《（課標(biāo)版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十四 實(shí)驗(yàn)課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)版 5年高考3年模擬A版）2020年物理總復(fù)習(xí) 專題十四 實(shí)驗(yàn)課件.ppt（132頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十四實(shí)驗(yàn),高考物理（課標(biāo)專用）,考點(diǎn)一力學(xué)實(shí)驗(yàn),考點(diǎn)清單,考向基礎(chǔ) 一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系列實(shí)驗(yàn)中紙帶的處理 1.紙帶的選取:一般實(shí)驗(yàn)應(yīng)選取點(diǎn)跡清晰、無漏點(diǎn)且有足夠多點(diǎn)的紙帶。在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中還要求紙帶包含第一、二兩計(jì)時(shí)點(diǎn),并且第一、二兩計(jì)時(shí)點(diǎn)距離接近2.0 mm。 2.根據(jù)紙帶上點(diǎn)的密集程度選取計(jì)數(shù)點(diǎn):打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打n個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為n個(gè)打點(diǎn)時(shí)間間隔。,3.測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離:為了測量、計(jì)算方便和減小偶然誤差,測量距離時(shí)不要分段測量,盡可能一次測量完畢,即測量計(jì)數(shù)起點(diǎn)到其他各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離。如圖所示,則由圖可得: s=s1,s=s2-s1,s=s3-s2,s

2、=s4-s3,s=s5-s4,s=s6-s5,4.判定物體運(yùn)動的性質(zhì) (1)若s、s、s、s、s、s基本相等,則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動。 (2)設(shè)s1=s-s,s2=s-s,s3=s-s,s4=s-s,s5=s-s 若s1、s2、s3、s4、s5基本相等,則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動。,(3)測定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度 物體做勻變速直線運(yùn)動時(shí),在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。即測出第n點(diǎn)的相鄰前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)的位移,由平均速度公式即可求得第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度,如圖中第4點(diǎn)的瞬時(shí)速度為: v4==。 (4)測定做勻變速直線運(yùn)動物體的加速度 一般用逐差法

3、求加速度。將如圖所示的連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移s、s、s、s、s、s分成三組,利用s=aT2可得:a1=、a2= 、a3=,再算出a1、a2、a3的平均值,即:a=,就是所 測做勻變速直線運(yùn)動物體的加速度。,二、探究彈力與彈簧伸長的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)原理 用懸掛法測量彈簧的彈力運(yùn)用的是彈簧的彈力與掛在彈簧下面的鉤碼的重力相等。彈簧的長度可以用刻度尺直接測出,伸長量可以由拉長后的長度減去彈簧原來的長度進(jìn)行計(jì)算。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.把彈簧懸吊在鐵架臺上,讓彈簧自然下垂,在彈簧不掛鉤碼時(shí)測量彈簧的原長L0。 2.將已知質(zhì)量的鉤碼掛在彈簧的下端,在平衡時(shí)測量彈簧的總長并計(jì)算鉤碼的重力,并將彈簧所受拉力F(等于所

4、掛鉤碼的重力),填寫在記錄表格里。然后改變所掛鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)過程多次。,3.根據(jù)所測數(shù)據(jù),在已經(jīng)準(zhǔn)備好的坐標(biāo)紙上描點(diǎn),以力為縱坐標(biāo),以彈簧的長度L為橫坐標(biāo)。 4.作圖得到的是如圖甲所示的圖像。盡管是直線,也是一次函數(shù),但不夠簡潔,即不是剛好反映函數(shù)間的正比關(guān)系。處理的辦法是將坐標(biāo)軸平移,就可以得到一個(gè)從原點(diǎn)出發(fā)的函數(shù)圖像(圖乙)。平移后將橫坐標(biāo)由彈簧的長度改為彈簧的伸長量L。 5.寫出實(shí)驗(yàn)得到的曲線所代表的函數(shù),即彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。 6.運(yùn)用表中的數(shù)據(jù)驗(yàn)證所得到的函數(shù)關(guān)系。,注意事項(xiàng) 1.懸吊彈簧時(shí)要讓它自然下垂,別忘了測量彈簧的原長L0。 2.每改變一次拉力的大小就要做一次

5、測量記錄。為了探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,要盡可能多測幾組數(shù)據(jù),以便在坐標(biāo)紙上能描出更多的點(diǎn)。 3.實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力不要太大(即鉤碼不能過多),以免彈簧超出彈性限度。 4.在坐標(biāo)紙上嘗試描畫一條平滑曲線(包括直線)時(shí),要順著各點(diǎn)的走向來描,描出的點(diǎn)不一定正好在曲線上,但要注意在曲線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同。 5.寫出曲線所代表的函數(shù)時(shí),建議首先嘗試用一次函數(shù),如果不行再考慮其他函數(shù)。,三、驗(yàn)證力的平行四邊形定則,實(shí)驗(yàn)原理 結(jié)點(diǎn)受三個(gè)共點(diǎn)力作用處于平衡狀態(tài),則F1、F2的合力必與F3平衡,改用一個(gè)拉力F使結(jié)點(diǎn)仍到O,則F必與F1、F2的合力等效,與F3平衡,以F1、F2為鄰邊作平行四邊形求出合力F,比較F與F

6、的大小和方向,以驗(yàn)證力合成時(shí)的平行四邊形定則。,實(shí)驗(yàn)步驟,1.用圖釘把白紙釘在放于水平桌面的方木板上。 2.用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn),橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。,3.用兩只彈簧測力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置,如圖,記錄兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù),用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩個(gè)細(xì)繩套的方向。 4.用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F1、F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺和三角板作平行四邊形,過O點(diǎn)畫出平行四邊形的對角線,即為合力F的圖示。 5.只用一只彈簧測力計(jì)鉤住細(xì)繩套,把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣的位置O,記下

7、彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F和細(xì)繩套的方向,用刻度尺從O點(diǎn)按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作出這只彈簧測力計(jì)的拉力F的圖示。,6.比較力F與用平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向,得出結(jié)論。,注意事項(xiàng) 1.同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測力計(jì)的選取方法是:將兩只彈簧測力計(jì)鉤好后對拉,若兩只彈簧測力計(jì)在對拉的過程中,讀數(shù)相同,則可選,若不同,應(yīng)另換,直至相同為止,使用時(shí)彈簧測力計(jì)與板面平行。 2.在滿足合力不超過彈簧測力計(jì)量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下,應(yīng)使拉力盡量大一些,以減小誤差。 3.在同一次實(shí)驗(yàn)中,橡皮條拉長的結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同。 4.由作圖法得到的F與實(shí)際測量得到的F不可能完全符合,但在誤差允許范圍內(nèi)

8、可認(rèn)為F和F符合。,四、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)中,研究的參量有F、m、a,在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,可以控制參量m一定,研究a與F的關(guān)系;控制參量F一定,研究a與m的關(guān)系。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.將一端附有滑輪的長木板放在水平桌面上,取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車,放在光滑的水平長木板上,示意圖如圖所示。,2.在小車的前端各系上細(xì)繩,繩的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)砝碼盤,在盤內(nèi)分別放數(shù)目不等的砝碼,而在兩小車上放質(zhì)量相等的砝碼,使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量M1和M2,把數(shù)值記錄下來。此時(shí),小車所受的水平拉力的大小F1和F2可以認(rèn)為等

9、于砝碼盤和盤內(nèi)砝碼所受重力的大小。 3.在小車的后端也分別系上細(xì)繩,用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩,便于同時(shí)控制兩輛小車,使它們同時(shí)開始運(yùn)動和同時(shí)停止運(yùn)動。,4.打開夾子,讓兩輛小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動。小車走過一段距離后,夾上夾子,讓它們同時(shí)停下來。分別用刻度尺測出兩輛小車在這一段相同時(shí)間內(nèi)通過的位移大小x1和x2,并記錄下來。 5.分析所得到的兩輛質(zhì)量相等的小車在相同時(shí)間內(nèi)通過的位移與小車所受的水平拉力的大小的關(guān)系,從而得到質(zhì)量相等的物體運(yùn)動的加速度與物體所受作用力大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實(shí)驗(yàn)結(jié)論中。 6.在兩個(gè)相同的砝碼盤內(nèi)放質(zhì)量相等的砝碼,而在兩輛小車上放質(zhì)量不等的砝碼,使兩輛小車的質(zhì)量不等,

10、而所受的拉力相等。仍保證砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量,分別用天平測出兩輛小車和車上砝碼的總質(zhì)量m1和m2,把數(shù)值記錄下來。 7.讓兩輛小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動。小車走過一段距離后,夾上夾子,讓,它們同時(shí)停下來。分別用刻度尺測出兩輛小車在這一段相同時(shí)間內(nèi)通過的位移大小x1和x2,并記錄下來。 8.分析所得到的受相同拉力作用的兩輛小車在相同時(shí)間內(nèi)通過的位移大小與質(zhì)量大小的關(guān)系,從而得到所受拉力相等的物體運(yùn)動的加速度與物體質(zhì)量大小的關(guān)系。并將結(jié)論記在實(shí)驗(yàn)結(jié)論中。,注意事項(xiàng) 1.在實(shí)驗(yàn)中,小車所受的摩擦力是造成系統(tǒng)誤差的一個(gè)重要因素。因此利用小車重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。

11、2.為使所作的a-F圖像和a-圖像更精確,每個(gè)圖像都要求至少取5條以 上的紙帶。 3.改變小車的質(zhì)量或拉力的大小時(shí),改變量應(yīng)盡可能大一些,但應(yīng)滿足砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量。一般來說,砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量不超過小車和車上砝碼總質(zhì)量的10%。,五、探究動能定理 實(shí)驗(yàn)原理 如圖,小車在橡皮筋的作用下彈出,沿木板滑行。當(dāng)我們用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都保持一致,那么,第2次、第3次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對小車做的功就是第1次的2倍、3倍如果把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋所做的功記為W0,以后各次做的功就是2W0、3W0,由于橡皮筋做功而使小

12、車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測出,也可以用其他方法測出。這樣,進(jìn)行若干次測量,就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。 以橡皮筋對小車做的功為縱坐標(biāo),小車獲得的速度為橫坐標(biāo),以第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W0為單位,作出W-v曲線即功-速度曲線。分析這條曲線,可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的定量關(guān)系。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.按圖組裝好實(shí)驗(yàn)器材,由于小車在運(yùn)動中會受到阻力,把木板略微傾斜,作為補(bǔ)償。 2.先用一條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把橡皮筋拉伸一定長度,理清紙帶,接通電源,放開小車。 3.換用紙帶,改用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度都相同。 4.由紙帶算出小車獲得的速度,

13、把第1次實(shí)驗(yàn)獲得的速度記為v1,第2次、第3次記為v2、v3 5.對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì),大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系,然后以W為縱坐標(biāo),v2(v、v3或)為橫坐標(biāo)作圖。,注意事項(xiàng) 木板的傾斜程度應(yīng)滿足小車重力沿木板向下的分力等于小車受到的阻力。 六、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)原理 在只有重力做功的自由落體運(yùn)動中,物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,但總的機(jī)械能守恒,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度h及計(jì)算出瞬時(shí)速度v,從而驗(yàn)證物體在自由下落過程中,重力勢能的減少量Ep=mgh與物體動能的增加量Ek=mv2相等。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.將實(shí)驗(yàn)裝置按要求裝好,將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。

14、 2.先用手提起紙帶,使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方。 3.接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,這樣打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列點(diǎn)。 4.重復(fù)以上步驟,多做幾次。 5.從已打出的紙帶中,選出第一、二點(diǎn)間的距離接近2 mm且點(diǎn)跡清晰的紙帶,并對其進(jìn)行測量。 6.利用公式v中=分別求出物體在打下點(diǎn)2、3、4時(shí)的瞬時(shí)速度v2、 v3、v4,7.把得到的數(shù)據(jù)填入表格,算出重物運(yùn)動到點(diǎn)2、3、4時(shí)減小的重力勢能mgh2、mgh3、mgh4再算出物體運(yùn)動到點(diǎn)2、3、4時(shí)增加的動能m/2、m/2、m/2根據(jù)機(jī)械能守恒定律比較m/2與mgh2、m/ 2與mgh3、m/2與mgh4結(jié)果是否一致。,注意事項(xiàng)

15、1.組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),重物與紙帶、限位孔必須在同一豎直線上,以減小摩擦阻力。 2.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落; 3.因不需要知道動能的具體數(shù)值,因此不需要測出重物的質(zhì)量m。 七、驗(yàn)證動量守恒定律 實(shí)驗(yàn)原理 在一維碰撞中,測出物體的質(zhì)量m和碰撞前后物體的速度v、v,找出碰撞前的總動量p=m1v1+m2v2及碰撞后的總動量p=m1v1+m2v2,看碰撞前后動量是否守恒。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.先用天平測出小球質(zhì)量m1、m2。 2.在地面上鋪一張白紙,白紙上鋪放復(fù)寫紙。 3.在白紙上記下重垂線所指的位置O,它表示入射小球碰前的位置。 4.先不放被碰小球,讓入射小球從斜槽

16、上同一高度處滾下,重復(fù)10次,用圓規(guī)畫盡可能小的圓把所有的小球落點(diǎn)圈在里面。圓心就是入射小球不碰時(shí)的落地點(diǎn)P。 5.把被碰小球放在小支柱上,讓入射小球從同一高度滾下,使它們發(fā)生正碰,重復(fù)10次,仿步驟4找出入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被碰小球落點(diǎn)的平均位置N。 6.過O、N在紙上作一直線,取OO=2r,O就是被碰小球碰撞時(shí)的球心投,影位置(用刻度尺和三角板測小球直徑2r)。 7.用刻度尺量出線段的長度OP、OM、ON,把兩小球的質(zhì)量和相應(yīng)的線段長度代入m1OP=m1OM+m2ON看是否成立。,注意事項(xiàng) 1.碰撞的兩小球應(yīng)保證“水平”和“正碰”。 2.入射小球的質(zhì)量m1大于被碰小球的質(zhì)量m2。,考

17、向突破,考向一實(shí)驗(yàn)中紙帶的處理 1.由紙帶判斷物體做勻變速運(yùn)動的方法 如圖所示,0、1、2為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn),x1、x2、x3為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,若x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即若兩連續(xù)相等的時(shí)間間隔里的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。 2.由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法 (1)用“逐差法”求加速度。 即根據(jù)x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔)求出,a1=、a2=、a3=, 再算出平均值則為物體運(yùn)動的加速度, 即a= (2)用圖像法求加速度。 即先根據(jù)vn=求出所選的各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的瞬時(shí)速度,后作出

18、v-t圖 像,圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。,例1某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。 b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動,重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點(diǎn)跡,從便于測量的點(diǎn)開始,,每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖中0、1、2、、6點(diǎn)所示。 c.測量1、2、3、、6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,分別記作:x1、x2、x3、、x6。 d.通過測量和計(jì)算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動。 e.分別計(jì)算出x1、x2、x3、、x6與對應(yīng)時(shí)間的比值、、、、 。,f.以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo),標(biāo)出與對應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)

19、,畫出 -t圖 線。 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù): 實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有和。(填選項(xiàng)代號) A.電壓合適的50 Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺D.秒表E.天平F.重錘 將分度值為1 mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊,0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在位置如圖所示,則x2=cm,x5=cm。,該同學(xué)在圖中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出-t圖線。,根據(jù)-t圖線判斷,在打0計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度v0= m/s;它在斜面 上運(yùn)動的加速度

20、a= m/s2。,解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須與交流電源配合使用,選A。使用刻度尺測量0計(jì)數(shù)點(diǎn)與其他計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,選C。 由圖可知x2=2.98 cm,x5=13.20 cm。 因t2=0.08 s,==37.25 cm/s,故計(jì)數(shù)點(diǎn)2的坐標(biāo)為(0.08 s,37.25 cm),同理得計(jì)數(shù)點(diǎn)5的坐標(biāo)為(0.20 s,66.00 cm)。由勻加速直線運(yùn)動規(guī)律可得=v0+at,故-t圖為一條傾斜直線,如答案圖所示。 該圖像縱軸截距表示小車的速度v0=0.18 m/s。斜率k=a=2.40 m/s2, 所以a=4.80 m/s2。,答案AC 2.98(2.972.99)13.20(13.1913.21) 如

21、圖所示 0.18(0.160.20)4.80(4.505.10),考向二基本力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.研究性實(shí)驗(yàn),2.探究性實(shí)驗(yàn),3.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),例2(2018課標(biāo),22,5分)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對齊的裝置,簡化為圖中的指針。 現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí),移動游標(biāo),使其零刻度線對準(zhǔn)指針,此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm;當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為 0.100 kg的砝碼時(shí),移動游標(biāo),再次使其零刻度線對準(zhǔn)指針,標(biāo)尺示數(shù)如圖,(b)所示,其讀數(shù)為cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/p>

22、9.80 m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為N/m(保留3位有效數(shù)字)。,解析本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法和胡克定律。此標(biāo)尺為二十分度的標(biāo)尺,精確度為0.05 mm,讀數(shù)=整毫米數(shù)(主尺)+n精確度,所以讀數(shù)為37 mm+150.05 mm=37.75 mm=3.775 cm。 當(dāng)托盤中放入砝碼穩(wěn)定時(shí), 彈簧的伸長量x=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm。 由平衡條件得F=mg,由胡克定律得F=kx,聯(lián)立得k=53.7 N/m。,答案3.77553.7,例3(2017課標(biāo),22,6分)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn),將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 m

23、m)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí),橡皮筋處于原長。 (1)用一只測力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O,此時(shí)拉力F的大小可由測力計(jì)讀出。測力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示,F的大小為N。 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點(diǎn);現(xiàn)使用兩個(gè)測力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋,再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。,()用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O(shè)為作用點(diǎn),在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按

24、平行四邊形定則畫出它們的合力F合; 圖(a),圖(b) ()F合的大小為N,F合與拉力F的夾角的正切值為。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。,解析(1)測力計(jì)讀數(shù)時(shí)需要進(jìn)行估讀,此測力計(jì)分度值為0.2 N,則F的大小為4.0 N。 (2)()作力的圖示時(shí),要選好標(biāo)度,再根據(jù)F1、F2的方向及大小作出相應(yīng)兩力的圖示,圖見答案。分別以F1、F2為鄰邊作平行四邊形并作出F1、F2之間的對角線,即得F合。 ()表示F合的線段的長度為20.0 mm,根據(jù)標(biāo)度算出F合大小為4.0 N。實(shí)際合力F的方向沿AO方向,對角線為F合方向,則

25、兩者夾角的正切值tan ===0.05。,答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所示 ()4.00.05,例4(2016課標(biāo),22,6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距離,由靜止釋放物塊,通過測量和計(jì)算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 圖(a),(1)實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟: 把紙帶向左拉直 松手釋放物塊 接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。

26、 (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為m/s。 比較兩紙帶可知,(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓 縮后的彈性勢能大。,圖(b),解析(1)實(shí)驗(yàn)步驟中,一定要注意接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源之后再松手釋放物塊。若次序搞反,可能造成物塊已離開桌面但打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還沒有開始工作。 (2)從紙帶上看,最后兩個(gè)數(shù)據(jù)2.58 cm、2.57 cm相差不大,表示物塊已經(jīng)脫離彈簧,所以速度v=10-2 m/s1.29 m/s,同理可計(jì)算出打下 L紙帶時(shí)物塊脫離彈簧的

27、速度要小一些。,答案(1)(2)1.29M,例5(2016課標(biāo),22,5分)某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。 圖(a) 圖(b),該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算。 (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重物下落的速度大小為,打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。 (2)已測得s1=8.89 cm,

28、s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2,實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為Hz。,解析(1)勻變速直線運(yùn)動中,某一段位移的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度:vB==(s1+s2)f,同理vC=(s2+s3)f,加速度a==(s3-s1) f2。 (2)由牛頓第二定律可知:mg-0.01mg=ma a=0.99g 又由(1)問知:a= 聯(lián)立得f=40 Hz,答案(1)(s1+s2)f(s2+s3)f(s3-s1)f2(2)40,例6(2014課標(biāo),22,6分)某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤

29、碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到,回答下列問題: 圖(a),圖(b) (1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。 (2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過原點(diǎn),可能的原因是。,(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是。鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是。,解析(1)將圖(b)中各點(diǎn)連線,得到的

30、是一條曲線,故a與m的關(guān)系是非線性的。 (2)由圖(b)可知,當(dāng)鉤碼質(zhì)量不為零時(shí),在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零,即鉤碼對小車的拉力大于某一數(shù)值時(shí)小車才產(chǎn)生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。 (3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力,則應(yīng)滿足三個(gè)條件,一是摩擦力被平衡,二是繩平行于軌道平面,此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合力,設(shè)繩的拉力為T,由mg-T=ma、T=Ma有T=g=,可見 當(dāng)mM時(shí)才有Tmg,故第三個(gè)條件為mM。,答案(1)非線性 (2)存在摩擦力 (3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,考點(diǎn)二電學(xué)實(shí)驗(yàn),考向基礎(chǔ) 一、螺旋測微器和游標(biāo)卡尺 (一)螺旋測微器(千分尺) 1

31、.原理:利用螺旋轉(zhuǎn)動,將微小的直線位移轉(zhuǎn)化為角度變化,并在較大的圓周上對其進(jìn)行顯示。取螺紋的螺距為0.5 mm,即測微螺桿旋轉(zhuǎn)一周時(shí)前進(jìn)或后退0.5 mm,將螺旋分成50等份,每一等份表示直線位移變化 mm=0.01 mm,即螺旋測微器分度值是0.01 mm。測量時(shí)要估讀到千分位,故而得名“千分尺”。 2.讀數(shù)規(guī)則 (1)以鼓輪邊緣為準(zhǔn)在固定刻度上讀出整毫米數(shù)。 (2)從可動刻度上讀出毫米以下的小數(shù)。,(3)測量長度為上述二者之和。 (4)如果半毫米刻線露出,還要加上0.5 mm。 (二)游標(biāo)卡尺 1.原理:在同樣長度的主尺和游標(biāo)尺上分成不同的等份,利用它們每一等份長度上的差異,來讀出較精確的

32、測量數(shù)據(jù)。譬如,50分度游標(biāo)尺上50個(gè)分度只有主尺的49 mm長,則游標(biāo)尺上每個(gè)分度比主尺上每個(gè)分度短 mm=0.02 mm,將這個(gè)差異稱為精度,即它的測量精度為0.02 mm。根 據(jù)游標(biāo)尺上的分度格數(shù),常把游標(biāo)卡尺分為10分度的、20分度的和50分度的三種,它們的精度分別為0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm。 2.讀數(shù)規(guī)則 (1)以游標(biāo)尺零刻線位置為準(zhǔn),在主尺上讀取整毫米數(shù)。,(2)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)對齊,則由游標(biāo)尺上讀出毫米以下的小數(shù)為n精度(0.1 mm、0.05 mm或0.02 mm)。 (3)總的讀數(shù)為毫米整數(shù)加上毫米小數(shù)。 不管是10

33、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。 二、測定金屬的電阻率,實(shí)驗(yàn)原理 用毫米刻度尺測一段金屬絲的長度L,用螺旋測微器測金屬絲的直徑d,用伏安法測金屬絲的電阻R,由R=,得==。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.用螺旋測微器在金屬絲的三個(gè)不同位置上各測一次,取直徑d的平均值,然后計(jì)算出金屬絲的橫截面積S。 2.將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空掛直,用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度(即有效長度),反復(fù)測量三次,求出平均值L。 3.依照圖示連好電路,并把滑動變阻器的阻值調(diào)至最大。,4.實(shí)驗(yàn)時(shí),讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的I和U的值,記入記錄表格內(nèi),斷開開關(guān)S,求出電阻R的平

34、均值。 5.將測得的R、L、d值,代入電阻率計(jì)算公式==中,計(jì)算出金 屬絲的電阻率。,注意事項(xiàng) 1.本實(shí)驗(yàn)中被測金屬絲的電阻值較小,為了減小實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差,必須采用電流表外接法。 2.測量被測金屬絲的有效長度,是指測量待測金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度。 3.在用伏安法測電阻時(shí),通過待測金屬絲的電流I應(yīng)從小到大變化且不宜過大(電流表用00.6 A量程),通電時(shí)間不宜過長,以免金屬絲的溫度過高,造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中增大。 4.求R的平均值可用兩種方法:第一種是算出各次的測量值,再取平均值,第二種是用U-I圖像(圖線)的斜率來求出。,誤差分析誤差來源 1.直徑的測量。 2.長度的測量。 3

35、.測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響。 4.通電電流的大小不同,通電時(shí)間的長短不同,致使金屬絲發(fā)熱而溫度不同,電阻率隨之變化。 由于本實(shí)驗(yàn)采用電流表外接法,所以R測

36、幾組相應(yīng)的電流表和電壓表的示數(shù),I和U的值,記入記錄表格內(nèi),斷開開關(guān)S。 3.在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系,縱軸表示電流I,橫軸表示電壓U,將所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來,便得到伏安特性曲線。,注意事項(xiàng) 1.因本實(shí)驗(yàn)要作出I-U圖線,要求測出幾組包括零在內(nèi)的電流、電壓值,因此,變阻器要采用分壓接法。 2.本實(shí)驗(yàn)中,因被測小燈泡電阻較小,因此實(shí)驗(yàn)電路必須采用電流表的外接法。 3.開關(guān)閉合前滑動變阻器滑片移到分壓為零的一端。,四、測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)原理 如圖所示,改變R的阻值,從電壓表和電流表中讀出幾組U、I值,利用閉合電路歐姆定律U=E-Ir求出幾組E、r值,最

37、后分別算出它們的平均值。,用作圖法來處理數(shù)據(jù):即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)、U為縱坐標(biāo),用測出的幾組I、U值畫出U-I圖像。如圖所示,所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動勢的值,圖線斜率的絕對值即為內(nèi)阻r的值。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.電流表用0.6 A量程,電壓表用3 V量程,按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好電路。 2.把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端。 3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表有明顯示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)(I、U),用同樣方法測量幾組I、U值,記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中。 4.斷開開關(guān),整理好器材。 5.處理數(shù)據(jù),用公式法和作圖法兩種方法求出電動勢和內(nèi)阻的值。,注意事項(xiàng) 1.為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)

38、阻宜大些(選用已使用過一段時(shí)間的干電池)。 2.畫出U-I圖像,要使較多的點(diǎn)落在這條直線上,不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè),個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不考慮。這樣,就可減小偶然誤差,提高精確度。 3.計(jì)算內(nèi)阻時(shí),要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),用r=計(jì)算出電源 的內(nèi)阻r。,誤差分析 測量電路存在系統(tǒng)誤差,未考慮電壓表的分流,使得電流的測量值小于真實(shí)值,則電動勢的測量值小于真實(shí)值,內(nèi)阻的測量值小于真實(shí)值。 五、練習(xí)使用多用電表,實(shí)驗(yàn)原理 1.測電阻的依據(jù)是閉合電路歐姆定律;測電流和電壓的依據(jù)是串聯(lián)和并聯(lián)的特點(diǎn)及部分電路歐姆定律。 2.二極管的特性是單向?qū)щ娦?當(dāng)二極管加上一定的反向電壓時(shí),它

39、的電阻值變得很大,就像斷開的開關(guān)一樣。,實(shí)驗(yàn)步驟 1.多用電表的使用 (1)觀察多用電表,認(rèn)識多用電表的表盤、選擇開關(guān)及其量程。 (2)測量前,檢查表頭的機(jī)械零點(diǎn),正常情況下表針應(yīng)停在左端零刻線上,否則要用小螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動表盤下邊中間部位的調(diào)零螺絲,使表針指零。 (3)測量時(shí),把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的測量項(xiàng)目上。 使用電壓擋時(shí),應(yīng)使多用電表同用電器并聯(lián)。測量直流電壓時(shí),還要讓紅表筆接在用電器電勢較高的一端。使用電流擋時(shí),要使多用電表與用電器串聯(lián),且要讓電流從紅表筆流入,從黑表筆流出。,2.用多用電表探測黑箱內(nèi)的元件 (1)了解二極管的導(dǎo)電特性。 (2)將多用電表的選擇開關(guān)置于直流電壓擋,將兩表筆分

40、別與黑箱上的A、B、C三個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)點(diǎn)連接,判斷黑箱內(nèi)有無電源。 (3)將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋,將兩表筆分別與黑箱上的A、B、C三個(gè)點(diǎn)中的兩個(gè)點(diǎn)連接,讀出歐姆表上的讀數(shù)。將表筆反接后,根據(jù)歐姆表示數(shù)是否變化來判斷黑箱中是否有二極管。,注意事項(xiàng) 1.使用多用電表前,應(yīng)觀察指針是否指在左端的零刻線上,若有偏差,應(yīng)用螺絲刀調(diào)節(jié)多用電表中間的調(diào)零螺絲,使多用電表的指針指在左端的零刻線處。 2.測電阻時(shí),待測電阻要跟別的元件和電源斷開,不能用手接觸表筆的金屬桿。 3.合理選擇歐姆擋的量程,使指針盡量指在表盤中央位置附近。 4.換用歐姆擋的另一倍率時(shí),一定要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,才能進(jìn)行測量。 5.歐

41、姆表讀數(shù)時(shí),應(yīng)將表針?biāo)甘緮?shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍率。 6.測量完畢時(shí),要把表筆從測試孔中拔出,選擇開關(guān)應(yīng)置于交流電壓最高擋或OFF擋,若長期不用時(shí),還應(yīng)把電池取出。,考向突破,考向一基本器材的原理及使用 一、電流表與電壓表的改裝 1.改裝方案,2.校正 校正電路如圖所示 二、歐姆表原理 1.構(gòu)造:歐姆表主要由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。,歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián); 外部:接被測電阻Rx。 2.工作原理:閉合電路歐姆定律,I=。 3.刻度的標(biāo)定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時(shí),調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達(dá)到滿偏,這一過程叫歐姆調(diào)零。 (1)當(dāng)I=

42、Ig時(shí),Rx=0,在滿偏電流Ig處標(biāo)為“0”。 (2)當(dāng)I=0時(shí),Rx,在I=0處標(biāo)為“”。 (3)當(dāng)I=時(shí),Rx=Rg+R+r,此時(shí)電阻值等于歐姆表的內(nèi)電阻,Rx叫中值電 阻。,三、多用電表的原理圖,例1某同學(xué)用量程為1 mA、內(nèi)阻為120 的表頭按圖(a)所示電路改裝成量程分別為1 V和1 A的多用電表。圖中R1和R2為定值電阻,S為開關(guān)?；卮鹣铝袉栴}: (1)根據(jù)圖(a)所示的電路,在圖(b)所示的實(shí)物圖上連線。 (2)開關(guān)S閉合時(shí),多用電表用于測量(填“電流”、“電壓”或“電阻”);開關(guān)S斷開時(shí),多用電表用于測量(填“電流”、“電壓”或“電阻”)。 (3)表筆A應(yīng)為色(填“紅”或“黑”

43、)。 (4)定值電阻的阻值R1=,R2=。(結(jié)果取3位有效數(shù)字),,解析(1)見答案。 (2)開關(guān)S閉合時(shí),表頭和R2串聯(lián)后與R1并聯(lián),為電流表,因此用于測量電流;當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),R2與表頭串聯(lián),為電壓表,因此用于測量電壓。 (3)電流應(yīng)從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表,因此表筆A應(yīng)為黑色。 (4)開關(guān)S斷開時(shí)為電壓表,U=Ig(Rg+R2),解得R2=880 ; 開關(guān)S閉合時(shí)為電流表,R1==1.00 。,答案(1)連線如圖所示 (2)電流電壓 (3)黑 (4)1.00880,例2(2017課標(biāo),23,9分)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R

44、4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 A,內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A 端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆100 擋。 圖(a),圖(b) (1)圖(a)中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。 (2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號)。 A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位 置,B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C.使用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能

45、指在表盤右端電流最大位置 (3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=,R4=。 (4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為;若此時(shí)B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字),解析本題考查電表的改裝與應(yīng)用。 (1)為了確保電表“紅”進(jìn)“黑”出,A端應(yīng)與“黑”色表筆相連接。 (2)R6應(yīng)是歐姆擋的歐姆調(diào)零電阻,故B項(xiàng)正確。 (3)當(dāng)換擋開關(guān)接2時(shí),為直流電流1 mA擋,滿足IgRg=(I-Ig)(R1+R2),得R1+R2= 160 。 當(dāng)換擋開關(guān)接4時(shí),為直流電壓1 V擋,則滿足U=I(R并+R4)

46、,R并=120 ,得R4= 880 。 (4)若B端與“1”相連,則為直流電流2.5 mA擋,由1/5估讀法可得讀數(shù)為1.47 mA。若B端與“3”相連,則為歐姆100 擋,可得讀數(shù)為1.10103 。若B端與“5”相連,則為直流電壓5 V擋,可得讀數(shù)為2.95 V。,答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47 mA 1.10103 2.95 V,考向二測量電阻和描繪小燈泡的伏安特性曲線 1.電流表的內(nèi)外接法,2.伏安法測電阻的電路選擇方法 (1)阻值比較法:先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表的內(nèi)阻進(jìn)行,比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法。 (2)

47、臨界值計(jì)算法: Rx 時(shí),用電流表內(nèi)接法。,(3)實(shí)驗(yàn)試探法:按圖接好電路,讓電壓表接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表示數(shù)有較大的變化,而電壓表示數(shù)變化不大,可采用電流表內(nèi)接法。 3.描繪伏安特性曲線應(yīng)注意的事項(xiàng) (1)電流表外接法:本實(shí)驗(yàn)中被測小燈泡燈絲的電阻值較小,因此測量電路必須采用電流表外接法。 (2)滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接,本實(shí)驗(yàn)要作出I-U圖線,要求測出一組包括零在內(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,開關(guān)閉合前變阻器滑片應(yīng)位于有效阻值為零的一端

48、。加在小燈泡兩端的電壓不要超過其額定電壓。,例3(2014課標(biāo),22,6分)在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測電阻Rx約為200 ,電壓表的內(nèi)阻約為2 k,電流表的內(nèi)阻約為10 ,測量電路中 電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示,結(jié)果由公式Rx=計(jì)算得出,式 中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2,則(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值,且測量值Rx1(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值,測量值Rx2(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值。,解析=20,=10,因此Rx屬于大電阻,用電流表內(nèi)接法時(shí)測量值更 接近真實(shí)值

49、,即Rx1更接近真實(shí)值;因Rx1==Rx+RA,故Rx1Rx,Rx2==R并(即 Rx與RV的并聯(lián)值),故Rx2

50、R1; 根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路;,某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示:,該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法),計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r=(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是。 該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對測量結(jié)果的影響,用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組,通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn):電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤,則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是。(填選項(xiàng)前的字母) A.電壓表內(nèi)阻的影響 B.滑動變阻器的最大阻值偏小 C.R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小,D.

51、R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大,解析Igrg=(I-Ig)R1,解得R1=1.0 。 參見答案。 r=,r1=,r2=,r3= r4=,I5-I1=I6-I2=I7-I3=I8-I4=80 mA =-R0=-R0= -4 =1.66 電壓表內(nèi)阻的影響會造成E和r的測量值均偏小,滑動變阻器對測量沒有影響,R1的值偏小,表測量值偏小,r測量值偏大,r=r-R0,R0偏小,r偏 大。,答案1.0如圖1.66充分利用已測得的數(shù)據(jù)CD,方法1測速度的方法,方法技巧,例1(2017課標(biāo),22,6分)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋

52、光片、光電計(jì)時(shí)器。 實(shí)驗(yàn)步驟如下: 如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑;,當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí),用光電計(jì)時(shí)器測得光線被擋光片遮住的時(shí)間t; 用s表示擋光片沿運(yùn)動方向的長度如圖(b)所示,表示滑塊在擋光 片遮住光線的t時(shí)間內(nèi)的平均速度大小,求出; 將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟、; 多次重復(fù)步驟; 利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出-t圖,如圖(c)所示。,圖(c) 完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)

53、滑塊的瞬時(shí)速度大小,則與vA、a和t的關(guān)系式為=。,(2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),解題導(dǎo)引,解析本題考查勻變速直線運(yùn)動中平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。 擋光片通過光電門的平均速度等于t時(shí)間段的中間時(shí)刻的速度 由v=v0+at可知=vA+a 即=vA+at,由圖像的截距可知vA=52.12 cm/s52.1 cm/s 其斜率k=a,故物體的加速度a=2k=16.3 cm/s2,答案(1)vA+t(2)52.116.3,易錯警示在勻變速直線運(yùn)動中,平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻速度,而不是中間位置速度,也不是擋光片末端通過光電門時(shí)的速度,

54、因此=vA+a,而不是=vA+at。,方法2測加速度的方法,例2某同學(xué)用圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號計(jì)數(shù)點(diǎn),然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),所有測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如圖所示。,該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔): 方法A:由g1=,g2= g5=,取平均值 =8.667 m/s2; 方法B:由g1=,g2=,g3=,取平均值 =8.673 m/s2。 從數(shù)據(jù)處理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果起作用的,方法A中有;方法B中有。 因此,選擇方法(A或B)更合理,這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的(填,“系統(tǒng)”或“偶然”

55、)誤差。本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有(試舉出兩條)。,解題導(dǎo)引,解析方法A的實(shí)質(zhì): =/5= 方法B的實(shí)質(zhì): =/3 = 故方法A中2個(gè)數(shù)據(jù)起作用,方法B中6個(gè)數(shù)據(jù)起作用。,答案x1、x6或37.5 mm、193.5 mmx1、x2、x3、x4、x5、x6或37.5 mm、69.0 mm、100.5 mm、131.5 mm、163.0 mm、193.5 mmB偶然阻力(空氣阻力、振動的阻力、限位孔的阻力、復(fù)寫紙的阻力等),交流電頻率波動,長度測量,數(shù)據(jù)處理方法等,方法3控制電路的選擇方法 注:忽略電源的內(nèi)阻、R為滑動變阻器的最大值。,例3有一個(gè)電阻Rx,其阻值大約是10 ,請選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?以便測量

56、其阻值?？晒┻x擇的電路如圖?？晒┻x擇的器材是: A.電動勢4.5 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源E B.量程為15 V、內(nèi)阻10 k的電壓表V1 C.量程為3 V、內(nèi)阻6 k的電壓表V2 D.量程為300 mA、內(nèi)阻4 的電流表A1,E.量程為5 A、內(nèi)阻2 的電流表A2 F.最大阻值20 、額定電流1.5 A的滑動變阻器R1 G.最大阻值500 、額定電流0.5 A的滑動變阻器R2 H.開關(guān)和若干根導(dǎo)線。 則選用的電路是(填甲或乙),選用的器材是(填序號)。,解析Rx的阻值大約為10 ,與電流表內(nèi)阻接近,因此用電流表外接法,同時(shí)Rx的大約值小于滑動變阻器的總阻值,因而采用限流式接法,故選用甲電路;電源電

57、動勢E=4.5 V,E=Im(Rx+RA),Im= A=0.321 A=321 mA或 Im= A=0.375 A=375 mA,電流表選D。U=ImRx=0.32110 V=3.21 V,因 而電壓表選C,變阻器R1最大值為500 ,與Rx偏差太大,因此變阻器選F。,答案甲A、C、D、F、H,方法4測電源電動勢(E)和內(nèi)阻(r)的常見方法,1.伏安法:其電路如圖所示。 測量原理:E=U+Ir 數(shù)據(jù)處理: .計(jì)算法:解方程組,,解得E、r。,.圖像法:將原理公式變形得 U=-rI+E,以路端電壓U為縱軸,以干路電流I為橫軸, 作U-I圖線,圖線在縱軸(U)上的截距代表電源的電 動勢E,斜率的絕

58、對值代表電源的內(nèi)阻r。,定標(biāo)度時(shí),縱軸可以不從零開始。 2.一表一箱法 (1)用電壓表和電阻箱R來測量,如圖所示。,測量原理:E=U+r 數(shù)據(jù)處理: .計(jì)算法:解方程組 ,解出E、r。,.圖像法:將原理公式變形為:=+,以路端電壓的倒數(shù)()為縱 軸,以電阻箱接入電路中的阻值的倒數(shù)()為橫軸,作-圖線。圖線 在縱軸()上的截距代表電源電動勢的倒數(shù)(),斜率代表電源內(nèi)阻與 電動勢的比值()。也可將原理公式變形為=-,作-圖線。,(2)用電流表和電阻箱R來測量,如圖所示。,測量原理:E=IR+Ir 數(shù)據(jù)處理 .計(jì)算法:解方程組 ,解出E、r。,.圖像法:將原理公式變形為=R+,以干路電流的倒數(shù)()為

59、縱軸, 以電阻箱接入電路中的阻值(R)為橫軸,作出-R圖線,圖線的斜率代表 電動勢的倒數(shù)(),圖線在縱軸()上的截距代表電源內(nèi)阻與電動勢的比 值()。也可以將原理公式變形為R=E-r,作R-圖線。,3.用一只電壓表粗測電動勢,直接將電壓表接電源兩端,所測得的數(shù)值近似認(rèn)為是電源的電動勢。如圖所示, = , U=。當(dāng)RVr時(shí), UE。,例4(2014課標(biāo),23,9分)利用如圖(a)所示電路,可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:,圖(a),待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9 ),電阻R0(阻值為3.0 ),電阻R1(阻值為3.0 ),電流表(量程為200 mA,內(nèi)阻為RA=6.0 ),

60、開關(guān)S。,實(shí)驗(yàn)步驟如下: 將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S; 多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R; 以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作-R圖線(用直線擬合); 求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。 回答下列問題: (1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為 。 (2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R=3.0 時(shí)電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答:,。,圖(b),圖(c) (3)在圖(c)的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k=A-1-1,截距 b=A-1。 (4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=V,內(nèi)阻r=。,解題導(dǎo)引,解析(1)

61、由閉合電路歐姆定律有E=IRA+(I+)(R+R0+r),整理得= R+RA+(r+R0),代入數(shù)據(jù)得=R+(5.0+r)。(2)由 題意知該電流表的分度值為 2 mA,由題圖(b)可得讀數(shù)為110 mA,考慮到表格內(nèi)各組數(shù)據(jù)的單位及有效數(shù)字位數(shù),故結(jié)果應(yīng)為0.110 A。=9.0 9 A-1。(3)描點(diǎn)作圖如圖所示,由圖線可得k= A-1-1=1.0 A-1-1,b =6.0 A-1。(4)由=R+(5.0+r)可知k=,b=(5.0+r),將k=1.0 A-1-1、b=6.0 A-1代入可得E=3.0 V,r=1.0 。,答案(1)=R+RA+(r+R0)或=R+(5.0+r) (2)0.1109.09 (3)圖見解析1.0(在0.961.04之間均對)6.0(在5.96.1之間均對) (4)3.0(在2.73.3之間均對)1.0(在0.61.4之間均對),