《（江苏版5年高考3年模拟A版）物理总复习专题十七实验课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏版5年高考3年模拟A版）物理总复习专题十七实验课件（177页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十七 实验 高考物理 江苏专用 考点一 力学实验 考点清单单 考向基础 一 误差 1 误差 测量值与真实值的差异叫误差 误差存在于一切测量之中 而且贯穿测 量过程的始终 实验中 误差是不可避免的 但可以减小 2 误差分析 按误差的性质和来源划分 可分为系统误差和偶然误差两种 1 系统误差 来源于仪器误差 理论误差 环境误差 减小系统误差 的方法有校准测量仪器 改进实验方法等 2 偶然误差 来源于各种偶然因素对实验者 测量仪器 被测物体的 影响 减小偶然误差的方法有多次测量取平均值 3 绝对误差与相对误差 从分析数据看 误差分为绝对误差和相对误差 1 绝对误差 绝对误差是测量值与真实值之差的
2、绝对值 即绝对误差 测量值 真实值 它反映测量值偏离真实值的大小 2 相对误差 相对误差等于绝对误差与真实值之比 常用百分数表示 即 相对误差 100 相对误差反映了实验结果的精确程度 注意 对于两个测量值的评价 必须考虑相对误差 绝对误差大者 其 相对误差不一定大 二 有效数字 1 当用毫米刻度尺测量书本时 量得的长度为184 2 mm 最末一位数字2 是估计出来的 是不可靠数字 但是仍然有意义 仍要写出来 这种带有 一位不可靠数字的近似数字 叫做有效数字 2 在有效数字中 数3 6 3 60 3 600的含义是不同的 它们分别代表两 位 三位 四位有效数字 数3 6表示最末一位数字6是不可
3、靠的 而数 字3 60 3 600则表示最末一位数字0是不可靠的 等效法概念等效思维的方法是将复杂 或抽象 的物理问题等效为熟知 或形象 的物理问题的方法 实例验证力的平行四边形定则的实验中 用合力与分力效果相同来检验定则是否成立 在测量 微小长度的仪器中 螺旋测微器利用等效的思想把微小的直线位移转化为角位移并在较 大的圆周上对其进行显示等 控制变量法概念控制变量法是在研究和解决问题的过程中 对影响事物变化规律的因素或条件加以人为 控制 使其中一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化 实例验证牛顿第二定律 三 实验的主要思想方法 四 刻度尺 米尺 1 常用于测量的刻度尺分度值为1 mm 量程
4、不等 测量时要估读到毫 米的下一位 2 用刻度尺测量时需要注意 1 要使刻度尺的刻线紧贴被测物体 2 用零刻线在端头的刻度尺测量时 为了防止因端头磨损而产生误差 常选择刻度尺的某一刻线为测量起点 测量的长度等于被测物体的两个 端点在刻度尺上的读数之差 五 打点计时器 1 认 识 两种仪器 2 作用 计时仪器 接频率为50 Hz交变电流 每隔0 02 s打一次点 3 工作 条件 4 计时点和计数点的比较 计时点是打点计时器打在纸带上的实际点 两相邻点间的时间间隔为0 02 s 计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点 两个相邻计数点间 的时间间隔由选择的个数而定 如每5个点取一个计数点和每隔4个
5、点取 一个计数点 时间间隔都是0 1 s 纸带上相邻的两点的时间间隔均相同 速度越大 纸带上的计数点越稀 疏 考向一 研究匀变速直线运动 实验原理 1 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示 0 1 2 为时间间隔相等的各计数点 x1 x2 x3 为相邻两 计数点间的距离 若 x x2 x1 x3 x2 x4 x3 C 常量 即若两连续相等的时 间间隔里的位移之差为恒量 则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线 运动 2 由纸带求物体运动加速度的方法 1 用 逐差法 求加速度 考向突破 根据x4 x1 x5 x2 x6 x3 3aT2 T为相邻两计数点间的时间间隔 求出 a1 a2 a3
6、再算出平均值则为物体运动的加速度 即 a 2 用图像法求加速度 先根据vn T为相邻两计数点间的时间间隔 求出所选的各计数 点对应的瞬时速度 后作出v t图像 图线的斜率的绝对值即物体运动的 加速度 实验器材 电火花计时器 或电磁打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 细绳 钩码 刻度尺 导线 电源 复写纸片 实验步骤 1 按图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面 把 打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 连接好电路 2 把细绳的一端固定在小车上 跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码 让 纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上 用手拉住小车 3 先接通电源 后放开小
7、车 让小车运动 这样打点计时器就在纸带上打 下一系列点 取下纸带 更换新纸带 至少重复3次 4 选打点清晰的纸带进行研究 舍去开头比较密集的点 确定好计数始 点 每隔4个计时点取一个计数点 使时间间隔为 T 0 1 s 5 用毫米刻度尺量出相邻两计数点之间的距离x1 x2 x3 xn 用逐 差法计算加速度的值 最后求其平均值 或计算出各计数点对应的瞬 时速度 作出v t图像 求得小车运动的加速度 注意事项 1 细绳尽可能与木板平行 以确保细绳对小车的拉力不变 2 开始释放小车时 小车应尽量靠近打点计时器 3 小车的加速度应适当大一些 以能在纸带长约50 cm的范围内清楚地 取7 8个计数点为宜
8、 4 要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点 一般把打点计时器 打出的点中每5个点取1个计数点 选取的计数点不少于6个 数据处理 1 目的 通过纸带求解物体运动的加速度和瞬时速度 确定物体的运动性质等 2 利用逐差法求解平均加速度 a1 a2 a3 a 3 利用平均速度求瞬时速度 vn 4 利用速度 时间图像求加速度 a 作出速度 时间图像 通过图像的斜率求解物体的加速度 b 剪下相邻计数点间的纸带 然后将纸带紧排在一起求解加速度 2 方法 1 分析物体的运动性质 测量相邻计数点间的距离 计算相邻计数 点距离之差 看其是否为常数 从而确定物体的运动性质 例1 研究小车匀变速直线运动的实验装
9、置如图 a 所示 其中斜面倾角 可调 打点计时器的工作频率为50 Hz 纸带上计数点的间距如图 b 所示 其中每相邻两点之间还有4个点未画出 图 a 图 b 部分实验步骤如下 A 测量完毕 关闭电源 取出纸带 B 接通电源 待打点计时器工作稳定后放开小车 C 将小车停靠在打点计时器附近 小车尾部与纸带相连 D 把打点计时器固定在平板上 让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是 用字母填写 图 b 中标出的相邻两计数点的时间间隔T s 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5 为了充分利用记录数据 减小误差 小车加速度大小的计算式应为a 解析 按常规实验步骤排序即可 先安装再操作后整理 所以正确
10、顺 序是DCBA 因相邻两计数点间有4个点没有画出 所以相邻两计数 点的时间间隔有5个 0 02 s 共计0 1 s 由 可知 v5 由 x aT2 结合逐差法可得a 答案 见解析 考向二 验证力的平行四边形定则 实验原理 互成角度的两个力F1 F2与另外一个力F 产生相同的效果 看F1 F2用 平行四边形定则求出的合力F与F 在实验误差允许范围内是否相同 实验器材 木板 白纸 图钉若干 橡皮条 细绳 弹簧测力计两只 三角板 刻度尺 实验步骤 1 用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上 2 用两只弹簧测力计分别钩住两个细绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮 条伸长 结点到达某一位置O 如图甲所示
11、3 用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向 并记录弹簧测力计的 读数 利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F 4 只用一只弹簧测力计 通过细绳套把橡皮条的结点拉到相同的位置O 记下弹簧测力计的读数F 和细绳套的方向 如图乙所示 5 比较F 与用平行四边形定则求得的合力F 看它们在实验误差允许的 范围内是否相同 注意事项 1 位置不变 在同一次实验中 使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同 这是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同 利用了等效 替代的思想 2 角度合适 用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时 其夹 角不宜太小 也不宜太大 以60 100 之间为宜 3 在
12、合力不超过了弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量 大一些 以减小误差 细绳套应适当长一些 这样便于确定力的方向 4 统一标度 在同一次实验中 画力的图示选定的标度要相同 并且要恰 当地选定标度 使力的图示稍大一些 5 正确使用弹簧测力计 1 将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中 读数相同 可选 若不 同 应另换或调校 直至相同为止 2 使用时 读数应尽量大些 但不能超出范围 3 使用时弹簧测力计应与板面平行 4 读数时应正对 平视刻度 误差分析 1 误差来源 除弹簧测力计本身的误差外 还有读数误差 作图误差等 2 减小误差的办法 1 实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘
13、 要按有效 数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录 2 作图时使用刻度尺 并借助于三角板 使表示两力的对边一定要平行 例2 某同学用如图所示的实验装置来验证 力的平行四边形定 则 弹簧测力计A挂于固定点P 下端用细线挂一重物M 弹簧测力 计B的一端用细线系于O点 手持另一端向左拉 使结点O静止在某位 置 分别读出弹簧测力计A和B的示数 并在贴于竖直木板的白纸上记 录O点的位置和拉线的方向 1 本实验用的弹簧测力计的单位为N 图中A的示数为 N 2 下列不必要的实验要求是 请填写选项前对应的字母 A 应测量重物M所受的重力 B 弹簧测力计应在使用前校零 C 拉线方向应与木板平面平行 D 改
14、变拉力 进行多次实验 每次都要使O点静止在同一位置 3 某次实验中 该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程 请你提 出两个解决办法 解析 1 由图知弹簧测力计A的分度值为0 2 N 按 二分之一 估读法 可知小数点后保留一位 故读得结果为3 6 N 2 本实验是利用平衡条件确定两拉力的合力 与重物M所受重力等 值反向 故A是必要的 因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量 值 且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等 故B也是必要 的 因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方 向与真实方向相同 故C是必要的 由于本实验中只需测出两拉力的大 小和方向以及重物的重力即可验证平
15、行四边形定则 而测力计A的拉力 不同时O点的位置就不同 故不可能也无必要使O点静止在同一位置 故 D符合题意 3 见答案 答案 1 3 6 2 D 3 改变弹簧测力计B拉力的大小 减小重物M 的质量 或将A更换成较大量程的弹簧测力计 改变弹簧测力计B拉 力的方向等 考向三 验证牛顿运动定律 方案一 实验原理 1 保持质量不变 探究加速度跟合力的关系 2 保持合力不变 探究加速度与质量的关系 3 作出a F图像和a 图像 确定其关系 实验器材 小车 砝码 小盘 细绳 一端附有定滑轮的长木板 垫木 打点计 时器 低压交流电源 导线两根 纸带 天平 米尺 实验步骤 1 测量 用天平测量小盘和砝码的质
16、量m 和小车的质量m 2 安装 按照如图所示装置把实验器材安装好 只是不把悬挂小盘的细绳 系在小车上 即不给小车牵引力 3 平衡摩擦力 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块 使小 车能匀速下滑 4 操作 1 小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上 先接通电源后放开小 车 断开电源 取下纸带并编上号码 2 保持小车的质量m不变 改变小盘和砝码的质量m 重复步骤 1 3 在每条纸带上选取一段比较理想的部分 计算出小车运动的加速度a 4 描点作图 作a F的图像 5 保持小盘和砝码的质量m 不变 改变小车质量m 重复步骤 1 和 3 作 a 图像 注意事项 1 平衡摩擦力 适当垫高木板的右端 使小车的重力沿斜面方向的分力正 好平衡小车和纸带受到的阻力 在平衡摩擦力时 不要把悬挂小盘的细 绳系在小车上 让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动 2 不重复平衡摩擦力 3 实验条件 m m 4 一先一后一按 改变拉力和小车质量后 每次开始时小车应尽量靠近打 点计时器 并应先接通电源 后释放小车 且应在小车到达滑轮前按住小 车 误差分析 1 因实验原理不完善引起的误差 本实验用小盘和砝码的总重力m
