高考物理(江蘇版)一輪配套課件：專題十七 實(shí)驗(yàn)

專題十七實(shí)驗(yàn)高考物理專題十七實(shí)驗(yàn)高考物理考點(diǎn)一

基本儀器的使用一、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器1.游標(biāo)卡尺(1)構(gòu)造和用途:如圖所示。

<基礎(chǔ)知識(shí)>知識(shí)清單考點(diǎn)一

基本儀器的使用<基礎(chǔ)知識(shí)>知識(shí)清單2(2)原理:利用游標(biāo)尺每小格長(zhǎng)度和主尺每小格長(zhǎng)度的微小差值,把微小

長(zhǎng)度積累起來(lái)進(jìn)行測(cè)量。(3)讀數(shù):如表所示游標(biāo)尺(mm)

精度(mm)測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n個(gè)格與主尺上的某刻線對(duì)齊時(shí))(mm)刻度格數(shù)刻度總長(zhǎng)度每小格與1毫米的差

1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)+0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)+0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)+0.02n(2)原理:利用游標(biāo)尺每小格長(zhǎng)度和主尺每小格長(zhǎng)度的微小差值,32.螺旋測(cè)微器(1)構(gòu)造原理:螺旋測(cè)微器是測(cè)量長(zhǎng)度的儀器之一。在實(shí)驗(yàn)中常用它測(cè)

量小球的直徑、金屬絲的直徑和薄板的厚度等。用它測(cè)量長(zhǎng)度,可以精

確到0.01mm,還可以估讀到0.001mm(即毫米的千分位),因此螺旋測(cè)微

器又稱為千分尺。如圖所示是常用的螺旋測(cè)微器。它的測(cè)砧A和固定刻度B固定在框架C

上,旋鈕D、微調(diào)旋鈕D'和可動(dòng)刻度E、測(cè)微螺桿F連在一起,通過(guò)精密

螺紋套在B上。精密螺紋的螺距是0.5mm,即D每旋轉(zhuǎn)一周,F前進(jìn)或后

退0.5mm。因此,從可動(dòng)刻度旋轉(zhuǎn)了多少個(gè)等份就知道長(zhǎng)度變化了多少

個(gè)0.01mm。2.螺旋測(cè)微器4

(2)讀數(shù):測(cè)量值=固定刻度整毫米數(shù)+半毫米數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀

數(shù))×0.01mm。注意:半毫米線露出時(shí),半毫米數(shù)為0.5mm,否則為零;測(cè)

量值的最后一位一定在毫米的千分位上。注意(1)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器原理不同,使用和讀數(shù)也不盡相同,可

加強(qiáng)對(duì)比記憶。

5(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)要以游標(biāo)尺的左邊緣為基準(zhǔn)讀取主尺上的示數(shù);而

螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要注意固定刻度的半毫米線是否露出。(3)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)不需向后估計(jì)一位,而螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要準(zhǔn)確到0.01mm,估計(jì)到0.001mm,即測(cè)量結(jié)果若以mm為單位,小數(shù)點(diǎn)后必須保留三位。二、刻度尺(米尺)1.常用于測(cè)量的刻度尺分度值為1mm,量程不等。測(cè)量時(shí)要估讀到毫米

的下一位。2.用刻度尺測(cè)量時(shí)需要注意:(1)要使刻度尺的刻線緊貼被測(cè)物體。(2)用零刻線在端頭的刻度尺測(cè)量時(shí),為了防止因端頭磨損而產(chǎn)生誤差,常選擇刻度尺的某一刻線為測(cè)量起點(diǎn),測(cè)量的長(zhǎng)度等于被測(cè)物體的兩個(gè)

端點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)之差。(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)要以游標(biāo)尺的左邊緣為基準(zhǔn)讀取主尺上的示數(shù)6一、誤差1.誤差測(cè)量值與真實(shí)值的差異叫誤差。誤差存在于一切測(cè)量之中,而且貫穿測(cè)

量過(guò)程的始終。實(shí)驗(yàn)中,誤差是不可避免的,但可以減小。2.誤差分析按誤差的性質(zhì)和來(lái)源劃分,可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。(1)系統(tǒng)誤差:來(lái)源于儀器誤差、理論誤差、環(huán)境誤差。減小系統(tǒng)誤差

的方法有校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法等。<重點(diǎn)難點(diǎn)>一、誤差<重點(diǎn)難點(diǎn)>7(2)偶然誤差:來(lái)源于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物體的

影響而產(chǎn)生。減小偶然誤差的方法是:多次測(cè)量取平均值。3.絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差從分析數(shù)據(jù)看,誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。(1)絕對(duì)誤差:絕對(duì)誤差是測(cè)量值與真實(shí)值之差。即絕對(duì)誤差=|測(cè)量值-

真實(shí)值|,它反映測(cè)量值偏離真實(shí)值的大小。(2)相對(duì)誤差:相對(duì)誤差等于絕對(duì)誤差與真實(shí)值之比,常用百分?jǐn)?shù)表示,即

相對(duì)誤差=

×100%。相對(duì)誤差反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確程度。(2)偶然誤差:來(lái)源于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物8注意對(duì)于兩個(gè)測(cè)量值的評(píng)價(jià),必須考慮相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差大者,其

相對(duì)誤差不一定大。二、有效數(shù)字1.當(dāng)用毫米刻度尺測(cè)量書(shū)本時(shí),量得的長(zhǎng)度為184.2mm,最末一位數(shù)字2

是估計(jì)出來(lái)的,是不可靠數(shù)字,但是仍然有意義,仍要寫出來(lái)。這種帶有

一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字,叫做有效數(shù)字。2.在有效數(shù)字中,數(shù)3.6、3.60、3.600的含義是不同的,它們分別代表兩

位、三位、四位有效數(shù)字。數(shù)3.6表示最末一位數(shù)字6是不可靠的,而數(shù)

字3.60、3.600則表示最末一位數(shù)字0是不可靠的。三、電流表、電壓表的使用學(xué)生實(shí)驗(yàn)中用的直流電流表的量程通常為0~0.6A、0~3A,內(nèi)阻一般在注意對(duì)于兩個(gè)測(cè)量值的評(píng)價(jià),必須考慮相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差大者,91Ω以下(毫安表的內(nèi)阻一般在幾歐至幾十歐)。直流電壓表的量程為0~

3V和0~15V,其內(nèi)阻分別約為3kΩ和15kΩ。使用時(shí)應(yīng)注意:(1)機(jī)械零點(diǎn)的調(diào)整:在不通電時(shí),指針應(yīng)指在零刻線的位置。若不指零,

應(yīng)該用螺絲刀調(diào)整。(2)選擇適當(dāng)量程:估算電路中電流和電壓,指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/3以

上。若無(wú)法估算電路中的電流和電壓,則應(yīng)先選用較大的量程進(jìn)行試

觸。(3)正確接入電路:電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中,電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中,兩種

表都應(yīng)使電流從正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出。(4)正確讀數(shù):根據(jù)所選量程的精確度,正確讀出有效數(shù)字和單位。1Ω以下(毫安表的內(nèi)阻一般在幾歐至幾十歐)。直流電壓表的量10(5)注意內(nèi)阻:電流表和電壓表一方面作為儀器使用,同時(shí)又是被測(cè)電路

中的一個(gè)電阻,實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有特別要求時(shí),一般不考慮它們的內(nèi)阻對(duì)電路

的影響,但在有些測(cè)量中,不能忽視它們的內(nèi)阻對(duì)被測(cè)電路的影響,如伏

安法測(cè)電阻等。(5)注意內(nèi)阻:電流表和電壓表一方面作為儀器使用,同時(shí)又是被11例1測(cè)量一只量程已知的電壓表內(nèi)阻,器材如下:A.待測(cè)電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)B.電流表(量程0~3A,內(nèi)阻0.01Ω)C.定值電阻(阻值5kΩ,額定電流0.5A)D.電池組(電動(dòng)勢(shì)小于3V,內(nèi)阻可忽略)E.開(kāi)關(guān)兩個(gè)F.導(dǎo)線若干要求從圖甲、乙電路中選擇一個(gè)電路。利用這個(gè)電路完成測(cè)量。(1)你選

(填“甲”或“乙”)電路,理由是

。(2)實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量的物理量是

。電壓表內(nèi)阻的計(jì)算公式

RV=

。例1測(cè)量一只量程已知的電壓表內(nèi)阻,器材如下:12(3)把圖丙中所示各器材的實(shí)物圖連成你所選的實(shí)驗(yàn)電路。

(3)把圖丙中所示各器材的實(shí)物圖連成你所選的實(shí)驗(yàn)電路。13【解析】(1)若用甲電路,因?qū)嶋H電流小于1mA,量程為0~3A的電流表

根本無(wú)法測(cè)量;而乙電路中電壓表的內(nèi)阻與電阻R的阻值相當(dāng),電池內(nèi)阻

又可忽略,故可用分壓原理求出RV。(2)閉合S1、S2,記下電壓表的示數(shù)U1,即電源電動(dòng)勢(shì),再斷開(kāi)S2,記下電壓

表的示數(shù)U2,則R上的電壓為U1-U2,由分壓原理可得RV=

R。(3)連線時(shí),可先將S2與R并聯(lián)后再與其他器件串聯(lián)?！窘馕觥?1)若用甲電路,因?qū)嶋H電流小于1mA,量程為014【答案】(1)乙原因見(jiàn)解析(2)見(jiàn)解析(3)如圖

【答案】(1)乙原因見(jiàn)解析15考點(diǎn)二

力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的主要思想方法<基礎(chǔ)知識(shí)>等效法概念等效思維的方法是將復(fù)雜(或抽象)的物理問(wèn)題等效為熟知(或形象)的物理問(wèn)題的方法

實(shí)例驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中,用合力與分力效果相同來(lái)檢驗(yàn)定則是否成立;在測(cè)量微小長(zhǎng)度的儀器中,螺旋測(cè)微器利用等效的思想

把微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角位移并在較大的圓周上對(duì)其進(jìn)行顯示等控制變量法概念所謂控制變量法,就是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中,對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制,使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化

實(shí)例驗(yàn)證牛頓第二定律考點(diǎn)二

力學(xué)實(shí)驗(yàn)<基礎(chǔ)知識(shí)>等效法概念等效思維的方法是16一、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)原理1.由紙帶判斷物體做勻變速運(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),x1、x2、x3…為相鄰兩

計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即若兩連續(xù)相等的時(shí)

間間隔里的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線

運(yùn)動(dòng)。

<重點(diǎn)難點(diǎn)>一、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)<重點(diǎn)難點(diǎn)>172.由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法(1)用“逐差法”求加速度根據(jù)x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔)求出a1=

、a2=

、a3=

,再算出平均值則為物體運(yùn)動(dòng)的加速度,即a=

(2)用圖像法求加速度先根據(jù)vn=

求出所選的各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度,后作出v-t圖像,圖線的斜率的絕對(duì)值即物體運(yùn)動(dòng)的加速度。2.由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法18實(shí)驗(yàn)步驟1.按圖把一端附有滑輪的長(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(méi)有滑輪的一端,連接好電路。

2.把細(xì)繩的一端固定在小車上,跨過(guò)滑輪后在另一端掛上適量的鉤碼,讓實(shí)驗(yàn)步驟19紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后一端固定在小車上,用手拉住小車。3.先接通電源,后放開(kāi)小車,讓小車運(yùn)動(dòng),這樣打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打

下一系列點(diǎn),取下紙帶,更換新紙帶,至少重復(fù)3次。4.選打點(diǎn)清晰的紙帶進(jìn)行研究,舍去開(kāi)頭比較密集的點(diǎn),確定好計(jì)數(shù)始

點(diǎn),每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),使時(shí)間間隔為T=0.1s。5.用毫米刻度尺量出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3…xn。用逐差

法計(jì)算加速度的值,最后求其平均值。(計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速

度,作出v-t圖像,求得小車運(yùn)動(dòng)的加速度)紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后一端固定在小車上,用手拉住小車。20注意事項(xiàng)1.細(xì)繩盡可能與木板平行,以確保細(xì)繩對(duì)小車的拉力不變;2.開(kāi)始釋放小車時(shí),小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器;3.小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些,以能在紙帶長(zhǎng)約50cm的范圍內(nèi)清楚地

取7~8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜;4.要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)(一般把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

打出的5個(gè)點(diǎn)作為1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)),選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。注意事項(xiàng)21例2研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,其中斜面傾角

θ可調(diào)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)

所示,其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出。

圖(a)例2研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,其中斜22

圖(b)①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.測(cè)量完畢,關(guān)閉電源,取出紙帶。B.接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車。C.將小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,小車尾部與紙帶相連。D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,讓紙帶穿過(guò)限位孔。上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是:

(用字母填寫)。②圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=

s。

23③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=

。④為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=

。③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=

。24【解析】①按常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟排序即可,先安裝再操作后整理。②因相

鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,所以其間有5個(gè)0.02s,共計(jì)0.1s。③由

=

可知,v5=

。④由Δx=aT2,結(jié)合逐差法可得a=

?！敬鸢浮恳?jiàn)解析【解析】①按常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟排序即可,先安裝再操作后整理。②因25實(shí)驗(yàn)原理結(jié)點(diǎn)受三個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài),則F1、F2的合力必與F3平衡,改用

一個(gè)拉力F'使結(jié)點(diǎn)仍到O,則F'必與F1、F2的合力等效,與F3平衡,以F1、F2

為鄰邊作平行四邊形求出合力F,比較F'與F的大小和方向,以驗(yàn)證力的

平行四邊形定則。二、驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)原理二、驗(yàn)證力的平行四邊形定則26實(shí)驗(yàn)步驟1.用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上。2.用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn),橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。3.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點(diǎn)拉到

某一位置,記為O點(diǎn),記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及

此時(shí)兩個(gè)細(xì)繩套的方向。4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套方向畫(huà)直線,按選定的標(biāo)度作

出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形,過(guò)O點(diǎn)畫(huà)出平行四邊形的對(duì)角線,即合力F的圖示。實(shí)驗(yàn)步驟275.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套,把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,

記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F'和細(xì)繩套的方向,用刻度尺從O點(diǎn)按選定的標(biāo)

度沿記錄的方向作出這只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F'的圖示。6.比較力F'與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向,得出結(jié)

論。5.只用一只彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套,把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位28注意事項(xiàng)1.同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是:將兩只彈簧測(cè)力計(jì)鉤好

后對(duì)拉,若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉的過(guò)程中,讀數(shù)相同,則可選,若不同,應(yīng)

另?yè)Q,直至相同為止,使用時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)與板面平行。2.在滿足合力不超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)量程及橡皮條形變不超過(guò)彈性限度的

條件下,應(yīng)使拉力盡量大一些,以減小誤差。3.在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同。4.由作圖法得到的F與實(shí)際測(cè)量得到的F'不可能完全符合,但在誤差允

許范圍內(nèi)可認(rèn)為F和F'符合。注意事項(xiàng)29例3某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定

則”。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測(cè)力

計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位

置。分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記

錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。

例3某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定

則30(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)的單位為N,圖中A的示數(shù)為

N。(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是

。(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行D.改變拉力,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置(3)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程,請(qǐng)您提

出兩個(gè)解決辦法。(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)的單位為N,圖中A的示數(shù)為

31【解析】(1)由圖知彈簧測(cè)力計(jì)A的分度值為0.2N,按“二分之一”

估讀法可知小數(shù)點(diǎn)后保留一位,故讀得結(jié)果為3.6N。(2)本實(shí)驗(yàn)是利用平衡條件確定兩拉力的合力——與重物M所受重力等

值反向,故A是必要的。因彈簧測(cè)力計(jì)的零點(diǎn)誤差影響到各拉力的測(cè)量

值,且不能保證各拉力的真實(shí)值之比與測(cè)量值之比相等,故B也是必要

的。因只有拉線方向與木板平行時(shí)才能保證各力在豎直板上記錄的方

向與真實(shí)方向相同,故C亦是必要的。由于本實(shí)驗(yàn)中只需測(cè)出兩拉力的

大小和方向以及重物的重力即可驗(yàn)證平行四邊形定則,而測(cè)力計(jì)A的拉

力不同時(shí)O點(diǎn)的位置就不同,故不可能也無(wú)必要使O點(diǎn)靜止在同一位置,

答案為D。(3)見(jiàn)答案?！窘馕觥?1)由圖知彈簧測(cè)力計(jì)A的分度值為0.2N,按“32【答案】(1)3.6(2)D(3)①改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的大小;②減小重物M的質(zhì)量。(或?qū)更換成較大量程的彈簧測(cè)力計(jì)、改變彈簧測(cè)力計(jì)B拉力的方向

等)【答案】(1)3.6(2)D33實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)中,研究的參量有F、m、a,在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,可以控

制參量m一定,研究a與F的關(guān)系;控制參量F一定,研究a與m的關(guān)系。三、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)步驟1.將一端附有滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上,取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車,放

在光滑的水平長(zhǎng)木板上,示意圖如圖所示。實(shí)驗(yàn)原理三、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)步驟342.在小車的前端各系上細(xì)繩,繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)砝碼盤,在

盤內(nèi)分別放數(shù)目不等的砝碼,而在兩小車上放質(zhì)量相等的砝碼,使砝碼

盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測(cè)

出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量M1和M2,把數(shù)值記錄下來(lái)。此時(shí),小

車所受的水平拉力的大小F1和F2可以認(rèn)為等于砝碼盤和盤內(nèi)砝碼所受

重力的大小。3.在小車的后端也分別系上細(xì)繩,用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩,便于同時(shí)

控制兩輛小車,使它們同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)和同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。2.在小車的前端各系上細(xì)繩,繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)砝碼354.打開(kāi)夾子,讓兩輛小車同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。小車走過(guò)一段距離后,夾

上夾子,讓它們同時(shí)停下來(lái)。分別用刻度尺測(cè)出兩輛小車在這一段相同

時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小x1和x2,并記錄下來(lái)。5.分析所得到的兩輛質(zhì)量相等的小車在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移與小車

所受的水平拉力的大小的關(guān)系,從而得到質(zhì)量相等的物體運(yùn)動(dòng)的加速度

與物體所受作用力大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實(shí)驗(yàn)結(jié)論中。6.在兩個(gè)相同的砝碼盤內(nèi)放質(zhì)量相等的砝碼,而在兩輛小車上放質(zhì)量不

等的砝碼,使兩輛小車的質(zhì)量不等,而所受的拉力相等。仍保證砝碼盤

和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測(cè)出

兩輛小車和車上砝碼的總質(zhì)量m1和m2,把數(shù)值記錄下來(lái)。7.讓兩輛小車同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。小車走過(guò)一段距離后,夾上夾子,讓4.打開(kāi)夾子,讓兩輛小車同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。小車走過(guò)一段距離36它們同時(shí)停下來(lái)。分別用刻度尺測(cè)出兩輛小車在這一段相同時(shí)間內(nèi)通

過(guò)的位移大小x1'和x2',并記錄下來(lái)。8.分析所得到的受相同拉力作用的兩輛小車在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移

大小與質(zhì)量大小的關(guān)系,從而得到所受拉力相等的物體運(yùn)動(dòng)的加速度與

物體質(zhì)量大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實(shí)驗(yàn)結(jié)論中。它們同時(shí)停下來(lái)。分別用刻度尺測(cè)出兩輛小車在這一段相同時(shí)間內(nèi)通37注意事項(xiàng)1.在實(shí)驗(yàn)中,小車所受的摩擦力是造成系統(tǒng)誤差的一個(gè)重要因素。因此

利用小車重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。2.改變小車的質(zhì)量或拉力的大小時(shí),改變量應(yīng)盡可能大一些,但應(yīng)滿足砝

碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量。注意事項(xiàng)38例4

(2014課標(biāo)Ⅰ,22,6分)某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信

息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所

示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕

質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得

到,回答下列問(wèn)題:

圖(a)例4

(2014課標(biāo)Ⅰ,22,6分)某同學(xué)利用圖(a)39

圖(b)(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成

(填“線

性”或“非線性”)關(guān)系。(2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn),可能的原因是

。

40(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速

度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到

的合外力,則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是

。鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是

。【解題引導(dǎo)】(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的41【解析】(1)將圖(b)中各點(diǎn)連線,得到的是一條曲線,故a與m的關(guān)系是

非線性的。(2)由圖(b)可知,當(dāng)鉤碼質(zhì)量不為零時(shí),在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零,

即鉤碼對(duì)小車的拉力大于某一數(shù)值時(shí)小車才產(chǎn)生加速度,故可能的原因

是存在摩擦力。(3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力,則應(yīng)滿足三個(gè)條件,一是摩擦

力被平衡,二是繩平行于軌道平面,此二者可保證繩對(duì)車的拉力等于車

所受合力,設(shè)繩的拉力為T,由mg-T=ma、T=Ma有T=

g=

,可見(jiàn)當(dāng)m?M時(shí)才有T≈mg,故第三個(gè)條件為m?M?！窘馕觥?1)將圖(b)中各點(diǎn)連線,得到的是一條曲線,故a42【答案】(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量【答案】(1)非線性43四、探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)原理如圖,小車在橡皮筋的作用下彈出,沿木板滑行。當(dāng)我們用2條、3條…

…同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸

的長(zhǎng)度都保持一致,那么,第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車做的

功就是第1次的2倍、3倍……如果把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋所做的功記為

W0,以后各次做的功就是2W0、3W0……四、探究動(dòng)能定理44由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出,也

可以用其他方法測(cè)出。這樣,進(jìn)行若干次測(cè)量,就得到若干組功和速度

的數(shù)據(jù)。以第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W0為功的單位,作出W-v2(或W-v,W-v3,W-

)圖線。分析圖線,可以得知橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度的定量

關(guān)系。由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出,45實(shí)驗(yàn)步驟1.按圖組裝好實(shí)驗(yàn)器材,由于小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力,把木板略微傾

斜,作為補(bǔ)償。2.先用一條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把橡皮筋拉伸一定長(zhǎng)度,理清紙帶,接通電

源,放開(kāi)小車。3.換用紙帶,改用2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)

驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都相同。4.由紙帶算出小車獲得的速度,把第1次實(shí)驗(yàn)獲得的速度記為v1,第2次、

第3次……實(shí)驗(yàn)獲得的速度記為v2、v3……5.對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì),大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系,然后以W為縱坐

標(biāo),v2(或v,v3,

)為橫坐標(biāo)作圖。實(shí)驗(yàn)步驟46注意事項(xiàng)木板的傾斜程度應(yīng)滿足重力使小車沿斜面下滑的分力等于小車受到的

阻力。注意事項(xiàng)47例5如圖所示,是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中

是小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行的情形,這時(shí),橡皮筋對(duì)小

車做的功為W。當(dāng)我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)

行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放,小車

每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。

(1)除了圖中已給出的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要的器材有

;例5如圖所示,是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置,48(2)平衡摩擦后,每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為了測(cè)量

小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶

的部分進(jìn)行測(cè)量;(3)下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表,請(qǐng)將第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)中橡皮筋

做的功填寫在對(duì)應(yīng)的位置;次數(shù)橡皮筋做的功某兩點(diǎn)間的距離x(m)對(duì)應(yīng)的時(shí)間t(s)小車獲得的速度vn小車速度的平方

1W0.2000.2

2

0.2800.2

3

0.3000.2

4

0.4000.2

5

0.4500.2

(2)平衡摩擦后,每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的,為49(4)從理論上講,橡皮筋做的功Wn和小車速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn

∝

,請(qǐng)你根據(jù)表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)

的圖像驗(yàn)證理論的正確性。

(4)從理論上講,橡皮筋做的功Wn和小車速度vn變化的關(guān)50【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中需要計(jì)算小車的速度,而計(jì)算小車的速度需要

測(cè)量紙帶上所打點(diǎn)之間的距離,故要用到刻度尺。(2)小車在橡皮筋的作用下做加速運(yùn)動(dòng),橡皮筋做功完畢后小車做勻速

運(yùn)動(dòng),因此,勻速時(shí)的速度即橡皮筋做功過(guò)程的末速度,故應(yīng)選用紙帶上

點(diǎn)距均勻部分測(cè)量。(3)橡皮筋每增加一條,對(duì)小車做的功就增加W,當(dāng)我們用2條、3條……

完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋做的

功分別是2W、3W、4W、5W……(4)由動(dòng)能定理可知,Wn=

m

,故Wn與

成正比。由v=

可得,v1=

m/s=1.0m/s,v2=

m/s=1.4m/s,v3=

m/s=1.5m/s,v4=

m/s=2.0m/s,v5=【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中需要計(jì)算小車的速度,而計(jì)算小車的速度51

m/s=2.25m/s,對(duì)應(yīng)

=1.0m2/s2,

=1.96m2/s2,

=2.25m2/s2,

=4m2/s2,

=5.06m2/s2,由以上數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫(huà)圖,如圖所示,由圖像可見(jiàn),在誤差允許范圍內(nèi),圖線是經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線,說(shuō)明Wn與

成正比。

【答案】(1)刻度尺(2)點(diǎn)距均勻(3)2W3W4W5W(4)

圖像見(jiàn)解析圖?m/s=2.25m/s,對(duì)應(yīng)?=1.0m2/s2,?52五、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)原理在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中,物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,但總

的機(jī)械能守恒,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度h

及計(jì)算出瞬時(shí)速度v,從而驗(yàn)證物體在自由下落過(guò)程中,重力勢(shì)能的減少

量ΔEp=mgh與物體動(dòng)能的增加量ΔEk=

mv2相等。五、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律53實(shí)驗(yàn)步驟1.將實(shí)驗(yàn)裝置按要求裝好,將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

的限位孔。2.先用手提起紙帶,使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方。3.接通電源,松開(kāi)紙帶,讓重物自由下落,這樣打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打

下一系列點(diǎn)。4.重復(fù)以上步驟,多做幾次。5.從已打出的紙帶中,選出第一、二點(diǎn)間的距離接近2mm且點(diǎn)跡清晰的

紙帶,并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。6.利用公式v中=

分別求出物體在打下點(diǎn)2、3、4…時(shí)的瞬時(shí)速度v2、v3、v4…實(shí)驗(yàn)步驟547.把得到的數(shù)據(jù)填入表格,算出重物運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2、3、4…時(shí)減小的重力

勢(shì)能mgh2、mgh3、mgh4…再算出物體運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2、3、4…時(shí)增加的動(dòng)

能m

/2、m

/2、m

/2…根據(jù)機(jī)械能守恒定律比較m

/2與mgh2、m

/2與mgh3、m

/2與mgh4…結(jié)果是否一致。7.把得到的數(shù)據(jù)填入表格,算出重物運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2、3、4…時(shí)減小55注意事項(xiàng)1.組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),重物與紙帶、限位孔必須在同一豎直線上,以減小摩

擦阻力。2.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重

物下落。3.因不需要知道動(dòng)能的具體數(shù)值,因此不需要測(cè)出重物的質(zhì)量m。4.h、v只能通過(guò)測(cè)量的數(shù)據(jù)獲得,不能利用公式h=

gt2、v2=2gh或v=gt計(jì)算獲得。注意事項(xiàng)56例6利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要測(cè)量物體

由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h。

(1)某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案:a.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并測(cè)出下落時(shí)間t,通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬

時(shí)速度v。b.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過(guò)v=

計(jì)算出瞬時(shí)速度v。c.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰例6利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要測(cè)量物57兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v,并通過(guò)h=

計(jì)算出高度h。d.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某

點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速

度v。以上方案中只有一種正確,正確的是

。(填入相應(yīng)的字母)(2)某同學(xué)經(jīng)正確操作得到打點(diǎn)紙帶,在紙帶后段每?jī)蓚€(gè)計(jì)時(shí)間隔取一

個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次為1、2、3、4、5、6、7,測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第1個(gè)點(diǎn)的距

離h,并正確求出打相應(yīng)點(diǎn)時(shí)的速度v。各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v,并通過(guò)h=?計(jì)算出高度h58

計(jì)數(shù)點(diǎn)1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(m·s-1)

1.942.332.733.133.50

v2/(m2·s-2)

3.765.437.459.8012.25

?計(jì)數(shù)點(diǎn)1234567h/m0.1240.1940.27959請(qǐng)?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出v2-h圖線;由圖線可知,重物下落的加速度g'

=

m/s2(保留三位有效數(shù)字);若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,根

據(jù)作出的圖線,能粗略驗(yàn)證自由下落的重物機(jī)械能守恒的依據(jù)是

。

請(qǐng)?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出v2-h圖線;由圖線可知,重物下落的60【解析】(1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中不能將物體下落的加速

度看做g,只能把它當(dāng)做未知的定值,所以正確方案只有d項(xiàng)。(2)若機(jī)械能守恒,則滿足v2=2gh,則v2-h圖線的斜率表示當(dāng)?shù)氐闹亓铀?/p>

度的2倍,由所作的圖線可求出斜率為19.5m/s2,故g'=9.75m/s2,在誤差允

許的范圍內(nèi)g'=g,故機(jī)械能守恒。【解析】(1)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中不能將物體下落的61【答案】(1)d(2)圖線如圖所示9.75(9.69~9.79均可)

圖線為通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,所求g'與g基本相等【答案】(1)d(2)圖線如圖所示9.75(9.69~62

六、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律?六、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律63注意事項(xiàng)1.前提條件保證碰撞是一維的,即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動(dòng),碰撞之

后還沿這條直線運(yùn)動(dòng)。2.利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn),入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量,即m1>m2,防止碰后

m1被反彈。注意事項(xiàng)64例7某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的

實(shí)驗(yàn),氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、

彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小

孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會(huì)從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定

地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的

誤差。

例7某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的65(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟:①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平;②向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣;③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過(guò)打

點(diǎn)計(jì)時(shí)器(未畫(huà)出)與彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的

高度,直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí),紙帶始終在水平方向;④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間;⑥先

,然后

,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng);⑦關(guān)閉電源,取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出理想的紙帶如圖乙所示;⑧測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g。(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟:66完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前

系統(tǒng)的總動(dòng)量為

kg·m/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為

kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)。(3)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是:

。完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。67【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開(kāi)滑塊1。(2)作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量p0=m1v0v0=

m/s=2m/s,p0=0.310×2kg·m/s=0.620kg·m/s作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1和滑塊2的動(dòng)量和,且此時(shí)兩滑塊具有相同

的速度v,v=

m/s=1.2m/s,p=(m1+m2)v=(0.310+0.205)×1.2kg·m/s=0.618kg·m/s。(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間有摩擦?！敬鸢浮?1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間有摩擦【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開(kāi)滑塊168考點(diǎn)三

電學(xué)實(shí)驗(yàn)一、器材選取原則1.安全性原則:實(shí)驗(yàn)中要保證電流、電壓值既不超過(guò)儀表的量程,又不超

過(guò)變阻器、小燈泡、電阻箱等器材所允許的最大值。2.精確性原則:在不違反安全性原則的前提下,盡量使測(cè)量結(jié)果更精確。3.簡(jiǎn)便性原則:在不違反前兩個(gè)原則的前提下,盡量使測(cè)量電路簡(jiǎn)單好

接,測(cè)量中的調(diào)節(jié)控制操作方便。二、電路的實(shí)物連線1.總的原則:先串后并,接線到柱,注意量程和正負(fù)。2.對(duì)限流電路,在開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大處。<基礎(chǔ)知識(shí)>考點(diǎn)三

電學(xué)實(shí)驗(yàn)<基礎(chǔ)知識(shí)>693.對(duì)分壓電路,應(yīng)該先把電源、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分

用導(dǎo)線連接起來(lái),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)頭的電勢(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。(注意滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)

到使“伏安法”部分所接兩點(diǎn)間阻值最小處)三、電流表、電壓表的讀數(shù)

電流表電壓表符號(hào)

參數(shù)量程:0~0.6A,0~3A內(nèi)阻:小于1Ω量程:0~3V,0~15V內(nèi)阻:3kΩ,15kΩ讀數(shù)方法視線垂直于刻度盤表面,一般都需估讀,3A量程估讀到分度值的

,0.6A量程估讀到分度值的

視線垂直于刻度盤表面,一般都需估讀,3V量程估讀到分度值的

,15V量程估讀到分度值的

3.對(duì)分壓電路,應(yīng)該先把電源、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三70四、電表的改裝四、電表的改裝71高考物理(江蘇版)一輪配套課件：專題十七實(shí)驗(yàn)72在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量某金屬絲的電阻率時(shí),經(jīng)分析需要一個(gè)量程為6V的

電壓表與一個(gè)量程為0.6A的電流表,但實(shí)驗(yàn)室為其提供的器材有兩個(gè)

滿偏電流為Ig=3mA、內(nèi)阻為Rg=120Ω的電流表,兩個(gè)最大阻值為9999.

9Ω的電阻箱?，F(xiàn)用以上器材改裝成滿足上述要求的電壓表和電流表,

要得到量程為6V的電壓表需將①串

聯(lián)的電阻箱調(diào)到②1880

Ω,要得到量程為0.6A的電流表需將并聯(lián)的電阻箱調(diào)到③0.6

Ω。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量某金屬絲的電阻率時(shí),經(jīng)分析需要一個(gè)量程為673五、電流表的內(nèi)接法和外接法的比較五、電流表的內(nèi)接法和外接法的比較74兩種電路的選擇方法1.阻值比較法:先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較,

若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法。簡(jiǎn)單

概括為“大內(nèi)偏大,小外偏小”。2.臨界值計(jì)算法Rx<

時(shí),用電流表外接法。Rx>

時(shí),用電流表內(nèi)接法。兩種電路的選擇方法753.實(shí)驗(yàn)試觸法:按圖接好電路,讓電壓表一根接頭P先后與a、b處接觸一

下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采

用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變

化不大,則可采用電流表內(nèi)接法。3.實(shí)驗(yàn)試觸法:按圖接好電路,讓電壓表一根接頭P先后與a、b76六、滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法六、滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法77必須選用分壓式的3種情況1.若采用限流式接法不能控制電流滿足實(shí)驗(yàn)要求,即若滑動(dòng)變阻器阻值

調(diào)到最大時(shí),待測(cè)電阻上的電流(或電壓)仍超過(guò)電流表(或電壓表)的量

程,或超過(guò)待測(cè)電阻的額定電流(或電壓),則必須選用分壓式接法。2.若待測(cè)電阻的阻值比滑動(dòng)變阻器總電阻大得多,以致在限流電路中,滑

動(dòng)變阻器的滑片從一端滑到另一端時(shí),待測(cè)電阻上的電流或電壓變化不

明顯,此時(shí),應(yīng)改用分壓電路。3.若實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié),則必須采用分壓式接法。必須選用分壓式的3種情況78一、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)原理<重點(diǎn)難點(diǎn)>用毫米刻度尺測(cè)一段金屬絲的長(zhǎng)度L,用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑d,

用伏安法測(cè)金屬絲的電阻R,由R=ρ

,得ρ=

=

。實(shí)驗(yàn)步驟1.用螺旋測(cè)微器在金屬絲的三個(gè)不同位置上各測(cè)一次,求出直徑的平均

值d。2.將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直,用毫米刻度尺測(cè)量接入電路

的金屬絲長(zhǎng)度(即有效長(zhǎng)度),反復(fù)測(cè)量三次,求出平均值L。一、測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)<重點(diǎn)難點(diǎn)>用79

4.實(shí)驗(yàn)時(shí),讀出幾組相應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U的值,記入記錄

表格內(nèi),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,求出電阻R的平均值。5.將測(cè)得的R、L、d值,代入電阻率計(jì)算公式ρ=

=

中,計(jì)算出金屬絲的電阻率。3.依照?qǐng)D示連好電路,并把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大。?3.依照?qǐng)D示連好電路,并把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大。80注意事項(xiàng)1.本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小,為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,必須采

用電流表外接法。2.測(cè)量待測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度,是指測(cè)量待測(cè)金屬絲接入電路的兩個(gè)端

點(diǎn)之間的長(zhǎng)度。3.在用伏安法測(cè)電阻時(shí),通過(guò)待測(cè)金屬絲的電流I的值不宜過(guò)大(電流表

用0~0.6A量程),通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免金屬絲的溫度過(guò)高,造成其電阻

率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中增大。4.求R的平均值可用兩種方法:第一種是算出各次的測(cè)量值,再取平均值,

第二種是用U-I圖線的斜率來(lái)求出。注意事項(xiàng)81誤差分析——誤差來(lái)源1.直徑的測(cè)量。2.長(zhǎng)度的測(cè)量。3.通電電流的大小不同,通電時(shí)間的長(zhǎng)短不同,致使金屬絲發(fā)熱而溫度不

同,電阻率隨之變化。4.由于本實(shí)驗(yàn)采用電流表外接法,所以R測(cè)<R真,由ρ=

,可知ρ測(cè)<ρ真。誤差分析——誤差來(lái)源82例8實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線,某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)

測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2,查得銅的

電阻率為1.7×10-8

Ω·m,再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx,從而

確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。

可供使用的器材有:例8實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線,某同學(xué)想83電流表:量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω;電壓表:量程0~3V,內(nèi)阻約9kΩ;滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值5Ω;滑動(dòng)變阻器R2:最大阻值20Ω;定值電阻:R0=3Ω;電源:電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻可不計(jì);開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

(填“R1”或“R2”),閉合開(kāi)關(guān)S前

應(yīng)將滑片移至

端(填“a”或“b”)。(2)在實(shí)物圖丙中,已正確連接了部分導(dǎo)線,請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部電流表:量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω;84分的連接。丙(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí),電壓表示數(shù)如圖乙所

示,讀數(shù)為

V。(4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為

m(保留2位有效數(shù)字)。分的連接。丙(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.5085【解析】(1)因控制電路是限流式接法,而測(cè)量電路總電阻在3.0Ω以

上,為使測(cè)量電路有較大的調(diào)節(jié)范圍,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用總阻值較大的R

2。為了保證開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電路的安全,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻

值最大,即開(kāi)關(guān)閉合前滑片應(yīng)置于a端。(2)見(jiàn)答案。(3)由圖乙知該電壓表的分度值為0.1V,故按“十分之一”估讀法可知

測(cè)量結(jié)果為2.30V。(4)R0+Rx=

=4.60Ω,故Rx=1.60Ω。由Rx=ρ

可得L=

,代入數(shù)據(jù)可得L≈94m?！窘馕觥?1)因控制電路是限流式接法,而測(cè)量電路總電阻在386【答案】(1)R2a(2)如圖所示

(3)2.30(4)94【答案】(1)R2a(2)如圖所示87二、描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)原理在純電阻電路中,電阻兩端的電壓與通過(guò)電阻的電流是線性關(guān)系,但在

實(shí)際電路中,由于各種因素的影響,I-U圖像不再是一條直線。讀出若干

組通過(guò)小燈泡的電流I和其兩端的電壓U的值,然后在坐標(biāo)紙上以I為縱

軸,以U為橫軸畫(huà)出I-U圖線。二、描繪小燈泡的伏安特性曲線88實(shí)驗(yàn)步驟1.適當(dāng)選擇電流表、電壓表的量程,采用電流表外接法,按圖中所示的電

路原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。2.改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟89I和U的值,記入記錄表格內(nèi),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。3.在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系,縱軸表示電流I,橫軸表示電壓U,將

所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái),便得到伏

安特性曲線。注意事項(xiàng)1.因本實(shí)驗(yàn)要作出I-U圖線,要求測(cè)出幾組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,

因此,變阻器要采用分壓接法。2.本實(shí)驗(yàn)中,因被測(cè)小燈泡電阻較小,因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表的外

接法。3.開(kāi)關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器滑片移到分壓為零的一端。I和U的值,記入記錄表格內(nèi),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。注意事項(xiàng)90例9有一個(gè)額定電壓為2.8V,功率約為0.8W的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法

描繪這個(gè)小燈泡的I-U圖線,有下列器材供選用:A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻6kΩ);B.電壓表(0~15V,內(nèi)阻30kΩ);C.電流表(0~3A,內(nèi)阻0.1Ω);D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.5Ω);E.滑動(dòng)變阻器(10Ω,2A);F.滑動(dòng)變阻器(200Ω,0.5A);G.蓄電池(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì))。(1)用如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量,電壓表應(yīng)選用

,電流表應(yīng)選

用

,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

。(用字母代號(hào)表示)例9有一個(gè)額定電壓為2.8V,功率約為0.8W的小燈泡91

甲(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得此小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,由圖線可求得

此小燈泡在正常工作時(shí)的電阻為

Ω,此時(shí)燈泡的功率為

W。

92

乙(3)若將此燈泡與電動(dòng)勢(shì)為6V、內(nèi)阻不計(jì)的電源連接,要使燈泡正常發(fā)

光,需串聯(lián)一個(gè)阻值為

Ω的電阻。

93【解析】(1)小燈泡的額定電壓為2.8V,故電壓表應(yīng)選用0~3V量程的

A;小燈泡的額定功率為0.8W,故小燈泡的額定電流約為0.3A,電流表應(yīng)

選取0~0.6A量程的D;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較小的E,便于調(diào)節(jié)。(2)根據(jù)題圖乙可知,當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.8V時(shí),對(duì)應(yīng)的電流為0.28

A,則R=

=

Ω=10Ω,此時(shí)燈泡的功率為P=UI=2.8×0.28W=0.784

W。(3)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流為I=0.28A,則串聯(lián)電阻兩端的電壓

為UR=6V-2.8V=3.2V。根據(jù)歐姆定律可知應(yīng)串聯(lián)電阻的阻值為R=

=

Ω=11.4Ω?！敬鸢浮?1)A

D

E(2)100.784(3)11.4【解析】(1)小燈泡的額定電壓為2.8V,故電壓表應(yīng)選用94三、測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理如圖所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表上讀出幾組U、I值,利用閉

合電路歐姆定律U=E-Ir求出幾組E、r值,最后分別算出它們的平均值。

三、測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)原理95用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù):即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)、U為縱坐標(biāo),用測(cè)出

的幾組I、U值畫(huà)出U-I圖像。如圖所示,所得圖線的縱截距即電動(dòng)勢(shì)的值,圖線斜率的絕對(duì)值即內(nèi)阻r的值。

用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù):即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)、U為縱坐標(biāo),用96實(shí)驗(yàn)步驟1.電流表用0~0.6A量程,電壓表用0~3V量程,按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電

路。2.把滑動(dòng)變阻器的滑片移到使阻值最大的一端。3.閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)

(I、U),用同樣方法測(cè)量幾組I、U值,記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中。4.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),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(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值。實(shí)驗(yàn)步驟97注意事項(xiàng)1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過(guò)

一段時(shí)間的干電池)。2.畫(huà)出U-I圖像,要使較多的點(diǎn)落在這條直線上,不在直線上的點(diǎn)均勻分

布在直線的兩側(cè),個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不考慮。這樣,就可減

小偶然誤差,提高精確度。3.計(jì)算內(nèi)阻時(shí),要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),用r=

計(jì)算出電源的內(nèi)阻r。誤差分析測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差,未考慮電壓表的分流,使得電流的測(cè)量值小于

真實(shí)值,則電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值,內(nèi)阻的測(cè)量值小于真實(shí)值。注意事項(xiàng)誤差分析98例10用實(shí)驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx。已知電池的電

動(dòng)勢(shì)約為6V,電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐?？蛇x用的實(shí)驗(yàn)器

材有:電流表A1(量程0~30mA);電流表A2(量程0~100mA);電壓表V(量程0~6V);滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~5Ω);滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~300Ω);開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖1所示的電路圖,正確連接電路。例10用實(shí)驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx。已知電99

圖1Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大,閉合開(kāi)關(guān),逐次調(diào)小R的阻值,測(cè)出多組U和I的

值,并記錄。以U為縱軸,I為橫軸,得到如圖2所示的圖線。

100

圖2Ⅲ.斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將Rx改接在B、C之間,A與B直接相連,其他部分保持不

變。重復(fù)Ⅱ的步驟,得到另一U-I圖線,圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0,0),

與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,U0)。

101回答下列問(wèn)題:①電流表應(yīng)選用

,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

;②由圖2的圖線,得電源內(nèi)阻r=

Ω;③用I0、U0和r表示待測(cè)電阻的關(guān)系式Rx=

,代入數(shù)值可得Rx;④若電表為理想電表,Rx接在B、C之間與接在A、B之間,滑動(dòng)變阻器滑

片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置,兩種情況相比,電流表示數(shù)變化

范圍

,電壓表示數(shù)變化范圍

。(選填“相同”或“不同”)回答下列問(wèn)題:102【解析】①電路總電阻可能的最小值約為20Ω,則回路中可能的最大

電流Im=

A=300mA,可見(jiàn),電流表應(yīng)選用A2。若選用滑動(dòng)變阻器R1,電路中電流變化范圍太窄,并且當(dāng)R1連入電路阻

值最大時(shí),電路中電流仍可能會(huì)超過(guò)電流表A2的量程,故應(yīng)選用R2。②圖2中,U-I圖線的斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻,由圖像可知:r=25Ω。③由題意可知,Rx+r=

,則Rx=

-r。④若電表為理想電表,Rx接在B、C或A、B之間,對(duì)干路中電流無(wú)影響,

故電流表示數(shù)變化范圍相同,很顯然,電壓表示數(shù)變化范圍不相同。【答案】①A2R2②25③

-r④相同不同【解析】①電路總電阻可能的最小值約為20Ω,則回路中可能103四、練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)原理1.測(cè)電阻的依據(jù)是閉合電路歐姆定律;測(cè)電流和電壓的依據(jù)是串聯(lián)和并

聯(lián)的特點(diǎn)及部分電路歐姆定律。2.二極管的特性是單向?qū)щ娦?當(dāng)二極管加上一定的反向電壓時(shí),它的電

阻值變得很大,就像斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)一樣。四、練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)原理104實(shí)驗(yàn)步驟1.多用電表的使用(1)觀察多用電表,認(rèn)識(shí)多用電表的表盤、選擇開(kāi)關(guān)及其周圍的測(cè)量功

能和量程。(2)進(jìn)行測(cè)量前,檢查表頭的機(jī)械零點(diǎn),方法是讓多用電表不進(jìn)行任何測(cè)

量,正常情況是表針應(yīng)停在左端零刻線上,否則要用小螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)

表盤下邊中間部位的調(diào)零螺絲,使表針指零。(3)測(cè)量時(shí),把選擇開(kāi)關(guān)旋到相應(yīng)的測(cè)量項(xiàng)目和量程上。使用電壓擋時(shí),應(yīng)使多用電表同用電器并聯(lián)。測(cè)量直流電壓時(shí),還要讓

紅表筆接在用電器電勢(shì)較高的一端。使用電流擋時(shí),要使多用電表與用

電器串聯(lián),且要讓電流從紅表筆流入,從黑表筆流出。實(shí)驗(yàn)步驟105使用歐姆擋時(shí),先選好倍率,原則是測(cè)量時(shí)使指針盡可能靠近刻度盤的

中央位置。隨后,進(jìn)行歐姆調(diào)零。測(cè)電阻時(shí),電阻要跟別的元件和電源

斷開(kāi),而且不要用手碰觸表筆的金屬部分。每換用歐姆擋的另一量程

時(shí),都需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。讀數(shù)時(shí),讀出表盤上相應(yīng)的刻度值乘以

所選的倍率,才是被測(cè)電阻值。2.用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的元件(1)了解二極管的導(dǎo)電特性。(2)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓擋,將兩表筆分別與黑箱上

的A、B、C三個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)點(diǎn)連接,判斷黑箱內(nèi)有無(wú)電源。(3)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋,將兩表筆分別與黑箱上

的A、B、C三個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)點(diǎn)連接,讀出歐姆表上的讀數(shù)。將表筆反接后,根據(jù)歐姆表示數(shù)是否變化來(lái)判斷黑箱中是否有二極管。使用歐姆擋時(shí),先選好倍率,原則是測(cè)量時(shí)使指針盡可能靠近刻度盤106注意事項(xiàng)1.使用多用電表前,應(yīng)觀察指針是否指在左端的零刻線上,若有偏差,應(yīng)

用螺絲刀調(diào)節(jié)多用電表中間的調(diào)零螺絲,使多用電表的指針指在左端的

零刻線處。2.測(cè)電阻時(shí),待測(cè)電阻要跟別的元件和電源斷開(kāi),不能用手接觸表筆的金

屬桿。3.合理選擇歐姆擋的量程,使指針盡量指在表盤中央位置附近。4.換用歐姆擋的另一量程時(shí),一定要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,才能進(jìn)行測(cè)量。5.歐姆擋讀數(shù)時(shí),應(yīng)將表針?biāo)甘緮?shù)乘以選擇開(kāi)關(guān)所指的倍率。6.測(cè)量完畢時(shí),要把表筆從測(cè)試孔中拔出,選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)置于交流電壓最高

擋或OFF擋,若長(zhǎng)期不用時(shí),還應(yīng)把電池取出。注意事項(xiàng)107例11如圖1所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用多用

電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。圖1例11如圖1所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件,小明使用108

圖2(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處,應(yīng)先調(diào)整圖2

109中多用電表的

(選填“A”、“B”或“C”)。(2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí),

一表筆接a,另一表筆應(yīng)

(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時(shí)觀

察指針偏轉(zhuǎn)情況。(3)在判定黑箱中無(wú)電源后,將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×1”擋,調(diào)節(jié)好多用電表,

測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值。測(cè)量中發(fā)現(xiàn),每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等,測(cè)

量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí),多用電表的示數(shù)如圖2所示。請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整,并在圖1的黑箱圖中畫(huà)出一種可能的電路。兩表筆接的接點(diǎn)多用電表的示數(shù)a,b

Ωa,c10.0Ωb,c15.0Ω中多用電表的

(選填“A”、“B”或“C”)。兩110【解析】(1)A是機(jī)械調(diào)零,B是歐姆調(diào)零,C是功能選擇開(kāi)關(guān),故選

填A(yù)。(2)為防止a、b間存在高壓電源在持續(xù)接通時(shí)燒壞電表,應(yīng)采用“點(diǎn)

觸”方式。(3)正反向阻值相等說(shuō)明兩接點(diǎn)間無(wú)二極管。由題圖2可以讀出a、b間

阻值為5.0Ω。因黑箱內(nèi)只有三個(gè)阻值相等的電阻,由表內(nèi)數(shù)據(jù)知b、c

間電阻等于a、b間電阻與a、c間電阻之和,故可推測(cè)a、b間電阻與a、c

間電阻相串聯(lián)。又因a、c間阻值是a、b間阻值的2倍,故a、b間有一個(gè)

電阻時(shí)a、c間兩個(gè)電阻串聯(lián);a、c間有一個(gè)電阻時(shí)a、b間兩個(gè)電阻并聯(lián),

電路圖見(jiàn)答案?！窘馕觥?1)A是機(jī)械調(diào)零,B是歐姆調(diào)零,C是功能選擇開(kāi)關(guān)111【答案】(1)A(2)短暫(3)5.0如圖所示

【答案】(1)A(2)短暫(3)5.0如圖所示112考點(diǎn)四

選考實(shí)驗(yàn)一、模型的建立1.通過(guò)掃描隧道顯微鏡我們知道分子(原子)并不是一個(gè)個(gè)的小球,把分

子看成小球是對(duì)分子建立的一種理想化物理模型,模型都是人們根據(jù)研

究的問(wèn)題而建立的,理想模型在一定場(chǎng)合、一定條件下突出客觀事物的

某種主要因素,忽略次要因素而建立起來(lái)的。將分子看成小球,與在力

學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)、電學(xué)中的點(diǎn)電荷一樣,都是理想化的模型。實(shí)際分子的結(jié)

構(gòu)是很復(fù)雜的,我們所計(jì)算出的分子大小只是一個(gè)粗略的數(shù)量級(jí)的概念。2.單擺的運(yùn)動(dòng)也可以看成一個(gè)理想化的運(yùn)動(dòng)模型,但擺球不能看成質(zhì)點(diǎn),<基礎(chǔ)知識(shí)>考點(diǎn)四

選考實(shí)驗(yàn)<基礎(chǔ)知識(shí)>113在測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)應(yīng)從球心開(kāi)始算起。3.在幾何光學(xué)中,不應(yīng)把光看做電磁波,而應(yīng)看做光能量傳播方向的幾何

線,表示光的傳播方向的直線稱為光線,光線是一種幾何的抽象。在實(shí)

際當(dāng)中不可能得到一條光線。測(cè)量玻璃的折射率利用了光線的模型,光

線也是為了研究問(wèn)題而建立起來(lái)的物理模型。二、研究微小量的方法可以通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)來(lái)通過(guò)測(cè)量較大的量來(lái)研究較小的量。1.比如測(cè)量金屬絲的直徑采用累積法,把金屬絲纏繞起來(lái),測(cè)其長(zhǎng)度再除

以匝數(shù)從而得到其直徑。2.再比如我們可以用量筒和刻度尺估測(cè)一粒綠豆的直徑:先用量筒測(cè)出

一定的綠豆的體積V,再將這些綠豆平攤在水平桌面上,不要重疊,測(cè)出在測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)應(yīng)從球心開(kāi)始算起。114所占的面積S,則綠豆的直徑d=

。3.油膜法測(cè)分子直徑的大小也利用了這一思想,讓油酸分子在水面形成

單分子層,如圖,則其體積與面積兩個(gè)宏觀量的比即其分子直徑。所占的面積S,則綠豆的直徑d=?。115一、用油膜法估測(cè)分子的大小<重點(diǎn)難點(diǎn)>一、用油膜法估測(cè)分子的大小<重點(diǎn)難點(diǎn)>116注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查方盤是否干凈。2.方盤中的水應(yīng)保持穩(wěn)定狀態(tài),最好靜置一段時(shí)間,痱子粉均勻撒在水面

上。3.向水面滴油酸酒精溶液時(shí),針尖應(yīng)豎直、靠近水面,如果離水面太高,

可能無(wú)法形成油膜。最好在1cm左右。4.計(jì)算油膜面積時(shí),以坐標(biāo)紙上方格的數(shù)目來(lái)計(jì)算,不足半個(gè)的舍去,多

于半個(gè)的算1個(gè)。5.油酸酒精溶液的濃度以小于

為宜。注意事項(xiàng)3.向水面滴油酸酒精溶液時(shí),針尖應(yīng)豎直、靠近水面,如117例12在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,所用的油酸酒精溶液的

濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL,用注射器測(cè)得1mL上述溶液

為80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi),讓油膜在水面上盡可能散開(kāi),測(cè)

得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中正方形小格的邊長(zhǎng)為1

cm。試求:

(1)油酸薄膜的面積是

cm2;(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)出油酸分子的直徑是

m;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)實(shí)驗(yàn)中為什么要讓油膜盡可能散開(kāi)?例12在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,所用的油酸酒精溶118【解析】(1)舍去不足半格的,多于半格的算一格,數(shù)一下共有118個(gè);

一個(gè)小方格的面積S0=L2=1cm2,所以面積S=118×1cm2=118cm2。(2)一滴純油酸的體積V=

×

mL=7.5×10-12m3油酸分子直徑d=

=

m≈6.4×10-10m。(3)讓油膜盡可能散開(kāi),是為了在水面上形成單分子油膜?！敬鸢浮?1)118(2)6.4×10-10(3)這樣做的目的是在水面上形成單分子油膜【解析】(1)舍去不足半格的,多于半格的算一格,數(shù)一下共有119二、單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系二、單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系120注意事項(xiàng)1.懸線頂端不能晃動(dòng),需用夾子夾住,保證頂點(diǎn)固定。2.強(qiáng)調(diào)在同一平面內(nèi)振動(dòng)且擺角小于5°。3.選擇在擺球擺到平衡位置處開(kāi)始計(jì)時(shí),并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次數(shù)。4.小球自然下垂時(shí),用毫米刻度尺量出懸線長(zhǎng)l,用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的

直徑,然后算出擺球的半徑r,則擺長(zhǎng)L=l+r。5.選用長(zhǎng)一米左右的細(xì)線。注意事項(xiàng)121例13(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)用游標(biāo)

卡尺測(cè)量小球的直徑如圖甲、乙所示。測(cè)量方法正確的是

(選填“甲”或“乙”)。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng),為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)

改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù),在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激

光光源與光敏電阻,如圖丙所示。光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連,該

儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖丁所示,則該單擺的振例13(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)122

動(dòng)周期為

。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變,改用直徑是原

小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則該單擺的周期將

(填“變

大”、“不變”或“變小”),圖丁中的Δt將

(填“變大”、

“不變”或“變小”)。?動(dòng)周期為

。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變,改123【解析】(1)由游標(biāo)卡尺的使用方法知乙圖操作正確。(2)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),擋光使得光敏電阻阻值增大,從t1時(shí)刻開(kāi)始,再

經(jīng)兩次擋光完成一個(gè)周期,故T=2t0;擺長(zhǎng)為擺線長(zhǎng)加小球半徑,若小球直

徑變大,則擺長(zhǎng)增加,由周期公式T=2π

可知,周期變大;若小球直徑變大,則擋光時(shí)間增加,即Δt變大?！敬鸢浮?1)乙(2)2t0變大變大【解析】(1)由游標(biāo)卡尺的使用方法知乙圖操作正確。【答案】124三、測(cè)定玻璃的折射率三、測(cè)定玻璃的折射率125注意事項(xiàng)1.玻璃磚要厚,用手拿玻璃磚時(shí),只能接觸玻璃毛面或棱,嚴(yán)禁用玻璃磚

當(dāng)尺子畫(huà)界面;2.入射角應(yīng)在30°到60°之間;3.大頭針要豎直插在白紙上,且玻璃磚每一側(cè)兩枚大頭針P1與P2間、P3

與P4間的距離應(yīng)盡量大一些,以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差;4.玻璃磚的折射面要畫(huà)準(zhǔn);5.由于要多次改變?nèi)肷浣侵貜?fù)實(shí)驗(yàn),所以入射光線與出射光線要一一對(duì)

應(yīng)編號(hào),以免混亂。注意事項(xiàng)126例14如圖,畫(huà)有直角坐標(biāo)系xOy的白紙位于水平桌面上。M是放在白

紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),直邊與x軸重合。OA

是畫(huà)在紙上的直線,P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針,P3是

豎直地插在紙上的第三枚大頭針,α是直線OA與y軸正方向的夾角,β是

直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角。只要直線OA畫(huà)得合適,且P3的位置取得

正確,測(cè)出角α和β,便可求得玻璃的折射率。某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí),在他畫(huà)出的直線OA上豎直

地插上了P1、P2兩枚大頭針,但在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無(wú)

法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像,他應(yīng)采取的措施是

。若他已透過(guò)玻璃磚看到了P1、P2的像,確定P3

位置的方法是

。若他已正確地測(cè)得例14如圖,畫(huà)有直角坐標(biāo)系xOy的白紙位于水平桌面上。M是127了α、β的值,則玻璃的折射率n=

。

了α、β的值,則玻璃的折射率n=

。128【解析】“在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看

到P1、P2的像”的原因是光線射到O點(diǎn)時(shí)發(fā)生了全反射,即入射角太大,

故應(yīng)減小入射角,具體做法是:在白紙上畫(huà)一條與y軸正方向夾角較小的

直線OA,把大頭針P1、P2豎直地插在所畫(huà)的直線上,直到在y<0的區(qū)域內(nèi)

透過(guò)玻璃磚能夠看到P1、P2的像。按實(shí)驗(yàn)的要求,所插入的大頭針應(yīng)該在同一條光路上,因此確定P3位置

的方法是:在y<0的區(qū)域移動(dòng)眼睛的位置,當(dāng)看到P1、P2重合時(shí),在眼睛與

O點(diǎn)間任取一點(diǎn),即可作為P3。由折射率的定義得n=

。【答案】見(jiàn)解析【解析】“在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無(wú)法透過(guò)玻129實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心和基礎(chǔ),所有實(shí)驗(yàn)方法、步驟、儀器的選擇、數(shù)

據(jù)處理、誤差分析都可從實(shí)驗(yàn)原理中派生出來(lái),理解了實(shí)驗(yàn)原理,就無(wú)

需死記硬背有關(guān)實(shí)驗(yàn)的各種條條框框了。實(shí)驗(yàn)的主要思想方法有:1.等效法這是物理學(xué)中一個(gè)重要和常用的思維方法,當(dāng)某一個(gè)物理量不能或不易

直接測(cè)量時(shí),如果可以用另一個(gè)物理量代替它而又不影響問(wèn)題的實(shí)質(zhì),

我們就可以接受這種方案,這種方法叫等效法。比如在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒

定律”的實(shí)驗(yàn)中我們用水平位移代替速度;在電路設(shè)計(jì)中用“等效替

代”思維測(cè)電阻等,都是此方法的典例。方法1方法技巧實(shí)驗(yàn)方法方法1方法技巧1302.累積法(放大法)把某些難以直接測(cè)量的微小物理量累積后測(cè)量,可大大提高測(cè)量的精

度,這種方法叫累積法。比如測(cè)一個(gè)大頭針的質(zhì)量是很難測(cè)準(zhǔn)確的,但