高考物理中常用的學(xué)生實(shí)驗(yàn)(16個(gè))

1、高考物理中常用的學(xué)生實(shí)驗(yàn)（16個(gè)）（不同地區(qū)可自選挑選）考綱要求：實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)1：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)2：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)3：驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)4：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)5：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)6：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)7：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)8：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)9：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)10：測(cè)定金屬的電阻率（同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器）實(shí)驗(yàn)11：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)12：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)13：練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)14：傳感器的簡(jiǎn)單使用實(shí)驗(yàn)15：測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)16：用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)1要求會(huì)正確使用的儀器主要有：刻度尺、游

2、標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等。2要求認(rèn)識(shí)誤差問題在實(shí)驗(yàn)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(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源；不要求計(jì)算誤差。3要求知道有效數(shù)字的概念，會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測(cè)量的結(jié)果。間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求實(shí)驗(yàn)命題趨勢(shì)分析（一）考情分析：通過往年高考數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以看出，實(shí)驗(yàn)專題涉及的考點(diǎn)主要有：常用的基本物理實(shí)驗(yàn)儀器、物理分組實(shí)驗(yàn)、重要演示實(shí)驗(yàn)?？疾橹幸髮W(xué)生具有獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力，包括理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?，了解材料?/p>

3、用具，掌握實(shí)驗(yàn)方法步驟，會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，會(huì)處理實(shí)驗(yàn)安全問題，會(huì)觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。要求學(xué)生能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過的自然科學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題。（二）考向走勢(shì)：儀器的使用是實(shí)驗(yàn)考核的基礎(chǔ)內(nèi)容。無論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還是原理分析，往往都涉及基本儀器的使用，所以一些基本儀器的原理、使用方法、注意事項(xiàng)和讀數(shù)等，在近幾年的高考試題中不斷出現(xiàn)，長(zhǎng)度和電路量的測(cè)量及相關(guān)儀器的使用是出題最頻繁的知識(shí)點(diǎn)。近年來，高考實(shí)驗(yàn)題已跳出了課本分組實(shí)驗(yàn)的范圍，不僅延伸到演示實(shí)驗(yàn)中，而且出現(xiàn)了遷移類實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，甚

4、至還出現(xiàn)了“研究性學(xué)習(xí)”類實(shí)驗(yàn)。這類試題對(duì)考生的要求較高，要求考生能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中，能深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，還要具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。（三）高考中涉及到的實(shí)驗(yàn)類型及處理思路：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題在近年來高考題中頻繁出現(xiàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可分為遷移類實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、“研究性學(xué)習(xí)”類實(shí)驗(yàn)等類型。1遷移類實(shí)驗(yàn)：這類實(shí)驗(yàn)題具有如下特點(diǎn)：它們基本上都不是課本上現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)，但其原理、方法以及所要求的知識(shí)均是學(xué)生所學(xué)過的，即用“學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法”、“用過的儀器”進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)，以考查其基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屠斫?、推理、遷移的能力。解決這類問題的基本思路和方法是：

5、仔細(xì)閱讀題目，理解題意，在了解所介紹的實(shí)驗(yàn)儀器的基本原理、使用方法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用以前所學(xué)過的知識(shí)、使用過的儀器和做過實(shí)驗(yàn)的方法，進(jìn)行情景遷移、聯(lián)想類比，就可解決問題。2應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)：這類實(shí)驗(yàn)題具有如下特點(diǎn)：它們基本上以生活、生產(chǎn)和現(xiàn)代科技中的某一實(shí)際問題為背景立意命題，且多以信息題的形式出現(xiàn)，要求學(xué)生能夠從題給的文字、圖表中捕獲有效信息，運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)來解答。解決這類問題的基本思路和方法是：在熟悉各種儀器的使用的前提下，仔細(xì)閱讀題目，理解題意，從題給的文字、圖表中捕獲有效信息，從中找出規(guī)律，通過聯(lián)想、等效、類比等思維方法建立與新情景對(duì)應(yīng)的物理模型，并在舊知識(shí)與物理模型之間架設(shè)橋梁，并將舊知識(shí)

6、遷移并運(yùn)用到新情景中去，然后進(jìn)行推理、計(jì)算，從而解決問題。3設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)：這類實(shí)驗(yàn)一般要求學(xué)生根據(jù)題目提出的目的、要求和給出的器材，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。要求深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中，進(jìn)而設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。解決這類問題的基本思路和方法是：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行可行性分析，篩選確定最佳方案根據(jù)所定方案選擇實(shí)驗(yàn)器材擬定實(shí)驗(yàn)步驟對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并進(jìn)行誤差分析。值得一提的是，依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)遵循科學(xué)性，可行性，精確性，簡(jiǎn)便、直觀性

7、這四條基本原則。4“研究性學(xué)習(xí)”類實(shí)驗(yàn)：這類實(shí)驗(yàn)題具有如下特點(diǎn)：以學(xué)生在開展研究性學(xué)習(xí)的活動(dòng)中所遇到的問題為背景命題，要求學(xué)生根據(jù)題給條件設(shè)計(jì)某些實(shí)驗(yàn)方案，或給出一些儀器（或?qū)嶒?yàn)步驟）來求解某個(gè)物理量，或?qū)δ承┰O(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)，分析其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到規(guī)律，并對(duì)可能產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析。如果試題是要求設(shè)計(jì)方案，其答案往往具有開放性，側(cè)重考查學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。如果試題是對(duì)某些設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)和誤差分析，則要求學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。解決這類問題的基本思路和方法是：在熟悉各種儀器的使用方法、基本實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟的前提下，仔細(xì)閱讀題目，理解題意，根據(jù)題給要求，廣泛聯(lián)想，設(shè)計(jì)出合理的

8、實(shí)驗(yàn)方案即可。當(dāng)然，所設(shè)計(jì)出的方案應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。對(duì)于數(shù)據(jù)處理和誤差分析的試題，則應(yīng)根據(jù)題目所給的文字、圖表等信息進(jìn)行分析，找出各物理量之間的關(guān)系（定性或定量的關(guān)系）并總結(jié)出其變化規(guī)律，把握問題的本質(zhì)特征。實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)對(duì)策一 高中物理實(shí)驗(yàn)常用基礎(chǔ)知識(shí)（一）常用實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法1控制變量法：如：在“驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)”中，加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系控制。在“研究單擺的周期”中，擺長(zhǎng)、偏角和擺球質(zhì)量的關(guān)系控制等等。2理想化方法：用伏安法測(cè)電阻時(shí)，選擇了合適的內(nèi)外接方法，一般就忽略電表的非理想性。3等效替代法：某些量不易測(cè)量，可以用較易測(cè)量的量替代，從而簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)。在“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中

9、，兩球碰撞后的速度不易直接測(cè)量，在將整個(gè)平拋時(shí)間定為時(shí)間單位后，速度的測(cè)量就轉(zhuǎn)化為對(duì)水平位移的測(cè)量了。4模擬法：當(dāng)實(shí)驗(yàn)情景不易創(chuàng)設(shè)或根本無法創(chuàng)設(shè)時(shí)，可以用物理模型或數(shù)學(xué)模型等效的情景代替，盡管兩個(gè)情景的本質(zhì)可能根本不同?！懊枥L電場(chǎng)中的等勢(shì)線”的實(shí)驗(yàn)就是用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)。5微小量放大法：微小量不易測(cè)量，勉強(qiáng)測(cè)量誤差也較大，實(shí)驗(yàn)時(shí)常采用各種方法加以放大。卡文迪許測(cè)定萬有引力恒量，采用光路放大了金屬絲的微小扭轉(zhuǎn)；在觀察玻璃瓶受力后的微小形變時(shí)，使液體沿細(xì)玻璃管上升來放大瓶?jī)?nèi)液面的上升。（二）常見實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集方法1利用測(cè)量工具直接測(cè)量基本物理量模塊基本物理量測(cè)量?jī)x器力學(xué)長(zhǎng)度刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)

10、微器時(shí)間秒表（停表）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器質(zhì)量（力）天平（彈簧秤）電學(xué)電阻（粗測(cè)）歐姆表、電阻箱電流（電壓）電流表（電壓表）熱學(xué)溫度溫度計(jì)2常見間接測(cè)量的物理量及其測(cè)量方法有些物理量不能由測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量，這時(shí)，可利用待測(cè)量和可直接測(cè)量的基本物理量之間的關(guān)系，將待測(cè)物理量的測(cè)量轉(zhuǎn)化為基本物理量的測(cè)量。模塊待測(cè)物理量基本測(cè)量方法力學(xué)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(cè)量m、v電學(xué)電阻（精確測(cè)量）根據(jù)轉(zhuǎn)化為測(cè)量U、I（伏安法）；電阻箱（半偏、替代）電源電動(dòng)勢(shì)根據(jù)EUIr轉(zhuǎn)化為測(cè)量U、I 然后聯(lián)立方程求解或運(yùn)用圖像處理（三）常用實(shí)驗(yàn)誤差的控制方法為了減小由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而引起的

11、偶然誤差，常需要采用以下方法控制實(shí)驗(yàn)誤差。1多次測(cè)量求平均值，這是所有實(shí)驗(yàn)必須采取的辦法，也是做實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有的基本思想。2積累法。一些小量直接測(cè)量誤差較大，可以累積起來測(cè)量，以減小誤差。“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小周期的測(cè)量誤差，不是測(cè)量完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，而是測(cè)量完成3050次全振動(dòng)的時(shí)間。（四）常用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法1列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí)，常將數(shù)據(jù)列成表格。數(shù)據(jù)列表可以簡(jiǎn)單而又明確的表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，有助于找出物理量之間的規(guī)律性的聯(lián)系。列表的要求是寫明表的標(biāo)題或加上必要的說明；必須交待清楚表中各符號(hào)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(cè)量結(jié)果

12、的有效數(shù)字。2作圖法：用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中最常用的方法之一。用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)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(diǎn)等可以研究物理量之間的變化及其關(guān)系，找出規(guī)律。作圖的規(guī)則是：作圖一定要用坐標(biāo)紙坐標(biāo)紙的大小要根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)有效數(shù)字的多少和結(jié)果的需要來定；要標(biāo)明坐標(biāo)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(biāo)明數(shù)值；圖上連線要是光滑曲線（或直線），連線時(shí)不一定要通過所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而是要使數(shù)據(jù)點(diǎn)在線的兩側(cè)合理的分布；在圖上求直線的斜率時(shí)，要選取線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)，不一定要取原來的數(shù)據(jù)點(diǎn)；作圖時(shí)常設(shè)法使圖線線性化，即“化曲為直”。3平均值法：將

13、測(cè)定的若干組數(shù)相加求和，然后除以測(cè)量次數(shù)必須注意，求取平均值時(shí)應(yīng)該按原來測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度決定保留的位數(shù)。4逐差法：這就是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算加速度時(shí)用到的方法，這種方法充分利用了測(cè)量數(shù)據(jù)，具有較好的取平均的效果。（五）有關(guān)誤差分析的問題要求認(rèn)識(shí)誤差問題在實(shí)驗(yàn)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(cè)量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源；不要求計(jì)算誤差。要熟練掌握常見實(shí)驗(yàn)的誤差情況及分析方法。二 常用基本儀器的使用與讀數(shù)物理考試說明中要求學(xué)生熟練掌握的基本儀器有13種，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和滑動(dòng)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(biāo)

14、卡尺、螺旋測(cè)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(shí)有涉及，應(yīng)為本專題的復(fù)習(xí)重點(diǎn)。凡涉及需要估讀的儀器應(yīng)當(dāng)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(diǎn)所在。（一）測(cè)量?jī)x器使用常規(guī)對(duì)于測(cè)量?jī)x器的使用，首先要了解測(cè)量?jī)x器的量程、精度、使用注意事項(xiàng)和讀數(shù)方法。1關(guān)于量程問題：這是保護(hù)測(cè)量?jī)x器的一項(xiàng)重要參數(shù)，特別是天平、彈簧秤、溫度計(jì)、電流表、電壓表和多用電表等，超量程使用會(huì)損壞儀器，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況選擇量程適當(dāng)?shù)膬x器。在使用電流表、電壓表時(shí)，選用量程過大的儀器，采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過小，會(huì)造成相對(duì)誤差較大，應(yīng)選擇使測(cè)量值位于電表量程的1/3

15、以上的電表；使用多用電表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋n位，使歐姆表的示數(shù)在電表的中值附近。2關(guān)于精度問題：所選用儀器的精度直接影響著測(cè)量讀數(shù)的有效數(shù)字的位數(shù)，因此應(yīng)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(cè)微器和秒表的最小分度是一定的。但游標(biāo)卡尺上游標(biāo)尺的最小分度、天平游碼標(biāo)尺的最小分度、彈簧秤和溫度計(jì)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(huì)因所選擇的檔位不同而造成最小分度值有所不同，因此在進(jìn)行這些儀器的讀數(shù)時(shí)，一定要看清所選的檔位。3使用注意事項(xiàng)：一般不同的儀器在使用中都有其特殊的要求，以下幾點(diǎn)要特別注意：天平在進(jìn)行測(cè)量前應(yīng)先調(diào)平衡。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

16、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調(diào)零，被測(cè)電阻要與電路斷開，使用完畢要將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)至交流電壓最高檔或“OFF”檔。滑動(dòng)變阻器、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?dòng)變阻器采用限流接法時(shí)，滑動(dòng)觸片開始應(yīng)位于變阻器阻值最大的位置；滑動(dòng)變阻器采用分壓接法時(shí)，滑動(dòng)觸片開始應(yīng)位于分壓為零的位置。電阻箱開始應(yīng)處于阻值最大狀態(tài)，調(diào)整電阻箱的阻值時(shí)，不能由大到小發(fā)生突變，以免因?yàn)樽柚颠^小而燒壞電阻箱。（二）測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)方法1需要估讀的儀器：在常用的測(cè)量?jī)x器中，刻度尺、螺旋測(cè)微器、電流表、電壓表、天平、彈簧秤等讀數(shù)時(shí)都需要估讀。因?yàn)樽罱K的讀數(shù)要以有效數(shù)字的形式給

17、出，而有效數(shù)字的最后一位數(shù)字為估計(jì)數(shù)字，應(yīng)和誤差所在位置一致，在實(shí)際操作中，究竟估讀到哪一位數(shù)字，應(yīng)由測(cè)量?jī)x器的精度（即最小分度值）和實(shí)驗(yàn)誤差要求兩個(gè)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，（包括0.1、0.01等），采用1/10估讀，如刻度尺、螺旋測(cè)微器、安培表03A檔、電壓表03V檔等，當(dāng)測(cè)量精度要求不高或儀器精度不夠高時(shí)，也可采用1/2估讀。2不需要估讀的測(cè)量?jī)x器：游

18、標(biāo)卡尺、秒表、電阻箱在讀數(shù)時(shí)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(biāo)卡尺的讀數(shù)：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)部分由主尺(最小分度為1mm)，和游標(biāo)尺兩部分組成。按照游標(biāo)的精度不同可分為三種：（a）10分游標(biāo)，其精度為0.1mm；（b）20分游標(biāo)，其精度為0.05mm；（c）50分游標(biāo)，精度為0.02mm。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法是：以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀出整毫米數(shù)L1，再看游標(biāo)尺上哪條刻度線與主尺上某刻度線對(duì)齊，由游標(biāo)上讀出毫米以下的小數(shù)L2，則總的讀數(shù)為：L1+ L2。機(jī)械秒表的讀數(shù)：機(jī)械秒表的長(zhǎng)針是秒針，轉(zhuǎn)一周是30s。因?yàn)闄C(jī)械表采用的齒輪傳動(dòng)，指針不可能停留在兩小格之間；所以不能估

19、讀出比0.1 s更短的時(shí)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(zhǎng)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(duì)應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面板上標(biāo)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(shí)要特別注意通過電阻的電流不能超過允許的最大數(shù)值。.游標(biāo)卡尺0123456789001234567891010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

20、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2.250c

21、m。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。50202515螺旋測(cè)微器的讀數(shù):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。（三）典例分析【例題1】讀出下列50分度游標(biāo)卡尺的示數(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

22、螺旋測(cè)微器的讀數(shù)（工作原理及讀數(shù)方法與雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)中的測(cè)微目鏡手輪的讀數(shù)相同）解析從左到右測(cè)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(cè)量值。0123051015V00.20.40.60123A 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。解析2.17；10.8；0.80；0.16力學(xué)實(shí)驗(yàn)物理考試說明中確定的力學(xué)實(shí)驗(yàn)有：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系、驗(yàn)證力的平行四邊形定則、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定

23、律，探究單擺的運(yùn)動(dòng)，用單擺測(cè)定重力加速度。其中有四個(gè)實(shí)驗(yàn)與紙帶的處理有關(guān)，可見力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分應(yīng)以紙帶的處理，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用為核心來展開復(fù)習(xí)。近幾年力學(xué)實(shí)驗(yàn)中與紙帶處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容，以分組或演示實(shí)驗(yàn)為背景，考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的領(lǐng)悟情況、靈活運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)題的新趨勢(shì)。要求考生掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法，能將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法遷移到新的背景中，深刻理解物理概念和規(guī)律，并能靈活運(yùn)用，要求考生有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)以掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、規(guī)范操作程序、數(shù)據(jù)處理方法等為本，同時(shí)從常規(guī)實(shí)驗(yàn)中，有意識(shí)的、積極的提取、

24、積累一些有價(jià)值的方法。逐步過渡到靈活運(yùn)用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。（一）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列實(shí)驗(yàn)中紙帶的處理1紙帶的選取：一般實(shí)驗(yàn)應(yīng)用點(diǎn)跡清晰、無漏點(diǎn)的紙帶中選取有足夠多點(diǎn)的一段作為實(shí)驗(yàn)紙帶。在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中還要求紙帶包含第一、二點(diǎn)，并且第一、二兩點(diǎn)距離接近2.0mm。2根據(jù)紙帶上點(diǎn)的密集程度選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打n個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為n個(gè)打點(diǎn)時(shí)間間隔，即T=0.02n（s）。一般取n5，此時(shí)T=0.1s。3測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離。為了測(cè)量、計(jì)算的方便和減小偶然誤差的考慮，測(cè)量距離時(shí)不要分段測(cè)量，盡可能一次測(cè)量完畢，即測(cè)量計(jì)數(shù)起點(diǎn)到其它各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離。如圖所示，則由圖可

25、得：4s6365210s5s4s3s2s1SSSSSS，4判定物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：若、基本相等，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)s1=，s2=，s3=，s4=，s5=若s1、s2、s3、s4、s5基本相等，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)作勻變速直線運(yùn)動(dòng)。測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度。物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。即測(cè)出第n點(diǎn)的相鄰的前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)的距離，由平均速度公式就可求得，如上圖中第4點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：。測(cè)定作勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的加速度，一般用逐差法求加速度。將如上圖所示的連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移、分成兩組，利用可得：、，再算出的、平均值，即

26、：就是所測(cè)定作勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的加速度。若為奇數(shù)組數(shù)據(jù)則將中間一組去掉，然后再將數(shù)據(jù)分組利用逐差法求解。（二）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路與典例分析題目要求和給出的條件演示和分組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理物理規(guī)律和原理基本儀器的使用知識(shí)需測(cè)物理量和所需器材實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)結(jié)論及誤差分析實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度（含練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。 2學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定即時(shí)速度和加速度。實(shí)驗(yàn)原理1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），紙帶上的點(diǎn)表示的是與紙帶相連的

27、運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。2由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：如圖所示，0、1、2為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(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（每隔5個(gè)間隔點(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s1、s2、s3 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(其中T=5×0.

28、02s=0.1s）3由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法：(1)利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a：如(2)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(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6Tv/(ms-1)再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。(3)用v-t圖法：即先根據(jù)；求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，再求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度，畫出如圖的v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)器材小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺等。實(shí)驗(yàn)步驟1把一端附有定滑輪的

29、長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)0，標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)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(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度，作

30、v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。注意事項(xiàng)1紙帶打完后及時(shí)斷開電源。2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。3應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)（即每隔5個(gè)時(shí)間間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)），是為求加速度時(shí)便于計(jì)算。4不要分段測(cè)量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)要能保證至少有兩位有效數(shù)字實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系利用右圖裝置，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

31、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。）實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)研究合力與分力之間的關(guān)系，從而驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)原理此實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力與一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條在某一方向伸長(zhǎng)一定的長(zhǎng)度），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)證了力的平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)器材 方

32、木板一塊,白紙,圖釘若干,橡皮條,細(xì)繩套,彈簧秤(2個(gè)),三角板,刻度尺,量角器,細(xì)線等。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套，互成一定角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O（如圖所示）。4用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個(gè)細(xì)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(gè)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用畫圖法求出合力F。5只用一個(gè)彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向。按同樣的比

33、例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個(gè)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(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7改變兩個(gè)分力F1和F2的大小和夾角。再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，比較每次的F與F'是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等。注意事項(xiàng)1用彈簧秤測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)。使用的彈簧秤是否良好（是否在零刻度），拉動(dòng)時(shí)盡可能不與其它部分接觸產(chǎn)生摩擦，拉力方向應(yīng)與軸線方向相同。2同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變。3結(jié)點(diǎn)的位置和線方向要準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)原

34、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(xì)線對(duì)小車的牽引力，測(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度，作出加速度和力的關(guān)系圖線，驗(yàn)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(cè)出小車的對(duì)應(yīng)加速度，作出加速度和質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線，驗(yàn)證加速度是否與質(zhì)量成反比。實(shí)驗(yàn)器材小車，砝碼，小桶，砂，細(xì)線，附有定滑輪的長(zhǎng)木板，墊木，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，托盤天平及砝碼，米尺等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測(cè)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(shí)驗(yàn)器材安裝好，只是不把掛小桶用的細(xì)線系在小車上，即不給小車加牽引力。3平衡摩擦力：在

35、長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動(dòng)墊木的位置，直至小車在斜面上可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（也可以從紙帶上打的點(diǎn)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(xì)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(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號(hào)。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(shí)驗(yàn)。6算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值。7用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示作用力，即砂和桶的總重力(M'+m')g，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線。若圖線為一條過原點(diǎn)的

36、直線，就證明了研究對(duì)象質(zhì)量不變時(shí)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(shí)驗(yàn)，并做好記錄，求出相應(yīng)的加速度，用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，并作圖線，若圖線為一條過原點(diǎn)的直線，就證明了研究對(duì)象所受作用力不變時(shí)其加速度與它的質(zhì)量成反比。注意事項(xiàng)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(shí)，不要懸掛小桶，但小車應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手輕輕地給小車一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)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(shí)應(yīng)該使所作的直線通過

37、盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能對(duì)稱地分布在直線的兩側(cè)，但如遇個(gè)別特別偏離的點(diǎn)可舍去。加速度和力的關(guān)系 加速度和質(zhì)量的關(guān)系m1m2F1F2兩個(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=at2a，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)，aF，當(dāng)拉力F相等時(shí)，a1/m。實(shí)驗(yàn)中用砝碼（包括砝

38、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)誤差？怎樣減小這個(gè)系統(tǒng)誤差？注意：為了消除摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響，必須將木板無滑輪的一端稍微墊高一些，用重力的分力來抵消摩擦力，直到小車不不掛重物時(shí)能勻速運(yùn)動(dòng)為止。當(dāng)掛上重物時(shí)，只要重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，那么可近似的認(rèn)為重物所受的重力大小等于小車所受的合外力的大小。將小車從某一位置釋放，小車在繩子的拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。利用紙帶上打出的點(diǎn)便可算出小車的加速度。實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)物體自由下落時(shí)，只有重力做功，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒

39、。若某一時(shí)刻物體下落的瞬時(shí)速度為v，下落高度為h，則應(yīng)有：mgh= ，借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離sn和sn+1，由公式 算出，如圖所示。實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)（帶鐵夾），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重綞，紙帶，米尺。實(shí)驗(yàn)步驟1按如圖裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。3接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落。

40、4重復(fù)幾次，得到35條打好點(diǎn)的紙帶。5在打好點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm，且點(diǎn)跡清晰一條紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各依次標(biāo)上1，2，3，用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3。6應(yīng)用公式計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v1、v2、v3。7計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mghn和動(dòng)能的增加量，進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證步驟：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h1、h2、h3、h4、h5，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”，01 2 3 4 5算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v2、v3、

41、v4，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 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。注意項(xiàng)事1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。2保證打出的第一個(gè)點(diǎn)是清晰的點(diǎn)，選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距接近2mm的紙帶。3因不需要知道動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不需要測(cè)量重物的質(zhì)量。 4.先通電源,侍打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正掌工作后才放紙帶 5測(cè)量下落高度必須從起點(diǎn)開始算 6由于有阻力，所以稍小于7此實(shí)驗(yàn)不用測(cè)物體的質(zhì)量（無須天平）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

42、的一端。實(shí)驗(yàn)七：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度；用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)原理：?jiǎn)螖[在擺角小于5°時(shí)的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其固有周期為T=2，由此可得g=。據(jù)此，只要測(cè)出擺長(zhǎng)l和周期T，即可計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?。?shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶鐵夾)，中心有孔的金屬小球,約1m長(zhǎng)的細(xì)線,米尺,游標(biāo)卡尺(選用)，秒表等。實(shí)驗(yàn)步驟1在細(xì)線的一端打一個(gè)比小球上的孔徑稍大些的結(jié),將細(xì)線穿過球上的小孔，制成一個(gè)單擺。2將鐵夾固定在鐵架臺(tái)的上端，鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。3測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)l：用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球直

43、徑2r，再用米尺測(cè)出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長(zhǎng)l'，則擺長(zhǎng)l=l'+r。4把單擺從平衡位置拉開一個(gè)小角度(不大于5°)，使單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),用秒表測(cè)量單擺完成全振動(dòng)30至50次所用的時(shí)間,求出完成一次全振動(dòng)所用的平均時(shí)間，這就是單擺的周期T。5將測(cè)出的擺長(zhǎng)l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值。6變更擺長(zhǎng)重做兩次，并求出三次所得的g的平均值。注意事項(xiàng)1選擇細(xì)繩時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm。2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺長(zhǎng)改變、擺線下滑的現(xiàn)象。3

44、注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過5°，可通過估算振幅的辦法掌握。4擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。5計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)以擺球通過最低位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過最低位置時(shí)，進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。由于g；可以與各種運(yùn)動(dòng)相結(jié)合考查本實(shí)驗(yàn)用到刻度尺、卡尺、秒表的讀數(shù)（生物表脈膊），1米長(zhǎng)的單擺稱秒擺，周期為2秒擺長(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)）；擺動(dòng)時(shí)

45、懸點(diǎn)要固定，不要使擺動(dòng)成為圓錐擺。必須從擺球通過最低點(diǎn)（平衡位置）時(shí)開始計(jì)時(shí)(倒數(shù)法)，測(cè)出單擺做30至50次全振動(dòng)所用的時(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。若沒有足夠長(zhǎng)的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng)，可否靠改變擺長(zhǎng)的方法求得加速度實(shí)驗(yàn)八：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯吭趶椥耘鲎驳倪^程中，相互作用的物體系統(tǒng)動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)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(yùn)動(dòng)。由于兩小球下落的高度相同，所以它們的飛行時(shí)間相等，這樣如果用小球的飛行時(shí)間作時(shí)間單位，那么小球飛出的水平距離在數(shù)值上就等

46、于它的水平速度。因此，只要分別測(cè)出兩小球的質(zhì)量m1、m2，和不放被碰小球時(shí)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(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)與m1s1'+m2s2'相等，就驗(yàn)證了兩小球碰撞前后總動(dòng)量守恒。實(shí)驗(yàn)器材碰撞實(shí)驗(yàn)器（斜槽、重錘線），兩個(gè)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(biāo)卡尺（選用），圓規(guī)等。實(shí)驗(yàn)步驟1用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2。2安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，將斜槽固定在桌邊，并使斜槽末端點(diǎn)的切線水平。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

47、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(diǎn)圈在里面，圓心就是入射球不碰時(shí)的落地點(diǎn)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(shí)處于同一水平高度，確保入射球運(yùn)動(dòng)到軌道出口端時(shí)恰好與被碰球接觸而發(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(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。8過O、N作一直線，取OO'=2r（可用游標(biāo)卡尺測(cè)出一個(gè)小球的直徑，也可用刻度尺測(cè)出緊靠在一起的兩小球球心間的距離），O'就是被

48、碰小球碰撞時(shí)的球心豎直投影位置。9用刻度尺量出線段OM、OP、O'N的長(zhǎng)度。10分別算出m1· 與m1· +m2· 的值，看m1· 與m1· +m2· 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。注意事項(xiàng)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(shí)驗(yàn)裝置，使固定在桌邊的斜槽末端點(diǎn)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(shí)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(dāng)高度處固定一檔板，使小球靠著檔板，然后釋放小球。4白紙鋪好后不能移動(dòng)。由于v1、v1/、v2/均

49、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：m1OP=m1OM+m2(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)）。要知道為什么？入射小球每次應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑(3)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。(4)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)。(5)若

50、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)椋簃1OP=m1OM+m2ON，兩個(gè)小球的直徑也不需測(cè)量了。電學(xué)實(shí)驗(yàn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)、熱點(diǎn)內(nèi)容。試題注重聯(lián)系實(shí)驗(yàn)操作的考查，如測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)問題、實(shí)驗(yàn)線路的連線問題、電表和其他用電器的選擇問題都是實(shí)驗(yàn)操作的仿真模擬，需要考生具備良好的動(dòng)手實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。試題還注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析，如根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出圖線，根據(jù)圖線分析得出結(jié)論?！霸O(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力”在理科綜合考試說明中指出的五個(gè)考試目標(biāo)之一。是近幾年高考物理實(shí)驗(yàn)題的命題趨向。完整的設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要經(jīng)歷多個(gè)環(huán)節(jié)，在實(shí)際考查

51、中，一般不會(huì)考查全部環(huán)節(jié)，而是只考查其中的幾個(gè)環(huán)節(jié)，有的題目給出條件和實(shí)驗(yàn)器材，要求闡述實(shí)驗(yàn)原理；有的給出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)原理，確定需測(cè)物理量及計(jì)算公式；有的則要求考生根據(jù)操作步驟及測(cè)定的物理量判斷出實(shí)驗(yàn)原理雖然考查方式不盡相同，但目前高考中幾乎所有的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題都有一個(gè)共同點(diǎn)，都以不同方式或多或少的對(duì)實(shí)驗(yàn)原理作一定的提示，在給出實(shí)驗(yàn)器材的前提下進(jìn)行考查。由于考查環(huán)節(jié)和要求的不同，題型也不盡相同，但較多的是選擇、填空、作圖題。在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)對(duì)所學(xué)電學(xué)實(shí)驗(yàn)逐個(gè)理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法，比較不同實(shí)驗(yàn)的異同（如電路圖、滑動(dòng)變阻器和電表的連接）。不斷充實(shí)自己的經(jīng)驗(yàn)和方法，逐步達(dá)到能靈活運(yùn)用已學(xué)

52、知識(shí)解答新的問題。對(duì)于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題目要明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)，它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的依據(jù)和起點(diǎn)，它決定了應(yīng)選用（或還需）哪些實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)測(cè)量哪些物理量，如何編排實(shí)驗(yàn)步驟。而實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)又往往依賴于所提供的實(shí)驗(yàn)器材（條件）和實(shí)驗(yàn)要求，它們相輔相成，互為條件。（一）電學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用到的基本知識(shí)在近年的電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，電阻的測(cè)量（包括變形如電表內(nèi)阻的測(cè)量）、測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻是考查頻率較高的實(shí)驗(yàn)。它們所用到的原理公式為：。由此可見，對(duì)于電路中電壓U及電流I的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，但這兩個(gè)量的直接測(cè)量和間接測(cè)量的方法卻多種多樣，在此往往也是高考試題的著力點(diǎn)之處。因此復(fù)習(xí)中應(yīng)熟練掌握基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)及

53、方法，做到以不變應(yīng)萬變。1電路設(shè)計(jì)原則：正確地選擇儀器和設(shè)計(jì)電路的問題，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。正確性：實(shí)驗(yàn)原理所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。方便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。精確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀器量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。2電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇：根據(jù)

54、不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。首先保證流過電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程，然后合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般要大于滿偏度的1/3），以減少測(cè)讀誤差。根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不超過它的額定值，對(duì)大阻值的變阻器，如果是滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流、電壓有很大變化的，不宜采用。應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來選擇儀器，對(duì)于這種情況，只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇?？傊?，最優(yōu)選擇的原則是：方法誤差盡可能?。婚g接測(cè)定值盡可能有較多的有效數(shù)字位數(shù)，直接測(cè)定值的測(cè)量使誤差盡可能小，且不超過儀表的量程；實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈敏調(diào)節(jié)；在大

55、功率裝置（電路）中盡可能節(jié)省能量；在小功率電路里，在不超過用電器額定值的前提下，適當(dāng)提高電流、電壓值，以提高測(cè)試的準(zhǔn)確度。3測(cè)量電路的選擇電流表的內(nèi)、外接問題：（甲）所示電路為電流表外接電路（簡(jiǎn)稱外接法）；（乙）所示電路為電流表內(nèi)接電路（簡(jiǎn)稱內(nèi)接法）。兩種接法的選擇可按下列方法進(jìn)行：方法一：設(shè)電流表、電壓表內(nèi)阻分別為、，被測(cè)電阻為，則當(dāng)<時(shí)，電壓表分流作用小，應(yīng)選用外接法當(dāng)>時(shí)，電流表分壓作用小，應(yīng)選用內(nèi)接法當(dāng)=時(shí)，電流表分壓作用和電壓表分流作用相差不大，兩種方法均可。abc方法二：在、均不知的情況下，可采用試觸法。如圖所示，分別將a端與b、c接觸，如果前后兩次電流表示數(shù)比電壓表示數(shù)變化明顯，說明電壓表分流作用大，應(yīng)采用內(nèi)接法；如果前后兩次電壓表示數(shù)比電流表示數(shù)變化明顯，說明電流