高考物理 專(zhuān)題十二 實(shí)驗(yàn)與探究課件.ppt

知識(shí)點(diǎn)一基本儀器的原理與使用1 誤差 1 誤差 測(cè)量值與真實(shí)值的差異稱(chēng)為誤差 2 系統(tǒng)誤差與偶然誤差從誤差來(lái)源看 誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差 名師助學(xué) 1 在相同條件下 為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度 應(yīng)考慮盡量減小相對(duì)誤差 2 絕對(duì)誤差大者相對(duì)誤差不一定大 2 有效數(shù)字 1 有效數(shù)字帶一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字 有效數(shù)字的最后一位是測(cè)量者估讀出來(lái)的 是不可靠的 也是誤差所在位 2 有效數(shù)字的位數(shù)從左側(cè)第一個(gè)不為零的數(shù)字起到最末一位數(shù)字止 共有幾個(gè)數(shù)字 就是幾位有效數(shù)字 例 0 0923 0 09230 2 0140有效數(shù)字的位數(shù)依次為3位 4位和5位 3 有效數(shù)字的計(jì)算規(guī)則許多物理量是從直接測(cè)量結(jié)果計(jì)算出來(lái)的 測(cè)量結(jié)果既然是用有效數(shù)字表示的 在計(jì)算中就要遵守有效數(shù)字的規(guī)則 不可靠數(shù)字與別的數(shù)相加減 相乘除 所得的結(jié)果也是不可靠的 計(jì)算結(jié)果只能保留一位不可靠數(shù)字 但在計(jì)算過(guò)程中 可以保留兩位不可靠數(shù)字 最后再四舍五入 4 科學(xué)記數(shù)法大的數(shù)字 如36500 如果第3位數(shù)5已不可靠時(shí) 應(yīng)記作 3 65 104 如果是在第4位數(shù)不可靠時(shí) 應(yīng)記作 3 650 104 3 測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)規(guī)則在直接測(cè)量中讀出的測(cè)量值的有效數(shù)字的最后一位要與讀數(shù)誤差所在的一位取齊 因而測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)規(guī)則為 測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位 讀數(shù)就相應(yīng)讀到哪一位 在中學(xué)階段一般可根據(jù)測(cè)量?jī)x器的分度值確定讀數(shù)誤差出現(xiàn)的位置 對(duì)于常用的儀器可按下述方法讀數(shù) 1 最小分度是 1 的儀器 測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位 下一位按十分之一的估讀 如分度值是1mm的刻度尺 測(cè)量誤差出現(xiàn)在毫米的十分位上 估讀到十分之幾毫米 2 最小分度是 2 或 5 的儀器 測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上 同一位分別按二分之一或五分之一估讀 如直流電流表量程為0 6A 則其分度值為0 02A 誤差出現(xiàn)在安培的百分位 只讀到安培的百分位 即0 01A 直流電壓表量程為15V 其分度值為0 5V 測(cè)量誤差出現(xiàn)在伏特的十分位上 只讀到伏特十分位 估讀五分之幾小格 以伏特為單位讀數(shù)時(shí) 十分位上的數(shù)字可能為0 1 2 9 4 基本儀器的原理與使用 1 刻度尺 刻度尺 刻度尺又稱(chēng)米尺 常用刻度尺的最小分度為1mm 量程不等 用刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度時(shí)要注意以下幾點(diǎn) a 刻度線緊貼被測(cè)物 眼睛正對(duì)刻度線讀數(shù) 以避免視差 讀數(shù)時(shí)要估讀到最小分度值的下一位 b 用零刻度線在端頭的刻度尺測(cè)量時(shí) 為防止因起點(diǎn)刻度線磨損而產(chǎn)生誤差 常選擇某一刻度線為測(cè)量起點(diǎn) 測(cè)量的長(zhǎng)度等于被測(cè)物體的兩個(gè)端點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)之差 c 為了減小誤差 要進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值 2 游標(biāo)卡尺 構(gòu)造 如圖所示 讀數(shù)規(guī)則a 以游標(biāo)尺零刻線位置為準(zhǔn) 在主尺上讀取整毫米數(shù) b 若游標(biāo)尺上第n條刻線與主尺上某一刻線 不管是第幾條刻線 對(duì)齊 則由游標(biāo)尺上讀出毫米以下的小數(shù)為 n 精度 c 總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米小數(shù) 名師助學(xué) 不管是10分度游標(biāo)卡尺 還是20分度 50分度游標(biāo)卡尺 在讀數(shù)時(shí)均不需要向后估讀一位 這與使用刻度尺測(cè)量時(shí)是有區(qū)別的 3 螺旋測(cè)微器 千分尺 構(gòu)造 如圖所示 設(shè)計(jì)原理 螺旋測(cè)微器是利用將直線距離轉(zhuǎn)化為角度變化的原理制成的 主尺上的固定刻度B的最小分度為0 5mm 螺旋尺上的可動(dòng)刻度E共有50個(gè)分格 當(dāng)螺旋尺旋轉(zhuǎn)一周時(shí) 它在主尺上前進(jìn)或后退一個(gè)刻度0 5mm 則可動(dòng)刻度每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)分格時(shí) 測(cè)微螺桿前進(jìn)或后退0 01mm 所以它測(cè)量時(shí)可達(dá)到的精確度為0 01mm 知識(shí)點(diǎn)二力學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)1 實(shí)驗(yàn)原理 1 2 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 3 注意事項(xiàng) 1 平行 紙帶和細(xì)繩要和木板平行 2 兩先兩后 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源 后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源后取紙帶 3 防止碰撞 在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng) 要防止鉤碼落地和小車(chē)與滑輪相撞 4 減小誤差 小車(chē)的加速度要適當(dāng)大些 可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差 加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6 7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜 5 紙帶選取 選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶 舍棄點(diǎn)密集部分 適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn) 6 準(zhǔn)確作圖 在坐標(biāo)紙上 縱 橫軸選取合適的單位 避免所描點(diǎn)過(guò)密或過(guò)疏 而導(dǎo)致誤差過(guò)大 仔細(xì)描點(diǎn)連線 不能連成折線 應(yīng)作一條直線 讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上 落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè) 實(shí)驗(yàn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系 注意事項(xiàng)1 安裝實(shí)驗(yàn)裝置 要保持刻度尺豎直并靠近彈簧 2 不要超過(guò)彈性限度 實(shí)驗(yàn)中彈簧下端掛的鉤碼不要太多 以免超過(guò)彈簧的彈性限度 3 盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 要使用輕質(zhì)彈簧 且要盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 4 觀察所描點(diǎn)的走向 不要畫(huà)折線 5 統(tǒng)一單位 記錄數(shù)據(jù)時(shí)要注意彈力及彈簧伸長(zhǎng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系及單位 誤差分析1 鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確 彈簧長(zhǎng)度測(cè)量不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差 2 畫(huà)圖時(shí)描點(diǎn)及連線不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差 實(shí)驗(yàn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則 誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外 還主要來(lái)源于以下兩個(gè)方面 1 讀數(shù)誤差減小讀數(shù)誤差的方法 彈簧測(cè)力計(jì)數(shù)據(jù)在允許的情況下 盡量大一些 讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視 要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄 2 作圖誤差減小作圖誤差的方法 作圖時(shí)兩力的對(duì)邊一定要平行 兩個(gè)分力F1 F2間的夾角越大 用平行四邊形作出的合力F的誤差 F就越大 所以實(shí)驗(yàn)中不要把F1 F2間的夾角取得太大 注意事項(xiàng)1 位置不變 在同一次實(shí)驗(yàn)中 使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同 2 角度合適 用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí) 其夾角不宜太小 也不宜太大 以60 120 之間為宜 3 盡量減少誤差 1 在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)形變應(yīng)盡量大一些 2 細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些 便于確定力的方向 4 統(tǒng)一標(biāo)度 在同一次實(shí)驗(yàn)中 畫(huà)力的圖示選定的標(biāo)度要相同 并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度 使力的圖示稍大一些 實(shí)驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)方法 控制變量法 2 平衡摩擦力 在平衡摩擦力時(shí) 不要懸掛小盤(pán) 但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且接通電源 用手給小車(chē)一個(gè)初速度 如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的 表明小車(chē)受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡 3 不重復(fù)平衡摩擦力 平衡了摩擦力后 不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量 都不需要重新平衡摩擦力 4 實(shí)驗(yàn)條件 M m 只有如此 小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力 5 一先一后一按住 改變拉力和小車(chē)質(zhì)量后 每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 并應(yīng)先接通電源 后放開(kāi)小車(chē) 且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)滑輪前按住小車(chē) 6 作圖 作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要適當(dāng) 各量須采用國(guó)際單位 這樣作圖線時(shí) 坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密 誤差會(huì)小些 實(shí)驗(yàn)五探究動(dòng)能定理 誤差分析1 誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度 粗細(xì)不一 使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比 2 沒(méi)有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差 3 利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí) 測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差 注意事項(xiàng)1 平衡摩擦力 將木板一端墊高 使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡 方法是輕推小車(chē) 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng) 找到木板一個(gè)合適的傾角 2 選點(diǎn)測(cè)速 測(cè)小車(chē)速度時(shí) 紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的 也就是選小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的 3 規(guī)格相同 橡皮筋規(guī)格相同時(shí) 力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可 不必計(jì)算出具體數(shù)值 實(shí)驗(yàn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 知識(shí)點(diǎn)三電學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一測(cè)定金屬的電阻率 同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器 注意事項(xiàng)1 先測(cè)直徑 再連電路 為了方便 測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量 2 電流表外接法 本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小 故采用電流表外接法 3 電流控制 電流不宜過(guò)大 通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng) 以免金屬絲溫度過(guò)高 導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大 誤差分析 實(shí)驗(yàn)二描繪小燈泡的伏安特性曲線 注意事項(xiàng)1 電流表外接法 本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)小燈泡燈絲的電阻值較小 因此測(cè)量電路必須采用電流表外接法 2 滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式連接 本實(shí)驗(yàn)要作出U I圖線 要求測(cè)出一組包括零在內(nèi)的電流 電壓值 故控制電路必須采用分壓接法 3 保護(hù)元件安全 為保護(hù)元件不被燒毀 開(kāi)關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于圖中的a端 加在小電珠兩端的電壓不要超過(guò)其額定電壓 誤差分析1 由于電壓表不是理想電表 內(nèi)阻并非無(wú)窮大 對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差 電流表外接 由于電壓表的分流 使測(cè)得的電流值大于真實(shí)值 2 測(cè)量時(shí)讀數(shù)帶來(lái)誤差 3 在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 作圖帶來(lái)誤差 實(shí)驗(yàn)三測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 注意事項(xiàng)1 可選用舊電池 為了使電路的路端電壓變化明顯 電池的內(nèi)阻宜大些 可選用已使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池 2 電流不要過(guò)大 讀數(shù)要快 干電池在大電流放電時(shí) 電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降 內(nèi)阻r會(huì)明顯增大 故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)0 3A 短時(shí)間放電不宜超過(guò)0 5A 因此 實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大 讀電表要快 每次讀完立即斷電 3 計(jì)算法求E r 要測(cè)出不少于6組I U數(shù)據(jù) 且變化范圍要大些 用方程組求解時(shí) 要將測(cè)出的I U數(shù)據(jù)中 第1和第4為一組 第2和第5為一組 第3和第6為一組 分別解出E r值再求平均值 誤差分析 用圖象法求E和r時(shí)作圖不準(zhǔn)確 由于電流表或電壓表的分壓或分流存在系統(tǒng)誤差 實(shí)驗(yàn)四練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)步驟1 機(jī)械調(diào)零 檢查多用電表的指針是否停在表盤(pán)刻度左端的零位置 若不指零 則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零 2 將紅 黑表筆分別插入 插孔 3 測(cè)量小燈泡的電壓和電流 1 按如圖甲所示連好電路 將多用電表選擇開(kāi)關(guān)置于直流電壓擋 測(cè)小燈泡兩端的電壓 2 按如圖乙所示連好電路 將選擇開(kāi)關(guān)置于直流電流擋 測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流 4 測(cè)量定值電阻用多用電表測(cè)電阻的步驟 1 調(diào)整定位螺絲 使指針指向電流的零刻度 2 選擇開(kāi)關(guān)置于 擋的 1 短接紅 黑表筆 調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕 然后斷開(kāi)表筆 再使指針指向 3 將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端 讀出指示的電阻值 然后斷開(kāi)表筆 再與標(biāo)定值進(jìn)行比較 4 選擇開(kāi)關(guān)改置 100 擋 重新進(jìn)行歐姆調(diào)零 5 再將兩表筆分別接觸標(biāo)定值為幾千歐的電阻兩端 讀出指示的電阻值 然后斷開(kāi)表筆 與標(biāo)定值進(jìn)行比較 6 測(cè)量完畢 將選擇開(kāi)關(guān)置于交流電壓最高擋或 OFF 擋 5 測(cè)量二極管的正 反向電阻 1 二極管常用半導(dǎo)體材料制成 它有兩個(gè)極 一個(gè)正極 一個(gè)負(fù)極 符號(hào)為 2 將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)撥到歐姆擋 紅 黑表筆接到二極管的兩極上 當(dāng)黑表筆接 正 極 紅表筆接 負(fù) 極時(shí) 電阻示數(shù)較小 電路導(dǎo)通 反之電阻示數(shù)很大 電路截止 如圖所示 由此可判斷出二極管的正 負(fù)極 3 測(cè)正 反向電阻 測(cè)正向電阻 用多用電表的電阻擋 量程撥到 10 的位置上 將紅表筆插入 插孔 黑表筆插入 插孔 然后兩表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零后 將黑表筆接觸二極管正極 紅表筆接觸二極管負(fù)極 穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1 測(cè)反向電阻 將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至高倍率的歐姆擋 方法同上 注意事項(xiàng)多用電表使用的 七大注意 1 使用前要機(jī)械調(diào)零 2 兩表筆在使用時(shí) 電流總是 紅入 黑出 3 選擇開(kāi)關(guān)的功能區(qū)域 要分清是測(cè)電壓 電流 電阻 還要分清是交流還是直流 4 電壓 電流擋為量程范圍擋 歐姆擋為倍率擋 5 刻度線有三條 上為電阻專(zhuān)用 中間為電壓 交流 直流共用 下為交流2 5V專(zhuān)用 6 測(cè)電阻時(shí) 待測(cè)電阻與電路 電源一定要斷開(kāi) 兩手一定不要同時(shí)接觸兩筆金屬桿 指針指中值附近較準(zhǔn) 否則換擋 每換一擋必須重新歐姆調(diào)零 讀出示數(shù)要乘以倍率 7 使用完畢 選擇開(kāi)關(guān)要置于 OFF 擋或交流電壓最高擋 長(zhǎng)期不用應(yīng)取出電池 要點(diǎn)一主要實(shí)驗(yàn)器材的應(yīng)用 突破指南 1 游標(biāo)卡尺 1 在同樣長(zhǎng)度的主尺和游標(biāo)尺上分成不同等份 利用它們每一等份長(zhǎng)度上的差異 來(lái)讀出較精確的測(cè)量數(shù)據(jù) 譬如 50分度游標(biāo)卡尺游標(biāo)尺上50個(gè)分度只有主尺的49mm長(zhǎng) 則游標(biāo)尺上每個(gè)分度比主尺上每個(gè)分度短1 50mm 0 02mm 將這個(gè)差異稱(chēng)為精度 即它的測(cè)量精度為0 02mm 根據(jù)游標(biāo)尺上的分度格數(shù) 常把游標(biāo)卡尺分為10分度 20分度和50分度三種 它們的精度分別為0 1mm 0 05mm 0 02mm 2 游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則 以游標(biāo)尺零刻線位置為準(zhǔn) 在主尺上讀取整毫米數(shù) 看游標(biāo)尺上哪條刻線與主尺上的某一刻線 不用管是第幾條刻線 對(duì)齊 由游標(biāo)尺上讀出毫米以下的小數(shù) 總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米小數(shù) 不估讀 不管是10分度游標(biāo)卡尺 還是20分度 50分度游標(biāo)卡尺 在讀數(shù)時(shí)均不應(yīng)再向后估讀一位 2 螺旋測(cè)微器的讀數(shù) 1 利用螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將微小的直線位移化為角度變化 并在較大的圓周上對(duì)其進(jìn)行顯示 螺紋的螺距為0 5mm 即測(cè)微螺桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)前進(jìn)或后退0 5mm 將螺旋分成50等份 每一等份表示直線位移變化0 5mm 50 0 01mm 即螺旋測(cè)微器的分度值是0 01mm 2 讀數(shù)規(guī)則 以可動(dòng)刻度左邊緣為準(zhǔn)在固定刻度上讀出整毫米或半毫米數(shù) 從可動(dòng)刻度上讀出半毫米以下的小數(shù) 測(cè)量長(zhǎng)度為上述二者之和 注意半毫米刻線是否露出 以確定是否加0 5mm 3 注意事項(xiàng) 在測(cè)微螺桿快要接近被測(cè)物體時(shí) 要改擰螺旋柄后端的微調(diào)旋鈕 棘輪 聽(tīng)到 喀喀 的聲音為止 以免將待測(cè)物夾得太緊使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確 或損壞螺旋測(cè)微器內(nèi)的精密螺紋 讀數(shù)時(shí)要注意固定刻度上表示0 5mm的刻線是否已經(jīng)露出 由螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)必須估讀一位 即估讀到0 001mm這一位上 3 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1 電火花計(jì)時(shí)器接220V交變電源 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接4V 6V交變電源 當(dāng)交變電流的頻率為50Hz時(shí) 打點(diǎn)周期為0 02s 2 使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 為使打點(diǎn)的頻率比較穩(wěn)定 要求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振動(dòng)片的固有頻率也是50Hz 使之發(fā)生共振現(xiàn)象 振動(dòng)片的長(zhǎng)度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié) 通過(guò)改變振動(dòng)片的長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)它的固有頻率 實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的清晰情況 必要時(shí)應(yīng)調(diào)整振針的高度 且不能讓它松動(dòng) 否則將會(huì)出現(xiàn)漏點(diǎn) 雙點(diǎn)等現(xiàn)象 還會(huì)對(duì)紙帶產(chǎn)生過(guò)大的阻力 使用時(shí)應(yīng)先接通電源 等打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后再放開(kāi)紙帶 物體運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)大些 以免打點(diǎn)過(guò)密 一般情況下 電流表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中 電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端 電表的 接線柱不能接反 以免損壞電表 讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線垂直于刻度表面 這點(diǎn)與刻度尺的讀數(shù)相同 正確讀數(shù) 根據(jù)所選量程的精確度 正確讀出有效數(shù)字和單位 注意內(nèi)阻 電流表和電壓表一方面作為儀器使用 同時(shí)又是被測(cè)電路中的一個(gè)電阻 實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有特別要求時(shí) 一般不考慮它們的內(nèi)阻對(duì)電路的影響 但在有些測(cè)量中 不能忽視它們的內(nèi)阻對(duì)被測(cè)電路的影響 如伏安法測(cè)電阻等 5 滑動(dòng)變阻器 電阻箱的使用滑動(dòng)變阻器在電路中 有兩種連接方式 如圖所示 甲圖為限流接法 乙圖為分壓接法 通常變阻器以限流接法為主 但在下列三種情況下 必須選擇分壓連接方式 1 題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器 電表量程或電阻的最大允許電流不夠 2 變阻器電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻阻值 3 要求回路中某部分電路的電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化 電阻箱連接在電路中 接入電路的電阻可以從面板上讀出 即電阻箱的優(yōu)點(diǎn)就是連入電路中的電阻既可以變 又可以讀數(shù) 經(jīng)常用于等效替代法測(cè)未知電阻 典例1 2015 四川成都一診 在用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中 用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量擺球的直徑 示數(shù)如圖所示 讀數(shù)為cm 解析本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)問(wèn)題 首先要知道20分度的游標(biāo)卡尺的精確度為0 05mm 然后看主尺讀數(shù) 即為6mm 再看游標(biāo)尺讀數(shù) 即游標(biāo)尺上第7刻線與主尺對(duì)齊 得讀數(shù)為0 05 7mm 0 35mm 最后得讀數(shù)為6 35mm 即為0 635cm 0 635 典例2 2015 廣東百所高中聯(lián)考 在 測(cè)定金屬絲的電阻率 的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)進(jìn)行了如下測(cè)量 1 用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度 測(cè)量3次 求出其平均值l 其中一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示 金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊 圖中讀數(shù)為cm 用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑 選不同的位置測(cè)量3次 求出其平均值d 其中一次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示 圖中讀數(shù)為mm 2 采用圖丙所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻 則金屬絲電阻的測(cè)量值比真實(shí)值 選填 偏大 或 偏小 最后由公式 計(jì)算出金屬絲的電阻率 用直接測(cè)量的物理量表示 典例3 2015 河南淇縣四模 在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)以下實(shí)驗(yàn)操作步驟中有錯(cuò)誤或遺漏 遺漏步驟可編上序號(hào)G H A 拉住紙帶 將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開(kāi)紙帶 再接通電源B 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上 并接好電路C 把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上 細(xì)繩跨過(guò)定滑輪 下面吊著適當(dāng)重的鉤碼D 取下紙帶E 將平板一端抬高 輕推小車(chē) 使小車(chē)能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng)F 將紙帶固定在小車(chē)尾部 并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔將以上步驟完善 補(bǔ)充后寫(xiě)出合理的步驟順序 解析A中應(yīng)先接通電源 再釋放紙帶 D中取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源 補(bǔ)充步驟G 換上新紙帶 重復(fù)三次 H 增減所掛鉤碼數(shù)目 再做兩次實(shí)驗(yàn) 合理的步驟順序?yàn)?BFECADGH 答案見(jiàn)解析 典例4 2015 河北石家莊二模 測(cè)量一只量程已知的電壓表內(nèi)阻 器材如下 A 待測(cè)電壓表 量程3V 內(nèi)阻約3k B 電流表 量程3A 內(nèi)阻0 01 C 定值電阻 阻值5k 額定電流0 5A D 電池組 電動(dòng)勢(shì)小于3V 內(nèi)阻可忽略 E 開(kāi)關(guān)兩只F 導(dǎo)線若干要求從圖甲 乙電路中選擇一個(gè)電路 利用這個(gè)電路完成測(cè)量 1 你選 填甲或乙 電路 理由是 2 實(shí)驗(yàn)中需要直接測(cè)量的物理量是 電壓表內(nèi)阻的計(jì)算公式RV 3 把圖丙中所示各器材的實(shí)物圖連成你所選的實(shí)驗(yàn)電路 借題發(fā)揮 實(shí)物連圖的技巧實(shí)物圖連接時(shí)一般先從電源正極開(kāi)始 須看電流的方向 將干路元件依次連線 最后并接電壓表 連線時(shí)要注意電表的正 負(fù)接線柱 要使電流從正接線柱流入 負(fù)接線柱流出 要點(diǎn)二測(cè)電阻的常用方法 突破指南 1 伏安法測(cè)電阻 2 利用比較法測(cè)電阻對(duì)于一些阻值很大 或很小 的電阻 用伏安法直接測(cè)量有困難時(shí) 可以采用與電壓表 或電流表 內(nèi)阻進(jìn)行比較的方法來(lái)測(cè)量電阻 其原理是 串聯(lián)電路電壓與電阻成正比 并聯(lián)電路電流與電阻反比 1 串聯(lián)比較 常見(jiàn)電路有如圖甲 乙所示的兩種 在這兩個(gè)電路中 如果已知電壓表V1或電流表A1和A2的內(nèi)阻可以求出Rx的阻值 如果將Rx換為已知電阻 則可以測(cè)量電壓表V1或電流表A1的內(nèi)阻 電流表A2的內(nèi)阻已知 2 并聯(lián)比較 常見(jiàn)電路有如圖丙 丁所示兩種 在這兩個(gè)電路中 如果已知電流表A2或電壓表V1和V2的內(nèi)阻可以求出Rx的阻值 如果將Rx換為已知電阻 則可以測(cè)量電流表A2或電壓表V2的內(nèi)阻 電壓表V1的內(nèi)阻已知 3 利用近似法測(cè)電阻 1 串聯(lián)電路的近似關(guān)系是 兩個(gè)電阻串聯(lián) 如果其中一個(gè)電阻遠(yuǎn)大于另一個(gè)電阻 則總阻值可以認(rèn)為等于大電阻 與小電阻無(wú)關(guān) 2 并聯(lián)電路的近似關(guān)系是 兩個(gè)電阻并聯(lián) 如果其中一個(gè)電阻遠(yuǎn)大于另一個(gè)電阻 則總阻值可以認(rèn)為等于小電阻 與大電阻無(wú)關(guān) 利用近似法測(cè)電阻有一定的誤差 但如果電路設(shè)計(jì)合理 可以將誤差控制在較小范圍內(nèi) 半偏法即為近似法的一種典型情況 4 利用等效替代法測(cè)電阻在特定情況下 如果一個(gè)未知電阻在電路中所產(chǎn)生的效果與一個(gè)已知電阻相同 則可認(rèn)為這兩個(gè)電阻的阻值相等 為了使已知電阻能與未知電阻產(chǎn)生相同的效果 阻值相同 一般用電阻箱作為已知電阻 用等效替代法測(cè)電阻時(shí)為了能夠在未知電阻與電阻箱之間切換 一般要用到單刀雙擲開(kāi)關(guān) 有時(shí)用兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān) 因此 在題目提供的器材中 如果有單刀雙擲開(kāi)關(guān) 或兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān) 以及電阻箱時(shí) 應(yīng)優(yōu)先考慮用等效替代法 典例5 2015 吉林長(zhǎng)春十一中段考 用如圖所示電路 測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 電池的內(nèi)阻較小 為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路 電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用 除電池 開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外 可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有 a 電流表 量程0 6A 3A b 電壓表 量程3V 15V c 定值電阻 阻值1 額定功率5W d 定值電阻 阻值10 額定功率10W e 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍0 10 額定電流2A f 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍0 100 額定電流1A 1 要正確完成實(shí)驗(yàn) 電壓表的量程應(yīng)選擇V 電流表的量程應(yīng)選擇A R0應(yīng)選擇 的定值電阻 R應(yīng)選擇阻值范圍是 的滑動(dòng)變阻器 2 引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是 解析 1 由于電源是一節(jié)干電池 電動(dòng)勢(shì)約為1 5V 所以電壓表所選量程應(yīng)為3V 估算電流時(shí) 考慮到干電池的內(nèi)阻一般為幾歐姆 加上保護(hù)電阻 最大電流在0 5A左右 所以電流表應(yīng)選量程0 6A 由于電池內(nèi)阻較小 所以保護(hù)電阻不宜太大 否則會(huì)使得電流表 電壓表取值范圍小 造成的誤差大 所以 R0選擇阻值為1 的定值電阻 滑動(dòng)變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就能很好地控制電路中的電壓和電流 所以滑動(dòng)變阻器選阻值范圍為0 10 的 2 由于電壓表的分流作用使電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小 造成E測(cè) E真 r測(cè) r真 答案 1 30 610 10 2 見(jiàn)解析 典例6 2015 遼寧五校聯(lián)考 實(shí)驗(yàn)室中有下列器材 電池E 電動(dòng)勢(shì)約6V 內(nèi)阻約1 電壓表V1 量程30V 內(nèi)阻r1約為3k 電壓表V2 量程3V 內(nèi)阻r2約為3k 電壓表V3 量程2 5V 內(nèi)阻r3約為2 5k 電阻箱R1 最大阻值9999 9 阻值的最小改變量0 1 滑動(dòng)變阻器R2 最大阻值50 滑動(dòng)變阻器R3 最大阻值1k 電鍵S 導(dǎo)線若干 要求用所給器材 用最精確的方法測(cè)出電壓表V3的內(nèi)阻 1 畫(huà)出電路圖 在圖中標(biāo)出表示所用器材的字母 2 在實(shí)驗(yàn)中需要讀出的物理量是 3 用所得的物理量表示電壓表V3的內(nèi)阻 解析 1 要想測(cè)出電壓表V3的內(nèi)阻 只要用電壓表V3的讀數(shù)除以通過(guò)它的電流即可 為了測(cè)量通過(guò)電壓表V3的電流 可將電壓表V3與電阻箱R1串聯(lián) 只要測(cè)出電阻箱R1兩端的電壓即可 如圖所示 電阻箱R1兩端的電壓等于電壓表V2的讀數(shù)與電壓表V3的讀數(shù)之差 電壓表V1的量程太大 會(huì)引起較大誤差 而滑動(dòng)變阻器R3的阻值比電池的內(nèi)阻大得多 誤差較大 典例7 2015 廣東寶安中學(xué) 桂城中學(xué)等四校聯(lián)考 一只量程為1V 內(nèi)阻RV約為900 的電壓表是由小量程電流表改裝而成的 現(xiàn)在要測(cè)量它的內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)室提供了以下可供選擇的器材 A 待測(cè)電壓表VB 滑動(dòng)變阻器 最大阻值1000 額定電流1AC 滑動(dòng)變阻器 最大阻值10 額定電流1AD 電阻箱 最大阻值999 9 阻值最小改變量0 1 E 電阻箱 最大阻值99 9 阻值最小改變量0 1 F 電池組 電動(dòng)勢(shì)約3V 內(nèi)阻約1 G 導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)若干 1 為了用半偏法測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻 某同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種電路 如圖所示的甲和乙 要使測(cè)量較精確 應(yīng)選擇圖所示的電路 在器材的選擇上 除了電池組 導(dǎo)線 開(kāi)關(guān)和待測(cè)電壓表外 滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 電阻箱應(yīng)選 用器材前的序號(hào)字母表示 2 用半偏法測(cè)量該電壓表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟 閉合電鍵S1和S2 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電壓表滿(mǎn)偏 斷開(kāi)S2 保持R不變 調(diào)節(jié) 使電壓表 讀出此時(shí)電阻箱的阻值R0 即為電壓表內(nèi)阻 解析 1 由于電壓表為大電阻 如果用圖甲所示電路 則閉合開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)R0時(shí) 對(duì)電路的總電阻影響較大 無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量電壓表的內(nèi)阻 用圖乙所示電路 則等效電路如圖所示 其中R1為滑動(dòng)變阻器左邊部分的電阻 R2為滑動(dòng)變阻器右邊部分的電阻 如果滑動(dòng)變阻器選C 則R1 R2遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻 調(diào)節(jié)R0和打開(kāi)S2時(shí) 并聯(lián)部分的電阻基本不變 即R2上的電壓基本不變 因此此電路滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求 由以上分析可知 電路選乙 滑動(dòng)變阻器選C 又由于電阻箱E的最大阻值99 9 小于RV 無(wú)法調(diào)至半偏 所以電阻箱選D 2 用半偏法測(cè)量時(shí) 先閉合S1和S2 使電壓表滿(mǎn)偏 則此時(shí)R2的電壓等于電壓表的滿(mǎn)偏電壓 再斷開(kāi)S2 調(diào)節(jié)R0使電壓表半偏 由于R2上電壓基本不變 可以認(rèn)為此時(shí)電壓表與R0的電壓均為電壓表滿(mǎn)偏電壓的一半 電壓相等 根據(jù)串聯(lián)電路關(guān)系可知RV R0 答案 1 乙CD 2 R0半偏 典例8 2015 山東高密4月檢測(cè) 要測(cè)出一個(gè)未知電阻Rx的阻值 阻值約為4 現(xiàn)有如下器材 讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表A 滿(mǎn)偏電流約為0 6A 滑動(dòng)變阻器R 最大阻值20 電阻箱R1 最大阻值99 9 電源E1 電動(dòng)勢(shì)為2V 內(nèi)阻不計(jì) 電源E2 電動(dòng)勢(shì)為6V 內(nèi)阻不計(jì) 單刀單擲開(kāi)關(guān)K1 單刀雙擲開(kāi)關(guān)K2 導(dǎo)線若干 現(xiàn)要求盡量精確地測(cè)量Rx的阻值 1 畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖 2 寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟 解析本題提供的一個(gè)讀數(shù)不準(zhǔn)的電流表 所以無(wú)法直接讀出讀數(shù) 因此可利用電阻箱等效替代的方法來(lái)測(cè)量未知電阻 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)所給器材 設(shè)計(jì)電路如圖所示 2 主要步驟 閉合K1 將K2與Rx接通 記下電流表指針?biāo)肝恢?將K2與R1接通 調(diào)節(jié)R1的阻值 使電流表指針指在原來(lái)的位置 記下R1的值 則Rx R1 答案 1 電路圖見(jiàn)解析 2 見(jiàn)解析 借題發(fā)揮 若用如圖所示電路測(cè)量Rx時(shí) 其主要實(shí)驗(yàn)步驟為 閉合S1 將S2與Rx接通 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表有較大的示數(shù) 并記錄 將S2與R1接通 調(diào)節(jié)R1的阻值 使電壓表的示數(shù)與 相同 記下R1的阻值 則Rx R1 要點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)的主要思想方法 突破指南 1 等效法等效思維的方法是將復(fù)雜 或抽象 的物理問(wèn)題等效為熟知 或形象 的物理問(wèn)題的方法 等效思想是物理研究的重要思想 有著廣泛的應(yīng)用 例如 分力與合力的等效 運(yùn)動(dòng)的合成與分解的等效 電路的等效 電阻的等效 電源的等效 場(chǎng)的等效等 等效法還可以分為 等效分解 與合成 等效類(lèi)比 等效替換 等效變換 等效簡(jiǎn)化等 等效法也是物理實(shí)驗(yàn)的主要思想方法 例如 用描跡法畫(huà)出電場(chǎng)平面上的等勢(shì)線的實(shí)驗(yàn)中 用電流場(chǎng)等效模擬靜電場(chǎng) 驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中 用合力與分力效果相同來(lái)檢驗(yàn)定則是否成立 在測(cè)量微小長(zhǎng)度的儀器中 螺旋測(cè)微器利用等效的思想把微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角位移并在較大的圓周上對(duì)其進(jìn)行顯示等 2 累積法 放大法 把某些難以直接準(zhǔn)確測(cè)量的微小量累積后測(cè)量 提高測(cè)量精度 累積法是物理中的一種重要思想方法 它能把不可能的測(cè)量變成可能 同時(shí)提高測(cè)量精度 例如 測(cè)一張紙的厚度時(shí) 我們可以測(cè)出n張紙的厚度 然后再算出一張紙的厚度 用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中 用累積法測(cè)量單擺多次全振動(dòng)的時(shí)間 然后算出單擺的周期 在處理紙帶問(wèn)題時(shí) 通常每隔幾個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 從而減小測(cè)量誤差等 3 控制變量法所謂控制變量法 就是在研究和解決問(wèn)題的過(guò)程中 對(duì)影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制 使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化 例如 在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中 先保持質(zhì)量不變 研究加速度和力的關(guān)系 再保持力一定 研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系 在研究影響電阻 電容的因素等諸多實(shí)驗(yàn)中均用到了控制變量法 典例9 為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路 圖中 A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表 R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱 S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀開(kāi)關(guān) E是電池 完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空 1 將S撥向接點(diǎn)1 接通S1 調(diào)節(jié) 使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置 記下此時(shí)的讀數(shù)I 2 然后將S撥向接點(diǎn)2 調(diào)節(jié) 使 記下此時(shí)RN的讀數(shù) 3 多次重復(fù)上述過(guò)程 計(jì)算RN讀數(shù)的 此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值 解析本題方法為替代法 當(dāng)S接1與接2時(shí)通過(guò)電路的電流I相同 可知待測(cè)電流表A的內(nèi)阻與電阻箱RN的阻值相同 答案 1 R0標(biāo)準(zhǔn)電流表 或A0 2 RN標(biāo)準(zhǔn)電流表 或A0 的讀數(shù)仍為I 3 平均值 典例10 2015 河南鄭州檢測(cè) 如圖是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶 1 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz 則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為 2 A B C D是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出 從圖中讀出A B兩點(diǎn)間距x C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是 計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 答案 1 0 02s 2 0 70cm 0 68cm 0 72cm都可以 0 100m s 典例11 2015 廣東韶關(guān)一校聯(lián)考 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)系 彈簧秤固定在一合適的木塊上 桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪 細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接 在桌面上畫(huà)出兩條平行線MN PQ 并測(cè)出間距d 開(kāi)始時(shí)將木塊置于MN處 現(xiàn)緩慢向瓶中加水 直到木塊剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止 記下彈簧秤的示數(shù)F0 以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小 再將木塊放回原處并按住 繼續(xù)向瓶中加水后 記下彈簧秤的示數(shù)F1 然后釋放木塊 并用秒表記下木塊運(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)間t 木塊的加速度可以用d和t表示為a 為了減小測(cè)量加速度的偶然誤差可以采用的方法是 一種即可 改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn) 確定加速度a與彈簧秤示數(shù)F1的關(guān)系 下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是 用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比 它的優(yōu)點(diǎn)是 a 可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小b 可以更方便地獲取更多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)c 可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小d 可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度 用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼相比 水的質(zhì)量可以連續(xù)調(diào)節(jié) 因而F1的大小也可以連續(xù)調(diào)節(jié) 從而比較精確地測(cè)出摩擦力的大小和更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 故正確答案為b c 答案 多次測(cè)量時(shí)間t 取t的平均值 c bc 要點(diǎn)四實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 突破指南 1 平均值法用測(cè)定的若干組數(shù)據(jù)計(jì)算后取其平均值 平均值法可以較好地減小偶然誤差 求平均值時(shí)應(yīng)該按原來(lái)測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度決定保留的位數(shù) 并注意在什么情況下取平均值 例如 在測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中 應(yīng)分別求出各組數(shù)據(jù)算出的折射率后再求平均值 而不是各組數(shù)據(jù)取平均值再求折射率 2 列表法列表法是記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本方法 也是其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ) 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列成適當(dāng)?shù)谋砀?可以清楚地反映出有關(guān)物理量之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 既有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和檢查實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題 判斷測(cè)量結(jié)果的合理性 又有助于分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 找出有關(guān)物理量之間的規(guī)律 一個(gè)好的數(shù)據(jù)表可以提高數(shù)據(jù)處理的效率 減少或避免錯(cuò)誤 所以一定要養(yǎng)成列表記錄并處理數(shù)據(jù)的習(xí)慣 3 作圖法利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 將實(shí)驗(yàn)中物理量之間的函數(shù)關(guān)系用幾何圖線表示出來(lái) 這種方法稱(chēng)為作圖法 作圖法是一種被廣泛用來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法 它不僅能簡(jiǎn)明 直觀 形象地顯示各物理量之間的關(guān)系 而且有助于我們研究物理量之間的變化規(guī)律 找出定量的函數(shù)關(guān)系或得到所求的參量 同時(shí) 所作的圖線對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)起到取平均值的作用 從而減小隨機(jī)誤差的影響 此外 還可以作出儀器的校正曲線 幫助發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的某些測(cè)量錯(cuò)誤等 因此 作圖法不僅是一個(gè)數(shù)據(jù)處理方法 而且是實(shí)驗(yàn)方法中不可分割的部分 4 逐差法逐差法是物理實(shí)驗(yàn)中處理數(shù)據(jù)常用的一種方法 凡是自變量做等量變化 而引起應(yīng)變量也做等量變化時(shí) 便可采用逐差法求出應(yīng)變量的平均變化值 逐差法計(jì)算簡(jiǎn)便 特別是在檢查數(shù)據(jù)時(shí) 可隨測(cè)隨檢 及時(shí)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)和數(shù)據(jù)規(guī)律 更重要的是可充分地利用已測(cè)到的所有數(shù)據(jù) 并具有對(duì)數(shù)據(jù)取平均值的效果 還可繞過(guò)一些具有定值的未知量 而求出所需要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 可減小系統(tǒng)誤差和擴(kuò)大測(cè)量范圍 典例12 某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球 閉合開(kāi)關(guān)S 電磁鐵吸住第1個(gè)小球 手動(dòng)敲擊彈性金屬片M M與觸頭瞬間分開(kāi) 第1個(gè)小球開(kāi)始下落 M迅速恢復(fù) 電磁鐵又吸住第2個(gè)小球 當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊M時(shí) M與觸頭分開(kāi) 第2個(gè)小球開(kāi)始下落 這樣 就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間 1 在實(shí)驗(yàn)中 下列做法正確的有 A 電路中的電源只能選用交流電源B 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方C 用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度D 手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí) 2 實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H 1 980m 10個(gè)小球下落的總時(shí)間T 6 5s 可求出重力加速度g m s2 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 3 在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下 請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法 4 某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間 t磁性才消失 因此 每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差 t 這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差 為此 他分別取高度H1和H2 測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T1和T2 他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除 t對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 請(qǐng)推導(dǎo)說(shuō)明 答案 1 BD 2 9 4 3 增加小球下落的高度 多次重復(fù)實(shí)驗(yàn) 結(jié)果取平均值 其他答案只要合理也可 4 見(jiàn)解析 典例13 為測(cè)定木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 小亮設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)木塊A位于水平桌面上的O點(diǎn)時(shí) 重物B剛好接觸地面 將A拉到P點(diǎn) 待B穩(wěn)定后靜止釋放 A最終滑到O點(diǎn) 分別測(cè)量OP OQ的長(zhǎng)度h和s 改變h 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) 分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí) 發(fā)現(xiàn)A釋放后會(huì)撞到滑輪 請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方法 2 請(qǐng)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出s h關(guān)系的圖象 3 實(shí)驗(yàn)測(cè)得A B的質(zhì)量分別為m 0 40kg M 0 50kg 根據(jù)s h圖象可計(jì)算出A木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 4 實(shí)驗(yàn)中 滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致 的測(cè)量結(jié)果 選填 偏大 或 偏小 答案 1 減小B的質(zhì)量 增加細(xì)線的長(zhǎng)度 或增大A的質(zhì)量 降低B的起始高度 2 如圖所示 3 0 4 4 偏大 典例14 圖為 驗(yàn)證牛頓第二定律 的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 砂和砂桶的總質(zhì)量為m 小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為M 實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車(chē)?yán)Φ拇笮?1 實(shí)驗(yàn)中 為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力等于小車(chē)所受的合外力 先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度 使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行 接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是 A 將長(zhǎng)木板水平放置 讓小車(chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶 給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電 調(diào)節(jié)m的大小 使小車(chē)在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng) 從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng) B 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?讓小車(chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶 撤去砂和砂桶 給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電 輕推小車(chē) 從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)C 將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?撤去紙帶以及砂和砂桶 輕推小車(chē) 觀察判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng) 2 實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取 以下最合理的一組是 A M 200g m 10g 15g 20g 25g 30g 40gB M 200g m 20g 40g 60g 80g 100g 120gC M 400g m 10g 15g 20g 25g 30g 40gD M 400g m 20g 40g 60g 80g 100g 120g 3 圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶 A B C D E F G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn) 相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出 量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為 sAB 4 22cm sBC 4 65cm sCD 5 08cm sDE 5 49cm sEF 5 91cm sFG 6 34cm 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz 則小車(chē)的加速度a m s2 結(jié)果保留二位有效數(shù)字 答案 1 B 2 C 3 0 42 要點(diǎn)五實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與設(shè)計(jì) 突破指南 1 實(shí)驗(yàn)原理的遷移設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理決定應(yīng)該測(cè)量哪些物理量 需要哪些器材 如何安排實(shí)驗(yàn)步驟 得出什么結(jié)論 此類(lèi)試題要求學(xué)生根據(jù)題目所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康?限定條件 方案或器材 其中部分或全部 等 聯(lián)系所學(xué)知識(shí) 看看在哪些物理公式或物理規(guī)律中出現(xiàn)過(guò) 與哪些物理現(xiàn)象有關(guān) 與哪些物理量有直接的聯(lián)系 確定實(shí)驗(yàn)原理 解決所求問(wèn)題 對(duì)于測(cè)量型實(shí)驗(yàn) 被測(cè)量物理量通過(guò)什么規(guī)律需用哪些物理量來(lái)定量地表示 對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn) 在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中 怎樣的定量關(guān)系成立 才能達(dá)到驗(yàn)證規(guī)律的目的 對(duì)于探究型實(shí)驗(yàn) 在相應(yīng)的物理現(xiàn)象中 涉及哪些物理量 這些都是應(yīng)首先分析的 以此來(lái)確定實(shí)驗(yàn)的原理 2 實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)這類(lèi)試題主要是根據(jù)所給器材 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 其特點(diǎn)是需要用所給器材來(lái)構(gòu)建物理情境 確定原理 完成實(shí)驗(yàn)方案 有的試題更為開(kāi)放 只給實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮秃?jiǎn)單的限定條件 對(duì)于這樣的試題 可能存在多種實(shí)驗(yàn)原理 進(jìn)而形成多種 可供選擇的 設(shè)計(jì)方案一般說(shuō)來(lái) 依據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理選擇不同的實(shí)驗(yàn)方案主要遵循四條原則 1 科學(xué)性 設(shè)計(jì)的方案有科學(xué)的依據(jù) 符合物理學(xué)的基本原理 2 可行性 按設(shè)計(jì)方案實(shí)施時(shí) 應(yīng)安全可靠不會(huì)對(duì)人身 器材造成危害 所需裝置和器材要易于置備 且成功率高 3 精確性 在選擇方案時(shí) 應(yīng)對(duì)各種可能的方案進(jìn)行初步的誤差分析 盡可能選用精確度高的方案 4 簡(jiǎn)便 直觀性 設(shè)計(jì)方案應(yīng)便于實(shí)驗(yàn)操作 讀數(shù) 便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 便于實(shí)驗(yàn)者直觀 明顯地觀察 3 實(shí)驗(yàn)方法的遷移設(shè)計(jì)高考?xì)v來(lái)重視對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的考查 考試大綱 中有 設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力 的要求 設(shè)計(jì)的前提是掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)原理 基本的實(shí)驗(yàn)方法包括 實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法 實(shí)驗(yàn)誤差的控制方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 物理課中所學(xué)過(guò)的物理規(guī)律 物理公式中只要含有某一物理量 則該規(guī)律 該公式就可作為研究或測(cè)定該物理量的原理基礎(chǔ)而進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì) 如欲測(cè)量重力加速度 就有多種可依據(jù)的原理 方法 可利用單擺測(cè) 可利用 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 的裝置測(cè) 可利用平拋物體的頻閃照片測(cè) 典例15 某同學(xué)利用如圖所示裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究 一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上 彈簧左端固定 右端與一小球接觸而不固連 彈簧處于原長(zhǎng)時(shí) 小球恰好在桌面邊緣 如圖 a 所示 向左推小球 使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放 小球離開(kāi)桌面后落到水平地面 通過(guò)測(cè)量和計(jì)算 可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能 回答下列問(wèn)題 1 本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為 彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等 已知重力加速度大小為g 為求得Ek 至少需要測(cè)量下列物理量中的 填正確答案標(biāo)號(hào) A 小球的質(zhì)量mB 小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離sC 桌面到地面的高度hD 彈簧的壓縮量 xE 彈簧原長(zhǎng)l0 2 用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek 得Ek 3 圖b中的直線是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的s x圖線 從理論上可推出 如果h不變 M增加 s x圖線的斜率會(huì) 填 增大 減小 或 不變 如果m不變 h增加 s x圖線的斜率會(huì) 填 增大 減小 或 不變 由圖 b 中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知 Ep與 x的次方成正比 典例16 我國(guó)艦載飛機(jī)在 遼寧艦 上成功著艦后 某課外活動(dòng)小組對(duì)艦載飛機(jī)利用阻攔索著艦的力學(xué)問(wèn)題很感興趣 他們找來(lái)了木板 鋼球 鐵釘 橡皮條以及墨水 制作了如圖所示的裝置 準(zhǔn)備定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離與被阻攔前速率的關(guān)系 要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?需直接測(cè)量的物理量是鋼球由靜止釋放時(shí)的和在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離 還必須增加的一種實(shí)驗(yàn)器材是 忽略鋼球所受的摩擦力和空氣阻力 重力加速度已知 根據(jù)定律 定理 可得到鋼球被阻攔前的速率 答案高度 距水平木板的高度 刻度尺機(jī)械能守恒 動(dòng)能 萬(wàn)能紙帶串聯(lián)力學(xué)實(shí)驗(yàn)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中有多個(gè)實(shí)驗(yàn)都要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 如研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 驗(yàn)證牛頓第二定律 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律等 能否正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并根據(jù)紙帶進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)運(yùn)算 是能否順利完成這些實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵 利用紙帶直接測(cè)量的時(shí)間和位移 可以計(jì)算研究對(duì)象的瞬時(shí)速度和加速度 若結(jié)合其他物理量的測(cè)量 還可以解決與上面這些量直接有關(guān)或間接有關(guān)的問(wèn)題 例如計(jì)算動(dòng)能 重力勢(shì)能 動(dòng)摩擦因數(shù) 力 功率 轉(zhuǎn)速等 從而延伸出很多與紙帶有關(guān)的力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1 利用紙帶測(cè)量重力加速度 典例1 2015 湖南五市十校聯(lián)考 如圖所示 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上 使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落 利用此裝置可以測(cè)定重力加速度 1 所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 帶導(dǎo)線 紙帶 復(fù)寫(xiě)紙 帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物 此外還需 填字母代號(hào) 中的器材 A 直流電源 天平及砝碼B 直流電源 毫米刻度尺C 交流電源 天平及砝碼D 交流電源 毫米刻度尺 2 通過(guò)作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù) 提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度 為使圖線的斜率等于重力加速度 除作v t圖象外 還可作圖象 其縱軸表示的是 橫軸表示的是 2 利用紙帶測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù) 典例2 2015 河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中 物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 一表面粗糙的木板固定在水平桌面上 一端裝有定滑輪 木板上有一滑塊 其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連 另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤(pán)連接 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí) 在托盤(pán)中放入適量砝碼 滑塊開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 在紙帶上打出一系列小點(diǎn) 1 上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分 0 1 2 3 4 5 6 7是計(jì)數(shù)點(diǎn) 每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn) 圖中未標(biāo)出 計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示 根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出滑塊的加速度a 保留三位有效數(shù)字 2 回答下列兩個(gè)問(wèn)題 為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù) 下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有 填入所選物理量前的字母 A 木板的長(zhǎng)度lB 木板的質(zhì)量m1C 滑塊的質(zhì)量m2D 托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m3E 滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 測(cè)量 中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是 3 滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 用被測(cè)物理量的字母表示 重力加速度為g 與真實(shí)值相比 測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù) 填 偏大 或 偏小 寫(xiě)出支持你的看法的一個(gè)論據(jù) 3 利用紙帶測(cè)小車(chē)的功率 典例3 2015 廣東深圳五校一聯(lián) 為測(cè)量玩具遙控小車(chē)的額定功率 某同學(xué)用天平測(cè)出其質(zhì)量為0 6kg 小車(chē)的最大速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶來(lái)測(cè)量 主要實(shí)驗(yàn)步驟有 A 將小車(chē)的尾部系一條長(zhǎng)紙帶 紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 頻率為50Hz 使小車(chē)以額定功率加速到最大速度 繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后關(guān)閉小車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī) 使其在地面上滑行直至停下 C 處理紙帶上打下的點(diǎn)跡 1 由圖所示的部分紙帶知小車(chē)的最大速度為 汽車(chē)滑行時(shí)的加速度為 保留三位有效數(shù)字 2 汽車(chē)滑行時(shí)的阻力為 其額定功率為 保留三位有效數(shù)字 答案 1 1 00m s 1 73m s2 2 1 04N1 04W 4 利用紙帶測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 典例4 2015 遼寧師大附中月考 一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán) 可以繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng) 在圓盤(pán)靜止不動(dòng)時(shí) 用游標(biāo)卡尺測(cè)得圓盤(pán)的直徑如圖所示 在圓盤(pán)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 米尺 紙帶 復(fù)寫(xiě)紙進(jìn)行了如下操作 如圖甲所示 將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上 將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 然后固定在圓盤(pán)的側(cè)面 當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上 接通電源 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn) 啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)勻加速轉(zhuǎn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn) 取下紙帶 進(jìn)行測(cè)量 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz A B C D 為計(jì)數(shù)點(diǎn) 相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出 1 如上圖所示 圓盤(pán)的直徑d為cm 2 由圖乙可知 打下計(jì)數(shù)點(diǎn)D時(shí) 紙帶運(yùn)動(dòng)的速度大小為m s 此時(shí)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為rad s 3 紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度為m s2 答案 1 11 850 2 0 3896 57 3 0 60 5 利用紙帶驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 典例5 2015 吉林省吉林市摸底 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 的實(shí)驗(yàn)可以采用如圖甲和乙所示的方案進(jìn)行 1 比較這兩種方案 填 圖甲 或 圖乙 方案好些 理由是 2 如圖所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶 測(cè)得每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖中所示 已知每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T 0 1s 則物體運(yùn)動(dòng)的加速度a 該紙帶是采用 填 圖甲 和 圖乙 方案得到的 簡(jiǎn)要寫(xiě)出判斷依據(jù) 3 如圖所示是采用圖甲方案得到的一條紙帶 在計(jì)算圖中N點(diǎn)的速度時(shí) 幾位同學(xué)分別用下列不同的方法 其中正確的是 答案 1 圖甲理由見(jiàn)解析 2 4 8m s2圖乙依據(jù)見(jiàn)解析 3 BC 6 利用紙帶驗(yàn)證動(dòng)能定理 典例6 2015 四川廣元聯(lián)考 某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理 他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置 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 細(xì)砂 當(dāng)滑塊連接上紙帶 用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小砂桶時(shí) 釋放小桶 滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài) 若你是小組中的一位成員 要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn) 則 1 你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有 2 實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與砂桶的總重力大小基本相等 砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的實(shí)驗(yàn)條件是 實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是 3 在 2 的基礎(chǔ)上 某同學(xué)用天平稱(chēng)量滑塊的質(zhì)量為M 往砂桶中裝入適量的細(xì)砂 用天平稱(chēng)出此時(shí)砂和砂桶的總質(zhì)量為m 讓砂桶帶動(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)器打出的紙帶上取兩點(diǎn) 測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2 v1 v2 則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量