《高考物理二轮复习课件专题17 力热光学实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习课件专题17 力热光学实验（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十七力热光学实验 专题十七力热光学实验 专题十七 主干知识整合 一 力学 热学 光学实验中的测量方法 1mm 1cm 0 1mm 0 05mm 0 02mm 专题十七 主干知识整合 0 01mm 0 1s nT 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 二 实验数据的记录与处理1 误差和有效数字 1 误差 测量值与真实值的差异叫做误差 误差可分为系统误差和偶然误差两种 系统误差的特点是在多次重复同一实验时 误差总是同样地偏大或偏小 偶然误差总是有时偏大 有时偏小 并且偏大和偏小的机会相同
2、减小偶然误差的方法 可以多进行几次测量 求出几次测量的数值的平均值 这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值 专题十七 主干知识整合 另外 还可以按照相对误差和绝对误差来分 相对误差 即绝对误差所占真实值的百分比 绝对误差 测量值 真实值 即测量值与真实值之差的绝对值 相对误差以百分比表示 数值越小表示计量的精度越高 绝对误差只反映测量值与真实值的差值 不能反映测量精度 2 有效数字 带有一位不可靠数字的近似数字 叫做有效数字 凡是用测量仪器直接测量的结果 读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值 可靠数字 后 再向下估读一位 不可靠数字 这里不受有效数字位数的限制 专题十七 主干知识整合
3、 间接测量的有效数字运算不作要求 运算结果一般可用2 3位有效数字表示 2 仪器读数 1 使用刻度尺 弹簧测力计 温度计 电流表 电压表等仪器时 凡是最小刻度是10分度的 要求读到最小刻度后再往下估读一位 估读的这位是不可靠数字 却是有效数字的不可缺少的组成部分 凡是最小刻度不足10分度的 只要求读到最小刻度所在的这一位 不再往下估读 例如图5 17 1甲中用毫米刻度尺测量物体长度为6 50cm 图乙中电压表用15V量程时最小刻度为0 5V 只读到0 1V这一位即可 可读作5 7V 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 2 不需要估读的仪器 游标卡尺 秒表 电阻箱由于本身构造的原因不
4、需要估读 欧姆表因为本身测量值就不准确 因此不需要估读 例如秒表 又称停表 读数分两部分 小圈内表示分 每小格表示0 5分钟 大圈内表示秒 最小刻度为0 1秒 当分针在前0 5分内时 秒针在0 30秒内读数 当分针在后0 5分内时 秒针在30 60秒内读数 因此图5 17 2中秒表读数应为3分零48 7秒 专题十七 主干知识整合 专题十七 主干知识整合 3 实验数据的处理 1 列表法将实验中的测量数据列成表格 可以简明地表示出有关物理量之间的关系 便于检查测量结果和运算是否合理 有助于发现和分析实验中存在的问题 而且列表法还是图象法的基础 列表时应注意 表格要直接地反映有关物理量之间的关系 一
5、般把自变量写在前边 因变量紧接着写在后面 便于分析 表格要清楚地反映测量的次数 测得的物理量的名称及单位 计算的物理量的名称及单位 物理量的单位可写在标题栏内 一般不在数值栏内重复出现 表中所列数据要正确反映测量值的有效数字 专题十七 主干知识整合 2 解析法解析法即通过实验所涉及的解析式进行计算得到实验结果 一般应用于测量性实验数据的处理 并且通过多次测量取平均值来减小偶然误差 3 图象法选取适当的自变量 通过画出图象可以找到或反映物理量之间的变化关系 并便于找出其中的规律 确定对应量的函数关系 图象法经常应用于探究性实验 画图象时应注意以下两点 根据测量的要求选定坐标轴 一般以横轴为自变量
6、 纵轴为因变量 坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位 专题十七 主干知识整合 坐标轴标度的选择要合适 使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映 为避免图纸上出现大片空白 坐标原点可以是零 也可以不是零 专题十七 要点热点探究 探究点一测量性实验 测量可分为直接测量和间接测量 高中物理实验涉及的测量型实验大多为间接测量实验 即通过直接测量与待测量相关的物理量 然后通过推导计算来间接得到待测量 而联系直接测量量和待测量间的关系即为实验原理 专题十七 要点热点探究 例1在 利用单摆测重力加速度 的实验中 1 某同学用刻度尺测得摆线长为0 985m 用如图5 17 3甲所示的游标卡尺 标尺上有10个等分
7、刻度 测摆球直径 用如图乙所示的秒表记录单摆振动50次所用的时间 由图甲读出摆球直径为 m 单摆振动50次所用的时间为 s 专题十七 要点热点探究 专题十七 要点热点探究 2 若测得摆球直径为d 摆线长为L 周期为T 请写出重力加速度的计算式 g 点拨 本题为教材基本实验的再现式考查 难度中等偏易 但要注意细节 如摆长的和单摆周期的计算 秒表读数等 专题十七 要点热点探究 专题十七 要点热点探究 点评 本题涉及的实验是考纲要求的19个基本实验之一 属于间接测量性实验 考查考生对基本实验的理解和应用能力 属于最基本的实验能力要求 现在高考试题纯粹考查教材实验的试题较少 大多是以教材基本实验为基础
8、通过适度延伸和拓展来命制的 这就要求考生必须深刻理解每一个基本实验 领悟其中渗透的实验思想 方法 理论 并能迁移应用到相关实验中 专题十七 要点热点探究 专题十七 要点热点探究 例1变式题1 705 1 704 1 706均可 解析 螺旋测微器的读数 固定尺的读数 可动尺的读数 0 01 即1 5mm 20 5 0 01mm 1 705mm 专题十七 要点热点探究 探究点二验证性实验 验证性实验的实验目的是验证已经学过的物理定理 定律 而被验证的定理 定律本身也就构成了验证性实验的实验原理 解决这类问题的关键是根据题目已给实验条件 实验过程 实验情景领会好命题意图 找出实验中应测定的物理量 明
9、确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系的成立即能达到验证目的 专题十七 要点热点探究 例2如图5 17 5所示 把A B两个小球用等长细线悬挂起来 一小球自然下垂 拉起另一个小球 放下时它们将相碰 请你利用该实验方法验证动量守恒定律 1 写出该实验必须测量的物理量 并设定表示相应物理量的字母 2 用你所设定的字母写出验证动量守恒定律表达式 3 请你写出一条减小实验误差的建议 专题十七 要点热点探究 点拨 1 在教材中 验证碰撞中动量守恒实验 中是直接测出碰撞前后的速度的吗 怎样处理的 2 本题中按照题给实验条件能直接得到小球碰撞前后的速度吗 如何解决这一问题 例2 1 A球的质量m1 B球的质
10、量m2 释放A球前细线与竖直方向的夹角 碰撞后A B两球摆到最高点时细线与竖直方向的夹角 3 适当增大细线的长度 适当增大小球的密度 适当增大释放小球A拉起的角度 确保两球发生对心碰撞 写出一点即可 其他建议合理均可 专题十七 要点热点探究 解析 动量守恒定律的表达式为mAv0 mAvA mBvB 图中所给仪器不能测出速度 只能直接测出角度 利用mgL 1 cos mv2 即 v 求得速度 对实验本误差的分析可从来源上考虑 实验理论提炼 实验误差的分析可以从多个方面考虑 既可从系统误差与偶然误差的角度考虑 也可以从相对误差考虑 如增大小球的密度就是为了减小空气阻力引起的相对误差 专题十七 要点
11、热点探究 点评 对于验证性实验的设计和理解 首先要从实验原理 即要验证的定理 定律 出发 根据实验条件理解实验步骤 明确需要测量的物理量 一般分为直接测量和间接测量两种形式 例如本题需要从能量转化角度间接表示小球碰撞前后的速度 进而表示碰撞前后的动量以验证动量守恒定理 由此可见 实验理论的拓展和理解是形成正确解题思路的前提和保障 专题十七 要点热点探究 专题十七 要点热点探究 1 若图5 17 7中示波器显示屏横向的每大格 5小格 对应的时间为5 00 10 2s 则圆盘的转速为 转 s 保留3位有效数字 2 若测得圆盘直径为10 20cm 则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 cm 保留3位有效
12、数字 专题十七 要点热点探究 例2变式题 1 4 55 2 1 46 解析 1 从图中可知 圆盘转一圈的时间在横坐标上显示为22格 由题意知图中横坐标上每格表示1 00 10 2s 所以圆盘转动的周期是0 22s 则转速为4 55转 s 2 反光引起的电流图象在图中横坐标上每次为一格 说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一 为 1 46cm 专题十七 要点热点探究 高考命题者说 本题以激光和示波器测定转速为载体 考查匀速圆周运动的相关知识 要求考生具备之别图象 读取数据的能力 1 示波器上两电信号之间的时间间隔即为圆盘运动的周期 由图可知 两电信号对应部分的时间间隔占据示波器显示屏横向22小
13、格 由题意 每小格对应的时间为1 00 10 2s 所以圆盘运动的周期T 0 220s 圆盘的转速f 4 55转 s 2 由图可知 反光涂层的信号占据示波器横向1格 表明圆盘侧面反光涂层的长度是圆盘周长的 1 46cm 专题十七 要点热点探究 本题抽样统计难度为0 248 对物理得分在20分以上的考生有较好的区分 引自教育部考试中心2011 高考理科试题分析 第349页 专题十七 要点热点探究 探究点三探究性实验 探究性实验注重考查考生的科学探究能力 注重考查知识的形成过程 探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中 由题给条件自行选定实验原理 确定实验方案
14、选择合适的器材去研究物理现象 通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系 找出其中所包含的物理规律 在高考复习过程中我们必须关注这类实验试题 专题十七 要点热点探究 例3 探究动能定理 的实验装置如图5 17 8所示 当小车在两条橡皮筋作用下弹出时 橡皮筋对小车做的功记为W0 当用4条 6条 8条 完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次 第3次 第4次 实验时 橡皮筋对小车做的功记为2W0 3W0 4W0 每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度均可由打点计时器所打的纸带测出 专题十七 要点热点探究 专题十七 要点热点探究 1 关于该实验 下列说法正确的是A 打点计时器可以用直流电源供电 电压
15、为4 6VB 实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C 每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D 利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W 依次作出 的图象 得出合力做功与物体速度变化的关系 专题十七 要点热点探究 2 图5 17 9给出了某次在正确操作情况下打出的纸带 从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带 测得O点到A B C D E各点的距离分别为OA 5 65cm OB 7 12cm OC 8 78cm OD 10 40cm OE 11 91cm 已知相邻两点时间间隔为0 02s 则小车获得的最大速度vm m s 专题十七 要点热点探究 点拨 注意从整个实验的叙述中理解实验原
16、理 要善于应用探究实验的思想 方法 如本专题前面关于实验数据的处理方法之图象法 理解和处理该类实验问题 例3 1 CD 2 0 78 解析 由打点计时器的工作原理可知 电源应为4 6V交流电 A错误 为了使弹簧的作用距离相等 每次必须在同一位置弹出 并且橡皮条的长度应相等 B错误 C正确 作出W2 vm W3 vm 的图象 找出符合规律的图线知W v为一直线 实验理论提炼 图象法处理实验数据是探究性实验必不可少的工作 通过图象可以很好地反应相关物理量的函数关系 达到探究目的 通常是采用通过调整坐标轴表示的物理量的方法尽可能使画出的图线为直线 从而直观反映物理量间的定量关系 专题十七 要点热点探究 点评 本实验为新课标教材中的基本实验 在此作为大纲版的探究实验可以很好地体现新课标的精神 当然关于探究实验在大纲版教材中也已有所涉及 如 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验就用到了与本题同样的实验数据处理方法 图象法 另外 在本题的分析中 要准确理解命题者的设计意图 例如对B选项的判定 如果每根橡皮筋的原长不相等 就没有的弹力做功的准确计量方法 所以选项B说法错误 专题十七 要点热点探究 探究点四
