【正文】 量之間的關(guān)系 , 有助于找出物理量之間聯(lián)系的規(guī)律性。 等等。 ( 3 ) 累積法 在缺乏高精密度的測(cè)量?jī)x器的情況下測(cè)細(xì)金屬絲的直徑 , 常把細(xì)金屬絲緊密纏繞在圓 柱體上測(cè)若干匝的總長(zhǎng)度 ,然后除以匝數(shù)就可求出細(xì)金屬絲的直徑 。轉(zhuǎn)換法是物理實(shí)驗(yàn)常用的方法。 1 . 電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思想方法 ( 1 ) 等效法 如在電表的改裝中 , 通過(guò)并聯(lián)分流電阻來(lái)等效為電流表的內(nèi)阻 , 串聯(lián)分壓電阻來(lái)等效為電壓表的內(nèi)阻 , 還有用替換法測(cè)電阻 , 等等 , 都是等效法的應(yīng)用。 四、電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查類(lèi)型及處理思路 考綱中列舉的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有 5 個(gè) , 即“測(cè)定金屬的電阻率( 同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器 ) ”“描繪小電珠的伏安特性曲線”“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”“練習(xí)使用多用電表”和 “傳感器的簡(jiǎn)單使用”。 試觸法確定電流表內(nèi)外接法 : 如圖所示 , 將單刀雙擲開(kāi)關(guān) S分別接觸 a 點(diǎn)和 b 點(diǎn) , 若電流表讀數(shù)變化較大 , 說(shuō)明通過(guò)電壓表的電流不能忽略 , 則選用內(nèi)接法 。 ( 2 ) 限流接法的選用 : 測(cè)量電路電流或電壓沒(méi)有要求從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié) , 只是小范圍內(nèi)測(cè)量 , 且被控制電路的電阻R 與滑動(dòng)變阻器的最大值 R 0 接近或 R 略小于 R 0 。 實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大 ( 或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù) )。 ( 1 ) 分壓接法的選用 : 要求被控制電路的電流 ( 或電壓 ) 從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié) , 如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性曲線等電路 。 ( 2 ) 電表的選擇 : 根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)或待測(cè)用電器的額定電壓選擇電壓表的量程 。 ( 4 ) 測(cè)電阻時(shí)要將電阻與其他元件和電源斷開(kāi) , 使用完畢應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至 OFF 擋或交流電壓最大擋。 “歐姆零點(diǎn)”在表盤(pán)刻度的右側(cè)電阻刻度“ 0 ”位置 , 需要時(shí)通過(guò)歐姆擋的調(diào)零旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。 使用多用電表時(shí) , 電流都要從電表的正接線柱( 紅表筆 ) 流入多用表 , 從負(fù)接線柱 ( 黑表筆 ) 流出。0 . 69 10 m= 1 . 5 m , 解得 m= 0 . 12 kg 。 ( 2 ) 由逐差法公式 , 可得 a=??8+ ??7+ ??6+ ??5 ??4 ??3 ??2 ??116 ??2= 3 . 0 m/s2。 【規(guī)范答題】 ( 1 ) 計(jì)數(shù)點(diǎn)“ 3 ”為“ 2 ”和“ 4 ”的計(jì)時(shí)中點(diǎn) ,中間時(shí)刻點(diǎn)的速度等于這段時(shí)間的平均速度 , 則小車(chē)的速度 : v 3 = ?? =????+ ???? + 12 ??=6 . 71 + 6 . 250 . 0 8179。 ( 2 ) 要求盡可能多的利用圖乙中的數(shù)據(jù)計(jì)算小車(chē) 運(yùn)動(dòng)的加速度大小 a , 結(jié)果是 a= m/s2( 保留 1 位小數(shù) ) 。 【 答案】 ( 1 ) 在小車(chē)上疊放鉤碼 2 ???? 2 ( 2 ) ① 0 . 20 2 . 00 如圖乙 ② 光滑斜面上物體下滑的加速度與斜面傾角的正弦值成正比 ③ 9 . 6 ~ 9 . 9 【審題范例】 【例題】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置 , 一根輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪 A 和輕質(zhì)動(dòng)滑輪 B 后 , 一端與力傳感器相連 , 另一端與小車(chē)相連 , 動(dòng)滑輪 B 下面懸掛一個(gè)鉤碼。 乙 ② 由于圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線 , 可得光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角 α 的正弦值成正比。 當(dāng) t= 1 . 00 s 時(shí) , 可得 a= 2 . 00 m/s2。 小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng) , 由 L=12at2可得加速度 a=2 ???? 2。 ③ 利用 α sin α 圖象 , 求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g= m/s2。 ① 請(qǐng)將表格補(bǔ)充完整并在圖甲的方格紙內(nèi)畫(huà)出 α sin α 圖象。 ( 2 ) 在物體質(zhì)量不變時(shí) , 探究加速度與傾角的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí) , 通過(guò)改變方木塊墊放位置來(lái)調(diào)整長(zhǎng)直軌道的傾角 , 由于沒(méi)有量角器 , 該小組通過(guò)測(cè)量出軌道長(zhǎng) L 和長(zhǎng)直軌道頂端到水平面高度 h , 求出傾角 α 的正弦值 sin α =???。他們通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) : 在誤差允許范圍內(nèi) , 質(zhì)量改變之后 , 物體下滑所用時(shí)間可認(rèn)為不改變。 某實(shí)驗(yàn)小組欲探究光滑斜面上物體下滑的加速度與物體質(zhì)量及 斜面傾角是否有關(guān)系。實(shí)驗(yàn)原理決定了應(yīng)當(dāng)測(cè)量哪些物理量、如何安排實(shí)驗(yàn)步驟等項(xiàng)目。 ( 4 ) 該裝置能測(cè)位移、速度、加速度 , 還能做的實(shí)驗(yàn)有探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械 能守恒定律或探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。 ( 2 ) 對(duì)鋁塊 , 根據(jù)牛頓第二定律 , F mg=ma , 則a=1??( F mg ), a 與 F mg 成正比例函數(shù)。 ( 只填一個(gè) ) 【解析】 ( 1 ) 應(yīng)用紙帶進(jìn)行打點(diǎn)計(jì)時(shí)研究 , 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該接在交流電源上 。 ( 3 ) 若把力傳感器裝在右側(cè)輕繩上 , 則實(shí) 驗(yàn)的誤差會(huì)更 ( 選填“大”或“小” ) 。 已知重力加速度為 g 。 ( 2 ) 糾錯(cuò)后開(kāi)始實(shí)驗(yàn) : 保持鋁塊的質(zhì)量 m 不變 , 通過(guò)在砂桶中添加砂來(lái)改變對(duì)鋁塊的拉力 。 某同學(xué)做“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn) , 實(shí)驗(yàn)的探究對(duì)象是鋁塊 ( 質(zhì)量小于砂桶的 ), 在靜止釋放輕繩前 ,裝置如圖甲 所示。如本題采用圖象法 , 繪制 n 與 t 的函數(shù)圖象 , 通過(guò) n 1?? 2圖象的斜率計(jì)算間接得到待測(cè)量 g 。1?? 2, 根據(jù) n 1?? 2圖象的斜率 k=5 ??2?? ??,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹? ??2?? ??。 同理 ,當(dāng)細(xì)線上只剩 3 個(gè)鉤碼時(shí) , 有 3 mg= ( 6 m+M ) a 2 、 F 2 = ( M+ 3 m ) a 2 ,解得 F 2 =21 ?? ??10, 可見(jiàn) F 1 2 F 2 。 ( 2 ) 由平均速度公式 , 得到滑塊通過(guò)光電門(mén)的近似速度v=????。 丙 【解析】 ( 1 ) 游標(biāo)第 4 根線與主尺一刻度線對(duì)齊 , 則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為 d= ( 5 + 0 . 05 179。 ( 3 ) 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí) , 細(xì)線另一端掛有 6 個(gè)鉤碼 , 由靜止釋放后 , 細(xì)線上的拉力為 F 1 , 接著每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將 1 個(gè)鉤碼移放到滑塊上的方盒中 , 當(dāng)只剩 3 個(gè)鉤碼時(shí)細(xì)線上的拉力為 F 2 , 則F 1 2 F 2 ( 填“大于”“等于”或“小于” ) 。 甲 ( 1 ) 用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上的擋光片的寬度 , 讀數(shù)如圖乙所示 , 則寬度 d= cm 。 某實(shí)驗(yàn)小組想測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?, 設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn) , 如圖甲所示。 【答案】 ( 1 ) M ≥ m 平衡滑塊摩擦力 ( 2 ) mgx 2 =??8 ??2178。 乙 【解析】 ( 1 ) 平衡摩擦后 , 繩子拉力為合力 , 要等于沙與沙桶的總重力 , 需要滿(mǎn)足沙和沙桶的總質(zhì)量 m 遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量 M 。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng) , 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況 , 在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取 O 、 A 、 B 、 C 四點(diǎn) , 量得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為 x 1 、 x 2 、 x 3 。若你是小組中的一位成員 , 要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn) , 則 : 甲 ( 1 ) 實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本 相等 , 沙和沙桶的總質(zhì)量 m 、滑塊的質(zhì)量 M 兩者應(yīng)滿(mǎn)足的條件是 , 而且實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要有 的步驟。 某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖甲所示的裝置 , 欲以該裝置中的滑塊為研究對(duì)象驗(yàn)證動(dòng)能定理 , 另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、天平、刻度尺、細(xì)沙等材料。 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證某些物理定理、物理定律的正確性 , 驗(yàn)證物理現(xiàn)象的可信度而設(shè)計(jì)的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)。 【解題精要】 一、測(cè)量性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 測(cè)量性實(shí)驗(yàn)是通過(guò)直接測(cè)量與待測(cè)量相關(guān)的物理量 , 然后通過(guò)推導(dǎo)計(jì)算間接得到待測(cè)量 , 聯(lián)系直接測(cè)量量和待測(cè)量間的關(guān)系是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。 4 . 控制變量法 在多因素作用的實(shí)驗(yàn)中 , 可以先控制一些量不變 , 依次研究某一個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。 3 . 留跡法 留跡法即是利用某些特殊的手段 , 把一些瞬間即逝的現(xiàn)象 ( 如位置、軌跡等 ) 記錄下來(lái) , 以便此后對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的研究。例如 , 測(cè)力計(jì)是把力的大小轉(zhuǎn)換為彈簧的伸長(zhǎng)量 。如在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中 , 要求用一個(gè)彈簧秤單獨(dú)拉橡皮條 , 與用兩個(gè)互成角度的彈簧秤同時(shí)拉橡皮條產(chǎn)生的效果相同 —— 使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置 O 點(diǎn)。 四、物理實(shí)驗(yàn)的基本思想方法 1 . 等效法 等效法是科學(xué)研究中常用的一種思維方法。 若圖象為曲線 , 則用平滑的曲線連接各點(diǎn)。 ( 3 ) 畫(huà)圖象時(shí)應(yīng)注明縱、橫坐標(biāo)軸表示的物理量、單位、標(biāo)度及坐標(biāo)原點(diǎn)。用圖象法時(shí)應(yīng)注意 : ( 1 ) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選定坐標(biāo)軸 , 一般以橫軸為自變量 , 縱軸為因變量。 ( 2 ) 秒表、電阻箱等由于本身構(gòu)造的原因不需要估讀。 2 . 系統(tǒng)誤差和偶然誤差 3 . 儀器讀數(shù) ( 1 ) 使用刻度尺、彈簧秤、電流表、電壓表等儀器時(shí) ,凡是最小刻度是 10 分度的 , 要求讀到最小刻度后再把最小刻度 10 等分估讀一位。 第一講 力 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理 1 . 有效數(shù)字 ( 1 ) 用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果 , 讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值 ( 可靠數(shù)字 ) 后 , 再向下估讀一位( 不可靠數(shù)字 ), 不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。如伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 , 截距代表電動(dòng)勢(shì) , 斜率代表內(nèi)阻 ,但用不同的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示 , 斜率和截距的含義可以發(fā)生變化。 二、技能缺陷 1 . 缺乏知識(shí)的遷移能力 , 如多用電表的原理及使用方法 ,學(xué)生對(duì)新情景的問(wèn)題分析能力不足 , 遷移能力 弱。 3 . 對(duì)電表的改裝和電表量程的選取都模糊不清 , 不能合理選擇電表。 【答案】 ( 1 ) 10 乙 ( 2 ) 增大 ( 3 ) Y ( 4 ) 3 . 2 0 . 50 【診斷參考】 一、知識(shí)缺陷 1 . 沒(méi)有熟練掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、刻度尺、電流表、電壓表以及多用電表的讀數(shù)方法 , 對(duì)有效數(shù)字含義的理解模糊不清。 ( 3 ) 由 U I 圖可知 Y 是非線性元件。 1 = 10 Ω , 由于??????A??V????, 或R X ? R V , 故用伏安法測(cè)元件 X 的電阻時(shí) , 電流表應(yīng)外接 , 故 選乙圖中的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 甲 乙 丙 丁 戊 【疑惑】 ( 1 ) 多用電表的歐姆擋怎樣讀數(shù) ? 伏安法測(cè)電阻 ,電流表的內(nèi)外接法選擇的依據(jù)是什么 ? ( 2 ) 分壓式連接的滑動(dòng)變阻器 , 其滑片 P 從左向右滑動(dòng) ,輸出電壓、電流有何變化 ? 非線性元件的 U I 圖有何特點(diǎn) ? ( 3 ) 測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理是什么 , 需要幾組數(shù)據(jù) ? 【解析】 ( 1 ) 用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻時(shí) , 電阻值 = 示數(shù) 179。 斷開(kāi) S 2 , 讀數(shù)為 1 . 0 0 V 。 ( 3 ) 圖丁是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的 U I 圖線 , 由圖可判斷元件 ( 填“ X ”或“ Y ” ) 是非線性元件。依次記錄電流及相應(yīng)的電壓 。 1 ”歐姆擋測(cè)量 , 示數(shù)如圖甲所示 , 讀數(shù)為 Ω , 據(jù)此應(yīng)選擇圖中的 ( 填“乙”或“丙” ) 電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。廣東卷 ) 某實(shí)驗(yàn)小組研究?jī)蓚€(gè)未知元件 X 和 Y的伏安特性 , 使用的器材包括電壓表 ( 內(nèi)阻約為 3 k Ω ) 、電流表 ( 內(nèi)阻約為 1 Ω ) 、定值電阻等。 【答案】 ( 1 ) 15 35 ( 2 ) 300 3 000 ( 3 ) c 閉合開(kāi)關(guān)時(shí) , 若電表指針偏轉(zhuǎn) , 則損壞的電阻是 R 1 。根據(jù) d 接 c 時(shí)的電路連接情況可知 : 閉合開(kāi)關(guān) , 若電表指針偏轉(zhuǎn) , 則損壞的電阻是 R 1 。 ( 2 ) 校準(zhǔn)時(shí)電路中的總電阻的最小值 R 小 =1 . 53 . 0 1 0 3 Ω= 500 Ω , 總電阻的最大值為 R 大 =1 . 50 . 5 1 0 3 Ω = 3000 Ω , 故 R 0選 300 Ω的 , R 選用最大阻值為 3000 Ω的滑動(dòng)變阻器。判斷依據(jù)是 : 。 為保護(hù)電阻 , 虛線框內(nèi)未畫(huà)出的電路即為圖甲虛線框內(nèi)的電路。 ( 3 ) 若電阻 R 1 和 R 2 中有一個(gè)因損壞而阻值變?yōu)闊o(wú)窮大 , 利用圖乙的電路可以判斷出損壞的電阻。 滑動(dòng)變阻器 R 有兩種規(guī)格 , 最大阻值分別為 750 Ω和 3000 Ω。電池的電動(dòng)勢(shì)為 1 . 5 V , 內(nèi)阻忽略不計(jì) 。由題給條件