高考物理專(zhuān)題提升二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題6 第3講 改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)課件 新人教版.ppt

第3講 改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn) 1 2012年新課標(biāo)卷 圖6 3 1中虛線(xiàn)框內(nèi)存在一沿水平方向 且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 現(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力 來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 并判定其方向 所用部分器材已在圖中給出 其中d為位于紙面內(nèi)的u形金屬框 其底邊水平 兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng) e為直流電源 r為電阻箱 a為電流表 s為開(kāi)關(guān) 此外還有細(xì)沙 天平 米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線(xiàn) 圖6 3 1 1 在圖中畫(huà)線(xiàn)連接成實(shí)驗(yàn)電路圖 2 完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空 按圖接線(xiàn) 保持開(kāi)關(guān)s斷開(kāi) 在托盤(pán)內(nèi)加入適量細(xì)沙 使d處于平 衡狀態(tài) 然后用天平稱(chēng)出細(xì)沙的質(zhì)量m1 閉合開(kāi)關(guān)s 調(diào)節(jié)r的值使電流大小適當(dāng) 在托盤(pán)內(nèi)重新加入適量的細(xì)沙 使d 然后讀出 并用天平稱(chēng)出 用米尺測(cè)量 3 用測(cè)量得的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大 小 可以得出b 4 判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是 若 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外 反之 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里 圖49 2 2012年江蘇卷 為測(cè)定木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 小亮設(shè)計(jì)了如圖6 3 2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)木塊a位于水平桌面上的o點(diǎn)時(shí) 重物b剛好接觸地面 將a拉到p點(diǎn) 待b穩(wěn)定后靜止釋放 a最終滑到q點(diǎn) 分別測(cè)量op oq的長(zhǎng)度h和s 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) 分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖6 3 2 1 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí) 發(fā)現(xiàn)a釋放后會(huì)撞到滑輪 請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方案 2 請(qǐng)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在6 3 3中作出s h關(guān)系圖 象 圖6 3 3 3 實(shí)驗(yàn)測(cè)得a b的質(zhì)量分別為m 0 40kg m 0 50kg 根據(jù)s h圖象可計(jì)算出a木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 4 實(shí)驗(yàn)中 滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致 的測(cè)量結(jié)果 填 偏大 或 偏小 答案 1 減小b的質(zhì)量 增加細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度 或增大a的質(zhì)量 降低b的起始高度 2 如圖50所示 圖50 3 0 4 4 偏大 由于近兩年廣東實(shí)行理綜考試 整個(gè)物理科平均用時(shí)只有50分鐘 物理實(shí)驗(yàn)難度大大降低 故這方面考題或所占分值較少 廣大考生可在這方面少花一些時(shí)間 改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型力學(xué)實(shí)驗(yàn) 例1 2011年佛山聯(lián)考 某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究光滑斜面上物體下滑的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有關(guān)系 實(shí)驗(yàn)室提供如下器材 a 表面光滑的長(zhǎng)木板 長(zhǎng)度為l b 小車(chē) c 質(zhì)量為m的鉤碼若干個(gè) d 方木塊 備用于墊木板 e 米尺 f 秒表 1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 第一步 在保持斜面傾角不變時(shí) 探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)中 通過(guò)向小車(chē)放入鉤碼來(lái)改變物體的質(zhì)量 只要測(cè)出小車(chē)由斜面頂端滑至底端所用的時(shí)間t 就可以由公式a 求出a 某同學(xué)記錄的數(shù)據(jù)如下表所示 根據(jù)以上信息 我們發(fā)現(xiàn) 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時(shí)間 填 改變 或 不改變 經(jīng)過(guò)分析得出下滑的加速度與物體質(zhì)量 請(qǐng)先在如圖6 3 4所示的坐標(biāo)紙上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸后描點(diǎn)作圖 然后根據(jù)所作的圖線(xiàn)求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 進(jìn)一步分析可知 光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為 圖6 3 4 2 該探究小組所采用的探究方法是 圖51 在設(shè)計(jì)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí) 一般遵循以下步驟和原 則 1 由題意找出實(shí)驗(yàn)原理式 即帶有 所求的物理量 的公 式 2 由公式確定還有哪些待測(cè)量 不能太多 3 由待測(cè)量確定實(shí)驗(yàn)器材 4 由實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟 5 將測(cè)量值代入原理式 求出所求的物理量 1 2012年海南卷 現(xiàn)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 實(shí)驗(yàn)裝置如圖6 3 6所示 水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌 導(dǎo)軌上a點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊 其總質(zhì)量為m 左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連 遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直 導(dǎo)軌上b點(diǎn)有一光電門(mén) 可以測(cè)試遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t 用d表示a點(diǎn)到導(dǎo)軌低端c點(diǎn)的距離 h表示a與c的高度差 b表示遮光片的寬度 s表示a b兩點(diǎn)的距離 將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看做滑塊通過(guò)b點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度 用g表示重力加速度 完成下列填空和作圖 圖6 3 6 1 若將滑塊自a點(diǎn)由靜止釋放 則在滑塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過(guò)程中 滑塊 遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小量可表示為 動(dòng)能的增加量可表示為 若在 2 多次改變光電門(mén)的位置 每次均令滑塊自同一點(diǎn) a點(diǎn) 下滑 測(cè)量相應(yīng)的s與t值 結(jié)果如下表所示 圖6 3 7 改進(jìn)型和設(shè)計(jì)型電學(xué)實(shí)驗(yàn) 例2 為了測(cè)量一個(gè)量程為3 0v的電壓表的內(nèi)阻rv 約幾千歐 某同學(xué)采用了如圖6 3 8甲所示的電路 電路中電阻箱r0的最大阻值為9999 9 滑動(dòng)變阻器r的最大阻值為50 甲 乙 圖6 3 8 1 按圖甲所示的電路在圖乙所給出的實(shí)物圖中畫(huà)圖連接 導(dǎo)線(xiàn) 2 該同學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)步驟是 a 斷開(kāi)電鍵s 連接好電路 b 把滑動(dòng)變阻器r滑片p滑到b端 c 將電阻箱r0的阻值調(diào)到零 d 閉合電鍵s e 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r 使電壓表的示數(shù)為3 0v 該同學(xué)再進(jìn)行一步操作就可以比較精確地測(cè)量出電壓表的內(nèi)阻rv 這一步操作應(yīng)該是 用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量表示出電壓表的內(nèi)阻rv的表達(dá)式 請(qǐng)你解釋該同學(xué)所做的實(shí)驗(yàn)為什么可以比較精確地測(cè)量 出電壓表的內(nèi)阻rv 實(shí)際上這種測(cè)量方法還是有系統(tǒng)誤差的 其實(shí)際值與測(cè)量 值相比要 填 偏大 或 偏小 答案 1 如圖52所示 圖52 2 調(diào)節(jié)電阻箱阻值 使電壓表示數(shù)為1 5v 并讀出此時(shí) 電阻箱的阻值r0rv r0 由于rv r0 rbp 當(dāng)增大電阻箱電阻r0時(shí) 并聯(lián)電阻 兩端電壓值幾乎不變偏小 正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)電路的問(wèn)題 有一定的靈活性 解決時(shí)應(yīng)掌握和遵循一些基本的原則 即 安全性 方便性 精確性 原則 兼顧 誤差小 儀器少 耗電少 等各方面因素綜合考慮 靈活運(yùn)用 2 2012年福建卷 某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一節(jié)電池的電 動(dòng)勢(shì)e 1 先直接用多用電表測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì) 在操作無(wú)誤的情況下 多用電表表盤(pán)示數(shù)如圖6 3 9 其示數(shù)為 v 圖6 3 9 2 然后 用電壓表v 電阻箱r 定值電阻r0 開(kāi)關(guān)s 若干導(dǎo)線(xiàn)和該電池組