2015届高考物理二轮复习提优：专题十二 力学实验13_《

能力提升

基本仪器的使用和读数

1. 关于基本仪器的使用

(1) 游标卡尺:测外径或厚度在卡脚下方测量，不能将小测量物靠近主尺放置;要认准游标“0”刻度在哪，读数时应轻轻“锁定”游标.

(2) 螺旋测微器:测量长度较小的物体;要注意0.5 mm 刻度线在上方还是下方;听到“咯、咯”声之后要换用微调;读数时应轻轻“锁定”游标.

(3) 弹簧测力计:使用前应校零，选择弹簧测力计时，要选力的方向通过弹簧轴线的，必要时要选对拉时读数相同的弹簧测力计.

(4) 打点计时器:电火花打点计时器使用的是220 V 交变电流;电磁打点计时器使用的是低压4~6 V 交变电流.

2. 关于基本仪器的读数

(1) 注意使用的刻度尺或弹簧测力计的最小分度值.应估读到其最小分度的

110，读数或测量值为:整数部分(单位)+10n

格×最小分度(单位)，统一单位后得最

后结果.

(2) 注意游标卡尺的精度是多少(即游标部分格数的倒数)，测量时还要注意看准是第几(用n 表示)条游标刻度线与主尺上的某条刻度线对齐，读数或测量值为:主尺部分(单位)+n ×精度(单位)，统一单位后得最后结果.注意游标不需要估读.

三种游标卡尺的比较: 刻度 格数 刻度总 长/mm 游标上每小格 与1 mm 相差/mm

精度 /mm 测量结果(游标卡尺上第n 个刻度线与主尺上的刻度线对正时)/mm 10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数+0.1n 20

19

0.05

0.05

主尺上读的毫米数+0.05n

50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数+0.02n

(3) 螺旋测微器要估读，小数点后必须保留三位.

例1 (2014·江都中学)用游标卡尺测得某样品的长度如图甲所示，其读数L= mm;用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a= mm.

思维轨迹:游标卡尺的读数=主尺刻度+游标与主尺对齐的刻度×精度;螺旋测

微器的读数=固定刻度+可动刻度×0.01.

解析:根据游标卡尺的读数方法，读数为20 mm+3×0.05 mm=20.15 mm.根据螺旋测微器的读数方法，读数为1.5 mm+23.0×0.01 mm=1.730 mm.

答案:20.15 1.730

变式训练1(2014·淮阴中学) (1) 用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图甲所示，则小球的直径d= mm.

(2) 知识的迁移能力是非常重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面问题:在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度.为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度.如图乙中画出了游标和圆盘的一部分，读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为度.

解析:(1) 螺旋测微器主尺读数为10.5 mm，可动刻度一共50个格，代表0.5 mm，每个格表示0.01 mm，第47.5个格与固定刻度基线对齐，因此可动刻度的读数为0.475 mm，故螺旋测微器的读数为10.975 mm.

(2) 主尺部分的读数为20度，游标尺一共10个格，每个格代表0.1度，第6个刻度线与主尺刻度对齐，故游标尺的读数为0.6度，因此一共是20.6度.

答案:(1) 10.975 (2) 20.6

基本实验方法与数据处理

力学实验的基本方法就是测量力、位移、时间等的方法.测力可以用弹簧测力计，也可以用天平测出质量求得力，还可以根据牛顿运动定律或动能定理等求得相关物理量来求得力.测位移主要用到打点计时器、频闪照相、位移传感器结合示波器或给定图象和用测长度的仪器测量，也可以根据牛顿运动定律或动能定理等求得相关物理量来求得位移.测时间主要用到打点纸带、秒表、光电门等仪器，也可根据题目中已知装置、图象结合相关规律求得时间.

数据处理方法:一是作图法.作图必须规范，要有两个箭头、两个物理量及单位，标度必须标注完整，要使图线分布在坐标纸的较大区域内，要根据两个坐标轴物理量间的关系考虑是拟合直线还是平滑的曲线，还要考虑截距的物理意义.二是数学方

法.求纸带上某点的瞬时速度一般用公式v

n =

1

2

n n

x x

T

+

+

求解，求有6个间隔的纸带加速

度一般用公式a=

123

3

a a a

++

=

456123

2

()-()

(3)

x x x x x x

T

++++

求解.求图象斜率应取图线上

间隔较大的两个点去求解.

例2 (2014·徐州测试)图甲所示为某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m 的关系”的实验装置图，实验中认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度可由纸带求得.

甲

(1) 该同学对于该实验的认识，下列说法中正确的是.

A. 该实验应用了等效代替的思想方法

B. 该实验应用了控制变量的思想方法

C. 实验时应先释放小车后接通电源

D. 实验中认为细绳对小车的拉力F等于沙和沙桶的总重力，其前提必须保证沙和沙桶总质量远远大于小车的质量

(2) 如图乙所示的是该同学在某次实验中利用打点计时器打出的一条纸带，A、

B、C、D、E、F是该同学在纸带上选取的六个计数点，其中两相邻计数点间还有若干个点未画出，设相邻两个计数点间的时间间隔为T.该同学用刻度尺测出AC间的距离

为s

1，BD间的距离为s

2

，则打下B点时小车运动的瞬时速度v

B

= ，小车运动的

加速度a= .

乙

(3) 某实验小组在实验时保持沙和沙桶总质量不变，改变小车质量m，分别得到

小车加速度a、质量m以及对应的1

m三组数据如表中所示.根据表中数据，在图丙坐

标纸上作出F不变时a与1

m的图象.

次数 1 2 3 4 5 6 小车加速度a/(m·s-2) 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50

小车质量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00

1

m/kg-1

3.50 3.00 2.50 2.00 1.40 1.00