2.某校实验小组的同学们在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点时的瞬时速度如下表:
计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对应的时刻(s)
1.在做“互成角度的两个力合成”的实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点。以下操作中正确的是( )
A.同一次实验中,O点位置允许改动
B.实验中弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条拉到另一位置O点
D.实验中,把橡皮条拉到某一位置O点时,两个弹簧秤之间的夹角应取900,以便算出合力的大小
10.设计性实验规律整合
⑴明确目的,广泛联系
题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探索什么规律,这是实验的目的,是实验设计的出发点.实验目的明确后,应用所学知识,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系.对于测量型实验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型实验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探索型实验,在相应的物理现象中, 涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的,以此来确定实验的原理.
⑵选择方案,简便精确
对于同一个实验目的,都可能存在多种实验原理,进而形成多种(可供选择的)设计方案. 选择的实验方案应遵循上面的5条原则。
⑶依据方案,选定器材
实验方案选定后,考虑该方案需要哪些装置,被测定量与哪些物理量有直接的定量关系,分别需用什么仪器来测定,以此来确定实验所用器材.
⑷拟定步骤,合理有序
实验之前,要做到心中有数:如何组装器材,哪些量先测,哪些量后测,应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.
⑸数据处理,误差分析
高考对此要求不高,但常用的数据处理方法(如:平均法、图象法、描迹法、比较法等)和一般误差分析方法(绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的,在设计实验时也应予以考虑.
七、高考预测
物理实验是高考物理的必考题,也是考生失分较多的题型,分值占17~19分,在整个主观题中约占25%左右。一般围绕力学和电学两部分命题,特别是电学实验题更是高考命题的重头戏。高考对物理实验的考查形式有选择、填空、简答、连线作图、器材选择、方案设计等。考查的内容包括基本仪器和仪表的使用与读数;基本物理量的测量;基本的实验原理和基本实验方法;实验器材的选择和使用;使用方案的确定;实验步骤和实验操作的考查;实验数据的处理,包括实验误差的产生及减小误差的方法等。
八、专题专练(时间:90分钟 满分:120分)
9.测定金属丝的电阻率:所用的原理是电阻定律和部分电路欧姆定律,测量时通过电流不宜大,电流表外接,当金属丝的电阻较小时,滑线变阻器采用限流电路,当金属丝的电阻较大时,滑线变阻器采用分压电路。
3.双缝干涉测波长:狭缝宽窄要适度,光线亮度要充足,单双缝要平行,游标卡尺中心要对准条纹处.
4.电表的读数:电表接入电路时首先要一看量程,二看分度,三看接线柱正负,合理的量程选择应能使指针偏转到其量程的1/3以上.
5.研究物体的平抛运动:小球要在同一高度处滚下,斜槽边缘要水平,并要记准平抛运动的起点位置.
6.练习使用多用电表测电阻:先机械调零,再欧姆调零,并每换一次档位,都要进行一次欧姆调零,所选取的档位应满足使指针在中值刻度附近,读出的数据应乘以倍率.测量时双手切勿同时接触被测电阻.
7.“半偏法”测量电流表的电路采用的是电阻箱与电流表并联形式,测量的结果是测量值小于真实值;“半偏法”测量电压表的内电阻的的电路采用的是电阻箱与电压表串联形式,测量的结果是测量值大于真实值.
8.伏安法测电阻:两种电路的选择:RV≫Rx,电流表外接,电压表有分流作用,是真实值略大于测量值;Rx≫RA,电流表内接,电流表有分压作用,则测量值略大于真实值。
2.螺旋测微器的读数:要先读主尺,再读可动刻度,要注意可动刻度的估读,读数时要注意半毫米刻度.读数方法是:固定刻度数(
1.游标卡尺的读数:要先确定精确度,读数先读主尺,再读游标尺的的分度.游标卡尺不估读.读数规则是:整毫米数由主尺读出,游标尺的第几刻度线与主尺上的某一刻度线重合,毫米以下的读数就是n分之几,n是游标卡尺上的分度数,
解析:(1)涉及有关动摩擦因素的问题,从理论上讲滑动摩擦因素求得的,所以我们应该从其受力情况及运动情况的分析入手。
依题意有:mgcosθ=N,(设斜面倾角为θ) mgsinθ-f=ma f=μN
三式联立得 mgsinθ-μmgcosθ=ma
所以实验中应记录的数据是斜面中三条边的长度L、d、h及下滑时间t。
计算动摩擦因数公式是:μ=-
为了减小误差,可采用的办法是多测几次值。
(2)让细沙从高处缓慢漏下,在桌面上形成一个圆锥体表面有一粒细沙,其质量为m,则它会沿着圆锥体表面匀速下滑,此时这粒细沙受力为:mgsinθ=μmgcosθ
则动摩擦因素为:μ=tanθ==
所以测出圆锥体高度h和周长L,既可求出动摩擦因素。
反思:该题为设计型实验,由于题中给出了实验装置、器材和实验情景,因此对实验原理已有了很多提示。回顾力学分组实验和相关规律,对比有没有相关的可以迁移的原理。要用物理原理分析题给的实验情景。解决设计实验问题,关键是在明确实验目的前题下,弄清该实验设计实验原理,然后再根据所给的实验性仪器,找出实验方案,确定实验步骤,最后结合相关实验选择处理数据方法。
六、规律整合:
例2请根据以下条件设计测定物体摩擦因素的实验。(1)为了测定木块与斜面之间的动摩擦因素,某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑,如图12-7所示,他使用的实验器材仅限于:倾角固定的斜面(倾角未知),木块,秒表,米尺。请回答下列内容:写出实验原理及实验中应记录的数据;计算动摩擦因数的公式;为了在减小测量误差,可采用那些办法。
(2)给你一把卷尺和一些足够干燥的细沙(细沙足够多),试设计一个测量沙粒之间的动摩擦因素的方法。
答案:(1)0.15;8.95;;m(2)C
反思:掌握游标卡尺的读数方法和光的干涉与衍射的基本知识以及《用双缝干涉测光的波长》的实验方法和、原理是此类实验考查的目的。
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