高中物理实验-总复习-知识点总结-高考高三.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十五部分,高考物理实验,一、实验分类,1,测量性实验：,7,个 如：,测量金属的电阻率,2,验证性实验：,3,个 如：,验证动量守恒定律,3,研究性实验：,9,个 如：,研究匀变速直线运动,二、考点及要求,一、,2015,高考实验分类、考点及要求,说 明,实验,内 容,要求,98.,研究匀变速直线运动,99.,研究弹力和弹簧伸长的关系,100.,验证力的平行四边形定则,101.,验证牛顿第二定律,102.,研究平抛运动,103.,探究动能定理,104.,验证机械能守恒定律,105.,验证动量守恒定律,106.,用单摆测重力加速度,107.,测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）,108.,描绘小灯泡的伏安特性曲线,1.,要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、示波器、滑动变阻器、电阻箱、温度计等,.,说 明,实验,内 容,要求,109.,把电流表改装为电压表,110.,测定电源的电动势和内阻,多用电表的使用,示波器的使用,113.,传感器的简单应用,114.,用油膜法估测分子的大小,115.,测定玻璃折射率,116.,用双缝干涉测光的波长,2.,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,.,3.,要求知道有效数字概念，会用有效数字表达直接测量的结果,.,间接测量的有效数字运算不作要求,.,高考实验能力的要求,实验能力,能独立完成,知识内容表,中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。,二、实验基础,一、,误差与有效数字,1,、绝对误差和相对误差,在实际测量中，被测量的测量值与真值之间不可避免地存在差异，这种差异称为测量误差。,测量值,x,和真值,的差值,x,称为测量值的绝对误差，即绝对误差,x,=,x,。,测量值的绝对误差与真值的比值的绝对值称为测量值的相对误差。相对误差通常用,百分数表示。因为被测量的真值,难以获知，所以实际测量中，通常是以公认值或用更精确方法得到的测定值来代替真值。,相对误差反映了测量的精确程度,。,2,、系统误差和随机误差,（,1,）系统误差,由于仪器自身制造的精确度不够或实验原理、方法不够完善而产生的误差。,系统误差一般不能用多次测量取平均值的方法加以消减,。,例如：天平的不等臂性、刻度尺刻度的不够均匀及刻度尺的热胀冷缩、电表的准确度不够等造成的测量误差都属于仪器本身原因造成的系统误差。验证牛顿第二定律实验中以砂和砂桶的重力作为小车所受的外力，伏安法测电阻时不计电表内阻的影响等原因造成的实验误差则属于实验原理、方法不够完备而产生的系统误差。,n,y,o,理论值,n,y,o,理论值,偶然误差,系统误差,通过多次测量取平均值可以减小偶然误差,通过多次测量取平均值不能减小系统误差,平均值,平均值,减小系统误差的方法,改进仪器、完善测量原理或方法。例如：伏安法测电阻时应根据实验要求选择合适的实验电路（安培表内接或外接）并选择量程合适的测量仪器，验证牛顿第二定律实验中要注意平衡摩擦力并使砂和砂桶的质量远远小于小车质量。,（,2,）随机（偶然）误差,由于各种,不确定因素,对测量各环节（测量者、测量仪器、被测对象以及测量过程等）的影响而造成的误差。,例如：测量者读数时产生的误差，调节仪器时（如透镜成像时像屏位置的确定、用插针法确定折射光方向）产生的误差，实验环境变化带来的误差都属于随机误差。随机误差的特点是测量结果偏大、偏小是随机的、不确定的，但是随着测量次数的增加，偏大和偏小的机会是均等的。,减小随机误差的方法,多次测量取算术平均值。,增大被测量量减少相对误差。,图线法处理实验数据。,控制实验条件。,3,、有效数字,测量结果的,准确数字加一位测量误差,（即估测值）所在位数字，统称为有效数字。,（,1,）在记录测量结果时，应注意以下关于有效数字的正确使用方法：,有效数字位数与小数点的位置无关。,出现在非零数字之间的“,0”,与最末位的“,0”,都是有效数字，不能随意舍去，也不能任意增加。,对于很大或很小的数，应采用科学记数法表示，以正确表示有效数字，一般情况下，使小数点前有一位非零数字。,例：,图中测量的长度为,4.80,cm,，,4.8,为准确数字，,0,为估测值（是误差所在位），共三位有效数字。,4.80,cm,也可写为,48.0,mm,或,0.0480,m,，都是三位有效数字。若写为,4.8,cm,，为二位有效数字；写为,4.800,cm,，为四位有效数字，作为刻度尺测量结果，这两种写法都是错误的。,0.0480,m,通常用科学记数法写作,4.80,10,-2,m,，表示三位有效数字，误差发生在,10,-2,这一位。,0,cm,1 2 3 4 5 6 7,对于非测量值的数字，如公式中的确定倍数、指数、测量的次数都是准确数，它们的有效位数可认为无限多，不要求估读的测量仪器的读数，记录的均为准确数字，如游标卡尺的读数、电磁打点计时器打点周期。,（,2,）有效数字的运算,在多次测量取平均值和利用物理规律由,直接测量,量计算,间接测量,量时，对,结果应取,2-3,位有效数位,。间接测量量的有效数字运算在高中不作要求。,二、测量工具的使用与读数方法。,高考中，,卡尺、温度计、秒表、电阻箱和万用电表欧姆档一般不估读,，以,准确数字,记录数据（即无估读位）。刻度尺、螺旋测微器及其他测量工具读数要求按照,有效数字,记录数据（即有估读位）。,任何测量工具在读数前，均应明确以下几个问题,：,1,、明确工具的读数规则（估读或不估读）。,2,、明确工具的最小分度。,0,cm,1 2 3 4 5 6 7,毫米刻度尺,2.05,cm,3.60,cm,5.00,cm,0,cm,1 2 3 4 5 6 7,1.45,cm,6.12,cm,物体的长度为：,L,=6.12,cm,1.45,cm=,4.67,cm,毫米刻度尺读数规则：,XX.Xmm,长度的测量,34,35,34.62,cm,深度尺,主尺,紧固螺钉,内测量爪,外测量爪,游标尺,0.1mm,游标卡尺,1,、构造：,2,、测量原理,以分度为,0.1mm,的游标卡尺为例：,游标尺刻度总长,19.0mm,，每格,1.90mm,。,当主尺与游标尺第,0,条刻线对齐时，游标尺第,1,条刻线与主尺第,2,条刻线相差,0.1mm,；游标尺第,2,条刻线与主尺第,4,条刻线相差,0.2mm,当游标尺第,1,条刻线与主尺第,2,条刻线对齐时，量爪相距,0.1mm,；游标尺第,2,条刻线与主尺第,4,条刻线对齐时，量爪相差,0.2mm,0.1mm,最小分度,3,、,分度与读数规则,0.1mm,游标尺的作用是将,1mm,细分为,10,等份，测量精度为,0.1mm,。,读游标尺,0,刻线所对主尺刻度值：,读与主尺正对的游标尺刻线刻度值：,确定游标卡尺的最小分度：,0.1mm,11 mm,0.4mm,+,11.4mm,游标卡尺不能估读，测量值为：,0.1mm,游标卡尺,练习,工件内径：,23.7mm,分度为,0.1mm,的游标卡尺读数规则：,XX.Xmm,X,的可能值为：,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,。,0.05mm,游标卡尺,练习,请确定游标卡尺的最小分度与读数规则并读数。,正对刻线,分度为,0.05mm,的游标卡尺读数规则：,XX.XXmm,X,的可能值为：,0,5,。,14.55mm,0.02mm,游标卡尺,练习,请确定游标卡尺的最小分度与读数规则并读数。,正对刻线,分度为,0.02mm,的游标卡尺读数规则：,XX.XXmm,X,的可能值为：,0,2,4,6,8,。,3.68mm,螺旋测微器,（千分尺）,1,、构造：,5,0,20,25,15,2,、原理：,螺旋测微器套管刻度轴线下方是整毫米刻度，上方是,0.5mm,刻度，套管的最小分度是,0.5mm,。,鼓轮旋转一周，螺杆后退,0.5mm,，鼓轮上有,50,个小分度，所以，鼓轮上的最小分度是,0.01mm,，加一位估读数，可读到,0.001mm,。,螺旋测微器读数规则：,XX.XXXmm,螺杆,鼓轮,套管,鼓轮,小砧,框架,粗调,细调,螺旋测微器,练习,请确定螺旋测微器的最小分度与读数规则并读数。,注：请在空白处两次单击左键以打开光源，再旋转（点击）手轮，开始实验测量。,3.125mm,12.946mm,15,20,5,10,0,20,25,30,15,10,读数：,9.208mm,3,、读数：,15,20,5,10,0,15,20,30,10,5,读数：,10.629mm,15,20,5,10,0,30,35,40,25,10,读数：,0.821mm,15,20,5,10,0,45,0,5,40,10,读数：,0.478mm,电流表与电压表,0,1,2,3,A,0.2,0.4,0,0.6,_,0.6,3,0,5,10,15,V,1,2,0,3,_,3,15,读数规则的判断（半格法）：,量程,:0A-0.6A,最小分度,:0.02A,半格刻度,:0.01A,读数规则,:,0.00,A,量程,:0A-3A,最小分度,:0.1A,半格刻度,:0.05A,读数规则,:,0.00,A,量程,:0V-3V,最小分度,:0.1V,半格刻度,:0.05V,读数规则,:,0.00,V,量程,:0V-15V,最小分度,:0.5V,半格刻度,:0.25V,读数规则,:,00.0,V,0A-0.6A:0.46A,0A-3A:2.30A,0A-0.6A:0.50A,0A-3A:2.50A,0V-3V:2.00V,0V-15V:10.0V,0V-3V:2.50V,0V-15V:12.5V,0,31,2,33,4,35,6,37,8,39,41,10,43,12,14,45,16,47,18,49,20,51,22,53,24,26,55,57,28,59,0,1,2,6,7,8,9,10,11,3,4,5,12,13,14,秒表,最小分度：,0.1s,读数规则：,XmXXsX,读数：,3,分,37,秒,5,即：,217.5s,注：秒表使用完毕后，应让秒表继续走时直至停止，以释放弹性势能。,欧姆表,1,、外部构造：,档位选择旋钮,表笔插孔,电阻调零旋钮,表盘,机械调零旋钮,表笔,请根据操作步骤点击多用电表的相关旋钮或表笔开始模拟实验。,100,2,、使用方法,（,1,）机械调零：调整定位螺丝，使指针指左端零刻度。,（,2,）选择档位：旋动选择开关选择档位。,（,3,）电阻调零：插入表笔，短接表笔，调整电阻调零旋钮，使指针指欧姆表零刻度。,（,4,）测量读数：将表笔与待测电阻连接（手不能与表笔金属部分接触）。指针示数乘档位倍率为待测电阻阻值（结果不估读）。,（,5,）指针越接近中值电阻测量越精确，若档位不合适，应重新选择，即重复第,2,、,3,、,4,步骤。,（,6,）测量结束：将多用电表选择开关置于,OFF,档或交流电压最高档。拔出表笔。,15,OFF,3,、欧姆表内部构造与测量原理：,思考：欧姆表刻度为何是非线性刻度？,当,R,g,+,R,+,r,=,R,x,时，,I,x,=,I,g,/2,，此时被测电阻值,R,x,值为欧姆表的内电阻,R,o,=,R,g,+,R,+,r,，也称为欧姆表的中值电阻,R,中,。,欧姆表在不同档位时的中值电阻不同，欧姆表指针在中值附近时测量误差较小，因此在测量时应选择合适的档位，使指针尽可能靠近中值刻度。,每次选择新的档位时，,R,g,改变，需重新设置电阻调零旋钮,R,以使表笔短接时指针重新满偏。,R,x,4,、读数：,1k 100 10 1,约,1200,表盘刻度（不估读）,档位倍率,注：测量时必须将待测电阻与原电路分离，特别是电源！,测量时双手不能与电阻两端接触否则示数偏小。,测量时指针越接近中值越精确。若指针偏角过大，应将选择开关调降一档。,100,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,0.1,1,10,电阻箱,读数：,86.3,天平,1,、使用方法：,（,1,）将天平置于水平桌面上，游码归零。,（,2,）调整天平横梁平衡。,（,3,）左物右码，调节游码使天平平衡。,（,4,）确定游码刻度的最小分度及读数数位，读数。,2,、最小分度及读数规则：,最小分度：,0.2g,读数规则：砝码质量和,+,游码读数,XX.Xg,20g,10g,5g,0 1 2 3 4 5,克,读数：,36.4,g,弹簧秤,1,、使用方法：,（,1,）确定最小分度及读数数位（有效数字记录）。,（,2,）零点调零。,（,3,）拉动时，使力的方向与弹簧伸长的方向相同。,（,4,）测量时不要超过量程。,2,、读数：,最小分度：,0.2N,读数规则：,X.XN,读数：,1.8,N,0,1,2,3,4,N,打点计时器的使用,电磁打点计时器：,使用,4-6V,、,50Hz,交流电源，打点周期,0.02,秒。,电火花计时器：使用,220V,、,50Hz,交流电源，打点周期,0.02,秒。,安装时注意将两纸带限位孔的连线和纸带拉动方向相同，以减小纸带与限位孔之间的摩擦。,先接通电源，,再释放纸带。,三、图象法处理数据,在探索或验证规律的实验中用图线法具有直观、形象的特点，还可以利用数学方法将成反比的规律转化为正比图线，这种“曲线改直法”是在验证或探索规律时常用的一种方法。,作图要求：,1,、坐标轴必须标明所代表的,物理量及单位,；,2,、,坐标分度要与测量数据的精确度一致,，以保证不因数据处理而增加实验误差；,3,、尽量使图线充满图纸。纵轴与横轴的标度可以不同，并且考虑到实验数据的取值范围，为使坐标纸能够得到充分的利用，坐标轴的的起始点数值不一定是,0,。,4,、,用光滑曲线连接测量数据点时，尽可能使较多的点在曲线上，其余的点均匀分布在曲线两侧，偏离曲线较远的点可作为误点舍去,，所以，图线法比计算法有更好的平均效果。,12,10,8,6,4,2,0,5 10 15 20 25,三、高中物理分组实验（目录）,研究弹力和弹簧伸长的关系,验证力的平行四边形定则,研究匀变速直线运动,验证牛顿第二定律,研究平抛运动,验证碰撞中动量守恒,验证机械能守恒定律,用单摆测定重力加速度,探究动能定理,描绘小灯泡的伏安曲线,测定金属的电阻率（伏安法测电阻）,测定电源的电动势和内阻,把电流表改装为电压表,练习使用示波器,练习使用多用电表,测定玻璃的折射率,用双缝干涉测量光的波长,用油膜法估算分子的大小,传感器的简单应用,研究弹力和弹簧伸长的关系,实验要点：实验探究物理量间的关系 图象处理数据,实验器材：铁架台 钩码 刻度尺 弹簧,实验原理：利用刻度尺和钩码测量弹簧长度和弹簧弹力，通过图象分析弹力和弹簧伸长的关系。,实验步骤：,（,1,）利用刻度尺测量分别悬挂,0,、,1,、,2,、,3,个钩码时的弹簧长度。,（,2,）记录各次钩码质量和弹簧长度。计算各次钩码重力及弹簧的伸长量。,（,3,）作,F-x,图象，分析弹力和弹簧伸长的关系,（,4,）整理实验器材,实验数据处理：,1,2,3,4,5,6,钩码质量（,g,）,弹力（,N,）,长度（,mm,）,伸长量（,mm,）,12,10,8,6,4,2,0,5 10 15 20 25,实验结论：,弹簧的伸长量与弹力成正比。,例：在,探究弹力和弹簧伸长的关系,的实验中，用图像法处理数据时，某同学将弹簧的总长,L,作为横坐标，弹力,F,作为纵坐标，然后描点作图，若其他步骤都正确,，则作出的图线应是下图中的（）,O,L,F,A,O,L,F,B,O,L,F,C,O,L,F,D,思考：本题图象中的直线斜率是什么？,若绘制的弹簧弹力与形变量的,F,-,x,图像与正横轴有交点，可能原因是什么？,C,弹簧劲度系数,挂弹簧前测量弹簧长度，自重的影响,验证力的平行四边形定则,实验要点：验证平行四边形法则 等效法,实验器材：木板、白纸、图钉、橡皮筋、细线、刻度尺、三角板、量角器、弹簧测力计。,实验原理：等效法、平行四边形法则。,实验步骤：见动画。,标记点,读数,标记方向,标记方向,读数,1N,F,F,F,是由一个弹簧秤的数据确定的，是实验理论值；,F,是根据两个弹簧秤的数据通过作图得到的，是实验测量值,例：在,验证力的平行四边形定则,实验中，所说的“合力与两个分力的效果相同”是指下列说法中的（）,A,每次将结点拉到相同的位置,B,每次将橡皮条拉到相同的长度,C,每次将橡皮条在同一方向上拉直,D,使弹簧测力计每次示数相同,A,例：在,验证力的平行四边形定则,实验中，某同学写下了以下实验步骤，根据你做这一实验的经验，认为这个同学有哪些重要的疏漏和错误：,A,用图钉把白纸固定在水平方木板上。,B,用图钉把橡皮条一端固定在白纸的,A,点,C,用两条细绳结在橡皮条的另一端，通过两条细绳用两个弹簧测力计互成角度地将结点拉到某位置,O,，记下两弹簧测力计的读数,F,1,、,F,2,。,D,用刻度尺选定标度，画出,F,1,、,F,2,的图示。,E,用一个弹簧测力计通过细绳将结点拉到一定位置，将弹簧测力计的读数,F,按相同的标度图示出来。,F,由平行四边形法则画出,F,1,和,F,2,合力,F,与,F,比较。,疏漏：,C,中漏“同时记下,F,1,和,F,2,方向”；,E,中漏“记下,F,的方向”。,错误：,E,中“用一个弹簧秤通过细绳将结点拉到同样位置,O,”,。,研究匀变速直线运动,实验要点：通过纸带分析测定瞬时速度和加速度。,实验器材：打点计时器、低压交流电源、导线、长木板、小车、钩码、纸带、刻度尺、细线。,纸带,钩码,0,1,2,3,4,5,6,s,1,s,2,s,3,s,4,s,5,s,6,实验原理与纸带分析：,用刻度尺测量零点（第一个清晰点）到各计数点的位移,d,（减小零点误差），计算各相临计数点的位移,s,。相邻计数点间有,4,个点未画出。,在考试时，为节省时间可用下列方法代替逐差法：,设：第,6,点到第,3,点的距离为,S,2,，第,3,点到第,0,点的距离为,S,1,。,若只有,5,个标记点，则可舍去,0,点，将剩余各段以上述方法求加速度。但要注意：,速度、加速度偏大,可以,将纸带上各段平均速度求出（即各计数点瞬时速度），并与其对应的时刻组成数据对，在,v-t,图中描点，再将各数据点以一条直线连接，求出图线的斜率即为加速度。,0,v,/m/s,t,/s,0,1,2,3,4,5,6,s,1,s,2,s,3,s,4,s,5,s,6,d,6,思考：根据下面的纸带回答问题,（,1,）,0,与,6,号点间的距离如何测量？,（,2,）,v,0,、,v,6,是否可求？,（,3,）若低压电源的频率低于,50Hz,，求出的速度、加速度偏大还是偏小？,（,4,）如何用图象法求加速度？,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,A,B,D,E,3.62cm,5.84cm,例：如图所示为接在,50Hz,低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带。图中所标的是每,5,个计时点取一个计数点,A,、,B,、,D,、,E,等，但第,3,个计数点,C,在图中未标出。由图中给出的数据计算纸带运动的加速度公式是,a,=_,，其计算值是,_m/s,2,；第,3,个计数点,C,与第,2,个计数点,B,之间的距离是,_cm,；在打下计数点,B,时，纸带运动的即时速度,v,B,=_m/s,。（其中，用,S,1,表示,A,、,B,间距离，用,S,4,表示,D,、,E,间距离。）,验证牛顿第二定律,实验要点：控制变量法，图象法处理数据。,实验器材：打点计时器、低压交流电源、导线、长木板（滑轮）、小车、钩码、纸带、刻度尺、天平、细线、木块、小桶、沙子。,实验原理与数据处理：,调整木板倾角，使小车匀,速下滑（等间隔点），平衡摩擦力。由小桶和,沙子总重可知小车外力。,分别改变沙子质量和小车上钩码质量，通过纸带分析计算各次小车运动加速度，重复多次。,做,a-F,图象和,a-,1/,M,图象，计算图象斜率。,削减系统误差：,m,m,的近似条件,。,F,a,0,理论曲线,1/,M,a,0,理论曲线,实测曲线,实测曲线,a-F,图像：描点数据,mg,大于,F,理论值，当,m,与,M,差不多时图像点右移较多。,a-,1/,M,图像：图像斜率为,F,。,1/,M,越大，,F,实际值比,mg,小得越多。图像斜率逐渐减小。,误差分析：,3,、考虑小车与配重组成的系统,F,a,0,理论曲线,思考：改变悬挂的配重质量，同时保证系统总质量不变时，加速度随系统合力变化的图像会发生弯曲吗？,改变小车质量，同时悬挂的配重质量不变时，加速度随系统总质量倒数变化图像会发生弯曲吗？,将悬挂的配重逐一取下，放在小车上，以保证总质量不变。,不论,M,是否远大于,m,，,a,-,mg,图像均不会弯曲。,实测曲线,研究平抛运动,实验要点：,正确绘制平抛运动轨迹，求平抛物体的初速度。,实验器材：,斜槽、小球、木板、固定支架、重锤、白纸、图钉、复写纸、刻度尺、三角板。,x,y,实验步骤,x,y,o,o,A,B,C,1.,安装实验装置调节轨道末端水平。,2.,记录抛出点位置及重锤线方向。,3.,同高度释放小球，记录各轨迹点。,4.,取下白纸，建立坐标系描绘轨迹。,5.,取若干点坐标，计算平均初速度。,6.,整理实验器材，结束实验。,注：上述实验中确定坐标原点和轨迹点的方法，不需要测量小球直径。,实验原理及数据处理：,调节斜槽末段水平（,小球静止,）。,小球到斜槽末端时,球心位置为坐标原点,，根据重锤线确定,y,轴和,x,轴。,根据小球运动过程中通过复写纸留下的标记点在白纸上,正确描记球心位置,。,重复多次（,从同高度下落,），描绘抛物线。,在抛物线上新取多个数据点，测出坐标，带入公式计算初速度，并求平均值。,x,y,0,注：需要测量小球直径。,x,y,0,实验的变化：,0,x,y,例：在“研究平抛物体的运动”的实验中，可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度，实验简要步骤如下：,让小球多次从,位置上滚下，记下小球做平抛运动的一系列位置。,安装好器材，注意,，记下斜槽末端,O,点和过,O,点的竖直线。,测出曲线上某点的坐标,x,、,y,，用,v,=,计算出该点的瞬时速度。,取下白纸，以,O,为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。,（,1,）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。,（,2,）上述实验步骤的合理顺序是,。,斜槽上的同一高度,调整斜槽调节槽口水平,例：一个同学做“研究平抛物体的运动”的实验，只在纸上记录下重锤线,y,的方向，忘记在纸上记录下斜槽末端位置，并只在坐标纸上描出如图所示一段曲线。现在我们可以在曲线上取,A,、,B,两点，用刻度尺分别量出它们到,y,轴的距离：,AA=x,1,，,BB=x,2,，以及,AB,的竖直距离,h,，从而求出小球抛出的水平初速度,v,0,为（）,h,B,B,A,A,y,A,思考：若平抛初始点缺失，为测量平抛初速度，可采取的两种处理方法是什么？,附：平抛运动的闪光照片,两图均为小球平抛运动过程的闪光照片，若已知小方格,边长代表的实际距离为,L,，求小球平抛运动的初速度。,验证碰撞中的动量守恒,实验要点：小球平均落点的确定方法，,测量量的转换,测速度转换为测水平位移，两球飞行的水平距离的确定。,实验器材：斜槽、小球（等大不等质）、重锤、白纸、复写纸、天平、刻度尺、三角板、圆规。,O,M,P,N,m,1,m,2,实验原理及数据处理：,天平称量两小球质量,。,调节斜槽末段水平（,小球静止,）。,先不放被碰球，记录入射球落点,P,，再将被碰球放于轨道末端，,使入射球从同一高度下落,，记录两球落点,M,、,N,。重复多次。拟合落点平均位置。,测量量各长度，带入下式验证等式是否成立。,速度测量的转化,O M P N,两球从相同高度做平抛运动：,思考,：,（,1,）,是否还要测量小球质量？,（,2,）,是否还要测量小球直径？,（,3,）,是否还要测量小球下落高度？,（,4,）实验中白纸和复写纸是否可以移动？,是,否,否,否；是,例：“验证碰撞中的动量守恒“实验装置如图所示，让质量为,m,1,的小球从斜面上某处自由滚下，与静止在支柱上质量为,m,2,的小球发生对心碰撞，则：,(1),两小球质量的关系应满足,(),。,A.,m,1,=,m,2,B.,m,1,m,2,C.,m,1,d,）,0,90,注意：摆长测量结果只需记录到毫米位，但考试时若有刻度尺读数题仍按读数规则读数。摆线悬点必须固定。,测定周期：将单摆从平衡位置拉开一小角度（,小于,5,）无初速释放。当单摆摆动到,最低点,时开始计时，采用倒序计数法（,3,，,2,，,1,，,0,，,1,）用秒表测定,20-50,次,全振动的时间,t,计算周期,T,=,t,/,n,。计算重力加速度：,改变摆长（,80cm-120cm,），重复多次取平均值。,实验中的摆线不宜过长或过短，应较细，弹性小。摆球密度应较大。振动次数不宜过长或过短。,0,31,2,33,4,35,6,37,8,39,41,10,43,12,14,45,16,47,18,49,20,51,22,53,24,26,55,57,28,59,思考：如果在测定周期时，悬点出现松动，使摆线变长，会对实验结果产生怎样的影响？,g,偏小,运用图象法处理数据,0,L,/m,建立,T,2,-,L,图象，观察是否成,线性关系,，描出,过原点,的直线，计算图线,斜率,（,）求出当地重力加速度：,思考：为减小作图误差，在规划坐标轴标度时可采取怎样的措施？这时图象会有什么变化？,坐标轴原点可以不从零开始。图线不再过原点但斜率不变。,例：在,用单摆测定重力加速度,的实验中，,（,1,）有如下器材可供选择，你认为应选用的器材的序号是,。,A,约,1m,长的细线,B,约,0.3m,长的细线,C,约,0.8m,长的粗线,D,直径约,1cm,的实心木球,E,直径约,1cm,的实心铁球,F,游标卡尺,G,螺旋测微器,H,毫米刻度尺,I,秒表,J,铁架台,（,2,）如果测出的重力加速度偏大，可能因为（）,A,测量周期时，记录到的全振动次数比实际多了一次,B,测量周期时，记录到的全振动次数比实际少了一次,C,用摆线长做为摆长,D,*,摆动角度大于,5,度,A,AEHIJ,*,当摆角大于,5,时单摆周期会增大。,L,/,cm,0,T,2,/,s,4.0,-1,99,例：在利用单摆测定重力加速度的实验中，由于单摆做简谐振动的周期 ，于是有 。,改变单摆的摆长，只要测出摆长及相应的振动周期，作出,T,2,-L,图线，就可求出当地的重力加速度。,T,2,-L,图线应该经过坐标原点。某学生在实验中测得的,T,2,-L,图线为如图所示的直线，则：,（,1,）造成图线不过原点的原因是（）,A,每次都将,n,个周期的时间计成,n,+1,个周期的时间,B,每次在测量摆长时，都将摆线长当成了摆长,C,每次实验时，摆球的振幅都不同,D,每次实验时，摆球的质量都不同,（,2,）当地重力加速度为,。,（取,2,=9.87,）,B,9.87m/s,2,探究动能定理,实验要点：,探究合外力做功与物体动能变化之间的关系。,实验器材：,长,木板、小车、橡皮筋、打点计时器、垫块、图钉、刻度尺、纸带、交流电源,。,分别将,1,、,2,、,3,根相同的橡皮筋并接后与小车相连，每次使小车在橡皮筋拉紧时从同一初位置弹出。利用打点计时器打出的纸带计算各次橡皮筋恢复原长时小车的最大速度。因各次橡皮筋的长度变化相同，所以各次橡皮筋做的功可记为：,W,、,2,W,、,3,W,。绘制出,W-v,2,图像，分析做功与小车动能变化的关系，得出实验结论。,描绘小灯泡的伏安曲线,实验原理：采用伏安法测量灯丝电流及两端电压，调整滑动变阻器，测量多组数据后，描绘伏安曲线。,实验电路：实验用灯泡灯丝电阻很小，通常采用电流表外接法。为绘制较大区间得伏安曲线，滑动变阻器采用分压法。,R,x,A,V,R,S,数据记录：,曲线描绘：,1,2,3,4,5,6,U,/V,0.10,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50,I,/A,0.11,0.24,0.32,0.38,0.42,0.44,I,/A,U,/V,0.1 0.2 0.3 0.4 0.5,3.0,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,0,思考：,该实验可以采用限流接法吗？,当滑动变阻器总阻超过灯丝电阻,2,倍以上时考虑。,U-I,图象是曲线，说明什么？,灯丝电阻随温度升高而增加。,曲线上某点切线的斜率是电阻吗？,不是。,例：某同学用右图所示的电路，测绘标有“,3.8V 0.3A”,的小灯泡的灯丝电阻,R,随电压,U,变化图象。,除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：,电流表：,A,1,(,量程,100mA,，内阻约为,2,),；,A,2,(,量程,0.6A,，内阻约为,0.3,),；,电压表：,V,1,(,量程,5V,，内阻约为,5K,),；,V,2,(,量程,15V,，内阻约为,15K,),；,滑动变阻器：,R,1,(,阻值范围,0,10,),；,R,2,(,阻值范围,0,2K,),；,电源：,E,1,(,电动势为,1.5V,，内阻约为,0.2,),；,E,2,(,电动势为,4V,，内阻约为,0.04,),。,S,V,A,E,R,为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表，电压表，滑动变阻器，电源。（填器材的符号）,E,2,A,2,V,1,R,1,根据实验数据，计算并描绘出,R,U,图象如图所示，由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为,；当所加电压为,3.00V,时，灯丝电阻为,，灯泡实际消耗的电功率为,W,。,11.5,1.5,0.78,S,V,A,E,R,0,1,2,3,4,2,4,6,8,10,12,14,16,U/,V,R/,根据,R,U,图象，可确定小灯泡耗电功率,P,与外加电压,U,的关系。符合该关系的示意图是下列图中的,。,A,P/,W,U/,V,0,P/,W,U/,V,0,P/,W,U/,V,0,P/,W,U/,V,0,A,B,C D,0,1,2,3,4,2,4,6,8,10,12,14,16,U/,V,R/,测定金属的电阻率（伏安法测电阻）,实验要点：螺旋测微器的使用。测定金属电阻率的方法。,实验器材：电流表、电压表、直流电源、滑动变阻器、螺旋测微器、米尺、金属电阻丝、开关、导线。,A,V,R,E,S,R,X,0 1 2 3,实验原理与数据处理：,螺旋测微器测三次金属丝直径取平均值。毫米刻度尺测三次金属丝长度取平均值。,连接电路置滑动变阻器阻值最大。,闭合电键，改变滑动变阻器滑片位置，记录几组电压与电流值，断开电键。计算,R,，取平均值。,将各实验数据代入电阻率间接测量式，计算金属丝电阻率。,拆卸电路，整理器材。,思考：,在处理数据时，是否可以先计算各次测量的电压平均值和电流平均值，再求出电阻平均值？,不可以。,附：依据电路图连接实物图,A,V,R,E,S,R,X,A,V,E r,S,R,X,例：有一合金丝，横截面积为,S,=5.110,-7,m,2,，长,L,10m,2,，要测其电阻率。现备有量程,3,伏，内阻,3,千欧的电压表，量程,0.6,安，内阻,0.1,欧的电流表，两节干电池，,0,100,欧滑动变阻器，开关、导线等。用伏安法测其电阻时，如电路选取正确，电压表示数为,2.4,伏，电流表示数为,0.12,安，所选取的是内接法还是外接法电路？滑动变阻器是限流法连接还是分压法连接？被测合金丝的阻值是多少欧？合金丝的电阻率是多少？,内接法，限流法，,19.9,，,1.010,-6,m,测定电源的电动势和内阻,实验要点：测定电动势和内阻的方法。利用图像处理数据。,实验器材：电流表、电压表、待测电源、滑动变阻器、开关、导线。,A,V,E r,S,R,实验电路：,实验用电源为一节干电池，电动势和内阻约为,1.5V,和,1.0,左右。实验室常用的安培表（量程,0.6A,）的内阻,R,A,为,0.125,，伏特表（量程,3V,）的内阻,R,V,为,3K,。,采用电流表内接法系统误差较小,。（详见后述）,实验原理与数据处理：,根据闭合电路欧姆定律，调节电路中滑动变阻器，测量多组路端电压和总电流，由方程组求解电源电动势及内阻，或描点作出,U-I,图像，由图像确定电源的电动势和内阻。,确定电压表、电流表量程，连接电路。,将滑动变阻器阻值置于最大。,闭合电键，调节滑动变阻器，记录多组电压表、电流表读数。,断开电键，整理器材。处理数据。,图象法处理实验数据,图象曲线解析式：,左图有：当,I,=0,时，,U=E,；当,U,=0,时，,I,为短路电流，由此可求内阻,r,。,右图有：当,I,=0,时，,U,=,E,；当,U=U,0,时，,I=I,0,，,或在图象上取两个新点求斜率。,0,I,U,I,短,0,I,U,I,0,U,0,+,+,A,V,E r,S,R,A,V,E r,S,R,0,I,U,I,短,E,U,V,I,A,I,0,I,U,I,短,E,I,A,U,A,U,电动势和内阻的测量值均略小于真值,电动势无误差，内阻的测量值远大于真值,图象法误差分析,等效新电源,A,V,E r,S,R,A,V,E r,S,R,等效新电源,*,等效法误差分析,电动势和内阻的测量值均略小于真值,电动势无误差，内阻的测量值远大于真值,相对误差均为：,0.03,内阻相对误差为：,12.5,减小实验误差的方法,1,、作图时纵轴从,U,0,开始刻画标度，以增大曲线斜率的绝对值，减小作图误差。,2,、将标准定值电阻（几欧姆）与待测电源串联，采用如下电路进行实验。内阻测量值为电源内阻与定值电阻之和。此法也可以增大曲线斜率的绝对值，减小作图误差。,A,V,E r,S,R,R,0,I-R,法：,原理：,E,=,IR,+,Ir,器材：安培表和电阻箱,误差：由于电流表分压作用，电动势无系统误差，内阻测量值偏大。,U-R,法：,原理：,E,=,U,+,Ur,/,R,器材,：伏特表和电阻箱,误差：由于电压表分流作用，电动势和内阻的测量值均偏小。,实验的变化：测电动势的其他方法,A,E r,S,R,I-R,法,V,E r,S,R,U-R,法,断路法：,原理：,E=U+Ir,（,I,=0,断路时）,器材：电压表,误差：由于电压表有内阻（非断路），只有当,R,V,远大于,r,时，,U,V,近似等于,E,。电动势测量值偏小。,V,E r,S,断路法,相对误差：,0.03,U-U,法：,原理：,器材：两块电压表,V,1,E r,S,1,S,2,U-U,法,V,2,注：不能求电源内阻，除非已知一个电压表内阻。,小结：,通过以上几种测量方法的分析可以看到，无论实验条件和手段如何变化，实验测量都是围绕实验原理而设计的。测量电源电动势和内电阻的原理都是闭合电路欧姆定律，围绕这一原理我们可以采用不同的实