物理實驗專題

1、2011年實驗復習專題常見實驗數(shù)據(jù)的收集方法1利用測量工具直接測量基本物理量模塊基本物理量測量儀器力學長度刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器時間秒表（停表）、打點計時器質(zhì)量（力）天平（彈簧秤）電學電阻（粗測）歐姆表、電阻箱電流（電壓）電流表（電壓表）2常見間接測量的物理量及其測量方法有些物理量不能由測量儀器直接測量，這時，可利用待測量和可直接測量的基本物理量之間的關系，將待測物理量的測量轉(zhuǎn)化為基本物理量的測量。模塊待測物理量基本測量方法力學速度利用紙帶，；利用平拋，加速度利用紙帶，逐差法；利用單擺功根據(jù)轉(zhuǎn)化為測量m、v電學電阻（精確測量）根據(jù)轉(zhuǎn)化為測量U、I（伏安法）；電阻箱（半偏、替代）電功率根據(jù)

2、P=UI轉(zhuǎn)化為測量U、I電源電動勢根據(jù)EUIr轉(zhuǎn)化為測量U、I 然后聯(lián)立方程求解或運用圖像處理（三）常用實驗誤差的控制方法為了減小由于實驗數(shù)據(jù)而引起的偶然誤差，常需要采用以下方法控制實驗誤差。1多次測量求平均值，這是所有實驗必須采取的辦法，也是做實驗應具有的基本思想。2積累法。一些小量直接測量誤差較大，可以累積起來測量，以減小誤差?！坝脝螖[測定重力加速度”的實驗中，為了減小周期的測量誤差，不是測量完成一次全振動的時間，而是測量完成3050次全振動的時間。（四）常用實驗數(shù)據(jù)的處理方法1列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時，常將數(shù)據(jù)列成表格。數(shù)據(jù)列表可以簡單而又明確的表示出有關物理量之間的關系，有助于找出物

3、理量之間的規(guī)律性的聯(lián)系。列表的要求是寫明表的標題或加上必要的說明；必須交待清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并寫明單位；表中的數(shù)據(jù)要正確反映測量結果的有效數(shù)字。2作圖法：用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一。用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便，有取平均的效果，由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點等可以研究物理量之間的變化及其關系，找出規(guī)律。作圖的規(guī)則是：作圖一定要用坐標紙坐標紙的大小要根據(jù)測量數(shù)據(jù)有效數(shù)字的多少和結果的需要來定；要標明坐標軸名、單位，在軸上每隔一定相等的間距按有效數(shù)字位數(shù)標明數(shù)值；圖上連線要是光滑曲線（或直線），連線時不一定要通過所有的數(shù)據(jù)點，而是要使數(shù)據(jù)點

4、在線的兩側(cè)合理的分布；在圖上求直線的斜率時，要選取線上相距較遠的兩點，不一定要取原來的數(shù)據(jù)點；作圖時常設法使圖線線性化，即“化曲為直”。3平均值法：將測定的若干組數(shù)相加求和，然后除以測量次數(shù)必須注意，求取平均值時應該按原來測量儀器的準確度決定保留的位數(shù)。比如小球直徑測三次取平均.4逐差法：這就是用打點計時器打出的紙帶計算加速度時用到的方法，這種方法充分利用了測量數(shù)據(jù)，具有較好的取平均的效果。（五）有關誤差分析的問題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。要熟練掌握常見實

5、驗的誤差情況及分析方法。專題二 常用基本儀器的使用與讀數(shù)物理考試說明中要求學生熟練掌握的基本儀器有13種，除打點計時器和滑動變阻器不需要讀數(shù)外，其余11種都涉及到讀數(shù)問題。其中游標卡尺、螺旋測微器的讀數(shù)問題，在歷年的高考題中出現(xiàn)頻率較高，另外像彈簧秤、歐姆表的讀數(shù)問題也時有涉及，應為本專題的復習重點。凡涉及需要估讀的儀器應當解決好：怎樣估讀、估讀到哪一位數(shù)等問題，這是本專題的難點所在。（一）測量儀器使用常規(guī)對于測量儀器的使用，首先要了解測量儀器的量程、精度、使用注意事項和讀數(shù)方法。1關于量程問題：這是保護測量儀器的一項重要參數(shù)，特別是天平、彈簧秤、溫度計、電流表、電壓表和多用電表等，超量程使用

6、會損壞儀器，所以實驗時要根據(jù)實驗的具體情況選擇量程適當?shù)膬x器。在使用電流表、電壓表時，選用量程過大的儀器，采集的實驗數(shù)據(jù)過小，會造成相對誤差較大，應選擇使測量值位于電表量程的1/3以上的電表；使用多用電表測電阻時，應選擇適當?shù)臋n位，使歐姆表的示數(shù)在電表的中值附近。2關于精度問題：所選用儀器的精度直接影響著測量讀數(shù)的有效數(shù)字的位數(shù)，因此應在使用前了解儀器的精度，即看清儀器的最小分度值。其中螺旋測微器和秒表的最小分度是一定的。但游標卡尺上游標尺的最小分度、天平游碼標尺的最小分度、彈簧秤和溫度計刻線的最小分度，都因具體的儀器情況不同而有所差異，電流表、電壓表和多用電表則會因所選擇的檔位不同而造成最小

7、分度值有所不同，因此在進行這些儀器的讀數(shù)時，一定要看清所選的檔位。3使用注意事項：一般不同的儀器在使用中都有其特殊的要求，以下幾點要特別注意：天平在進行測量前應先調(diào)平衡。打點計時器所用電源要求為46V的交流電源。多用電表的歐姆檔每次換檔后要重新歐姆調(diào)零，被測電阻要與電路斷開，使用完畢要將選擇開關轉(zhuǎn)至交流電壓最高檔或“OFF”檔?；瑒幼冏杵?、電阻箱和定值電阻使用過程中要考慮其允許的最大電流?；瑒幼冏杵鞑捎孟蘖鹘臃〞r，滑動觸片開始應位于變阻器阻值最大的位置；滑動變阻器采用分壓接法時，滑動觸片開始應位于分壓為零的位置。電阻箱開始應處于阻值最大狀態(tài)，調(diào)整電阻箱的阻值時，不能由大到小發(fā)生突變，以免因為阻

8、值過小而燒壞電阻箱。（二）測量儀器的讀數(shù)方法1需要估讀的儀器：在常用的測量儀器中，刻度尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、天平、彈簧秤等讀數(shù)時都需要估讀。因為最終的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給出，而有效數(shù)字的最后一位數(shù)字為估計數(shù)字，應和誤差所在位置一致，在實際操作中，究竟估讀到哪一位數(shù)字，應由測量儀器的精度（即最小分度值）和實驗誤差要求兩個因素共同決定。根據(jù)儀器的最小分度可以分別采用1/2、1/5、1/10的估讀方法，一般：最小分度是2的，（包括0.2、0.02等），采用1/2估讀，如安培表00.6A檔；最小分度是5的，（包括0.5、0.05等），采用1/5估讀，如安培表015V檔；最小分度是1的，（

9、包括0.1、0.01等），采用1/10估讀，如刻度尺、螺旋測微器、安培表03A檔、電壓表03V檔等，當測量精度要求不高或儀器精度不夠高時，也可采用1/2估讀。2不需要估讀的測量儀器：游標卡尺、秒表、電阻箱在讀數(shù)時不需要估讀；歐姆表刻度不均勻，可以不估讀或按半刻度估讀。游標卡尺的讀數(shù)：游標卡尺的讀數(shù)部分由主尺(最小分度為1mm)，和游標尺兩部分組成。按照游標的精度不同可分為三種：（a）10分游標，其精度為0.1mm；（b）20分游標，其精度為0.05mm；（c）50分游標，精度為0.02mm。游標卡尺的讀數(shù)方法是：以游標零刻度線為準在主尺上讀出整毫米數(shù)L1，再看游標尺上哪條刻度線與主尺上某刻度線

10、對齊，由游標上讀出毫米以下的小數(shù)L2，則總的讀數(shù)為：L1+ L2。機械秒表的讀數(shù)：機械秒表的長針是秒針，轉(zhuǎn)一周是30s。因為機械表采用的齒輪傳動，指針不可能停留在兩小格之間；所以不能估讀出比0.1 s更短的時間。位于秒表上部中間的小圓圈里面的短針是分針，表針走一周是15 min，每小格為0.5 min。秒表的讀數(shù)方法是：短針讀數(shù)（t1）+長針讀數(shù)（t2）。電阻箱：能表示出接入電阻值大小的變阻器；讀數(shù)方法是：各旋扭對應的指示點的示數(shù)乘以面板上標記的倍數(shù)，它們之和就是電阻箱接入電路的阻值。使用電阻箱時要特別注意通過電阻的電流不能超過允許的最大數(shù)值。（三）典例分析【例題1】讀出下列50分度游標卡尺的

11、示數(shù)。解析從左到右示數(shù)依次為：5.24mm；11.50mm；22.82mm?！纠}2】試讀出下列螺旋測微器的讀數(shù)（工作原理及讀數(shù)方法與雙縫干涉測波長中的測微目鏡手輪的讀數(shù)相同）解析從左到右測微目鏡手輪的讀書分別為：0.861mm；3.471mm；7.320mm；11.472mm【例題3】按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測量值。0123051015V00.20.40.60123A 接03V量程時讀數(shù)為_V。 接03A量程時讀數(shù)為_A。 接015V量程時讀數(shù)為_V。 接00.6A量程時讀數(shù)為_A。解析2.17；10.8；0.80；0.16【例題4】讀出右圖所示電阻箱的阻值。解析86.3?！纠}5】讀

12、出機械秒表的讀數(shù)。解析99.8s。專題三 力學實驗物理考試說明中確定的力學實驗有：研究勻變速直線運動、探究彈力和彈簧伸長的關系、驗證力的平行四邊形定則、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律。其中有四個實驗與紙帶的處理有關，可見力學實驗部分應以紙帶的處理，打點計時器的應用為核心來展開復習。近幾年力學實驗中與紙帶處理相關的實驗、力學創(chuàng)新實驗是高考的熱點內(nèi)容，以分組或演示實驗為背景，考查對實驗方法的領悟情況、靈活運用學過的實驗方法設計新的實驗是高考實驗題的新趨勢。要求考生掌握常規(guī)實驗的數(shù)據(jù)處理方法，能將課本中分組實驗和演示實驗的實驗原理、實驗方法遷移到新的背景中，深刻理解物理概念和規(guī)律

13、，并能靈活運用，要求考生有較強的創(chuàng)新能力。在復習過程中，應以掌握常規(guī)實驗原理、實驗方法、規(guī)范操作程序、數(shù)據(jù)處理方法等為本，同時從常規(guī)實驗中，有意識的、積極的提取、積累一些有價值的方法。逐步過渡到靈活運用學過的實驗方法設計新的實驗。1.研究勻變速直線運動實驗目的 1練習使用打點計時器，學習利用打上點的紙帶研究物體的運動。 2學習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

14、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）求物體運動速度的方法：根據(jù)vn=求出打第n點時紙帶的瞬時速度，用v-t圖法，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，

15、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

16、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)點對應的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運動的加速度。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)時應估讀到毫米的下一位。例題ABCDEF 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_，

17、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。t/s0.10.20.30.406080100120140160v/cm·s-1 2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。 （2）在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

18、_，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。2. 探究求合力的方法 實驗目的 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

19、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，結點到達某一位置O（如圖所示）。 4用鉛筆描下結點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點拉到與前面相同的位置O，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

20、改變兩個分力F1和F2的大小和夾角。再重復實驗兩次，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，應使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細繩套應位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。 2同一次實驗中，橡皮條拉長后的結點位置O必須保持不變。同時記下讀數(shù)和方向。 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

21、方向，把橡皮條的結點拉到O點 D實驗中，把橡皮條的結點拉到O點時，兩彈簧之間的夾角應取90°不變，以便于算出合力的大小AF1F2FFO 答案：ACD 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

22、橡皮條，使它與細線的結點達到某一位置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，應用平行四邊形定則作圖求出合力F的大小。 （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“和方向”；（3）“相同”之后加“橡皮條與繩的結點拉到O點”3探究加速度與力質(zhì)量的關系(驗證牛頓運動定律) 實驗目的 探究加速度與力質(zhì)量的關系實驗原理 1如圖所示裝置，

23、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，測出小車的對應加速度，作出加速度和力的關系圖線，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，測出小車的對應加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關系圖線，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'，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

24、不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復移動墊木的位置，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算出每條紙帶對應的加速度的值。 7用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示作用力，即砂和桶的總重力(M'+m')g，根據(jù)實驗結果在坐標平面上描出相應的點，作圖線。若圖線為一條過原

25、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，重復上面的實驗，并做好記錄，求出相應的加速度，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)實驗結果描出相應的點并作圖線，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（遠小于小車質(zhì)量）。 2在平衡摩擦力時，不要懸掛小桶，但小車應連著紙帶且接通電源。用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

26、圖時應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）不應掛鉤碼，應掛裝有砂子的小桶（掛砝碼的缺點：質(zhì)量太大，不能漸變）；（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)。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，

27、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：C4實驗：探究功與速度變化的關系實驗裝置：見右圖。配套器材：課本方案裝置實驗原理：倍增法。雖為變力做功，但橡皮條做的功，隨著橡皮條數(shù)目的成倍增加功也成倍增加。這種方法的構思極為巧妙。歷史上，庫侖應用類似的方法發(fā)現(xiàn)了著名的庫侖定律。當然，恒力做功時，倍增法同樣適用。數(shù)據(jù)處理方法：圖像法。作出功速度（W-v）曲線，分析這條曲線，得出功與速度變化的定量關系。實驗步驟：A.先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼

28、釘?shù)拈L木板上，放好實驗小車。B.把打點計時器固定在木板的一端，將紙帶穿過打點計時器的限位孔，紙帶一端夾緊在小車的后端，打點計時器接電源。C.使木板略微傾斜，調(diào)節(jié)木板的傾角，測量紙帶點距直到相等，表明恰好平衡摩擦力。D.過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘?shù)钠叫芯€，交中垂線于A點，作為小車每次運動的起始點。E.使用一根橡皮筋時，將小車的前（或后）端拉到A點，接通電源，打點計時器打點，釋放小車，小車離開木板前適時使小車制動，斷開電源，取下紙帶。重復本項前面的過程，選出清晰的紙帶。記下點距相等后t=0.1s的位移m，求出小車獲得的速度v=10m/s。F.換用同樣材料、粗細、長度的兩根、三根、六根橡皮筋，依

29、照D項的方法，分別進行實驗。記下各次實驗中點距相等后t=0.1s的位移m,求出小車分別獲得的速度m/s。G.以功為縱軸（用第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長度），以速度為橫軸（可以用適當?shù)乃俣戎禐閱挝婚L度，也可以用第一次小車的速度為橫軸的單位長度），建立坐標系，用描點法作出圖像，看看是否是正比例圖像，若不是，功與速度的哪種相關量（的變化量）是正比的，功就與速度的這種相關量（的變化量）具有確定的函數(shù)關系。處理數(shù)據(jù)，得出規(guī)律1、 采集橡皮條分別為一根、兩根、六根時的數(shù)據(jù)（勻速運動階段，例如在0.1s內(nèi)的位移），記在自己設計的表格中。2、 記錄數(shù)據(jù)的方式示例示例一數(shù)據(jù)關系123456W/×W

30、J123456X/×10-2mX1X2X3X4X5X6v/vV1V2V3V4V5V6示例二倍數(shù)關系123456W/×WJ123456X/×10-2mX1X2X3X4X5X6v/vv（X2/X1）v（X3/X1）v（X4/X1）v（X5/X1）v（X6/X1）v3.轉(zhuǎn)化成Excel數(shù)據(jù)，利用數(shù)表軟件進行數(shù)據(jù)處理示例一數(shù)據(jù)關系x/（cm）04.115.537.078.209.109.98W/WJ0123456v/（m/s）00.410.550.710.820.911.00W/WJ0123456V200.170.300.500.670.831.00W/WJ0123456

31、V300.070.130.360.550.751.00W/WJ0123456V1/2 00.640.740.840.910.951.00W/WJ01234565.驗證機械能守恒定律實驗目的 驗證機械能守恒定律。實驗原理 1.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。 2.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=

32、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，學生電源，導線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實驗步驟 1按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源連接好。 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，用刻度尺測出對應下落高度h1、h2、h3。 6應用公式vn=計算各點對應的即時速

33、度v1、v2、v3。 7計算各點對應的勢能減少量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，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。 2選用紙帶時應盡量挑第一、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

34、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62.99cm、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：7.62，7.57 OABCD125.0195.0280.5381.5E498.00(mm)3在本實驗中，所用電源的頻率為50Hz，某同學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

35、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？ （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。6.測定金屬的電阻率實驗目的 用伏安法間接測定某種金屬導體的電阻率；練習使用螺旋測微器。實驗原理 根據(jù)電阻定律

36、公式R=，只要測量出金屬導線的長度和它的直徑d，計算出導線的橫截面積S，并用伏安法測出金屬導線的電阻R，即可計算出金屬導線的電阻率。實驗器材 被測金屬導線，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測金屬導線的有效長度，反復測量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

37、誤后，閉合電鍵S。改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，斷開電鍵S，求出導線電阻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測量被測金屬導線的有效長度，是指測量待測導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線長度，測量時應將導線拉直。 2本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，因此實驗電路必須采用電流表外接法。 3實驗連線時，應先從電源的正極出發(fā)，依次將電源、電鍵、電流表、待測金屬導線、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)在待測金屬導線的兩端

38、。 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 D實驗中應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左右的金屬導線的電阻，要求測量結果盡量準確，現(xiàn)備有以下

39、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、導線。 （1）上述器材中應選用的是_。（填寫各器材的字母代號） （2）實驗電路應采用電流表_接法。（填“內(nèi)”或“外”） （3）設實驗中，電流表、電壓表的某組示數(shù)如圖所示，圖示中I=_A，U=_V。 （4）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。5.描繪小燈泡的伏安特性

40、曲線一、實驗目的描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律。二、實驗原理根據(jù)部分電路歐姆定律，可得，即在I-U坐標系中，圖線的斜率等于電阻的倒數(shù)。三、實驗器材學生電源（46V直流），小電珠（“4V 0.7A”或“3.8V 0.3A”），電流表（內(nèi)組較小），電壓表（內(nèi)組很大），開關和導線。四、實驗步驟（1）確定電流表、電壓表的量程，照圖連好電路。（注意開關應斷開，滑動變阻器與燈泡并聯(lián)部分電阻為零）。（2）閉合開關S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表、電壓表有較小的明顯示數(shù)，記錄一組電壓U和電流I值。（3）用同樣的方法測量并記錄約12組U值和I值。（4）斷開開關S，整理好器材。（5）在坐標紙上，以U為

41、橫坐標、I為縱坐標建立直角坐標系，并根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，連接各點得到I-U圖線，（注意：連接各點時，不要出現(xiàn)折線）【數(shù)據(jù)處理】次數(shù)123456789101112電壓U/V電流I/A【結論】描繪出的圖線是一條_線。它的斜率隨電壓的增大而_，這表明小燈泡的電阻隨電壓（溫度）升高而 _五、實驗探究用本實驗提供的方法，測量并描繪發(fā)光二極管的伏安特性曲線。次數(shù)123456789101112電壓U/V電流I/A六、鞏固練習1如圖所示，電流表的示數(shù)是 _ A，電壓表的示數(shù)是 _V.2某同學研究三種導電元件的伏安特性，他根據(jù)實驗中所測得的數(shù)據(jù)，分別繪制了I-U圖線，如圖所示，下列說法正確的是A圖（1）的元件可以

42、作為標準電阻使用B圖（2）的阻值隨電壓升高而增大C圖（3）的阻值隨電壓升高而增大D只有圖（2）才是可能的。3兩個電阻R1、R2的電流I和電壓U的關系如圖所示。由圖可知，兩電阻的阻值之比R1：R2等于A1：3 B.3：1 C. 1 ： D. ：14如圖所示，滑動變阻器R1的最大阻值是200歐，定值電阻的阻值R2=300歐，A、B兩端的電壓恒定，且UAB=8V。當開關S斷開時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是_，當開關S閉合時，移動滑片P，R2兩端的電壓變化范圍是_5為了測定小燈泡的伏安特性曲線，需要測得的電壓范圍盡可能大些，如從04V或03.8V為此，應選下圖中的那個電路？參考答案：0.48

43、A，2.20V A B 3A 44.88V,08V (1)7.測定電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗目的圖1圖2測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。實驗原理 如圖1所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組、r值，最后分別算出它們的平均值。 此外，還可以用作圖法來處理數(shù)據(jù)。即在坐標紙上以I為橫坐標，U為縱坐標，用測出的幾組I、U值畫出U-I圖象（如圖2）所得直線跟縱軸的交點即為電動勢值，圖線斜率的絕對值即為內(nèi)電阻r的值。實驗器材 待測電池，電壓表（0-3V），電流表（0-0.6A），滑動變阻器（10），電鍵，導線。實驗步驟 1電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電

44、路圖連接好電路。 2把變阻器的滑動片移到一端使阻值最大。 3閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（I1、U1），用同樣方法測量幾組I、U的值。 4打開電鍵，整理好器材。 5處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)電阻的值。注意事項 1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時間的1號干電池。 2干電池在大電流放電時，電動勢會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電不宜超過0.3A，短時間放電不宜超過0.5A。因此，實驗中不要將I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。 3要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，要將測出的

45、I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出、r值再平均。 4在畫U-I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)。個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。 5干電池內(nèi)阻較小時路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時，在畫U-I圖線時，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當值開始（橫坐標I必須從零開始）。但這時圖線和橫軸的交點不再是短路電流。不過直線斜率的絕對值照樣還是電源的內(nèi)阻。例題 1用電流表和電壓表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，所用電流表和電壓表的內(nèi)電阻分別為

46、和，如圖為所需的器材。 （1）請你把它們連成實驗電路，注意兩個電表要選用適當量程，并要求變阻器的滑動片在左端時其電阻值最大。 （2）一位同學記錄的6組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖線，根據(jù)圖線求出電池的電動勢_V，內(nèi)阻_。I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.191.05 答案：（1）略；（2）1.46，0.72。 2用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，以下說法正確的是A用圖a所示電路時， B用圖a所示電路時，C用圖b所示電路時， D用圖b所示電路時，圖b圖a答案：AB8.練習使用多用電表實

47、驗目的 練習使用多用電表測電阻。實驗原理 多用電表由表頭、選擇開關和測量線路三部分組成（如圖），表頭是一塊高靈敏度磁電式電流表，其滿度電流約幾十到幾百A，轉(zhuǎn)換開關和測量線路相配合，可測量交流和直流電流、交流和直流電壓及直流電阻等。測量直流電阻部分即歐姆表是依據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，原理如圖所示，當紅、黑表筆短接并調(diào)節(jié)R使指針滿偏時有 Ig= （1） 當電筆間接入待測電阻Rx時，有 Ix= （2） 聯(lián)立（1）、（2）式解得 = （3） 由（3）式知當Rx=R中時，Ix=Ig，指針指在表盤刻度中心，故稱R中為歐姆表的中值電阻，由（2）式或（3）式可知每一個Rx都有一個對應的電流值I，如果在刻度盤

48、上直接標出與I對應的Rx的值，那么當紅、黑表筆分別接觸待測電阻的兩端，就可以從表盤上直接讀出它的阻值。 由于電流和電阻的非線性關系，表盤上電流刻度是均勻的，其對應的電阻刻度是不均勻的，電阻的零刻度在電流滿刻度處。實驗器材 多用電表，標明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個，小螺絲刀。實驗步驟 1機械調(diào)零，用小螺絲刀旋動定位螺絲使指針指在左端電流零刻度處，并將紅、黑表筆分別接入“+”、“-”插孔。 2選擋：選擇開關置于歐姆表“×1”擋。 3短接調(diào)零：在表筆短接時調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕使指針指在右端電阻零刻度處，若“歐姆零點”旋鈕右旋到底也不能調(diào)零，應更換表內(nèi)電池。 4測量讀

49、數(shù)：將表筆搭接在待測電阻兩端，讀出指示的電阻值并與標定值比較，隨即斷開表筆。 5換一個待測電阻，重復以上2、3、4過程，選擇開關所置位置由被測電阻值與中值電阻值共同決定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”擋。 6多用電表用完后，將選擇開關置于“OFF”擋或交變電壓的最高擋，拔出表筆。注意事項 1多用電表在使用前，應先觀察指針是否指在電流表的零刻度，若有偏差，應進行機械調(diào)零。 2測量時手不要接觸表筆的金屬部分。 3合理選擇量程，使指針盡可能指在中間刻度附近（可參考指針偏轉(zhuǎn)在5R中的范圍）。若指針偏角太大，應改換低擋位；若指針偏角太小，應改

50、換高擋位。每次換擋后均要重新短接調(diào)零，讀數(shù)時應將指針示數(shù)乘以擋位倍率。 4測量完畢后應拔出表筆，選擇開頭置OFF擋或交流電壓最高擋，電表長期不用時應取出電池，以防電池漏電。例題 1多用電表中“+”孔插_（紅、黑）表筆，電流是從該表筆流_(填“進”或“出”)，歐姆表內(nèi)部電池的正極是接_(填“紅”或“黑”)表筆的。 答案：紅，進，黑。 2一學生使用多用電表測電阻，他在實驗中有違反使用規(guī)則之處。他的主要實驗步驟如下： A把選擇開關置于“×1”歐姆擋； B把表筆插入插孔中，先把兩表筆相接觸，旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位上； C把兩表筆分別與某一待測電阻的兩端相連，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉(zhuǎn)角度較??； D換用“×100”擋，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉(zhuǎn)適中，隨即記下電阻值； E把表筆從插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原處，實驗完畢。 這個學生已經(jīng)注意到在測量時待測電阻與其它元件或電源斷開，不用手碰表筆的金屬桿。這個學生在實驗中哪一個或哪些步驟違反了使用規(guī)則？ 答案：D先調(diào)零后再測R；E將選擇開關置于“OFF”或交流電壓最大擋。 3調(diào)零后，用“×10”擋測量一個電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度很大，正確的判斷和做法是 A這個電阻阻值