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物理实验专题学案
浏览次数:次      发布时间:2019-12-31       发布人:杨宁

物理实验专题

一、主干知法必记

(一)力学实验

1.熟知常规力学量的测量

物理量

测量工具、使用方法或测量方法

①弹簧测力计(不超量程,调零;会读数);②力传感器(调零)

质量

天平(水平放置、调零;被测物放左盘、砝码放右盘;会读数)

长度

①刻度尺(要估读,精度1 mm);②螺旋测微器(要估读,精度0.01 mm);③游标卡尺(不估读,精度有0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm三种)

时间

①打点计时器(电磁打点计时器使用6 V以下交流电,电火花计时器使用220 V交流电,频率为50 Hz时打点时间间隔均为0.02 s);②光电计时器(记录挡光时间Δt);③停表(不估读,精度0.1 s)

速度

①打点纸带:==;②频闪照相:==;③光电门:瞬时速度v=(d为遮光板宽度);④速度传感器

加速度

①打点纸带:a=;②频闪照相:a=;③光电门:a=或a=;④v-t图像:a=k(斜率)

 

  2.洞悉重要力学实验的考点

项目

装置图

操作要领

考查热点

研究匀

变速直

线运动

 

①平行:细绳、纸带与长木板平行

②靠近:小车释放前,应靠近打点计时器的位置

③先后:实验时先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带

④适当:悬挂钩码要适当,避免纸带打出的点太少或过于密集

①考装置:器材装配正误

②考读算:读纸带计数点间位移;计算瞬时速度;计算加速度

③摩擦力:无须平衡(木板平放或斜放均可)

④远小于:无须满足(悬挂钩码质量与小车质量)

探究弹

力与弹

簧伸长

的关系

 

①操作:弹簧竖直悬挂;待钩码静止时测出弹簧长度

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直线的两侧

①考装置:器材装配、读数

②考作图:根据记录数据作相关图线

③考计算:根据F-x,或F-l,或m-x图像求k

验证力

的平行

四边形

定则

 

①等效:同一次实验中橡皮条拉长后的结点O位置必须保持不变

②拉力:沿弹簧测力计轴线方向拉,橡皮条、弹簧测力计和细绳套与纸面平行;两分力F1、F2的夹角不要太大或太小

③作图:选定比例要相同;严格按力的图示要求作平行四边形求合力

①考读数:弹簧测力计示数

②考操作:两次拉橡皮条时需将结点O拉到同一位置

③求合力:根据分力F1、F2大小与方向用作图法求合力

④会区分:能区分合力的理论值与真实值

验证牛

顿运动

定律

 

①平衡:必须平衡摩擦力(改变小车或重物质量,无须重新平衡)

②质量:重物的总质量远小于小车质量(若使用力传感器,或以小车与重物的系统为研究对象无须满足此要求)

③其他:细绳与长木板平行;小车在靠近打点计时器的位置释放;实验时先接通电源,后释放小车

①考装置:器材安装正误;平衡摩擦力的方法、标准;质量控制要求

②测定a:根据纸带或光电门数据计算加速度

③求结论:描点作a-F或a-图像,并得出结论

④判成因:给定异常a-F图像,判断其可能成因

探究动

能定理

 

①平衡:须平衡摩擦力

②做功:橡皮筋做的功是变力功,不能具体求解,须用倍增法改变功的大小

③小车:靠近打点计时器且接通电源再释放小车;每次小车须由同一位置静止释放

①考装置:平衡摩擦力的方法、判断标准

②求速度:小车获得速度就是纸带点距均匀的速度

③考图像:作W-v或W-v2图像,得出结论

验证机

械能守

恒定律

 

①安装:打点计时器竖直安装;纸带沿竖直方向拉直

②重物:选密度大、质量大的金属块,且在靠近计时器处释放

③速度:应用vn=,不能用vn=或vn=gt计算

①考装置:器材选择、装配正误

②考计算:下落速度的计算;减少重力势能与增加动能的计算

③考图像:由-h或-Δh图像的斜率判断机械能守恒

验证动

量守恒

定律

 

①安装:斜槽末端切线必须沿水平方向

②起点:斜槽末端上方r处

③速度:应用小球平抛的水平位移替代

①考装置:器材安装、小球选取、O点确定

②考测量:小球质量的测量和小球平抛运动的水平位移的测量

③考结论:根据实验数据判断两球碰撞过程中动量是否守恒

 

  (二)电学实验

1.熟知常规电学量的测量

物理量

测量工具、使用方法或测量方法

电压

①电压表(会选用;会接线;会读数);②电压传感器;③多用电表电压挡;④灵敏电流计与大电阻串联

电流

①电流表(会选用;会接线;会读数);②电流传感器;③多用电表电流挡;④灵敏电流计与小电阻并联

电阻

①多用电表电阻挡(粗测);②伏安法(外接法、内接法);③等效替代法测电阻;④电阻箱(接线、读数);⑤滑动变阻器(选用、接线)

电动势

①伏安法;②伏阻法;③安阻法等

 

  2.洞悉重要电学实验的考点

项目

电路图

实验原理

考查热点

测定金

属的电

阻率

 

①测Rx:Rx=(伏安法)

②算ρ:Rx,ρ=

①考读数:U、I、L及d

②考电路:电路设计或选择、实物连线或改错,器材选择

③考计算:由U-I图像求Rx,求ρ

描绘小

电珠的

伏安特

性曲线

 

①电路:伏安法外接;滑动变阻器分压式

②图像:I-U图像为曲线(温度升高,灯丝电阻增大)

①考电路:电路设计或选择、实物连线或改错,器材选择

②考作图:描点、连线画I-U图像

③考计算:由I-U图像求电阻、电功率

测定电

源的电

动势与

内阻

 

①伏安法:E=U+Ir

②安阻法:E=I(R+r)

③伏阻法:E=U+r

①考电路:电路设计或选择、实物连线或改错,器材选择

②考作图:描点连线画图线

③考计算:由I-U或I-1-R或U-1-R-1图像,求E、r

练习使

用多用

电表

 

①电压、电流挡:相当于电压表、电流表

②欧姆挡:闭合电路欧姆定律

③调零:机械调零、欧姆调零

④电流方向:红表笔进,黑表笔出

①考读数:电压、电流、欧姆挡的读值

②考使用:欧姆表选挡、调零、规范操作等

③考黑箱:多用电表探测黑箱内的元件

传感器

的简单

应用

 

传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)

①考热敏:热敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)

②考光敏:光敏电阻特性(欧姆表法、伏安法)

 

二、易错知识点拨

1.读数类题目中易在分度值、有效数字、单位间的换算上出现错误。

2.纸带问题中易将计时点和计数点混淆,计算时易漏掉单位的换算。

3.验证力的平行四边形定则的实验中误认为两弹簧测力计夹角为90°。

4.多用电表欧姆挡使用时易出现换挡不调零的现象。

5.电流表的内、外接法,滑动变阻器的分压和限流在具体应用中易混。

6.用U-I图像分析电源电动势和内电阻时,易漏掉坐标原点的物理意义,误认为都是零。

7.实物连图时,易出现电源正、负极和电表正、负接线柱不对应的现象。

8.设计性实验中,不能很好地将基本实验原理进行转换。

三、保温训练

1.在“探究小车的速度随时间变化的规律”实验中,如图甲是一条记录小车运动情况的纸带,A、B、C、D、E为相邻计数点,相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s。

(1)计算各点的瞬时速度,vB=   m/s,vC=2.64 m/s,vD=3.90 m/s; 

(2)在图乙所示坐标中作出小车的v-t图线,并根据图线求出a=    m/s2 

 

 

答案 (1)1.38 (2)见解析图 12.6

解析 (1)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则vB== m/s=1.38 m/s。

(2)v-t图线如图所示

 

图线的斜率表示加速度

a== m/s2=12.6 m/s2

2.某同学利用如图(a)所示装置测量当地重力加速度。实验时,通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落,小铁球依次通过两个光电门Ⅰ、Ⅱ,测得遮光时间分别为Δt1Δt2,两光电门中心的高度差为h,回答下列问题:

 

(1)用螺旋测微器测得小铁球直径的示数如图(b)所示,则小铁球的直径D=    mm; 

(2)计算重力加速度表达式为g=        ;(用测定的物理量的符号表示) 

(3)为了减小实验误差,以下建议合理的是     

A.减小光电门Ⅰ、Ⅱ间的高度差

B.换用密度更大、体积更小的金属球

C.多次改变光电门Ⅰ、Ⅱ的位置,测量g并求其平均值

答案 (1)7.373(7.372~7.374均可)

(2)

(3)BC

3.要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作。已选用的器材有:

电池组(电动势4.5 V,内阻约1 Ω);

电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω);

电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ);

开关一个、导线若干。

(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的    (填字母代号)。 

A.滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)

B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)

(2)实验的电路图应选用下列的图    (填字母代号)。 

 

(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个2 Ω的定值电阻R串联,接在电动势为1.5 V、内阻为1 Ω的电源两端,如图乙所示。每个小灯泡消耗的功率是    W。 

 

答案 (1)A (2)B (3)0.09

4.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:

A.被测干电池一节

B.电流表1:量程0~0.6 A,内阻r=0.2 Ω

C.电流表2:量程0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω

D.电压表1:量程0~3 V,内阻未知

E.电压表2:量程0~15 V,内阻未知

F.滑动变阻器1:0~10 Ω,2 A

G.滑动变阻器2:0~100 Ω,1 A

H.开关、导线若干

(1)伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材:A、            H(填写选项前的字母); 

(2)实验电路图应选择如图中的   (填“甲”或“乙”); 

 

(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像,则在修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=    V,内电阻r=    Ω。 

答案 (1)B D F (2)甲 (3)1.5 0.8

 

常用链接:

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