板塊結(jié)構(gòu)問題的整合歸類——實(shí)驗(yàn)VIP

1、板塊結(jié)構(gòu)問題的整合歸類實(shí)驗(yàn)一. 教學(xué)內(nèi)容：板塊9 實(shí)驗(yàn)二. 內(nèi)容概述：實(shí)驗(yàn)的理論分析 實(shí)驗(yàn)的操作方法三. 內(nèi)容提要：1. 實(shí)驗(yàn)理論分析包括對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，和對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的選擇。（1）實(shí)驗(yàn)的主要思想方法等效法、累積法、控制變量法、留跡法（2）實(shí)驗(yàn)的一般原則可行性原則、準(zhǔn)確性原則、操作性原則（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理列表法、作圖法、平均值法（4）實(shí)驗(yàn)誤差分析絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差、系統(tǒng)誤差與偶然誤差2. 物理實(shí)驗(yàn)的操作方法：（1）基本儀器主要有：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、溫度計(jì)、氣壓計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱。（2）一般儀器的使用規(guī)則： 觀察儀器、掌

2、握儀器所能測(cè)量的物理量，測(cè)量范圍及所用的單位。 檢查儀器的零點(diǎn)及回零情況 掌握儀器的安裝、調(diào)節(jié)規(guī)則【典型例題】例1 如圖1所示是用螺旋測(cè)微器測(cè)量一個(gè)小鋼球的直徑的示數(shù)，此讀數(shù)應(yīng)是 。圖1解析：螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是：先從固定刻度尺上讀出半毫米以上的長度；然后找出可動(dòng)刻度上的第幾條刻度線與固定刻度尺上的水平橫線重合，從而讀出半毫米以下的刻度，并注意再估讀一位數(shù)字；最后將兩次讀數(shù)相加就是所要測(cè)量的正確讀數(shù)。本題可用公式：讀數(shù)值固定刻度示數(shù)（）+可動(dòng)刻度示數(shù)（最小分度值0.01mm），計(jì)算得8.600mm。例2 在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮條的一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡皮條的另

3、一端拉到某一確定的O點(diǎn)，以下操作中錯(cuò)誤的是（ ） A. 同一次實(shí)驗(yàn)過程中，O點(diǎn)位置允許變動(dòng)B. 實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度C. 實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)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，把橡皮條另一端拉到O點(diǎn)D. 實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧秤之間夾角應(yīng)取，以便于算出合力大小。解析：實(shí)驗(yàn)中有嚴(yán)格的要求：（1）結(jié)點(diǎn)O不允許移動(dòng)；（2）彈簧秤不要達(dá)到最大量程，因?yàn)橐粋€(gè)達(dá)到最大，另一個(gè)將不好調(diào)整；（3）兩個(gè)彈簧秤的拉力夾角不易過大，也不易過小，取也可以，但并不是必須取。所以，本題操作中錯(cuò)誤的是A、C、D。例3 用游標(biāo)為

4、50分度的卡尺（測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.02 mm）測(cè)定某圓筒的內(nèi)徑時(shí)，卡尺上的示數(shù)如圖2所示?？勺x出圓筒的內(nèi)徑為 mm。圖2解析：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法是：以游標(biāo)上0刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀出整毫米數(shù)52mm，再看游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺上某一刻度線對(duì)齊，由游標(biāo)上讀出毫米以下的小數(shù)。所以圓筒的內(nèi)徑為：L=主尺上整毫米數(shù)L1+游標(biāo)上的毫米以下的小數(shù)L2=52.12mm。例4 用多用電表測(cè)電阻時(shí)，（1）每次換擋后，需重新 ，再進(jìn)行測(cè)量。（2）如果表的指針偏轉(zhuǎn)過大，為使測(cè)量比較精確，應(yīng)將選擇開關(guān)撥至倍率較 （或“大”或“小”）的擋位上。（3）某次測(cè)量時(shí)，表的指針位置如圖3所示，則該電阻的測(cè)量值是 。圖3解析：

5、（1）使用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，每次測(cè)量前或換擋后都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。若調(diào)零時(shí)發(fā)現(xiàn)指針總調(diào)不到零位置，說明電池太舊了，應(yīng)更換舊電池。（2）用歐姆擋時(shí)，指針指在刻度盤的中間都分時(shí)測(cè)量誤差最小，所以測(cè)量電阻時(shí)，要求指針停在表盤的之間。因此測(cè)量待測(cè)電阻時(shí)應(yīng)選擇合適的倍率擋位，使測(cè)量值盡量準(zhǔn)確。本題指針偏轉(zhuǎn)過大，說明阻值很小，應(yīng)換倍率較小的擋位測(cè)量。（3）讀數(shù)方法為：被測(cè)電阻R=表盤刻度數(shù)（整刻度數(shù)+估讀數(shù)）×擋位選擇倍數(shù)。本題被測(cè)電阻。例5 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50H z，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg。實(shí)驗(yàn)中得到一

6、條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖4所示。把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能的減少量等于 J，動(dòng)能的增加量等于 J。（取三位有效數(shù)字）圖4解析：在驗(yàn)證機(jī)械守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)重物拖動(dòng)紙帶自由下落時(shí)，由于空氣阻力及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦，重力勢(shì)能的減少應(yīng)大于動(dòng)能的增加。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有，故重力勢(shì)能減少為，動(dòng)能的增加應(yīng)為。例6 量程為3V的電壓表，代號(hào)為V，其內(nèi)阻大約為，現(xiàn)要求測(cè)出電壓表內(nèi)阻的精確值，實(shí)驗(yàn)室中

7、可提供的器材有： 取值范圍為的電阻箱，代號(hào)為，在本實(shí)驗(yàn)中通過電阻箱的電流不會(huì)超過所允許的最大電流； 最大電阻為1000、最大電流為0.2A的變阻器，代號(hào)為； 開路電壓約為5V、內(nèi)阻可忽略不計(jì)的電源，代號(hào)為E； 開關(guān)，代號(hào)為S； 供連接用的導(dǎo)線若干條。（1）選用這些器材設(shè)計(jì)一個(gè)易于操作的測(cè)量電路，要求畫出線路圖，并標(biāo)出所選器材代號(hào)；（2）列出測(cè)量步驟，并寫出計(jì)算電壓表內(nèi)阻的最后公式（不需要寫出推導(dǎo)過程）。解析：（1）求解問題的一種思路是，只要能同時(shí)測(cè)出電壓表兩端的電壓和流經(jīng)電壓表的電流，就可以精確地求出電壓表的內(nèi)阻。但是題目所提供的器材中沒有電流表，因此就需要分兩次測(cè)量電壓表兩端的電壓，用兩組數(shù)

8、據(jù)來算出電壓表的內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)電路如圖5所示。圖5（2）測(cè)量步驟如下： 將待測(cè)電壓表V、電阻箱、電源E和開關(guān)S按圖示電路用導(dǎo)線連成測(cè)量電路。 把調(diào)至最大時(shí)，閉合開關(guān)S，接通電路。 調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的指針指向3V（滿偏），記下此時(shí)的阻值。 增大電阻箱的阻值，使得電壓表的指針指向1.5V（半偏），記下此時(shí)的阻值。計(jì)算電壓表內(nèi)阻的公式為：，故【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘）1. 在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，首先要確定電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系。（1）實(shí)驗(yàn)中所用電流表量程為，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，待選的保護(hù)電阻有三種，應(yīng)選用 。（2）已測(cè)得電流表指針向左偏時(shí)，電流由接線柱接入。由于

9、某種原因，螺線管副線圈上的繞線標(biāo)記沒有了，需要通過實(shí)驗(yàn)查找繞線方向，如圖1所示。當(dāng)磁鐵N極插入線圈時(shí)，電流表指針向左偏，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出副線圈的繞線方向。（3）在圖1中，若是條形磁鐵的S極在下端，當(dāng)把磁鐵從螺線管中拔出時(shí)，電流表的指針應(yīng)向 偏。圖12. 圖2中（甲）所示是演示單擺振動(dòng)圖象的裝置，當(dāng)盛砂漏斗下面的薄木板N被勻速地拉動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)著的漏斗中漏出的砂在板上形成一條曲線，顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。板上的直線代表時(shí)間軸。圖中（乙）是兩個(gè)擺中的砂在各自木板上形成的曲線。若拉動(dòng)、的速度和的關(guān)系為，則板、上曲線所代表的振動(dòng)周期T1和T2的關(guān)系為（ ）A. B. C. D. 圖23. 實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有

10、器材如實(shí)物圖3（甲）所示，有：電池E，電動(dòng)勢(shì)約10V，內(nèi)阻約；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻約為；電流表A2，量程，內(nèi)阻約為；電流表A3；量程，內(nèi)阻約為；電阻箱R1，最大阻值，阻值最小改變量為；滑線變阻器，最大阻值；開關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求用圖3（乙）所示的電路測(cè)定圖中電流表A的內(nèi)阻。（1）在所給的三個(gè)電流表中，哪幾個(gè)可用此電路精確測(cè)出其電阻？（2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象，在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路。（3）你要讀出的物理量是 ，用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是 。圖3【試題答案】1. 解析：（1）根據(jù)電流表的量程和電源電動(dòng)勢(shì)可算出回路中最小的保護(hù)電阻為：故保護(hù)電阻應(yīng)選R1（2）根據(jù)楞次定律，可判斷出副線圈的繞線方向如圖4所示。（3）若S極在下端，拔出時(shí)線圈中向上的磁通量要減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙它減少，必產(chǎn)生向上的磁場(chǎng)，用右手定則判斷可知電流表的指針向左偏。圖42. 從圖（乙）中的兩條曲線可以看出，在同一段長度內(nèi)，擺1完成了一個(gè)完整的振動(dòng)，而擺2完成了兩個(gè)完整的振動(dòng)，即，。 ， ，選項(xiàng)D