最新最全高中物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)(包括實(shí)驗(yàn)原理,分類題型歸納)

1、高中物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)【最新完整版】知識(shí)結(jié)構(gòu): 方法指導(dǎo):物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ俏锢韺W(xué)科的重要能力,物理高考?xì)v來重視考查實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。一、基本?shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)要應(yīng)對(duì)各類實(shí)驗(yàn)試題,包括高層次的實(shí)驗(yàn)試題,唯一正確的方法是把要求必做的學(xué)生實(shí)驗(yàn)真正做懂、做會(huì),特別是在實(shí)驗(yàn)原理上要認(rèn)真鉆研,對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟都要問個(gè)為什么,即不但要記住怎樣做,更應(yīng)該知道為什么要這樣做.對(duì)基本的實(shí)驗(yàn),復(fù)習(xí)過程中要注意以下六個(gè)方面的問題:(1實(shí)驗(yàn)原理中學(xué)要求必做的實(shí)驗(yàn)可以分為4個(gè)類型:練習(xí)型、測(cè)量型、驗(yàn)證型、探索型.對(duì)每一種類型都要把原理弄清楚.應(yīng)特別注意的問題:驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中不需要選擇第一個(gè)間距等于2mm的紙帶.這個(gè)實(shí)

2、驗(yàn)的正確實(shí)驗(yàn)步驟是先閉合電源開關(guān),啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作穩(wěn)定后,再釋放重錘,使它自由落下,同時(shí)紙帶打出一系列點(diǎn)跡.按這種方法操作,在未釋放紙帶前,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器已經(jīng)在紙帶上打出點(diǎn)跡,但都打在同一點(diǎn)上,這就是第一點(diǎn).由于開始釋放的時(shí)刻是不確定的,從開始釋放到打第二個(gè)點(diǎn)的時(shí)間一定小于0.02s,但具體時(shí)間不確定,因此第一點(diǎn)與第二點(diǎn)的距離只能知道一定小于2mm(如果這段時(shí)間恰等于0.02s,則這段位移s=gt2/2=(10×0.022/2m=2×10-3m=2mm,但不能知道它的確切數(shù)值,也不需要知道它的確切數(shù)值.不論第一點(diǎn)與第二點(diǎn)的間距是否等于2mm,它都是從打第一點(diǎn)處

3、開始作自由落體運(yùn)動(dòng)的,因此只要測(cè)量出第一點(diǎn)O與后面某一點(diǎn)P間的距離h,再測(cè)出打P點(diǎn)時(shí)的速度v,如果:gh ( ,就算驗(yàn)證了這個(gè)過程中機(jī)械能守恒.(2實(shí)驗(yàn)儀器要求掌握的實(shí)驗(yàn)儀器主要有:刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器(千分尺、天平、停表(秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電火花計(jì)時(shí)儀、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱,等等。對(duì)于使用新教材的省市,還要加上示波器等。對(duì)這些儀器,都要弄清其原理、會(huì)正確使用它們,包括測(cè)量?jī)x器的正確讀數(shù)。(3實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要指電路圖。下面幾個(gè)是應(yīng)特別注意的:驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn),如何平衡摩擦力是關(guān)鍵。研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)及碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)

4、都要使用斜槽軌道,讓小球從軌道上端無初速滾下,然后平拋出去,在安裝裝置時(shí)要注意保證軌道末端必須水平,如果實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行多次,每次小球應(yīng)從同一高度處下落,因此應(yīng)有一個(gè)擋板。驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn),要用鐵架臺(tái)并用夾子固定紙帶,這樣在開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器而未釋放重錘前,能保證打出的點(diǎn)跡在同一點(diǎn)上,若像課本上的實(shí)驗(yàn)裝置圖那樣,用手握住紙帶,開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器而未釋放紙帶前,會(huì)由于手的抖動(dòng)而打出一“堆”點(diǎn),從而無法準(zhǔn)確找出第一個(gè)點(diǎn)(即自由落體運(yùn)動(dòng)起始位置。用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn),在安裝單擺時(shí)要注意懸點(diǎn)的固定,隨便拴一個(gè)結(jié)系在鐵架臺(tái)的橫梁上是不可取的,因?yàn)閼尹c(diǎn)不確定,就不是單擺,并且擺長(zhǎng)值也無法準(zhǔn)確測(cè)量。有關(guān)電路的

5、電學(xué)實(shí)驗(yàn)要注意安培表的外接與內(nèi)接,制流與分壓電路的選擇,電表內(nèi)阻的影響,等等。(4實(shí)驗(yàn)步驟復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)不能靠死背結(jié)論,而要與實(shí)驗(yàn)原理聯(lián)系起來,要多問問自己,為什么要按這樣的步驟操作?把某些實(shí)驗(yàn)步驟交換一下是否可以?省掉某個(gè)步驟行不行?等等。(5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理重要的有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶的處理方法(如分析是不是勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)、如果是勻變速運(yùn)動(dòng),如何求某時(shí)刻的速度、如何求加速度等;解方程求解未知量、用圖像處理數(shù)據(jù)(把原來應(yīng)該是曲線關(guān)系的通過改變坐標(biāo)軸的量或單位而變成線性關(guān)系,即變成直線,是重要的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?6實(shí)驗(yàn)誤差的定性分析中學(xué)階段不要求進(jìn)行定量的誤差分析,但對(duì)主要誤差的產(chǎn)生原因、系統(tǒng)誤差

6、是偏大還是偏小等,應(yīng)能理解。在電路的實(shí)驗(yàn)中,粗略地看,認(rèn)為電流表是短路、電壓表是斷路,但精確一點(diǎn)看,電流表和電壓表的內(nèi)阻的影響都不能忽略,定性地討論電表電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響是我們應(yīng)該掌握。二、幾種重要的實(shí)驗(yàn)方法下面幾種實(shí)驗(yàn)方法是我們中學(xué)階段物理實(shí)驗(yàn)中用過的,從方法的角度整理、復(fù)習(xí)一下,有助于我們提高認(rèn)識(shí)水平和能力。(1累積法:在“用單擺測(cè)重力加速度”測(cè)周期時(shí)我們用的是累積法,即我們不直接測(cè)一個(gè)周期的時(shí)間,而是測(cè)3050個(gè)周期的總時(shí)間,再除以周期數(shù)即得周期T的值.用累積法的好處是:相當(dāng)于進(jìn)行多次測(cè)量而后取平均值,這樣可以減少偶然誤差;增加有效數(shù)字的位數(shù).以測(cè)單擺的周期為例,我們實(shí)驗(yàn)時(shí)單擺的擺長(zhǎng)大

7、約是1m或不到1m,用停表(最小分度值是0.1s直接測(cè)1個(gè)周期的值,只能讀出兩位有效數(shù)字(機(jī)械停表的指針是跳躍式前進(jìn)的,因此不能估讀,如1.8s、2.0s等,而測(cè)30個(gè)周期總時(shí)間,則可讀出至少3位有效數(shù)字。用累積法的實(shí)驗(yàn)還有很多,如測(cè)一張紙的厚度、用刻度尺測(cè)金屬絲的直徑(2替代法:在“互成角度兩個(gè)共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)中我們就用到了替代法,第一次我們用兩個(gè)彈簧秤成角度地拉橡皮筋,把結(jié)點(diǎn)拉到某一位置,再換成一個(gè)彈簧秤,同樣拉這個(gè)橡皮筋,也把結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置,這說明后一個(gè)彈簧秤的拉力與前面兩個(gè)彈簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代.對(duì)于“等效”這個(gè)問題,應(yīng)正確理解:所謂效果相等,是對(duì)某一方面說的,并不

8、是在所有方面都等效,仍以合力與分力來說,它們只是在改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上等效,而在其他方面,例如在產(chǎn)生形變上,二者并不等效。用替代法的例子還有很多,如用天平稱物物體的質(zhì)量,電阻測(cè)量等都可以用替代法,我們古代三國(guó)時(shí)期曹沖稱象的故事就是替代法的典型實(shí)例。(3測(cè)量量的轉(zhuǎn)換:例如在“碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中,把測(cè)物體的速度轉(zhuǎn)換為測(cè)物體平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移,即把測(cè)速度轉(zhuǎn)換為測(cè)長(zhǎng)度。又如在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,本應(yīng)測(cè)量入射角和折射角,再根據(jù)折射率n=sini/sinr求出折射率,但角度不容易測(cè)準(zhǔn)確(一般所用的量角器的最小分度是1°,并且測(cè)角度時(shí)頂點(diǎn)很難對(duì)得特別準(zhǔn)確,而通過做輔助線的方法可以

9、把測(cè)角度轉(zhuǎn)換為測(cè)線段的長(zhǎng)度,從而增加了有效數(shù)字的位數(shù),即提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。(4比較法:用天平稱物體的質(zhì)量,就是把物體與砝碼進(jìn)行比較,砝碼的質(zhì)量是標(biāo)準(zhǔn)的,把被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的量進(jìn)行比較,就是比較法.天平是等臂杠桿,因此用天平測(cè)物體質(zhì)量時(shí),不用再進(jìn)行計(jì)算,而是直接讀出砝碼的質(zhì)量,它就等于物體的質(zhì)量。一般情況下,被測(cè)物跟標(biāo)準(zhǔn)量并不相等,而是要根據(jù)某種關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,最常用的是二者間滿足一定的比例關(guān)系,通過一定的比例計(jì)算即可得出結(jié)果,因此常常稱為比例法。用比例法測(cè)電阻是常見的,當(dāng)兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí),通過的電流相等,因此兩電阻兩端的電壓跟它們的電阻成正比,如果其中的一個(gè)電阻是標(biāo)準(zhǔn)電阻,另一個(gè)電阻的阻值就可測(cè)出.

10、同樣,兩電阻并聯(lián)時(shí),由于兩端電壓相等,通過兩支路的電流跟電阻成反比,只要一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電阻,另一個(gè)電阻的阻可測(cè)出。一、誤差和有效數(shù)字1.誤差測(cè)量值與真實(shí)值的差異叫做誤差。誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是在多次重復(fù)同一實(shí)驗(yàn)時(shí),誤差總是同樣地偏大或偏小。偶然誤差總是有時(shí)偏大,有時(shí)偏小,并且偏大和偏小的機(jī)會(huì)相同。減小偶然誤差的方法,可以多進(jìn)行幾次測(cè)量,求出幾次測(cè)量的數(shù)值的平均值。這個(gè)平均值比某一次測(cè)得的數(shù)值更接近于真實(shí)值。2.有效數(shù)字帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字,叫做有效數(shù)字。有效數(shù)字是指近似數(shù)字而言。只能帶有一位不可靠數(shù)字,不是位數(shù)越多越好。凡是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果,讀數(shù)一般要求

11、在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字后,再向下估讀一位(不可靠數(shù)字,這里不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求,運(yùn)算結(jié)果一般可用23位有效數(shù)字表示。二、基本測(cè)量?jī)x器及讀數(shù)高考要求會(huì)正確使用的儀器主要有:刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。 1.刻度尺、秒表、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表的讀數(shù)使用以上儀器時(shí),凡是最小刻度是10分度的,要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字,但是是有效數(shù)字的不可缺少的組成部分。凡是最小刻度不是10分度的,只要求讀到最小刻度所在的這一位,不再往

12、下估讀。 例如讀出上左圖中被測(cè)物體的長(zhǎng)度。上右圖用3V 量程時(shí)電壓表讀數(shù)為多少?用15V 量程時(shí)電壓表度數(shù)又為多少?右圖中秒表的示數(shù)是多少分多少秒?凡儀器的最小刻度是10分度的,在讀到最小刻度后還要再往下估讀一位。6.50cm 。1.14V 。15V 量程時(shí)最小刻度為0.5V ,只讀到0.1V 這一位,應(yīng)為5.7V 。0 1 2 3 4 5 6 7 89 112 3 V510150 312 334 356 378 39 411043 12 1445 16 471849 20 5122 53 24 2655572859 0 1 2 67 8 9 10 1134 5 12 13 14520 25

13、15秒表的讀數(shù)分兩部分:小圈內(nèi)表示分,每小格表示0.5分鐘;大圈內(nèi)表示秒,最小刻度為0.1秒。當(dāng)分針在前0.5分內(nèi)時(shí),秒針在030秒內(nèi)讀數(shù);當(dāng)分針在后0.5分內(nèi)時(shí),秒針在3060秒內(nèi)讀數(shù)。因此圖中秒表讀數(shù)應(yīng)為3分48.75秒(這個(gè)5是估讀出來的。2.游標(biāo)卡尺10分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.9mm ,比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.1mm 。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù),然后用游標(biāo)讀出0.1毫米位的數(shù)值:游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊,0.1毫米位就讀幾(不能讀某。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm 。20分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.95mm ,比主尺上

14、相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.05mm 。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù),然后用游標(biāo)讀出毫米以下的數(shù)值:游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊,毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05毫米。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm 。50分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.98mm ,比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.02mm 。這種卡尺的刻度是特殊的,游標(biāo)上的刻度值,就是毫米以下的讀數(shù)。這種卡尺的讀數(shù)可以準(zhǔn)確到0.02mm 。如右圖中被測(cè)圓柱體的直徑為2.250cm 。要注意:游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對(duì)齊來讀數(shù)的, 所以都不再往下一位估讀。 3.螺旋測(cè)微器固定刻度上的最小刻度為0.5mm (在中線的上側(cè);可動(dòng)刻度

15、每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)(或后退0.5mm 。在可動(dòng)刻度的一周上平均刻有50條刻線,所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm 。讀數(shù)時(shí),從固定刻0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 012345678910度上讀取整、半毫米數(shù),然后從可動(dòng)刻度上讀取剩余部分(因?yàn)槭?0分度,所以在最小刻度后應(yīng)再估讀一位,再把兩部分讀數(shù)相加,得測(cè)量值。右圖中的讀數(shù)應(yīng)該是6.702mm 。 4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種特殊的計(jì)時(shí)儀器,電源用50Hz 的交流電,所以打相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s 。 5.天平天平使用前首先要進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)分兩步:調(diào)底座水平和橫梁水平(在調(diào)節(jié)橫梁水平 前,必須把游碼移到左端零刻度處,左端與零刻

16、線對(duì)齊,如圖中虛線所示。測(cè)量讀數(shù)由右盤中砝碼和游標(biāo)共同讀出。橫梁上的刻度單位是毫克(mg 。若天平平衡時(shí),右盤中有26g砝碼,游碼在圖中所示位置,則被測(cè)物體質(zhì)量為26.32g (最小刻度為0.02g ,不是10分度,因此只讀到0.02g 這一位。6.多用電表 使用多用電表時(shí)首先應(yīng)該根據(jù)被測(cè)物理量將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。使用前應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,用小螺絲刀輕旋調(diào)零螺絲,使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時(shí),還應(yīng)進(jìn)行歐姆調(diào)零,即將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指右端零刻線處。歐姆擋的使用:0 100 200 300 400500600 700 800 900 1000mg限位孔 振針 振片永

17、久磁鐵選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí),如估計(jì)值為200就應(yīng)該選×10的倍率。調(diào)零。將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。將指針示數(shù)乘以倍率,得測(cè)量值。將選擇開關(guān)扳到OFF 或交流電壓最高擋。用歐姆擋測(cè)電阻,如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小,應(yīng)增大倍率;如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大,應(yīng)減小倍率。 7.電阻箱右圖中的電阻箱有6個(gè)旋鈕,每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率,將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù)乘以各自的倍率,從最高位依次往下讀,即可得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是接線柱。若指針?biāo)救鐖D,則阻值為84580.2。×0.1 ×10×1 ×1K 

18、15;10K×100 1 7 6 5 43 2 8 9 017 6 5 4 3 2 8 9 0 1 76 5 4 3 2 89 0 1 76 5 4 3 2 89 0 17 6 5 43 2 8 9 0 1 7 6 54 3 2 8 9 0三、重點(diǎn)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)1.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)右圖為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶。選點(diǎn)跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O ,然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A 、B 、C 、D 。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s 1、s 2、s 3 利用打下的紙帶可以:求任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v :如Ts s v c 232+=(其中T =5×0.

19、02s=0.1s 利用“逐差法”求a :(23216549T s s s s s s a +-+= 利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a :如223T s s a -= 利用v -t 圖象求a :求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各點(diǎn)的即時(shí)速度,畫出如右的v-t 圖線,圖線的斜率就是加速度a 。2.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系(胡克定律利用右圖裝置,改變鉤碼個(gè)數(shù),測(cè)出彈簧總長(zhǎng)度和所受拉力(鉤碼總重 量的多組對(duì)應(yīng)值,填入表中。算出對(duì)應(yīng)的彈簧的伸長(zhǎng)量。在坐標(biāo)系中描點(diǎn),根據(jù)點(diǎn)的分布作出彈力F 隨伸長(zhǎng)量x 而變的圖象,從而發(fā)確定F -x 間的函數(shù)關(guān)系。解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義及其單位。 該實(shí)驗(yàn)要注意

20、區(qū)分彈簧總長(zhǎng)度和彈簧伸長(zhǎng)量。對(duì)探索性實(shí)驗(yàn),要根據(jù)描出的點(diǎn)的走向,嘗試判定函數(shù)關(guān)系。(這一點(diǎn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同。3.互成角度度兩個(gè)力的合成該實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力和另一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果,看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等,就驗(yàn)證了力的合成的平行四邊形定則。 t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6T v/(ms -1B C D s 1s 2 s 3A4.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)(用描跡法該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理:平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成:一個(gè)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度等于平拋物體的初速度;另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。利用有

21、孔的卡片確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)的若干不同位置,然后描出運(yùn)動(dòng)軌跡,測(cè)出曲線任一點(diǎn)的坐標(biāo)x 和y ,利用vt x =、221gt y =就可求出小球的水平分速度,即平拋物體的初速度。 該試驗(yàn)的注意事項(xiàng)有:斜槽末端的切線必須水平。用重錘線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。如果是用白紙,則應(yīng)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),在斜槽末端懸掛重錘線,先以重錘線方向確定y 軸方向,再用直角三角板畫出水平線作為x 軸,建立直角坐標(biāo)系。每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。5.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律由于v 1、v 1/、v 2/均為水平方向,且它們的豎直下落高度都相等,所以它們飛行時(shí)間

22、相等,若以該時(shí)間為時(shí)間單位,那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP 、OM 和O /N 表示。因此只需驗(yàn)證:m 1OP =m 1OM +m 2(O /N -2r 即可。注意事項(xiàng):必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球(保證碰撞后兩小球都向前運(yùn)動(dòng)。小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來確定:用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面,圓心就是落點(diǎn)的平均位置。所用的儀器有:天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺(測(cè)小球直徑、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫紙、白紙、重錘、兩個(gè)直徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么兩小球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地,但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開始做平拋運(yùn)動(dòng),于是驗(yàn)證式就變?yōu)?m

23、1OP=m1OM+m2ON,兩個(gè)小球的直徑也不需測(cè)量了。1 2 3 4 56.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證自由下落過程中機(jī)械能守恒,圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。要多做幾次實(shí)驗(yàn),選點(diǎn)跡清楚,且第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm 的紙帶進(jìn)行測(cè)量。用刻度尺量出從0點(diǎn)到1、2、3、4、5各點(diǎn)的距離h 1、h 2、h 3、h 4、h 5,利用“勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”,算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v 2、v 3、v 4,驗(yàn)證與2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能減少量mgh 和動(dòng)能增加量221mv 是否相等。 由于摩擦和空氣阻力的影響,本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使221mv mgh

24、本實(shí)驗(yàn)不需要在打下的點(diǎn)中取計(jì)數(shù)點(diǎn)。也不需要測(cè)重物的質(zhì)量。7.用單擺測(cè)定重力加速度擺長(zhǎng)的測(cè)量:讓單擺自由下垂,用米尺量出擺線長(zhǎng)L /(讀到0.1mm ,用游標(biāo)卡尺量出擺球直徑(讀到0. 1mm 算出半徑r ,則擺長(zhǎng)L =L /+r開始擺動(dòng)時(shí)需注意:擺角要小于5°(保證做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);不要使擺動(dòng)成為圓錐擺。 必須從擺球通過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用時(shí)間,算出周期的平均值T 。改變擺長(zhǎng)重做幾次實(shí)驗(yàn),計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度,再求這些重力加速度的平均值。8用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線 實(shí)驗(yàn)所用的電流表是零刻度在中央的電流表,在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先測(cè)定電流方向與指針偏轉(zhuǎn)G G R r

25、 a a 圖1 圖2 方向的關(guān)系:將電流表、電池、電阻、導(dǎo)線按圖1或圖2 連接,其中R 是阻值大的電阻,r 是阻值小的電阻,用導(dǎo)線的a 端試觸電流表另一端,就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)是用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)。與電池正極相連的A 電極相當(dāng)于正點(diǎn)電荷,與電池負(fù)極相連的B 相當(dāng)于負(fù)點(diǎn)電荷。白紙應(yīng)放在最下面,導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上面(涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面必須向上,復(fù)寫紙則放在中間。9.測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)原理:如圖所示,入射光線AO 由空氣射入玻璃磚,經(jīng)OO 1后由O 1B 方向射出。作出法線NN 1,則折射率n=Sin /Sin 注意事項(xiàng):手拿玻璃磚時(shí),不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面,只能接觸毛

26、面或棱,嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫玻璃磚的界面;實(shí)驗(yàn)過程中,玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變;大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上,且玻璃磚每一側(cè)的兩個(gè)大頭針距離應(yīng)大一些,以減小確定光路方向造成的誤差;入射角應(yīng)適當(dāng)大一些,以減少測(cè)量角度的誤差。10.伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻有a 、b 兩種接法,a 叫(安培計(jì)外接法,b 叫(安培計(jì)內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分V A VA a b流引起的,測(cè)量值總小于真實(shí)值,小電阻應(yīng)采用外接法;內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的,測(cè)量值總大于真實(shí)值,大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。如果無法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小,可以利用試觸法:如圖將電壓表的左端接a 點(diǎn),而將右端第一次接b 點(diǎn),第

27、二次接c 點(diǎn),觀察電流表和電壓表的變化,若電流表讀數(shù)變化大,說明被測(cè)電阻是大電阻,應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量;若電壓表讀數(shù)變化大,說明被測(cè)電阻是小電阻,應(yīng)該用外接法測(cè)量。(這里所說的變化大,是指相對(duì)變化,即I /I 和U/U 。 (1滑動(dòng)變阻器的連接滑動(dòng)變阻器在電路中也有a 、b 兩種常用的接法:a 叫限流接法,b 叫分壓接法。分壓接法被測(cè)電阻上電壓的調(diào)節(jié)范圍大。當(dāng)要求電壓從零開始調(diào)節(jié),或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時(shí)應(yīng)該用分壓接法。用分壓接法時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值小的;用限流接法時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值和被測(cè)電阻接近的。(2實(shí)物圖連線技術(shù)無論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好;對(duì)限流電路,

28、只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線,從電源正極開始,把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程,滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處。VAVAa bRR 對(duì)分壓電路,應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭,比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低,根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的情況,將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。(3描繪小電珠的伏安特性曲線因?yàn)樾‰娭?即小燈泡的電阻較小(10左右所以應(yīng)該選用安培表外接法。 小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高,燈絲溫度的升高而增大,所以U-I 曲線不是直線。為了反映這一變化過程,燈泡兩端的電壓應(yīng)

29、該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動(dòng)變阻器必須選用分壓接法。在上面實(shí)物圖中應(yīng)該選用右面的那個(gè)圖,開始時(shí)滑動(dòng)觸頭應(yīng)該位于左端(使小燈泡兩端的電壓為零。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I-U 曲線如右,說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大,也就說明金屬電阻率隨溫度升高而增大。(若用U -I 曲線,則曲線的彎曲方向相反。若選用的是標(biāo)有“3.8V 0.3A ”的小燈泡,電流表應(yīng)選用0-0.6A 量程;電壓表開始時(shí)U/VI/AO(b (a 應(yīng)選用0-3V 量程,當(dāng)電壓調(diào)到接近3V 時(shí),再改用0-15V 量程。 11.把電流表改裝為電壓表、用圖(a 測(cè)定電流表內(nèi)阻r g ,方法是:先斷開S 2,閉合S 1,調(diào)節(jié)R ,使電流表滿偏

30、;然后閉合S 2,調(diào)節(jié)R /,使電流表達(dá)到半滿偏。當(dāng)R 比R /大很多時(shí),可以認(rèn)為r g =R /。(當(dāng)R 比R /大很多時(shí),調(diào)節(jié)R /基本上不改變電路的總電阻,可認(rèn)為總電流不變,因此當(dāng)電流表半滿偏時(shí),通過R /的電流也是滿偏電流的一半,兩個(gè)分路的電阻相等。實(shí)際上,S 2閉合后,總電阻略有減小,總電流略有增大,當(dāng)電流表半滿偏時(shí),通過R /的電流比通過電流表的電流稍大,即R /比r g 稍小,因此此步測(cè)量的系統(tǒng)誤差,總是使r g 的測(cè)量值偏小。其中R 不必讀數(shù),可以用電位器,R /需要讀數(shù),所以必須用電阻箱。根據(jù)r g 、I g 和擴(kuò)大后的量程,計(jì)算出需要給電流表串聯(lián)的電阻R 1的值。、用(b

31、圖把改裝的電壓表和標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對(duì)。校對(duì)要每0.5V 校對(duì)一次,所以電壓要從零開始逐漸增大,因此必須選用分壓電路。 百分誤差的計(jì)算:如果當(dāng)改裝電壓表示數(shù)為U 時(shí),標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)為U / ,則這時(shí)的百分誤差為|U -U / | / U/。如果校對(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)改裝電壓表的示數(shù)總是偏大,則應(yīng)該適當(dāng)增大R 1的阻值(使表頭的分壓減小一些,然后再次重新進(jìn)行校對(duì)。12.測(cè)定金屬的電阻率被測(cè)電阻絲的電阻較小,所以選用電流表外接法;本實(shí)驗(yàn)不要求電壓調(diào)節(jié)范圍,可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該在右端。本實(shí)驗(yàn)通過的電流不宜太大,通電時(shí)間不能太長(zhǎng),以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生明顯變化。

32、13用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻根據(jù)閉合電路歐姆定律:E=U+Ir ,本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的,電流表的示數(shù)比通過電源的實(shí)際電流小,所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差, 電阻R 的取值應(yīng)該小一些,所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。為了減小偶然誤差,要多做幾次實(shí)驗(yàn),多取幾組數(shù)據(jù),然后利用U-I 圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):將點(diǎn)描好后,用直尺畫一條直線,使盡量多的點(diǎn)在這條直線上,而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I 關(guān)系的誤差是很小的。它在U 軸上的截距就是電動(dòng)勢(shì)E (對(duì)應(yīng)的I =0,它的斜率的絕對(duì)值就是內(nèi)阻r 。(特別要注意:有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不

33、是0,求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r =|U /I |。為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些。(選用使用過一段時(shí)間的1號(hào)電池14.用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件 設(shè)定黑箱上有三個(gè)接點(diǎn),兩個(gè)接點(diǎn)間最多只能接一個(gè)元件;黑箱內(nèi)所接的元件不超過兩個(gè)。 測(cè)量步驟和判定: 用直流電壓擋測(cè)量,A 、B 、C 三點(diǎn)間均無電壓;說明箱內(nèi)無電源。 用歐姆擋測(cè)量,A 、C 間正、反接阻值不變,說明A 、C 間有一個(gè)電阻。用歐姆擋測(cè)量,黑表筆接A 紅表筆接B 時(shí)測(cè)得的阻值較小,反接時(shí)測(cè)得的阻值較大,說明箱內(nèi)有一個(gè)二極管,可能在AB 間,也可能在BC 間,如右圖中V ARSU /VI /Ao0.2 0.4 0.63.

34、0 2.0 1.0兩種可能。用歐姆擋測(cè)量,黑表筆接C紅表筆接B測(cè)得阻值比黑表筆A紅表筆接B時(shí)測(cè)得的阻值大,說明二極管在AB間。所以黑箱內(nèi)的兩個(gè)元件的接法肯定是右圖中的上圖。四、重要的演示實(shí)驗(yàn)1.用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)前應(yīng)預(yù)先計(jì)算出每滴油酸溶液中純油酸的實(shí)際體積:先了解配好的油酸溶液的濃度,再用量筒和滴管測(cè)出每滴溶液的體積,由此算出每滴溶液中純油酸的體積V 。油膜面積的測(cè)量:油膜形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,將油膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上;將玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以1cm 邊長(zhǎng)的正方形為單位,用四舍五入的方法數(shù)出油膜面積的數(shù)值S (以cm 2為單位。由d=V/S 算出油膜的厚度,即分子直徑的

35、大小。2加速度和力的關(guān)系 加速度和質(zhì)量的關(guān)系兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平桌面上,小車前端系上細(xì)線,線的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼。小車所受的水平拉力 F 的大小可以認(rèn)為等于砝碼(包括砝碼盤的重力大小。小車后端也系有細(xì)線,用一只夾子夾住兩根細(xì)線,控制兩輛小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)。由于兩個(gè)小車初速度都是零,運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同, s =21at 2a ,只要測(cè)出兩小車位移s 之比就等于它們的加速度a 之比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí),a F ,當(dāng)拉力F 相等時(shí),a 1/m 。實(shí)驗(yàn)中用砝碼(包括砝碼盤的重力G 的大小作為小車所受拉力F 的大小,這樣做會(huì)引起什么樣的系統(tǒng)誤

36、差?怎樣減小這個(gè)系統(tǒng)誤差?3.卡文迪許實(shí)驗(yàn)左下圖是卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的示意圖。其中固定在T 形架上的小平面鏡起著非常大的作用。利用光的反射定律可以把Tm 1 m 2F 1 F 2 形架的微小轉(zhuǎn)動(dòng)放大到能夠精確測(cè)量的程度。設(shè)小平面鏡到刻度尺的距離為L(zhǎng) ,T 形架兩端固定的兩個(gè)小球中心相距為l ,設(shè)放置兩個(gè)大球m / 后,刻度尺上的反射光點(diǎn)向左移動(dòng)了x ,那么在萬有引力作用下,小球向大球移動(dòng)了多少?4.描繪單擺的振動(dòng)圖象對(duì)同一個(gè)單擺,如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a 、b 所示,說明兩次拉木板的速度之比為32。對(duì)擺長(zhǎng)不同的單擺,如果兩次拉木板速度相同,說明擺的周期之比為 32,擺長(zhǎng)之比為94。5.

37、波的疊加在一根水平長(zhǎng)繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下,就分別右兩個(gè)凸起狀態(tài)1和2在繩上相向傳播。它們?cè)谙嘤龊?彼此穿過,都保持各自的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播,彼此都沒有受到影響。觀察一下:在它們相遇過程中,繩上質(zhì)點(diǎn)的最大位移出現(xiàn)在什么位置?每個(gè)點(diǎn)都有可能達(dá)到這個(gè)位移嗎?在同一根繩子上,各種頻率的波傳播速度都是相同的。ab6.擴(kuò)散現(xiàn)象裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上,中間用玻璃板隔開。抽去玻璃板,過一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn),兩種氣體混合在一起,上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致。擴(kuò)散現(xiàn)象也證明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。從熱力學(xué)第一定律分析一下:設(shè)環(huán)境溫度不變。在擴(kuò)散過程中,瓶中氣體將吸熱還是

38、放熱?這個(gè)實(shí)驗(yàn)也證明擴(kuò)散現(xiàn)象有方向性。 7. 絕熱過程,做功改變物體內(nèi)能用打氣筒向容器中打氣到一定壓強(qiáng),穩(wěn)定后讀出靈敏溫度計(jì)的讀數(shù)。打開卡子,氣體迅速?zèng)_開膠塞,溫度將會(huì)明顯降低。(U=Q+W,作用時(shí)間極短,來不及熱交換,是絕熱過程,因此Q=0,而W為負(fù),所以U必然為負(fù),即氣體內(nèi)能減小,溫度降低。迅速向下壓活塞,玻璃氣缸內(nèi)的硝化棉會(huì)燃燒起來(U=Q+W,也是絕熱過程,Q=0, W為正,所以U為正,氣體內(nèi)能增大,溫度升高,達(dá)到硝化棉的燃點(diǎn),因此被點(diǎn)燃。這就是柴油機(jī)的工作原理。8.平行板電容器的電容 靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大,金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中,靜電計(jì)

39、指針和A 板等電勢(shì),靜電計(jì)金屬殼和B 板等電勢(shì),因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A 、B 兩極板間的電壓越高。本實(shí)驗(yàn)中,極板帶電量不變。三個(gè)圖依次表示:正對(duì)面積減小時(shí)電壓增大;板間距離增大時(shí)電壓增大;插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由UU Q C 1=知,這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C 和S 、d 、的關(guān)系是dS C 。思考:如何測(cè)量電容器兩極板間的電壓? 9.磁電式電表原理圓柱形鐵芯的作用是在磁鐵兩極和鐵芯間生成均勻地輻向分布的磁場(chǎng)。不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度,線圈平面都跟磁感線平行,線圈受到的安培力矩的大小只跟電流大小成正比。線圈繞在鋁框上,線圈的兩端分別和兩個(gè)螺旋彈簧相接,被測(cè)電流由這兩個(gè)彈

40、簧流入線圈。鋁框可以起到電磁阻尼的作用。指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向有關(guān)。因此根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向,可以知道被測(cè)電流方向。10.研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系(方 法與畫電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)相同。電鍵閉合和斷開時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過程中、電鍵閉合后線圈A 在B 中插入、拔出時(shí),都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明有電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線圈A 在B 中不動(dòng)時(shí),電流表指針都不動(dòng),說明無電流產(chǎn)生。結(jié)論:閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。11.單縫衍射 從圖中看出:當(dāng)狹縫寬度在0.5mm 以上時(shí),縫越窄亮斑也越窄;

41、當(dāng)狹縫寬度在0.5mm 一下時(shí),縫越窄中央亮條越寬,整個(gè)亮斑范圍越寬,亮紋間距越大。12.小孔衍射和泊松亮斑 小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。區(qū)別是:泊松亮斑中心亮斑周圍的暗斑較寬。13.倫琴射線管電子被高壓加速后高速射向?qū)﹃帢O,從對(duì)陰極上激發(fā)出X 射線。在K 、A 間是陰極射線即高速電子流,從A 射出的是頻率極高的電磁波,即X 射線。X 射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=h 計(jì)算。 1.5mm 0.7mm 0.4mm 0.2mm0.1mm14.粒子散射實(shí)驗(yàn)全部裝置放在真空中。熒光屏可以沿 著圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng),用來統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的粒子的數(shù)目。觀察結(jié)果是,絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方

42、向前進(jìn),但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。15.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)把一塊擦得很亮的鋅板連接在靈每驗(yàn)電器上,用弧光燈照鋅板,驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度,表明鋅板帶了電.進(jìn)一步檢查知道鋅板帶( 電。這表明在弧光燈的照射下,鋅板中有一部分( 從表面飛了出去鋅板中少了( ,于是帶( 電。五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例例1.略測(cè)定玩具手槍子彈射出時(shí)的初速度。除玩具手槍外,所給的測(cè)量?jī)x器為:只有秒表;只有米尺。解:若只有秒表,可如圖(a ,將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子彈,用秒表記下從發(fā)射到子彈落會(huì)地面所用的時(shí)間t ,則子彈上升的時(shí)間為t/2,故子彈初速度v 0=gt /2。若只有米尺,可如圖(b ,將玩具手槍子彈從某一高度處

43、水平射出,用米尺測(cè)量射出時(shí)離地面的高度h 和水平射程s ,則子彈初速度hg s t s v 20=。 例2.利用如圖所示的一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵,測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并用筆畫線作導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。解:與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相比,用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測(cè),由電壓、電阻就可以算出電流。電路圖如右。實(shí)驗(yàn)方法有兩種:改變電阻箱阻值,讀出兩組外電阻和對(duì)應(yīng)的路端電壓值R 1、U 1、R 2、U 2,根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩種情況下的方程,r R UU E r R U U E 222111,+=+ =。v 0v 0

44、 hs(a (bV17 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 54 3 2 8 9 0 ×1 7 6 5 4 32 8 9 0 1 7 6 5 43 2 8 9 0 1 7 6 54 3 2 8 9 0 1 7 65 4 3 2 8 9 0 1 76 5 4 3 2 8 9 0 17 6 54 3 2 8 9 0 ×解這個(gè)方程組可得E 和r :(2112212121122121,R U R U R R U U

45、r R U R U U U R R E -=-=。改變電阻箱阻值,讀出電壓表對(duì)應(yīng)的示數(shù),多測(cè)幾組數(shù)據(jù),利用U-I 圖象求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。這樣偶然誤差會(huì)更小一些。該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由于電壓表的分流引起的。所以選取電阻箱阻值時(shí)不宜太大,電壓表則應(yīng)該選用內(nèi)阻較大的。如果只給出電阻箱和電流表,同樣可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。例3.某同學(xué)在研究彈簧振子的周期和振子質(zhì)量的關(guān)系時(shí),利用同一根彈簧,記錄了不同振子質(zhì)量對(duì)應(yīng)的周期值如下表:他在T-m 坐標(biāo)系中根據(jù)此表描點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)T 、m 間不是正比關(guān)系,而好象是T 2m 關(guān)系,請(qǐng)你進(jìn)一步驗(yàn)證這一猜想是否正確?解:可以根據(jù)表中的T 值計(jì)算出相應(yīng)的T 2值填入表中,

46、畫出對(duì)應(yīng)的 T 2-m 圖象。如果所描出的點(diǎn)很接近在一條過原點(diǎn)的直線上,就可以確認(rèn)T2m 關(guān)系成立。在給出的表中增加一行對(duì)應(yīng)的T 2(s 2值:m (g 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 T (s 0.40 0.57 0.69 0.80 0.89 0.98 T 2(s 20.160.320.480.640.790.96如圖作出T 2-m 圖象:得到的6個(gè)點(diǎn)可以認(rèn)為在同一條直線上,因此可以確定T 2mm (g 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 T (s0.400.570.690.800.890.98T 2/s 2m關(guān)系成立。例4.某同學(xué)利用一架固定

47、好的自動(dòng)相機(jī),用同一張底片多次曝光的方法,拍下了一輛小轎車啟動(dòng)后不久做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的照片。相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔為2.0s 。已知小轎車的車長(zhǎng)為4.5m .他用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度關(guān)系,結(jié)果如圖所示。請(qǐng)你估算這輛小轎車的加速度a 和小轎車在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的即時(shí)速度大小v 。解:從照片上可得,刻度尺的1厘米相當(dāng)于實(shí)際長(zhǎng)度3m 。量出前后兩段位移分別為4.00cm 和6.70cm ,對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移分別為12m 和20.1m ,由S=aT 2可得a =2.0m/s 2,再根據(jù)這4秒內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的即時(shí)速度,可得照片中第2個(gè)像對(duì)應(yīng)的速度v=8.0m/s 。例5.如圖所示,是用

48、高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖。其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U 時(shí)所帶的電荷量Q ,從而求出其電容C 。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下: 按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路;接通電鍵S ,調(diào)節(jié)電阻箱R 的阻值,使微安表的指針接近滿刻度.記下這時(shí)的電壓表讀數(shù)U 0=6.2V 和微安表讀數(shù)I 0=490A ;斷開電鍵S 并同時(shí)開始計(jì)時(shí),每隔5s 或10s 讀一次微安表的讀數(shù)i ,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (cmi / A0 20 40 60 80 t /s600 500 400 300 200 100 AVSC R將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中;根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù),以t 為橫坐標(biāo),i

49、為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)(右圖中用“×”表示。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖象,可以估算出當(dāng)電容器兩端電壓為U 0時(shí)該電容器所帶的電荷量Q 0約為_C ,從而算出該電容器的電容約為_F 。 解:按照?qǐng)D中的點(diǎn),用光滑曲線把它們依次連接起來,得到i-t 圖線,圖線和橫軸所圍的面積就是放電量,即原來電容器的帶電量。每小格相當(dāng)于2.5×10-4C ,用四舍五入法數(shù)得小方格有32個(gè),所以Q 0=8×10-3C 。再由C= Q 0/ U 0,得C =1.3×10-3F 。 例6.某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。所用的鉤碼每只的質(zhì)量都是30

50、g ,他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度,再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端,每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度,將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。(彈力始終未超過彈性限度,取g =9.8m/s 2試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在右圖給定的坐標(biāo)紙上作出彈簧所受彈力大小F 跟彈簧總長(zhǎng)L 之間的函數(shù)關(guān)系圖線,說明圖線跟坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。 上一問所得圖線的物理意義?該彈簧的勁度k 是多大?解:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出的點(diǎn),基本上在同一條直線上。可以判定F 和L 間是一次函數(shù)關(guān)系。畫一條直線,使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上,不在直線上的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)。該圖線跟橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧的原長(zhǎng)。圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小

51、和彈簧伸長(zhǎng)量大小成正比。由xF k =可得k =25N/m 。F /Nx /10-2m568 10 121.6 1.20.8 0.40 砝碼質(zhì)量(g0 30 60 90 120 150 彈簧總長(zhǎng)(cm 6.00 7.15 8.34 9.48 10.64 11.79 彈力大小(N例7.在上海市青少年校外活動(dòng)營(yíng)地“東方綠舟”內(nèi)有一個(gè)綠色能源區(qū),同學(xué)們可以在這里做太陽能和風(fēng)能的研究性實(shí)驗(yàn)。某同學(xué)為了測(cè)定夏季中午單位面積上、單位時(shí)間內(nèi)獲得的太陽能,制作了一個(gè)太陽能集熱裝置、實(shí)驗(yàn)器材有:(a 內(nèi)壁涂黑的泡沫塑料箱一個(gè),底面積為1m 2;(b 給你盛水塑料袋一個(gè);(c 溫度計(jì)一個(gè);(d 玻璃板一塊(約1m

52、 2。如右圖所示。有一塊斜坡草地,太陽光垂直照射到草地表面,請(qǐng)將上述實(shí)驗(yàn)器材按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求畫在右圖中。已知水的比熱容c ,被水吸收的熱量Q 與水的質(zhì)量m 、水溫升高量t 間的關(guān)系是Q=cm t ,則為了測(cè)定中午單位面積上、單位時(shí)間內(nèi)獲得的太陽能,除了需要測(cè)量m 、t外,還應(yīng)測(cè)量的物理量是 。本實(shí)驗(yàn)會(huì)有一定誤差,試寫出一條產(chǎn)生誤差的主要原因: 。解:裝置圖如右。還應(yīng)該測(cè)量的物理量是溫度t 。產(chǎn)生誤差的主要原因是太陽能沒有全部被水吸收。 (a (b (c (d六、實(shí)驗(yàn)練習(xí)題1.按照有效數(shù)字規(guī)則讀出以下各游標(biāo)尺的測(cè)量值.讀數(shù)為_cm. 讀數(shù)為_mm.讀數(shù)為_m. 讀數(shù)為_cm. 讀數(shù)為_cm.2.按

53、照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表的測(cè)量值.1 23 05 1015V 0 0.2 0.40.6 0 1 23 A接03V量程時(shí)讀數(shù)為_V. 接03A量程時(shí)讀數(shù)為_A.接015V量程時(shí)讀數(shù)為_V. 接00.6A量程時(shí)讀數(shù)為_A.3.多用電表表頭的示意圖如右。當(dāng)指針位置如圖中灰三角箭頭所示,則測(cè)量的是_,測(cè)量結(jié)果為_.當(dāng)指針位置如圖中白三角箭頭所示,則測(cè)量的是_,測(cè)量結(jié)果為_.當(dāng)指針位置如圖中黑三角箭頭所示,則測(cè)量的是_,測(cè)量結(jié)果為_.當(dāng)指針位置如圖中黑三角箭頭所示,正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小,那么接下來的操作步驟應(yīng)該依次為:_,_,_.測(cè)量結(jié)束后應(yīng)將選擇開關(guān)撥到_或者_(dá).無論用多用電表進(jìn)行何種(直

54、流測(cè)量,電流都應(yīng)該從_表筆經(jīng)_插孔流入電表。4.用螺旋測(cè)微器測(cè)量長(zhǎng)度時(shí),可以精確到_m,讀數(shù)應(yīng)該讀到_mm.讀出下列四種情況下的測(cè)量結(jié)果。+ 灰白黑 _mm 。_cm 。 _m 。 _×10-3m 。 5 .如圖是一個(gè)游標(biāo)卡尺。圖中a 、b 、c 分別叫做_、_、_.如圖有一個(gè)小型氣缸,欲測(cè)量其所用材料的體積V ,需要測(cè)量高度H ,深度h ,外徑D ,內(nèi)徑d ,應(yīng)該分別用游標(biāo)卡尺的哪一部分?(用字母表示_,_,_.在測(cè)量外徑時(shí),游標(biāo)卡尺的尺面應(yīng)該跟氣缸底面垂直還是平行?_.為減小偶然誤差,要求測(cè)量4四次,那么每測(cè)量一次后應(yīng)將氣缸繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)_度. 用測(cè)量結(jié)果表示V 的表達(dá)式為:_.6.右圖是千分尺的示意圖.圖中所標(biāo)的各部分依次叫做: _,_,_._,_,_ .在測(cè)量時(shí),當(dāng)快要接觸被測(cè)物體時(shí),要停止使用_,改用_,目的