《专题13 中学物理实验(类型4、5)讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题13 中学物理实验(类型4、5)讲解（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十三 中学物理实验,其他实验问题,创新设计类实验问题,其他实验问题,【例4】 某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2挂七个50g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7.,(1)下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是_和_.,测量记录表：,(2)实验
2、中，L3和L7两个值还没有测定，请你根据图1341所示，将这两个测量值填入记录表中,图1341,(3)为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值： d1=L4-L0=6.90cm，d2=L5-L1=6.90cm，d3=L6-L2=7.00cm 请你给出第四个差值：d4=_=_cm.,(4)根据以上差值，可以求出每增加50g砝码的弹簧平均伸长量DL.DL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：DL=_ _， 代入数据解得DL=_cm.,(5)计算弹簧的劲度系数k=_N/m.(g取9.8m/s2),【解析】 (1)刻度尺读数应做读一位，所以L5和L6两组有误,(
3、2)根据有效位数，最后一位为估计数，两个读数分别是：6.85(6.84-6.86)cm；14.05(14.04-14.06)cm,(3)L7-L3；7.20(7.18-7.22),(5)28,【评析】 此题考查了基本仪器(刻度尺)的使用，以及基本试验方法(逐差法)的应用这是高中物理实验的基本能力的考查，值得注意,【变式题1】 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它能使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和质量均为M的滑块A和B做探究动量守恒定律的实验，如图1342所示，实验步骤如下：,(1)在A上固定一质量为m的砝码，在A和B之间放入一个压
4、缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上； (2)按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当滑块A、B分别碰撞C、D挡板时计时结束，计时装置自动记下A、B分别到达C、D的运动时间t1、t2.重复几次实验问： 在调整气垫导轨时应注意_ 还应测量的数据有_ _,调整装置使气垫导轨水平,A左端到C板的距离L1，B右端到D板的距离L2,【解析】 本题以气垫导轨来考查动量守恒定律，必须掌握动量守恒的条件与规律，系统合外力为零，公式为m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，由于气垫导轨阻力很小，近似看成匀速直线运动，以v= 求解速度的大小,【变式题2】 一块玻璃砖有两个相互平行的表
5、面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过表面)现要测定此玻璃的折射率给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器 实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直在纸上画出直线aa和bb，aa表示镀银的玻璃表面，bb表示另一表面，如图所示然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图1343所示)用P1、P2的连线表示入射光线,(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4？,在bb一侧观察P1、P2(经bb折射，aa反射，再经bb折射后)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P
6、1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2(或P1)的像和P3 .,图1343,试在题图中标出P3、P4的位置 P3、P4的位置如图(a),(2)然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角q1与折射角q2.简要写出作图步骤,(3)写出1、2表示的折射率公式为n=,过P1、P2作直线与bb交于O；过P3、P4作直线与bb交于O；利用刻度尺找到OO的中点M；过O点作bb的垂线CD，过M点作bb的垂线与aa相交与N，如图(a)所示，连接ON；P1OD=q1，CON=q2 .,创新设计类实验问题,【例五】 (2009上海)光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同
7、波长的光衰减程度不同，可以用表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，=I出/I入，如图1351所示，表示与波长l之间的关系当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长lA=625nm，B光由lB1=605nm和lB2=665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比IB1IB2=23，由图可知A=_；A光强度与B光强度之比IAIB=_.,图1351,【解析】,答案：0.35；27/35,【变式题1】 一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动盘边缘上固定一竖直的挡光片盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1352a所示 图b为光电数字
8、计 时器的示意图 光源A中射出的 光可照到B中的接 收器上若A、B 间的光路被遮断， 显示器C上可显示 出光线被遮住的时间,图1352,挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图c所示圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图d所示由图可知， (1)挡光片的宽度为 mm. (2)圆盘的直径为 cm. (3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0ms，则圆盘转动的角速度为 弧度/秒(保留3位有效数字),10.243,24.220,1.69,【解析】 由螺旋测微器与游标卡尺的读数规则可得两者的读数d=10mm+24.20.01mm=10.242mm，D=242mm+40.05mm=242.20mm=24.220
9、cm.,【变式题2】 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动用下面的方法测量它匀速转动的角速度 实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片 实验步骤： (1)如图1353甲所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上,图1353,T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数(含两点) .,某次实验测得圆盘半径r=5.5010-2m，得到的纸带的一段如图1353乙所示求得角速度为：,6.8rad/s
10、,【变式题3】 (2009 广东)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图1354，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小小车中可以放置砝码,图1354,(1)实验主要步骤如下： 测量 和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路； 将小车停在C点， ，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度 在小车中增加砝码，或 ，重复的操作,小车,然后释
11、放小车,改变钩码数量,(2)表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|v22-v12|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量DE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功表格中DE3= J , W3= J.(结果保留三位有效数字) (3)根据表1，请在图1355所示中的方格纸上作出DE-W图线,0.600,0.610,图1355,表1数据记录表,【解析】 根据实验需要得：(1)小车然后释放小车改变钩码数量,(2)由各组数据可见规律E= m |v22-v12| ，可得E3=0.600；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610；,(3)图略,
