2013年高考物理二轮课件第三部分七物理实验

(2)注意 事项 ①安装时，重锤与 纸带限位孔必须在同一竖直线上； ②实验时必须先接 通电源，让打点计时器 正常工作后才能松开纸 带让重锤下落； ③要多做几次实验，选点迹清晰，且第一、二两点间距离接近 2 mm 的纸带进行测量； ④测量下落高度时，必须从起始点算起．为了减小测量值 h 的相 对误差，选取的各 个计数点要离起始点远些，纸带也不 宜过长， 有效长度可在 60～80 cm； ⑤因不需要知道动能的具体数值,因此不需要测出重物的质量 m； ⑥由于摩擦和空气阻力的影响，总是 mgh 稍大于12mv2.
(3)控制电路的选择
图7 如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采 用分压接法(如图 7 所示)： ①用电器的电压或电流要求从零开始连续可调． ②要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻 值小． ③采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额 定值．
图8 在安全有效的前提下，若 Rx<R0，原则上两种电路均可采用， 但考虑省电、电路结构简单，可优先采用限流接法(如图 8 所示)；而若 Rx≫R0，则只能采用分压电路．
(2)螺旋测微器
图1 螺旋测微器又叫千分尺，“千分”就是千分之一毫米，即 0.001 mm.读数时0.5 mm以上的部分从固定刻度上读，并且 要看其“半 mm”刻度线是否露出；0.5 mm以下的部分从 可动刻度(螺旋)上读出，要估读一位，再把两部分读数相 加即得测量值．如图1所示的读数应该是6.700 mm.
图9
①因小灯泡两端的电压要求从零开始变化，故滑动变阻器 应采用分压式． ②该实验中，被测小灯泡电阻一般很小，故电路采用电流 表外接法． (3)注意事项 ①调节滑动变阻器滑片时应注意电压表的示数不能超过小 灯泡的额定电压． ②在坐标纸上建立坐标系，横、纵坐标所取的分度比例应 该适当．尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸． ③连线一定要用平滑的曲线，而不能画成折线．
图3
3．探究弹力和弹簧伸长的关系 (1)原理：弹簧受到拉力会伸长，平衡时弹簧产生的弹力 和外力大小相等，这样弹力的大小可以通过测定外力而 得出．弹簧的伸长可用直尺测出．多测几组数据，用列 表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系．
(2)注意事项 ①悬吊弹簧时让它自然下垂，并要记录弹簧的原长L0； ②每改变一次拉力的大小就需要做一次测量记录．为了探 究弹力和弹簧伸长的关系，要尽可能多测几组数据，以便 在坐标纸上能描出更多的点； ③实验时拉力不要太大，不要超出弹簧的弹性限度； ④在坐标纸上尝试描画一条平滑曲线时，要顺着各点的走 向来描，描出的点不一定正好在曲线上，但要注意使曲线 两侧的点数大致相同．
(2)为研究 a、F、m 三者的关系，要利用“控制变量法”， 分别研究 a 与 F、a 与 m 的关系． (3)用图象法验证 a∝F、a∝m－1 (后者必须用 a－m－1 图象， 不能用 a－m 图象)． 6．探究功与速度变化的关系 (1)原理：作用在物体上的力越大，在力的方向上发生的位移 就越大，力对物体做的功就越多．而力越大产生的加速度也 就越大，物体通过较大的位移后获得的速度也就越大．所以 力对物体做的功与速度是正相变化关系，可能与速度的一次 方、二次方、三次方等成正比．
(4)注意事项 ①为了使路端电压变化明显，电源的电阻宜大一些； ②实验中不要将 I 调得过大，读电表时要快，每次读完后应 立即断电； ③测出不少于 6 组 I、U 数据，且变化范围要大，用方程组求 解，分别求出 E、r 值再求平均值； ④画出 U－I 图象，要使较多的点落在这条直线上或使各点均 匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可不予考虑； ⑤计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用 r＝|ΔU|算
图11
改变R的值，测出多组U、I值，作出 U－I图线，如图11所
示，图线与U轴交点的纵坐标即为电源电动势，图线斜率 的绝对值即为电源内阻．
由于电源的内阻很小，即使电流有较大的变化，路端电压 变化也很小，为充分利用图象空间，电压轴数据常从某一 不为零的数开始，但U－I图象在U轴上的截距和图线斜率 的意义不变．
4.验证力的平行四边形定则
(1)原理：两只弹簧秤互成角度拉橡皮条AB和一只弹簧秤拉
橡皮条AB的效果相同．
(2)注意问题
①将两只弹簧测力计钩好对拉，若两只
弹簧测力计在拉的过程中读数相同，则
可选，否则不可选；
图4
②在满足合力不超过量程及弹性限度的条件下，应使拉力
尽量大一些，以减少误差；
③画力的图示时，应该选定恰当的标度，尽量使图画得大 一些，同时严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力; ④在同一次实验中橡皮条拉长的结点O位置不变； ⑤本实验误差的主要来源除了弹簧测力计外，还可能来源 于读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，按 有效数字正确读数和记录，作图时须保证两力的对边一定 要平行．
5．探究加速度与力、质量的关系 (1)了解该实验的系统误差的来源． ①用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力．由牛顿第二 定律可知，由于砂桶也在做匀加速运动，因此砂和砂桶的 总重量肯定大于小车受到的实际拉力．可以推导出结论： 只有在小车的总质量M远大于砂和砂桶的总质量m时，才 能使该系统误差足够小． ②没有考虑摩擦阻力的作用．应该用平衡摩擦力的方法来 消除这个系统误差．
8．多用电表的使用 (1)正确 使用 ①电流的流向：电 流总要从电表的“＋”插孔 (红表笔 )流入， 从“－”插孔 (黑表笔 )流出，所以使用欧姆挡时，多用 电表内 部电池的正极接的 是黑表笔，负极接的是红表笔． ②要区分开“机械 零点”与“欧姆零点”：“机械零点 ”在表 盘刻度左侧 “0”位置 ，调整的是表盘下边中间的定位螺丝 ；“欧 姆零点”在表盘 刻度的右侧电阻刻度 “0”位置，调整的 是欧姆 挡的调零旋钮． ③选倍率 ：测量前应根据估计阻值选 用适当的挡位．由 于欧姆
图5
橡 皮 筋做 功而 使小 车获 得的 速度 可以 由纸 带 和打 点计 时器 测出，进行若干次测量，就得到若干次功和速度的数据． (2)按图 5 组装好实验器材，平衡阻力的方法是将木板固定有 打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑． (3)在处 理数据时，应先对测量 数据进行估计，大致 判断两个 量可能的关系，然后以 W 为纵坐标，v2(或 v，v3， v)为横 坐标作图．
11．测定电源的电动势和内电阻 (1)由闭合电路欧姆定律：E＝U＋Ir，只要测出两组 U、I 值， 就可以列方程组求出 E 和 r. 由于电源的内阻一般很小，为减小测量误差，常采用图 10 甲所示的电路，而不用图乙所示电路．
图 10
(2)仪器及电路的选择 ①电压表的量程根据测量电源的电动势的值选取． ②电流表量程：本实验中一般选0～0.6 A即可． ③滑动变阻器的选取：阻值一般为10 Ω～20 Ω， (3)数据处理
2．纸带问题的处理方法 (1)如图2所示．利用x1、x2、x3…可以计算相邻相等时间内 的位移差x2－x1、x3－x2、x4－x3、…，如果它们在允许的 误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直 线运动．
图2
(2)利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时 速度 v.如 vB＝x22＋Tx3.
|ΔI| 出电源的内阻 r.
易混易错天天清
1．读数类题目中易在最小单位、有效数字、单位间的换 算上出现错误． 2．纸带问题中易将计时点和计数点混淆，计算时易漏掉 单位的换算． 3．验证力的平行四边形定则的实验中误认为两弹簧秤夹 角为90°.
4．万用表欧姆挡使用时易出现换挡不调零的现象． 5．电流表的内、外接法，滑动变阻器的分压和限流易混． 6．用U－I图象分析电源电动势和内电阻时，易漏掉坐标 原点的物理意义，误认为都是零． 7．实物连图时，易出现电表、用电器正、负极接反． 8．设计性实验中，不能很好的将基本实验原理进行转换．
(3)利用纸带求被测物体的加速度 a.具体来说又有两种方法：
①“逐差法”：从纸带上得到 6 个相邻相等时间内的位移，则
a＝
x4＋
x5＋
x6－x1＋ 9T2
x2＋
x3.
②利用 v－t 图象求 a：求出 A、B、C、D、E、F 各点的瞬时
速度画出如图 3 所示的 v－t 图线,图线的斜率就等于加速度 a.
七、物理实验
目录
重
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考
要
混
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知易预来自识错测
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天
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清
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重要知识记心中
1．游标卡尺和螺旋测微器的读数 (1)游标卡尺 测量大于1 mm长度时，整的毫米数由主尺上读出，毫米以 下的部分从游标尺上读出．即读数＝主尺读数＋游标尺读 数，其中“游标尺读数”就是与主尺某刻度线对齐的游标 刻度的序数乘以精确度．注意游标卡尺不估读．
7．验证机械能守恒定律 本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒，如图6所示， 纸带的左端是用夹子夹重物的一端．
图6 (1)原理：用刻度尺量出从 0 点到 1、2、3、4、5 各点的距离 h1、h2、h3、h4、h5，利用“匀变速直线运动中 间时刻的瞬时 速度等于该段位移内的平均速度”，算出 2、3、4 各点对应 的瞬时速度 v2、v3、v4，验证与 2、3、4 各点对应的重力势 能减少量 mgh 和动能增加量12mv2 是否相等．
挡刻度的非线性 ，使用欧姆挡测电阻 时，表头指针偏转 过大过 小都有较大误差，通常只使用表盘中间一段刻度范围(14R 中～ 4R 中)为测量的有效范围．
(2)注意问题 ①在使用前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有 偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使之归零; ②测电阻时，待测电阻须与其他元件和电源断开，不能用手 接触表笔的金属杆； ③合理选择欧姆挡的量程,使指针尽量指在表盘中央位置附近; ④换用欧姆挡的另一量程时，一定要先重新进行欧姆调零； ⑤读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率； ⑥测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于 交流电压最高挡或OFF挡,若长时间不用时,还应把电池取出．
9．测定金属的电阻率 (1)实验原理 用毫米刻度尺测一段金属丝的长度 l，用螺旋测微器测导线 的直径 d，用伏安法测导线的电阻 R，根据电阻定律 R＝ρSl 可 求金属丝的电阻率 ρ＝π4dl2R. (2)电流表的内、外接 在伏安法测电阻的实验中，若RRVx >RRAx ，选用电流表外接电路； 若RRVx <RRAx ，选用电流表内接电路．
如图5所示，小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行. 当我们用2条、3条、…同样的橡皮筋进行第2次、第3次、 …实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那 么，第2次、第3次、…实验中橡皮筋对小车做的功就是第 一次的2倍、3倍、…如果把第一次实验时橡皮筋做的功记 为W，以后各次做的功就是2W、3W、…
10．描绘小灯泡的伏安特性曲线 (1)实验原理 ①恒定电阻的伏安特性曲线是直线，而小灯泡灯丝的电阻 随温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线为曲线． ②用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡 两端的电压，测出多组(U，I)值后，在U－I坐标系中描出 对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．就得到小 灯泡的伏安特性曲线． (2)电路设计(如图9所示)