高考物理二轮 压轴突破 专题5第11讲力学实验中常考的3个问题教案

第11讲力学实验中常考的3个问题

一、误差和有效数字

1．误差

误差产生原因大小特点减小方法

系统误差实验仪器不精确、实验原理不完善、实验

方法粗略

总是偏大

或偏小

更新仪器完善实验

原理

偶然误差测量、读数不准确忽大忽小画图象或取平均值

(1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字．有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源．

(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字．

二、长度的测量

1．毫米刻度尺的读数：精确到毫米，毫米后再估读一位．

2．游标卡尺的读数：测量值＝主尺上的读数＋m×n(其中m为游标卡尺的精确度，n为游标尺上与主尺上某刻度线对齐的格数)．

3．螺旋测微器的读数

测量值＝固定刻度＋可动刻度×0.01 mm.

三、验证性实验

1．实验名称：验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、验证机械能守恒定律．

2．实验方法

(1)对于现象直观明显或者只需讨论的验证性实验问题，常常通过观察分析进行证实；

(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证．

3．实验拓展

随着高考改革逐步深入，验证性实验试题逐渐减少，往往将验证性实验变化为设计性、探究性、研究性实验，对于这种实验题型的变化，我们复习时要引起足够的重视．

四、探究性实验

1．实验名称：探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理、研究匀变速直线运动．

2．实验方法：按照题目要求设计实验方案，探究某种规律或研究物理量之间的关系，根据实验数据得出实验结论，题目一般以教材基本实验为原型或以学过的知识为基础，新颖灵活，具有开放性．3．实验过程的比较

类型探究性实验验证性实验

实验过程

①提出问题

②猜想与假设

③制定计划与设计实验方案

④进行实验与收集数据

⑤分析与论证

⑥评估

⑦交流与合作①实验目的

②实验器材

③实验原理

④实验步骤

⑤数据分析

⑥实验结论

1．验证性实验2．探究性实验

常考问题33a.TIF，JZ]基本仪器的读数

【例1】(2012·课标全国卷，22)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图11－1(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为

________mm，所测金属板的厚度为________mm.

图

11－1

本题考查螺旋测微器的读数，考查考生的实验探究能力，难度较小

某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ时：

(1)用游标尺为20分度的卡尺测量其长度如图11－2甲，由图可知其长度为

________cm；

图11－2

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为________mm.,读数记法

1．毫米刻度尺

长度测量的基本工具是刻度尺，其最小分度一般为1 mm(此时叫做毫米刻度尺)．毫米刻度尺可以精确

读到mm位、估读到1

10

mm位(能读取十分之几毫米)．估读的“0”不能舍弃．2．游标卡尺的读数

游标尺(mm)

精度(mm) 测量结果(游标尺上第n条刻度线与主尺上的某刻度线对

齐时)(mm)

刻度格数刻度总长度每小格与1毫米差

1090.10.1主尺上读的毫米数＋0.1 n 20190.050.05主尺上读的毫米数＋0.05 n

50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数＋0.02 n

测量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01 mm.

4．关于估读问题：游标卡尺不需要估读；毫米刻度尺、螺旋测微器需要估读．

常考问题34 与纸带相关的实验

【例2】 (2012·山东卷，21(1))某同学利用图11－3甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的

运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮

处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时

器电源的频率为50 Hz.

甲

乙

图11－3

(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速．

(2)计数点5对应的速度大小为________m/s ，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有

效数字)

(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a ＝________m/s 2，若用a g

来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g 为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)．

解析 (1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差Δx ≈2.00 cm ，在6、7计数点间的位移比5、6

之间增加了(12.28－11.01)cm ＝1.27 cm<2.00 cm ，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间． (2)计数点5对应的速度大小为v 5＝x 4＋x 52T ＝（9.00＋11.01）×10－2

2×0.1

m/s ＝1.00 m/s. 计数点4对应的速度大小为v 4＝x 3＋x 42T ＝（7.01＋9.00）×10－2

2×0.1

m/s ＝0.80 m/s. 根据v 5＝v 4＋v 6

2，得计数点6对应的速度大小为v 6＝2v 5－v 4＝(2×1.00－0.80)m/s ＝1.20 m/s.

(3)物块在计数点7到11之间做减速运动，根据Δx ＝aT 2得x 9－x 7＝2a 1T 2

x 10－x 8＝2a 2T 2

故a ＝

a 1＋a 22＝（x 9＋x 10）－（x 8＋x 7）2×2T

2≈－2.00 m/s 2