2018高考物理實驗專項(共28頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2018高考物理實驗必考實驗一：研宄勻變速直線運動實驗二：探宄彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗三：驗證力的平行四邊形定則實驗四：驗證牛頓運動定律實驗五：探宄動能定理實驗六：驗證機械能守恒定律實驗七：驗證動量守恒定律實驗八：測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器）實驗九：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗十：測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗十一：練習(xí)使用多用電表實驗十二：傳感器的簡單使用選考實驗一:探宄單擺的運動、用單擺測定重力加速度 實驗二:測定玻璃的折射率實驗三：用雙縫干涉測光的波長說明：1.要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、打點計時器、彈簧秤、電

2、流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等2.要求認識誤差問題在實驗中的重要性，了解誤差的概念， 知道系統(tǒng)誤差和偶然 誤差；知道用多次測量 求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實 驗中分析誤差的主要 來源；不要求計算誤差 3.要求知道有效 數(shù)字的概念，會用有效 數(shù)字表達直接測量的 結(jié)果。間接測量的有效 數(shù)字運算不作要求1、長度的測量例題1游標卡尺的讀數(shù)：主尺最小分度是1mm，則圖中三個卡尺的讀數(shù)為：甲圖中的游標是10分度，則讀數(shù)為 mm；乙圖中的游標是20分度，則讀數(shù)為 mm；丙圖中的游標是50分度，則讀數(shù)為 mm。乙甲丙 答案：29.8，10.70，8.30。2螺旋測微器的讀數(shù)：圖中甲為

3、mm；乙為 mm，丙為 mm。乙丙甲 答案：0.900，8.600，8.480實驗一：研宄勻變速直線運動 實驗?zāi)康?1練習(xí)使用打點計時器，學(xué)習(xí)利用打上點的紙帶研究物體的運動。 2學(xué)習(xí)用打點計時器測定即時速度和加速度。實驗原理 1打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點（由于電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況。 2由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法：如圖所示，0、1、2為時間間隔相等的各計數(shù)點，s1、s2、s3、為相鄰兩計數(shù)點間的距離，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若

4、連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。 3由紙帶求物體運動加速度的方法： （1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運動的加速度。 （2）用v-t圖法：即先根據(jù)vn=求出打第n點時紙帶的瞬時速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運動的加速度。實驗器材 小車，細繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺。實驗步驟 1把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計

5、時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。 2把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，并在細繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面。 3把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。 4選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點子，確定好計數(shù)始點0，標明計數(shù)點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點對應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運動的加

6、速度。注意事項 1紙帶打完后及時斷開電源。 2小車的加速度應(yīng)適當大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個計數(shù)點為宜。 3應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，選取的記數(shù)點不少于6個。 4不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點0之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。例題 1電磁打點計時器是一種使用_電源的計時儀器，它的工作電壓是_。如圖所示，A是_，B是_，C是_，D是_，E是_，F(xiàn)是_。 答案：交流，4至6V，線圈，振動片，限位孔，振針，永磁體，接線柱。ABCDEFOABCDEFcms12.804.40s25.95s37.57s

7、49.10s510.71s6 2如圖是某同學(xué)測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各計數(shù)點間距離的測量結(jié)果。 （1）為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，填入表內(nèi)（單位：cm）s2-s1s3-s2s4-s3s5-s4s6-s5 各位移差與平均值最多相差_cm，由此可以得出結(jié)論：小車的位移在_范圍內(nèi)相等，所以小車的運動是_。 （2）根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可以求得物體的加速度a=_m/s2。 （3）根據(jù)an-3=，可求出 a1=_m/s2，a2=_m/s2，a3=_m/s2， 所以，=_m/s2。 答案：（1）1.6

8、0，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意兩個連續(xù)相等的時間里、在誤差允許的，勻加速直線運動；（2）1.58；（3）1.59，1.57，1.59，1.58。 3在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖所示，為一條記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s。 （1）根據(jù)_計算各點瞬時速度，則cm7.0017.5031.5049.00ABCDE vA=_m/s，vB=_m/s，vC=_m/s， vD=_m/s，vE=_m/s。t/s0.10.20.30.406080100120140160v/cm·s-1 （2）在

9、如圖所示坐標中作出小車的v-t圖線，并根據(jù)圖線求出a=_。將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是_，此速度的物理意義是_。 答案：（1）vn=，0.53，0.88，1.23，1.58，1.93；（2）3.50m/s2，0.53m/s，開始計時小車的速度，即vA。皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比實驗二：探宄彈力和彈簧伸長的關(guān)系【重難點：】1、理解實驗原理 2、弄清實驗的步驟 3、學(xué)會利用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，探究物理規(guī)律 4、注意誤差分析【誤差分析】1本實驗的誤差來源之一是由彈簧拉力大小的不穩(wěn)定造成的，因此，使彈簧的懸掛端固定，另一端通過懸掛鉤碼來充當對彈簧的拉力，可以提高實驗的準確度2彈簧長度的

10、測量是本實驗的主要誤差來源，所以，應(yīng)盡量精確地測量彈簧的長度3在Fx圖象上描點、作圖不準確【注意事項】1每次增減鉤碼測量有關(guān)長度時，均需保證彈簧及鉤碼不上下振動而處于靜止狀態(tài)，否則，彈簧彈力將可能與鉤碼重力不相等2彈簧下端增加鉤碼時，注意不要超過彈簧的限度3測量有關(guān)長度時，應(yīng)區(qū)別彈簧原長l0、實際總長l及伸長量x三者之間的不同，明確三者之間的關(guān)系4建立平面直角坐標系時，兩軸上單位長度所代表的量值要適當，不可過大，也不可過小5描線的原則是，盡量使各點落在描出的線上，少數(shù)點分布于線兩側(cè)，描出的線不應(yīng)是折線，而應(yīng)是平滑的曲線6記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位Ø 1、在“探究

11、彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中，以下說法正確的是(AB)A彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度B用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量D用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等Ø 2、某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實驗，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用直尺測出彈簧的原長L0，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度L，把LL0作為彈簧的伸長量x，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是(C)Ø 3、以下是一位同學(xué)做“彈力與彈簧伸長的關(guān)系”的實

12、驗² 下列的實驗步驟是這位同學(xué)準備完成的，請你幫這位同學(xué)按操作的先后順序，用字 母排列出來是_CBDAEF_A 以彈簧伸長量為橫坐標，以彈力為縱坐標，描出各組數(shù)據(jù)(x，F(xiàn))對應(yīng)的點，并用平 滑的曲線連結(jié)起來B記下彈簧不掛鉤碼時，其下端在刻度尺上的刻度L0C將鐵架臺固定于桌子上，并將彈簧的一端系于橫梁上， 在彈簧附近豎直固定一刻度尺D依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個鉤 碼，并分別記下鉤碼靜止時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度 并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼E以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān) 系式F解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的物理意義ü 這位同學(xué)探究彈力大小與彈簧伸長量之間

13、的關(guān)系所測的幾組數(shù)據(jù)在圖中坐標上已描出：ü 在圖中的坐標上作出Fx圖線ü 寫出曲線的函數(shù)表達式(x用cm作單位)：_F0.43x_（N）_.Ø 5、在“探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中，實驗裝置如圖。所用的每個鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右恒定的拉力實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將5個鉤碼逐個掛在繩子的下端，每次測出相應(yīng)的彈簧總長度Ø (1)有一個同學(xué)通過以上實驗測量后把6組數(shù)據(jù)描點在如坐標圖243中，請作出F-L圖線Ø (2)由此圖線可得出的結(jié)論是 _在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧的伸長量成正比_ _ _該彈簧的

14、原長為L0_10_cm，勁度系數(shù)k_25_N/m.Ø (3)試根據(jù)以上該同學(xué)的實驗情況，請你幫助他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))Ø (4)該同學(xué)實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較優(yōu)點在于：_避免彈簧自身所受重力對實驗的影響_；缺點在于：_彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成實驗的誤差_.實驗三：驗證力的平行四邊形定則 實驗?zāi)康?驗證力的合成的平行四邊形定則。實驗原理 此實驗是要用互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長一定的長度），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實驗

15、誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了力的平行四邊形定則。實驗器材 木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細繩，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器。實驗步驟 1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。 2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩條細繩套結(jié)在橡皮條的另一端。 3用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O（如圖所示）。 4用鉛筆描下結(jié)點O的位置和兩條細繩套的方向，并記錄彈簧秤的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F。 5只用一個彈簧秤，通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到與前面相同的位置O

16、，記下彈簧秤的讀數(shù)和細繩的方向。按同樣的比例用刻度尺從O點起做出這個彈簧秤的拉力F'的圖示。 6比較F'與用平行四邊形定則求得的合力F，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。 7改變兩個分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實驗兩次，比較每次的F與F'是否在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項 1用彈簧秤測拉力時，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。 2同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點位置O必須保持不變。例題 1在本實驗中，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤把橡皮條的另一端拉到某一位置O點，以下操作中錯誤的是 A同一次實驗過程中，O點

17、位置允許變動 B在實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度 C實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條的結(jié)點拉到O點 D實驗中，把橡皮條的結(jié)點拉到O點時，兩彈簧之間的夾角應(yīng)取90°不變，以便于算出合力的大小 答案：ACDAF1F2FFO 2某小組做本實驗時得出如圖所示的圖（F'與A、O共線），其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩套的結(jié)點，圖中_是F1與F2合力的真實值，_是F1與F2合力的實驗值，需要進行比較的是_和_。通過本實驗可以驗證_。 答案：F'，F(xiàn)，F(xiàn)'，F(xiàn)，力的平行

18、四邊形定則 3做本實驗時，其中的三個實驗步驟是： （1）在水平放置的木板上墊一張白張，把橡皮條的一端固定在板上，另一端拴兩根細線，通過細線同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使它與細線的結(jié)點達到某一位置O點，在白紙上記下O點和兩彈簧秤的讀數(shù)F1和F2。 （2）在紙上根據(jù)F1和F2的大小，應(yīng)用平行四邊形定則作圖求出合力F。 （3）只用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個彈簧秤拉時相同，記下此時彈簧秤的讀數(shù)F'和細繩的方向。 以上三個步驟中均有錯誤或疏漏，指出錯在哪里？ 在（1）中是_。 在（2）中是_。 在（3）中是_。 答案：（1）兩繩拉力的方向；（2）“的大小”后面加“和方

19、向”；（3）“相同”之后加“橡皮條與繩的結(jié)點拉到O點”實驗四：驗證牛頓運動定律 實驗?zāi)康尿炞C牛頓第二定律。實驗原理 1如圖所示裝置，保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，從而改變細線對小車的牽引力，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與外力成正比。 2保持小桶和砂的質(zhì)量不變，在小車上加減砝碼，改變小車的質(zhì)量，測出小車的對應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗證加速度是否與質(zhì)量成反比。實驗器材 小車，砝碼，小桶，砂，細線，附有定滑輪的長木板，墊木，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺。實驗步驟 1用天平測出小車和小桶的質(zhì)量M和M'

20、，把數(shù)據(jù)記錄下來。 2按如圖裝置把實驗器材安裝好，只是不把掛小桶用的細線系在小車上，即不給小車加牽引力。 3平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動墊木的位置，直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)（可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷）。 4在小車上加放砝碼，小桶里放入適量的砂，把砝碼和砂的質(zhì)量m和m'記錄下來。把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，取下紙帶，在紙帶上寫上編號。 5保持小車的質(zhì)量不變，改變砂的質(zhì)量（要用天平稱量），按步驟4再做5次實驗。 6算出每條紙帶對應(yīng)的加速度的值。 7用縱坐標表示加速度a，

21、橫坐標表示作用力，即砂和桶的總重力(M'+m')g，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標平面上描出相應(yīng)的點，作圖線。若圖線為一條過原點的直線，就證明了研究對象質(zhì)量不變時其加速度與它所受作用力成正比。 8保持砂和小桶的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，重復(fù)上面的實驗，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標平面上根據(jù)實驗結(jié)果描出相應(yīng)的點并作圖線，若圖線為一條過原點的直線，就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質(zhì)量成反比。注意事項 1砂和小桶的總質(zhì)量不要超過小車和砝碼的總質(zhì)量的。 2在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用

22、手給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的，表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。 3作圖時應(yīng)該使所作的直線通過盡可能多的點，不在直線上的點也要盡可能對稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個別特別偏離的點可舍去。例題 1在做驗證牛頓第二定律的實驗時，某學(xué)生將實驗裝置按如圖安裝，而后就接通源開始做實驗，他有三個明顯的錯誤：（1）_；（2）_；（3）_。 答案：（1）沒有平衡摩擦力；（2）不應(yīng)掛鉤碼，應(yīng)掛裝有砂子的小桶；（3）細線太長懸掛物離地面太近。 2在驗證牛頓第二定律的實驗中，用改變砂的質(zhì)量的辦法來改變對小車的作用力F，用打點計時器測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)。

23、然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的a-F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點，又不是直線，原因是 A沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較大 B平衡摩擦力時，所墊木板太高，且砂和小桶的質(zhì)量較大 C平衡摩擦力時，所墊木板太低，且砂和小桶的質(zhì)量較大 D平衡摩擦力時，所墊木板太高，且小車質(zhì)量較大答案：C實驗五：探宄動能定理一、實驗原理1為什么探究的是功與速度變化的關(guān)系？物體的動能與速度密切相關(guān)，而物體的速度變化與它的受力有關(guān)物體在力的作用下走一定位移速度發(fā)生變化，因此我們要去探究功與速度變化的關(guān)系2如何改變功的大??？每次橡皮筋拉的長度要保持一致，則每根橡皮筋做的功是相同的，所以改變橡皮筋的條數(shù)就改變了做功的大小3如何確定小

24、車獲得的速度？小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，也可以用其他的方法測出二、實驗器材長木板、薄木塊、小車、橡皮筋、砝碼盤及砝碼、打點計時器、低電壓交流電源、導(dǎo)線、毫米刻度尺、紙帶及復(fù)寫紙等三、實驗步驟1按圖組裝好實驗儀器，由于小車在運動中會受到阻力，把木板裝有打點計時器的一端用薄木塊略微墊高，平衡摩擦力2把紙帶拴在小車的后面，并穿過打點計時器，先用一條橡皮筋進行實驗，把橡皮筋拉伸一定長度，放開小車3換紙帶，并改用2條、3條同樣的橡皮筋進行第2次、第3次實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度要相同4由紙帶算出小車獲得的速度？，把各次實驗獲得的速度依次記入對應(yīng)的表格中.橡皮筋的條數(shù)12345力對

25、小車做的功1W2W3W4W5W小車獲得的速度     5.觀察測出數(shù)據(jù)進行估計，大致判斷兩個量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標，以v2(或v、v3)為橫坐標作圖，尋找二者的關(guān)系四、注意事項1平衡摩擦力時連著紙帶且接通電源2小車所受的阻力Ff應(yīng)包括小車受的摩擦力和打點計時器對小車后所拖的紙帶的摩擦力3小車應(yīng)靠近打點計時器，并且先接通電源后再放手五、誤差分析誤差是不可避免的，但我們可以盡量減小它，為減小本實驗的實驗誤差，要注意以下幾個方面的問題：1在長木板上，小車、鐵釘、打點計時器的位置應(yīng)調(diào)整適當，以保證打在紙帶上的點便于處理，求出小車運動的速度2平衡

26、摩擦力時，可使木板略微傾斜，作為補償，保證小車脫離橡皮筋后做勻速運動3小車的質(zhì)量較小，當用多條橡皮筋時，打出的點過少，應(yīng)改用質(zhì)量稍大的小車(或加砝碼)，以保證打出的點便于處理試 題 精 選1、(2009·南京模擬)為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖所示的器材，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題(打點計時器交流電頻率為50Hz)(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施？_.(2)當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條并起來進行第1次、第2次、第3次實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W.(3)由

27、于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器的紙帶測出，如圖所示是其中四次實驗打出的部分紙帶(4)試根據(jù)第(2)、(3)項中的信息，填寫下表.次數(shù)1234橡皮筋對小車做功W小車速度v(m/s)v2(m2/s2)從表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：_.1、答案：(1)將木板固定有打點計時器的一端墊起適當?shù)母叨?，使小車緩慢勻速下?(4)由勻速運動的公式v，即可求出小車的速度，其中x從圖上讀出分別為2.00cm,2.83cm,3.46cm,4.00cm，tT0.02s.次數(shù)1234橡皮筋對小車做功W2W3W4W小車速度v(m/s)1.001.421.732.00v2(m2/s2)1.002.022.99

28、4.00在誤差允許的范圍內(nèi)橡實驗六：驗證機械能守恒定律 實驗?zāi)康?驗證機械能守恒定律。實驗原理 當物體自由下落時，只有重力做功，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，機械能守恒。若某一時刻物體下落的瞬時速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有：mgh=mv2，借助打點計時器，測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度v，即可驗證機械能是否守恒，實驗裝置如圖所示。 測定第n點的瞬時速度的方法是：測出第n點的相鄰前、后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式vn=，或由vn=算出，如圖所示。ONSnSn+1dn-1dn+1實驗器材 鐵架臺（帶鐵夾），打點計時器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實

29、驗步驟 1按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點計時器與學(xué)生電源連接好。 2把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打點計時器附近。 3接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。 4重復(fù)幾次，得到35條打好點的紙帶。 5在打好點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm，且點跡清晰一條紙帶，在起始點標上0，以后各依次標上1，2，3，用刻度尺測出對應(yīng)下落高度h1、h2、h3。 6應(yīng)用公式vn=計算各點對應(yīng)的即時速度v1、v2、v3。 7計算各點對應(yīng)的勢能減少量mghn和動能的增加量mvn2，進行比較。注意項事 1打點計時器安裝時，必須使兩紙帶限

30、位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。 2選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一、二點間距接近2mm的紙帶。 3因不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，所以不需要測量重物的質(zhì)量。例題 1本實驗中，除鐵架臺、鐵夾、學(xué)生電源、紙帶和重物外，還需選用下述儀器中的哪幾種？ A秒表 B刻度尺 C天平 D打點計時器 答案：BD01ABCD 2在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。查得當?shù)氐闹丶铀俣萭=9.80m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O，另連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.

31、99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點到運動C點，重力勢能減少量等于_J，動能的增加量等于_J。（取3位有效數(shù)字） 答案：7.62，7.57OABCD125.0195.0280.5381.5E498.00(mm) 3在本實驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時各計數(shù)點位置對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示。（圖中O是打點計時器打的第一個點，A、B、C、D、E分別是以每打兩個點的時間作為計時單位取的計數(shù)點）。根據(jù)紙帶求： （1）重錘下落的加速度。 （2）若重錘質(zhì)量為mkg，則重錘從起始下落至B時，減少的重力勢能為多少？

32、（3）重錘下落到B時，動能為多大？ （4）從（2）、（3）的數(shù)據(jù)可得什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？ 答案：（1）9.69m/s2；（2）|Ep|=1.95mJ；（3）Ek=1.89mJ；（4）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，重錘重力勢能的減少等于其動能的增加，機械能守恒。產(chǎn)生誤差的主要原因是重錘下落過程中受到阻力（空氣阻力、紙帶與限位孔間的摩擦阻力）的作用。實驗七：驗證動量守恒定律 實驗?zāi)康难芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動量守恒。實驗原理 一個質(zhì)量較大的小球從斜槽滾下來，跟放在斜槽前邊小支柱上另一質(zhì)量較小的球發(fā)生碰撞后兩小球都做平拋運動。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時間相

33、等，這樣如果用小球的飛行時間作時間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等于它的水平速度。因此，只要分別測出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時入射小球在空中飛出的水平距離s1，以及入射小球與被碰小球碰撞后在空中飛出的水平距離s1'和s2'，若m1s1在實驗誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗證了兩小球碰撞前后總動量守恒。實驗器材碰撞實驗器（斜槽、重錘線），兩個半徑相等而質(zhì)量不等的小球；白紙；復(fù)寫紙；天平和砝碼；刻度尺，游標卡尺（選用），圓規(guī)。實驗步驟 1用天平測出兩個小球的質(zhì)量m1、m2。 2安裝好實驗裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點的切

34、線水平。 3在水平地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙。 4在白紙上記下重錘線所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。 5先不放被碰小球，讓入射球從斜槽上同一高度處由靜止開始滾下，重復(fù)10次，用圓規(guī)作盡可能小的圓把所有的小球落點圈在里面，圓心就是入射球不碰時的落地點的平均位置P。 6把被碰球放在小支柱上，調(diào)節(jié)裝置使兩小球相碰時處于同一水平高度，確保入射球運動到軌道出口端時恰好與靶球接觸而發(fā)生正碰。 7再讓入射小球從同一高度處由靜止開始滾下，使兩球發(fā)生正碰，重復(fù)10次，仿步驟（5）求出入射小球的落點的平均位置M和被碰小球落點的平均位置N。 8過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標卡尺測

35、出一個小球的直徑，也可用刻度尺測出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被碰小球碰撞時的球心豎直投影位置。 9用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長度。 10分別算出m1·與m1·+m2·的值，看m1·與m1·+m2·在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項 1應(yīng)使入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量。 2要調(diào)節(jié)好實驗裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點的切線水平，小支柱與槽口間距離使其等于小球直徑，而且兩球相碰時處在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直線上。 3每次入射小球從槽上相同位置由靜止?jié)L下，可在斜槽上適當高度處固定一

36、檔板，使小球靠著擋板，然后釋放小球。 4白紙鋪好后不能移動。例題 1因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣阻力）的_相同，所以我們在“碰撞中的動量守恒”實驗中可以用_作為時間單位，那么，平拋小球的_在數(shù)值上等于小球平拋的初速度。 答案：飛行時間，飛行時間，水平位移。2如圖所示為“碰撞中的動量守恒”實驗裝置示意圖。(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同，均為d，它們的質(zhì)量相比較，應(yīng)是m1_m2。(2)為了保證小球做平拋運動，如何調(diào)整斜槽？(3)之后的實驗步驟為：A在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙。B確定重錘對應(yīng)點O。C不放球2，讓球1從斜槽滑下，確定它落地點位置P。D把球2放在立柱上，讓球1從斜槽滑下，與

37、球2正碰后，確定球1和球2落地點位置M和N。E用刻度尺量OM、OP、ON的長度。F看是否相等，以驗證動量守恒。上述步驟有幾步不完善或有錯誤，請指出并寫出相應(yīng)的正確步驟。 答案：（1） （2）其末端切線水平 （3）D選項中，球1應(yīng)從與C項相同高度滑下；P、M、N點應(yīng)該是多次實驗落地點的平均位置。F項中，應(yīng)看是否相等。3某同學(xué)用圖1所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置

38、G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖1中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。B球落點痕跡如圖2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊。 （1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_cm。 （2）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：_(填選項號)。 A水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離 BA球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離 C測量A球或B球的直徑 D測量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比） E測量G點相對于水平槽面的高度 答案：（1）65.7；（2）ABD實驗八：測定金

39、屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器） 實驗?zāi)康?用伏安法間接測定某種金屬導(dǎo)體的電阻率；練習(xí)使用螺旋測微器。實驗原理 根據(jù)電阻定律公式R=，只要測量出金屬導(dǎo)線的長度和它的直徑d，計算出導(dǎo)線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導(dǎo)線的電阻R，即可計算出金屬導(dǎo)線的電阻率。實驗器材 被測金屬導(dǎo)線，直流電源（4V），電流表(0-0.6A)，電壓表（0-3V），滑動變阻器（50），電鍵，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，米尺。實驗步驟 1用螺旋測微器在被測金屬導(dǎo)線上的三個不同位置各測一次直徑，求出其平均值d，計算出導(dǎo)線的橫截面積S。 2按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測電阻的實驗電路。 3用毫米刻度尺測量接入電路中的被

40、測金屬導(dǎo)線的有效長度，反復(fù)測量3次，求出其平均值。 4把滑動變阻器的滑動片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認無誤后，閉合電鍵S。改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線電阻R的平均值。 5將測得的R、d值，代入電阻率計算公式中，計算出金屬導(dǎo)線的電阻率。 6拆去實驗線路，整理好實驗器材。注意事項 1測量被測金屬導(dǎo)線的有效長度，是指測量待測導(dǎo)線接入電路的兩個端點之間的長度，亦即電壓表兩并入點間的部分待測導(dǎo)線長度，測量時應(yīng)將導(dǎo)線拉直。 2本實驗中被測金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法。 3實驗連線時，應(yīng)先從電

41、源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導(dǎo)線、滑動變阻器連成主干線路（閉合電路），然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導(dǎo)線的兩端。 4閉合電鍵S之前，一定要使滑動變阻器的滑動片處在有效電阻值最大的位置。 5在用伏安法測電阻時，通過待測導(dǎo)線的電流強度I的值不宜過大（電流表用00.6A量程），通電時間不宜過長，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。例題 1在“測定金屬的電阻率”實驗中，以下操作中錯誤的是 A用米尺量出金屬絲的全長三次，算出其平均值 B用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值 C用伏安法測電阻時采用安培表的內(nèi)接線路，多次測量后算出其平均值

42、D實驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變 答案：AC 2欲用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬導(dǎo)線的電阻，要求測量結(jié)果盡量準確，現(xiàn)備有以下器材： A電池組（3V，內(nèi)阻1）； B電流表（03A，內(nèi)阻0.0125） C電流表（00.6A，內(nèi)阻0.125） D電壓表（03V，內(nèi)阻3k） E電壓表（015V，內(nèi)阻15k） F滑動變阻器（020，額定電流1A） G滑動變阻器（02000，額定電流0.3A） H電鍵、導(dǎo)線。 （1）上述器材中應(yīng)選用的是_。（填寫各器材的字母代號） （2）實驗電路應(yīng)采用電流表_接法。（填“內(nèi)”或“外”） （3）設(shè)實驗中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖所示，圖示中I=_A，U=_V。 （4

43、）將圖中給定的器材連成實驗電路。 答案：（1）ACDFH；（2）外；（3）0.48，2.20；（4）略。實驗九：描繪小電珠的伏安特性曲線一、滑動變阻器的限流接法和分壓接法1兩種接法比較 方式內(nèi)容限流式接法分壓式接法對比說明兩種接法電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負載R上電壓調(diào)節(jié)范圍UE0UE分壓電路調(diào)節(jié)范圍大負載R上電流調(diào)節(jié)范圍I0I分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護電路元件由上表可以看出：滑動變阻器的分壓式接法中，電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍大，限流式接法較節(jié)能2兩種接法的選擇 (1) 選擇不同接法的原則(2)兩種接法的適用條件限流式接法適合測量阻值小的電阻(跟滑動變阻器的總電阻相比相差不

44、多或比滑動變阻器的總電阻還小)分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動變阻器的總電阻要大)如果R很小，限流式接法中滑動變阻器分得電壓較大，調(diào)節(jié)范圍也比較大R很大時，分壓式接法中R幾乎不影響電壓的分配，滑片移動時，電壓變化接近線性關(guān)系，便于調(diào)節(jié)a若采用限流式接法不能控制電流滿足實驗要求，即若滑動變阻器阻值調(diào)到最大時，待測電阻上的電流(或電壓)仍超過電流表(或電壓表)的量程，或超過待測電阻的額定電流(或電壓)，則必須選用分壓式接法b若待測電阻的阻值比滑動變阻器總電阻大得多，以致在限流電路中，滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端時，待測電阻上的電流或電壓變化不明顯，此時，應(yīng)改用分壓電路c若實驗中要求

45、電壓從零開始調(diào)節(jié)，則必須采用分壓式接法d兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法電路簡單、耗能低二、描繪小電珠的伏安特性曲線實驗?zāi)康?描繪小電珠的伏安特性曲線2分析小電珠伏安特性曲線的變化規(guī)律實驗原理1用電流表測出流過小電珠的電流，用電壓表測出小電珠兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在UI坐標系中描出各對應(yīng)點，用一條平滑的曲線將這些點連起來2電流表外接：因為小電珠的電阻很小，如果電流表內(nèi)接，誤差明顯較大；滑動變阻器采用分壓式接法，使電壓能從零開始連續(xù)變化實驗器材小電珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一個、電壓表(03 V15 V)與電流表(00.6

46、A3 A)各一個、滑動變阻器(最大阻值20 )一個、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干、坐標紙、鉛筆實驗步驟1確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法，滑動變阻器采用分壓式接法，按圖1的原理圖連接好實驗電路 圖12把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到圖中最左端，接線經(jīng)檢查無誤后閉合開關(guān)S.3移動滑動變阻器滑片位置，測出多組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格中，斷開開關(guān)S.U(V)00.20.40.60.81.01.2I(A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)4拆除電路，整理儀器數(shù)據(jù)處理1在坐標紙上以U為橫軸，I為縱軸，建立直角坐標系2在坐標紙上描出各組數(shù)

47、據(jù)所對應(yīng)的點(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜)3將描出的點用平滑的曲線連結(jié)起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線誤差分析1由于電壓表、電流表不是理想電表，電表內(nèi)阻對電路的影響會帶來誤差2電流表、電壓表的讀數(shù)帶來誤差，要嚴格按照讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)3在坐標紙上描點、作圖帶來操作誤差注意事項1電路的連接方式(1)電流表應(yīng)采用外接法，因為小電珠(3.8 V,0.3 A)的電阻很小，與00.6 A的電流表串聯(lián)時，電流表的分壓影響很大(2)滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，目的是使小電珠兩端的電壓能從零開始連續(xù)變化.2閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的觸頭應(yīng)移到使小電珠分得電壓為零的一端，使開關(guān)閉

48、合時小電珠的電壓從零開始變化，同時也是為了防止開關(guān)剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲3IU圖線在U01.0 V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U01.0 V左右描點要密，以防出現(xiàn)較大誤差4電流表選擇0.6 A量程，電壓表量程的選擇視小電珠的額定電壓而定，即若使用“3.8 V,0.3 A”的小電珠，選用電壓表的15 V量程；若使用“2.5 V,0.6 A”的小電珠，則選用電壓表的3 V量程5當小電珠的電壓接近額定值時要緩慢增加，到額定值記錄后馬上斷開開關(guān)6誤差較大的點要舍去，IU圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線實驗改進一種測小電珠的電阻的準確方法實驗原理：如圖2所示，兩個電壓表完全相同且內(nèi)阻很大移動滑動觸頭

49、，調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)，使兩個電壓表示數(shù)相同，則電阻箱的讀數(shù)即為小電珠電阻，記下小電珠的電阻和電壓；多次移動滑動觸頭，采用相同方法，記下相應(yīng)電阻箱示數(shù)和電壓表的讀數(shù)在坐標紙上畫出RU圖線，并分析R隨U變化的規(guī)律圖2在描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗中，由于電表內(nèi)阻的影響，會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差使得小電珠的電阻測量不準確.上述實驗方法可以消除這種誤差，操作、讀數(shù)也較方便.記憶口訣電路連接是關(guān)鍵，先串后并把線連,滑動變阻要分壓，A表外接減誤差,電壓從零開始調(diào)，UI坐標連曲線,連好曲線細研究，得出規(guī)律記心間.例1圖3中所示器材為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5 V的小燈泡的IU特性曲線的實驗器材(1)根據(jù)實驗原理，用筆

50、畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實驗電路圖連接完整圖3(2)開關(guān)S閉合之前，圖中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于_(選填“A端”、“B端”或“AB中間”)(3)實驗中測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：U/V0.400.801.201.602.002.402.80I/A0.100.160.200.230.250.260.27根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在圖4中畫出小燈泡的IU特性曲線圖4(4)若已知小燈泡燈絲在27 °C時電阻值約為1.5 ，并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比，試估算該小燈泡以額定功率工作時燈絲的溫度約為_°C.(保留三位有效數(shù)字)例2某同學(xué)想描繪某一熱敏電阻的伏安特性曲線，實驗室提供下列器材：A電壓表V(量程為05 V，內(nèi)阻約5 k)B電流表A1(量程為025 mA，內(nèi)阻約為0.2 )C電流表A2(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.1 )D滑動變阻器R1(010 ，額定電流1.5 A)E滑動變阻器R2(01 000 ，額定電流0.5 A)F定值電阻R0(R01 000 )G直流電源(電動勢6 V，內(nèi)阻忽略不計)H電鍵一個、導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)選擇了適當?shù)钠鞑慕M成描