位移的测量。ii .知识摘要和方法，(4)模拟方法。如果很难创建实验方案或完全不可能，可以用物理模型或数学模型等价的方案替换。虽然两种情景的本质可能有根本的不同。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，绘制电场中等值线的实验是用电流场模拟静电场。(5)少量放大方法。较小的量难以测量，好不容易测量误差也很大，实验经常扩大到多种茄子方法。卡文迪什测量了万有引力的抗量，利用光路放大了铁丝的微小扭转。观察玻璃瓶受力后的微小变形时，液体沿着微小的玻璃管上

4、升，扩大瓶子里面额的上升。2控制实验误差，(1)多测量方法。用多次测量的方法减少偶然的误差是所有实验必须采取的方法，也是做实验时必须具备的基本思想。ii .知识摘要和方法，(2)积累方法。部分少量直接测量误差大，可以累计测量，减少误差。在“用钟摆测量重力加速度”的实验中，为了减少周期的测量误差，测量完成一次整体振动的时间，而不是完成3050次整体振动的时间。3数据处理，(1)差分方法。这是使用打点计时器敲打的磁带计算加速度的方法，牙齿方法可以充分利用测量数据，更好地实现平均效果。(2)图像方法。在图像中可以清楚地看到物理量之间的关系，在“绘制小灯泡螺栓特性曲线”实验中，用牙齿方法得出电阻和温度

5、相关结论。用图像法求物理量的值，在“电力电动势和内阻测量”实验中用图像法求E和R，不仅能达到平均效果，还能消除有个别误差的测量数据。例1，用细线连接两个大小相同、质量不同的金属球，中间夹上压缩的轻弹簧，放在摩擦力不可估量的水平桌上，如图所示烧细线，观察两个球的运动，进行必要的测量。验证物体之间的相互作用时，需要验证动量守恒。(1)需要添加的设备：(2)需要直接测量的数据：(3) (3)(在误差容限内)，例如2。测量体重的天平，一张篮球，一张白纸，一盆水，其冲击力的大小与篮球和地面接触处的变量的大小有关，因此，只要记下球撞击地面时形状变量的大小，就可以通过模拟再次演出。a:如图所示，把白纸铺在地

6、上，把篮子放到盛水的盆里弄湿。让球在地上打白纸，留下球的水印。再把有水印的纸铺在天平上，把球放在水印中心，用力慢慢地按下球。当球与水印正好匹配时，天平的读数是冲击力的大小。范例3 .实验室里有可拆卸的变压器。请设计一个估算变压器的实验方案，给定的实验器材包括可拆卸变压器、交流电压表、直流电源、滑线电阻器、小磁针、200 V交流电、一个传记键、一根铜漆包线(规格与变压器圆圈中使用的漆包线相同)和几根导体。A:如图(B)所示，将N(例如100)缠绕在原始线圈上，将缠绕线圈连接到220 V交流电路上，通过读取交流电压表上的标记数U1删除缠绕的N转线圈，将原始线圈连接到220 V交流电路上，关闭传记键

7、后，关闭交流电压表达式中称为动摩擦系数。为了测量两种纸之间的动摩擦系数，一个学生设计了实验。如图所示，在木块A和木板B上贴上要测量的纸，B板水平固定，用测力计拉动A，使A以一定的速度向左移动，读取并记录测力计的读数F，测量木块A的质量M=F/(2)在实际工作中发现木块A很难进行匀速运动。实验误差大的情况下，能否改善牙齿实验，解决牙齿困难，减少误差？a: (1)增加正压力，以增加滑动摩擦力，从而便于测量。(2)将测力计的一端连接到木块a，将测力计的另一端连接到固定物，如墙或垂直挡板。用手轻拉木板b，读取并记录测力计的读数f，测量木块a的质量m。分析：是的，利用在没有刻度的情况下所学的物理知识，转

8、换其他物理量，求出用物理定律测量的物理量。用细线测量讲台桌子的长度，与小重量连接，形成单摆。牙齿摆动，测量30次整体摆动时间T1。计算L1的方法是：周期T1=t1/30，赋值L1=T12g/42。用同样的方法找到讲台桌子宽度L2。讲台桌面的面积S=L1L2。，示例6。调整电压表(范围3 V，内部电阻RV约数千欧元)、电阻器、滑线电阻器、电池、传记键、几个电线电阻器R的电阻，使电压表的显示数为1.5V。此时请记下电阻箱的电阻值R。开关S，移除电路，测试的电压计的内部电阻RV=R，范例7。用电压法测量大约25 K的电阻值，额定功率为1/20W的电阻值，备用仪器和部件测量3360 (1)的电阻R。A

9、2范围0500A，内部电阻约为300。(3)3个直流电压表：V1范围01V，内部电阻约为10K。V2范围010V，内部电阻约100KV3范围050V，内部电阻约为500K。(4。(4)3个电源供应装置(不包括内部电阻):1 2节干电池，每节1.5V2直流电源供应设备，输出电压15V，额定电流1A 3直流电源供应设备，输出电压50V，额定电流0.5A.(5)滑动电阻器R1，电阻值1K，额定功率1W。(6)一个键，导线数。从上述提供的仪器和组件中选择适当的规格和适当的电路，尽量准确地测量测试电阻的测量结果。(1)绘制电路图并显示选定装置和组件的规格。(2)简要说明设计原因。解决方案：设计如图所示。

10、(2)原因如下：(a)如果直接用电源连接R，则：的功率为50V，超过R的额定功率。对于15V电源，通过R的电流为600A，电流表超出范围。对于3V电源，电流为120安，电流表范围不合适。(b)使用电阻器作为限制器，使用50V电源，超过R的额定功率。使用15V或3V电源供应器时，没有适当范围的电流表。(C)使用变压器作为分压器，使用50V电源，超过R1的额定功率。3V电源没有适当范围的电压表。(d)所使用的电压表V2的内部电阻因大小而嵌入电流表。，示例8。如图所示，水平桌子上固定着斜面A，具有小铁块B四面体的斜面是表面。该剖面可以看出曲线底部的切线是水平的。为了克服小铁块b摩擦力所做的事情，请回

11、答以下问题。(1)除了提供给问题的设备外，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _牙齿实验还克服了摩擦力小铁块是在从斜顶向下到静止的过程中，按照动能定理离开表面，然后进行扁平的投掷运动，直到小铁块落地。所以，对，对，实验中要测量的物理量，其中S必须确定为锤纹线和白纸，复写纸。(1)锤线，铺在地面上的白纸，复印纸(2)倾斜高度h，书桌高度h，小铁块平放的水平距离s，小铁块质量m. (3)，例9某学校学生(2)快速地骑自行车通过起跑线，按秒表，在架子上容易识别的黏土(3)通过起跑线的自行车不再踩自行车的踏板，而是依靠惯性，继续沿着直线前进。(4)自

12、行车停止后，立即按秒表阅读行车时间T。(5)测量起点线到终点的距离L、搁板到地面的高度H，以及橡胶黏土的水平距离S(标尺)。根据上述操作，可以获得自行车行驶过程中的阻力K(必须用测量的物理量表示)。上述操作中不需要测量的物理量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。A :方案1:自行车通过起跑线后不再踩踏板，它进行匀速直线运动。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视电视剧)，以自行车和人为对象，将初始速度设置为v0，将运动的加速度大小设置为A，将运动方向设置为正向，将总质量设置为M。根据牛顿的运动定律和运动公式，F=M(A)；0v 02=2(a)l；对于橡胶黏土，如果将下落时间设定为t1、v0=s/t1、h=gt12/2、k=s2/4hL，您会发现这是不需要测量的物理杨怡自