新高考物理一轮复习专题一0七实验教学课件

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3.绝对误差和相对误差:设某物理量的真实值为A0,测量值为A,则绝对误差δ=|A-A0|,相 对误差为 ×100%。注意　在绝对误差相同的情况下,测量值越大,相对误差就越小。4.有效数字:从左侧第一位不是0的数开始算起,同一个数,不论用什么单位表达,有效数 字位数相同。
例如,13.3 mm有3位有效数字,改写成1.33 cm或0.013 3 m仍然有3位有效数字。
1.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动依据Δx=aT2,只要物体做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移 之差就一定相等。2.利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法①根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a1= ,a2= ,a3= ,然后取平均值,则a= = 。②如果纸带有奇数段,则舍掉中间间隔的位移,再用逐差法计算。(2)图像法
基础三　与纸带相关的数据处理
利用vn= 求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,用v-t图线上切线的斜率求物体运动的加速度。基础四　游标卡尺的使用方法 
1.原理:利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值制成。 不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的总长度比主尺上的同样多数目的小等分刻度 的总长度小1 mm。2.精确度:10分度对应0.1 mm,20分度对应0.05 mm,50分度对应0.02 mm。3.读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上与主尺上某一刻度线对 齐的格数,则记录结果为(x+K×精确度) mm。
 1.原理:固定刻度的螺距为0.5 mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5 mm,而 可动刻度上有50个等分刻度,每转动一小格,测微螺杆前进或后退0.01 mm,即螺旋测微 器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又称为千分 尺。
基础五　螺旋测微器的使用方法
2.读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意判断半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数 (估读一位)×0.01(mm)。基础六　电压表和电流表的读数方法1.量程选择测量时指针偏转角度尽可能大,一般要求超过量程的 ,但又不能超过最大测量值。2.估读(1)当最小分度是“1、0.1、0.01、…”时,估读到最小分度的下一位。(2)当最小分度是“2、0.2、0.02、…”或“5、0.5、0.05、…”时,估读到最小分度的 本位。
3.电压表、电流表的读数(1)量程为0~3 V的电压表和量程为0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分 别是0.1 V和0.1 A,需估读,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位。(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位。
基础七　电压表和电流表的改装
基础八　测量电路的选择1.两种接法的比较
2.两种接法的选择(1)阻值比较法:先将待测电阻Rx的估计值与电压表内阻RV、电流表内阻RA进行比较,若 Rx≪RV,宜采用电流表外接法;若Rx≫RA,宜采用电流表内接法。(2)临界值计算法①当Rx  时,Rx属于大电阻,用电流表内接法。(3)实验试探法:当Rx、RA、RV的估计值都不清楚时就用实验试探法。如图,将单刀双掷 开关S分别接触a点和b点,若看到电流表示数变化比电压表示数变化大,则说明电压表 分流明显,RV与Rx差不多或者比Rx小,适用电流表内接法;若电压表示数变化比电流表示
数变化大,则说明电流表分压明显,RA与Rx差不多或比Rx大,适用电流表外接法。 注意    示数变化大的理解:如图,设S接a点时电表读数分别为I1、U1,接b点时电表读数 分别为I2、U2,|ΔU|=|U2-U1|,|ΔI|=|I2-I1|,若  ,则电压表示数变化比电流表示数变化大。
基础九　控制电路的选择
力学实验实验一　测量做直线运动物体的瞬时速度
二、操作步骤1.安装好实验装置,将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端。2.细绳一端拴在小车上,另一端跨过滑轮挂上槽码,纸带穿过打点计时器固定在小车的 后面。3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车。4.增减槽码的质量,按以上步骤再做两次实验。
三、数据处理1.用“平均速度法”测速度瞬时速度没法直接测量,可通过测量对应的很短时间内的平均速度来代替瞬时速度。 在公式v= 中,当Δt→0时v表示瞬时速度。2.匀变速直线运动的速度测量在匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,故打 第n个点时纸带的瞬时速度vn= 。3.记录小车在多个时刻的瞬时速度,
作出v-t图像如图所示。小车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,可以得出结论:小车的 速度随时间均匀变化。
四、注意事项 1.平行:细绳、纸带与长木板平行。2.靠近:小车从靠近打点计时器的位置释放。3.两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源,后取下纸 带。4.防止碰撞:在到达长木板末端前让小车停止运动,防止槽码落地及小车与滑轮相撞。5.减小误差:悬挂的槽码要适当,避免纸带打出的点太少或过于密集,从而减小误差。6.选取纸带上点迹清晰的部分进行数据处理。
五、创新方案1.利用光电门测速度 2.利用频闪照片测速度(如图甲、乙)
实验二　探究弹簧弹力与形变量的关系
二、操作步骤1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长 度l0,即原长。2.如装置图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,得 出弹簧的伸长量x1,将这些数据填入自己设计的表格中。3.改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x2、x3、x4、x5。
三、数据处理1.列表法:将实验数据填入表中,研究测量的数据,可发现在实验误差允许的范围内,弹 力与弹簧伸长量的比值不变。2.图像法:根据测量数据,在建好平面直角坐标系的坐标纸上描点。以弹簧的弹力F为 纵轴,弹簧的伸长量x为横轴,根据描点的情况,作出一条经过原点的倾斜直线。
四、注意事项1.操作:弹簧悬挂要竖直,测出弹簧长度时钩码须静止。2.作图:坐标轴标度要适中,单位要标注,连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧, 明显偏离图线的点要舍去。3.适量:弹簧下端所挂钩码不要太多,以免超出弹簧的弹性限度。4.多测:要使用轻质弹簧尽可能多测几组数据。5.统一:单位应统一。
五、误差分析1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确及画图时描点连线不准确等都会引起实验 误差。2.悬挂钩码数量过多,导致弹簧的形变过大,超出其弹性限度,不再符合胡克定律(F= kx),故图像发生弯曲,如图甲所示。      3.水平放置弹簧测量其原长,由于弹簧有自重,将其悬挂起来后会有一定的伸长量,故 图像横轴截距不为0,如图乙所示。
六、创新方案　实验装置的改进(如图甲、乙所示)  甲 乙 
实验三　探究两个互成角度的力的合成规律
一、原理装置      
二、操作步骤1.等效:同一次实验中两次把橡皮条拉长后的结点(小圆环)所处的位置O点必须保持不变。2.拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉(与板面平行),两分力F1、F2的夹角不要太大或太小。3.记录:记下每次各力的大小和方向,标记方向的两点尽量远些。
三、数据处理1.取下白纸,在纸上用同一个标度分别作出力F1、F2及F的图示。2.探究F、F1和F2的关系,提出猜想与验证。
四、注意事项1.弹簧相同:使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度线处,再将两个弹簧测 力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,示数相同方可使用。2.长度合适:实验中的两个细绳套不要太短。3.位置不变:在同一次实验中,橡皮条拉长时结点到达的位置一定要相同。4.角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小, 也不宜太大,以60°~120°为宜。5.同一平面:在用力拉弹簧测力计时,拉力应沿弹簧测力计的轴线方向。弹簧测力计中 弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内。
6.统一标度:画力的图示选定的标度要相同,要恰当选定标度,使力的图示稍大一些。
五、误差分析1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。2.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计外壳和纸面 之间有摩擦存在会造成误差。3.两次测量拉力时,橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成误差。4.读数时眼睛一定要正视,要按有效数字的保留规则正确读数和记录,否则会造成误 差。5.在应用平行四边形定则作图时,F1、F2及F作图不准确造成误差。
六、创新方案1.实验原理的创新      (1)橡皮条拉力改为重物拉力:合力的大小和方向恒定。(2)分力任意角度改为某一分力水平:该分力的方向恒定。
实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系
二、操作步骤1.用天平测量小车的质量(M)、槽码的质量(m)。2.根据设计要求安装实验装置,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车施加 牵引力)。3.在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑。4.槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,接通电源后放开小车,小车的运动结束后断开 电源取下纸带,编写号码;保持小车质量M不变,改变槽码质量m,重复实验得到纸带;保 持槽码的质量m不变,改变小车的质量M,重复实验得到纸带。
三、数据处理1.利用逐差法求小车运动的加速度a。2.以a为纵坐标,F(近似等于mg)为横坐标,描点画线,如果该线为过原点的倾斜直线,说 明a与F成正比。3.以a为纵坐标, 为横坐标,描点画线,如果该线为过原点的倾斜直线,就能判定a与M成反比。
四、注意事项1.平衡阻力:在平衡阻力时,不要把悬挂槽码的细绳系在小车上,即不要给小车施加任 何牵引力,且要让小车拖着纸带匀速运动。改变质量重复实验时,不用重复平衡阻 力。2.质量:槽码的质量m应远小于小车的质量M。3.平行:使细绳与长木板平行。4.靠近:小车从靠近打点计时器的位置释放。
五、误差分析1.实验原理不完善:本实验用槽码的总重力代替小车的拉力F,而实际上小车所受的拉 力要小于槽码的总重力。2.平衡阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严 格与木板平行都会产生误差。
六、创新方案1.实验设计的创新(1)转换研究对象(如图一)。  图一
(2)转换实验目的(如图二)。  图二
  图三2.测量方法的创新(如图) 
(3)消除系统误差的创新(如图三)。
实验五　探究平抛运动的特点
一、实验原理 1.探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。如图甲所示,a球做平抛运动,b球做自 由落体运动,两运动同时进行,观察到两球同时落地,从而判断平抛运动竖直方向的分
运动是自由落体运动。2.探究平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。如图乙所示,在两个相同倾斜轨道上, 1球和2球在相对于轨道水平段的高度相同的位置同时由静止释放,1球离开水平段后 做平抛运动,2球沿水平轨道做匀速直线运动,观察到1球能击中2球,从而判断平抛运动 水平方向的分运动是匀速直线运动。
二、操作步骤1.安装、调整背板:将白纸放在复写纸下面,然后固定在装置背板上,并用铅垂线检查 背板是否竖直。2.安装、调整斜槽:将固定有斜槽的木板放在实验桌上,用平衡法检查斜槽末端是否水 平。3.描绘运动轨迹:让小钢球在斜槽的某一固定位置由静止滚下,并从斜槽末端飞出做平 抛运动,小钢球落到倾斜的挡板上,挤压复写纸,会在白纸上留下印迹。向下平移挡板, 让小钢球从同一固定位置滚下,多次打点,取下白纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起 来,就得到小钢球做平抛运动的轨迹。
4.确定坐标原点及坐标轴:选定斜槽末端处小钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点 O,从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
三、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线若平抛运动的轨迹是抛物线,则以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后,轨迹上各点 的坐标具有y=ax2的关系,且同一轨迹上a是一个特定的值。用刻度尺测量几个点的x、 y坐标,分别代入y=ax2中求出常量a,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否为一定 值。2.计算平抛运动的初速度(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,根据x=v0t,y= gt2,就可
求出初速度v0=x 。 (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)
如图所示,在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运 动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2,所以t=  ,则初速度v0= =x 。
四、注意事项1.水平:斜槽末端的切线必须水平。2.竖直:背板必须处在竖直平面内。3.原点:坐标原点为小球在槽口时球心在背板上的投影点。4.同一位置:小球每次都从斜槽中的同一位置由静止释放。
五、误差分析1.斜槽末端没有调至水平,小球离开斜槽后不做平抛运动。2.确定小球运动的位置时不准确。3.量取轨迹上各点坐标时不准确。
六、创新方案1.实验装置的改进:实验中利用频闪仪器拍摄平抛运动轨迹。 2.实验方法的创新:移动背板,改变相同水平距离以控制相同的运动时间,小球从斜面
上滑下做平抛运动,撞在木板上留下痕迹。
实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
二、操作步骤1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同,调整塔轮上的皮 带,使两个小球的角速度不同,探究向心力的大小与角速度的关系。2.保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径,调整塔轮上的皮带,使两个小 球的角速度相同,探究向心力的大小与半径的关系。3.换成质量不同的小球,使两个小球的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球 的角速度也相同,探究向心力的大小与质量的关系。
三、数据处理　　分别作出F-ω2、F-r、F-m图像,分析向心力大小与角速度、半径、质量之间的关 系,并得出实验结论。
四、注意事项1.将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故。2.摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个标尺露出的格数。达到预定格数时, 即保持转速均匀恒定。
五、创新方案1.实验装置的改进:用力传感器替代向心力演示器。 通过力传感器测出向心力F的大小,通过光电门传感器测量挡光杆的挡光时间,进而求 出角速度ω的大小。借助DIS数据采集器以及计算机等工具分析F与m、r、ω之间的
定量关系。2.实验原理的创新      (1)图甲中,细线的拉力在水平方向的分力提供小球的向心力,有mg tan θ=m h tan θ。
(2)小球的周期由T= 求得。(3)利用 -h图线是一条过原点的倾斜直线验证向心力的表达式,如图乙。
实验七　验证机械能守恒定律
二、操作步骤1.安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与电源相连。2.打纸带:用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,再松开 纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸 带重打几条(3~5条)纸带。3.选纸带:从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带。
三、数据处理1.求瞬时速度由公式vn= 可以计算出重物下落h1、h2、h3、…的高度时对应的瞬时速度v1、v2、v3、…。2.验证机械能守恒(1)方案一:利用起始点和第n个点计算代入mghn和 m ,如果在实验误差允许的范围内,mghn和 m 相等,则验证了机械能守恒定律。(2)方案二:任取两点计算
①任取两点A、B,测出hAB,算出mghAB。②算出 m - m 的值。③在实验误差允许的范围内,若mghAB= m - m ,则验证了机械能守恒定律。(3)方案三:图像法测量从起始点到其余各点的下落高度h,并计算各点对应速度v,然后以 v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出 v2-h图像,若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。
四、注意事项1.安装:打点计时器要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上,以减小阻力。2.重物:要选用密度大、体积小的物体,这样可以减小空气阻力的影响,从而减小实验 误差。3.选纸带:要求点迹清晰,若用方案一,则要求第1、2个点间距离接近2 mm。4.测长度、算速度:某时刻的瞬时速度的计算应用vn= ,不能用vn= 或vn=gt。
五、误差分析1.系统误差(1)产生原因:本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点 计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEkRV,从而造成RV的测量值偏大。
四、替代法测电阻1.电流等效替代(1)按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑 片P置于a端。 
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数 I。(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表的 示数仍为I。(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。2.电压等效替代(1)按如图所示的电路图连好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P 置于a端。
 (2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数 U。(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电压表的 示数仍为U。
(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻Rx的阻值等效,即Rx=R0。
五、“电桥法”测电阻1.现象:如图所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0。 2.原理:当A、B两点电势相等,A、B电势差UAB=0,通过G的电流IG=0时,那么对应部分的 电压相等,则UR1=UR3,UR2=URx,根据欧姆定律有 = , = ,解得 = 或R1Rx=R2R3,这就是电桥平衡的条件,由该条件可求出待测电阻Rx的阻值。
实验十三　测量金属丝的电阻率
一、实验原理　　由Rx=ρ 得ρ= ,因此只要测出金属丝的长度l、横截面积S和电阻Rx,即可求得电阻率ρ。 
二、操作步骤1.测直径:用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值 d。2.连电路:按原理图连接实物电路。3.测长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求 出其平均值l。4.测电压、电流:改变滑动变阻器接入电路的阻值,测出多组U、I值,填入设计好的记 录表格中。
三、数据处理1.计算Rx的两种方法(1)方法一:用Rx= 分别算出各次的数值,再取平均值。(2)方法二:作U-I图像,利用斜率求出Rx,如图所示。 
注意　采用图像法求电阻阻值,在描点时,要尽量使各点间的距离大一些,连线时要尽 可能地通过较多的点,其余各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线较远的点可以不予考虑。
2.计算电阻率:将记录的数据l、d及得到的Rx的值代入电阻率计算式,ρ= = 。
四、注意事项1.本实验中被测金属丝的电阻值较小,为了减小实验的系统误差,必须采用电流表外接 法。2.电流不宜过大,通电时间不宜太长,以免温度过高,导致电阻率测量结果偏大。
五、误差分析1.金属丝直径、长度的测量读数等人为因素带来误差。2.电流表及电压表对电阻测量的影响带来误差,因为电流表外接,所以R测