北京高等考试物理实验要点Word下载.docx
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图线法:
M一定时,a—F图线;
F一定时,a—
图线。
在实验中某人得不出当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线,而是得出下列图线(图1-6)。
请分别说出得到(A)、(B)、(C)三种图的原因。
分析与解答
(A)图的原因是:
平衡摩擦力过度。
从图中可以看出,图线在纵轴上的截距为一正值,表示外力作用为零时,已经有了加速度。
这是因为垫木太厚,造成小车在自身下滑力作用下向下滑动所造成。
(B)图的原因是:
平衡摩擦力不足。
因为图线在横轴上的截距为一正值,表示外加作用力已经为某一值时小车的加速度仍为零,这意味着摩擦力还要一部分拉力来平衡。
(C)图的原因是:
没有满足M>
>
m这个条件。
由图可知,当作用力较大时,图线向下偏,这表示a的值偏小。
我们知道(C)图横轴的F实际是砂和砂桶的总重力mg,而纵轴的a则由实际的力T=Mmg/(m+M)来决定,当拉力越大时,mg与T的偏离也越大,这是造成图(C)的原因。
五、研究平抛运动
考点:
1、h=1/2gt2x=v0t
2、Y2—y1=aT2
注意事项:
1.斜槽末端水平,木板竖直
2.小球从同一高度释放
3.球心位置记作抛出点
4.测量工具:
刻度尺(不用秒表)
打点计时器
纸带
橡皮筋
注意:
斜槽不要求光滑
如没有记录抛出点,用∆s=aT2求时间
六、探究动能定理
平衡摩擦力
橡皮筋做功分别为W、2W、3W、……
分析W-v,W-v2,W-v3……图像得
注:
也可应用验证牛顿第二定律装置。
七、验证机械能守恒定律
电火花
计时器
铁夹
重锤
图1
图2
cm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
O
A
B
C
D
E
F
G
方法1:
(有抛出点)
方法2:
(无抛出点)
减小摩擦力:
选质量大体积小的重锤
纸带限拉孔在同一竖线上
测量工具:
打点计时器、刻度尺(不需要天平)
1.原理:
物体做自由落体运动,根据机械能守恒定律有:
mgh=1/2mv2在实验误差范围内验证上式成立。
2.实验器材:
打点计时器,纸带,重锤,米尺,铁架台,烧瓶夹、低压交流电源、导线。
3.实验条件:
a.打点计时器应该竖直固定在铁架台上
b.在手释放纸带的瞬间,打点计时器刚好打下一个点子,纸带上最初两点间的距离约为2毫米。
4.测量的量:
a.从起始点到某一研究点之间的距离,就是重锤下落的高度h,则重力势能的减少量为mgh1;
测多个点到起始点的高h1、h2、h3、h4(各点到起始点的距离要远一些好)
b.不必测重锤的质量
5.误差分析:
由于重锤克服阻力作功,所以动能增加量略小于重力势能减少量
6.易错点:
a.选择纸带的条件:
打点清淅;
第1、2两点距离约为2毫米。
M
P
N
球1
球2
b.打点计时器应竖直固定,纸带应竖直。
c.实验操作关键:
先合上电源,再松开纸带。
d.减小误差,重锤应适当大一些。
八、验证动量守恒定律
两球体积相同,m1>
m2
变m1v0=m1v1+m2v2为
m1OP=m10M+m2ON
刻度尺、天平
分清各球落点
两小球在水平方向发生正碰,水平方向合外力为零,动量守恒。
m1v1=m1v1/+m2v2/
本实验在误差允许的范围内验证上式成立。
两小球碰撞后均作平抛运动,用水平射程间接表示小球平抛的初速度:
OP-----m1以v1平抛时的水平射程
OM----m1以v1/平抛时的水平射程
ON-----m2以V2/平抛时的水平射程
验证的表达式:
m1OP=m1OM+m2ON
2.实验仪器:
斜槽、重锤、白纸、复写纸、米尺、入射小球、被碰小球、游标卡尺、刻度尺、圆规、天平。
3.实验条件:
a.入射小球的质量m1大于被碰小球的质量m2(m1>
m2)
b.入射球半径等于被碰球半径
c.入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下。
d.斜槽未端的切线方向水平
e.两球碰撞时,球心等高或在同一水平线上
4.主要测量量:
a.用天平测两球质量m1、m2;
b.水平射程
5.易错易混步骤:
a.调节轨道末端切线水平,
b.落点位置的确定:
以每次实验的落点为参考,作一尽可能小的圆,将10次落点围在里面,圆心就是落点的平均位置,我们就把此圆的圆心定为实验测量数据时所对应的小球落点位置。
九、用单摆测定重力加速度
绳:
细、轻且不易伸长的线
球:
小、重的金属球
计时:
摆球通过最低位置时开始计时,
从同一方向通过最低位置进行计数,计数从“零”开始。
求g:
计算和图像
误差分析:
用测量值与真实值比较
1.实验目的:
用单摆测定当地的重力加速度。
2.实验原理:
g=4π2L/T2
3.实验器材:
长约1m的细线、小铁球、铁架台、米尺、游标卡尺、秒表。
4.易错点:
(
a.小球摆动时,最大偏角应小于50到100。
b.小球应在竖直面内振动。
c.计算单摆振动次数时,应从摆球通过平衡位置时开始计时。
d.摆长应为悬点到球心的距离。
即:
摆长:
L=摆线长+摆球的半径。
e.周期的计算:
T=t/n.做30~50次全振动的时间除以总次数,得到1个周期的时间,用这种方法可以减小测量误差.
0T
1T
n
(n-1)T
T=t/n-1
5.数据处理方法:
1)公式法:
将测得的摆长L和周期T代入公式g=4π2L/T2即可求出当地的重力加速度的值,为了减小误差,可以改变摆长,测量周期,得到g1、g2、g3,然后求平均值.
2)图象法:
画出T2-L图象通过求“斜率k=4π2/g”确定g(误差小);
也可画出L-T2图象通过求“斜率k=g/4π2”确定g(误差小);
3、测量结果精确度:
1.适当加长摆线2.单摆偏离平衡位置的角度不能太大
4、误差分析:
g偏大:
测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,并由计算式T=t/n求得周期
g偏小:
测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长或漏记小球半径
摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线越摆越长(相当于摆长变短).
电学基础:
1、测量电路的选择
伏安法测量电路有两种:
安培表内接法和外接法,如图7-29甲所示,内接法适于测大电阻,如图7-29乙所示外接法适于测小电阻。
(大内小外)
有三种选择两种测量电路方法
直接比较法:
当Rx>
RA用内接法;
当Rx<
<
Rv用外接法。
临界值计算法:
当
用内接法,当
用外接法。
测试判断法:
当Rx、RA、RV大约值都不清楚就用测试判断法。
如图7-30所示,将单刀双掷开关S分别接触a点和b点,若看到安培表示数
变化比伏特表示数变化大,则说明伏特表分流影响较大,应该选内接法;
若伏
特表示数变化比安培表示数变化大,则说明安培表分压影响较大,应该选外接法。
(4)误差分析:
大内大,小外小
2.控制电路的选择
限流式:
如图7-31甲,触头P开始应置于A端使电路阻值最大。
分压式:
图7-31乙所示,为确保安全,触头P应滑至A端,即开始负载电压处于最小。
电路选择原则:
1、零起必分压2滑小必分压3、滑大可限流,烧表必分压
十、测定金属的电阻率
V
R
Rx
1.安培表外接法
2.测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度。
3.闭合开关前,应把滑动变阻器的滑动触头置于正确位置。
4.多次测量U、I,先计算R,再求R平均值。
5.电流不宜过大,否则电阻率要变化,安培表一般选0—0.6安挡
十一、描绘小灯泡的伏安特性曲线
S
0.2
0.4
0.6
I/A
U/V
实验原理:
在小灯泡由暗变亮的过程中,温度发生了很大的变化,而导体的电阻会随温度的变化而增大,故在两端电压由小变大的过程中,描绘出的伏安特性曲线就不是一条直线,而是一条各点斜率逐渐增大的曲线。
1.电流表外接(因R灯小)
2.滑动变阻器分压(U从0调起)。
3.灯丝电阻率随温度的升高而增大
分清U-I图和I-U图
滑变分压式的实物图连法
十二、把电流表改装成电压表(串大电阻
)电流表改装电流表(并小电阻)
电流表改装成电压表(串大电阻
)电流表改装电流表(并小电阻
)
半偏法:
R远大于R1,rG比实际偏小校表:
滑变分压式连接(从零调起)
十三、测定电源的电动势和内阻
I
U
r=│k│
原理:
E=U+Ir
电压表的位置
不要将I调得过大,选小量程
坐标轴是否从零开始
1.实验电路图:
安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。
2.测量误差:
、r测量值均小于真实值。
3.安培表一般选0-0.6A档,伏特表一般选0-3伏档。
4.电流不能过大,一般小于0.5A。
误差:
电动势的测量值测和内电阻的测量值r测均小于真实值
5.延伸:
其他方法:
1)安阻法:
2)伏阻法:
共同点:
必须知道两个定值电阻的阻值,所以器材中用变阻箱(不能使用滑动变阻器)或两个已知电阻。
器材
电压表、电流表、
滑动变阻器
电流表、电阻箱
电压表、电阻箱
电路
原理
E=U1+I1r
E=U2+I2r
E=I1(R1+r)
E=I2(R2+r)
E=U1+U1r/R1
E=U2+U2r/R2
数
据
处
理
(1)多次测量求平均值
(2)图象法
6.数据处理方法:
1)根据闭合电路欧姆定律列方程求(误差大)2)图象法:
画出U-I图象,斜率的绝对值为r,纵截距为E(误差小);
描出的点不完全在同一直线上,作图时要使直线尽可能多的通过一些点,并使不在直线上的各点分布在直线两侧,数目大致相等,个别点偏离过大则舍去.
7注意:
①纵坐标U不从零开始时,图像与横轴的交点不表示短路电流;
②计算电源内阻时,要在直线上任取两个相距较远的点,用r=⊿U/⊿I来计算电池的内阻r.
十四、多用表的使用
考点
1.欧姆表电流红入黑出
2.使用先机械调零,欧姆表换挡欧姆调零
3.测电阻时,电阻要与电源和其他元件断开
4.读数时要乘以被率,不估读
5.指针偏转较小,示数较大,换高档位
6.用完,开关置OFF挡或交流电压最高档
十五、示波器的使用
水平、竖直位移旋钮;
调节图像水平、竖直方向的位置
X、Y增益旋钮;
调节图像水平、竖直方向的幅度
原理很重要,类比沙摆实验
十六、传感器的简单应用
热敏电阻电阻率随温度的升高而减小。
光敏电阻电阻率随光照强度的增大而减小
容器式传感器改变的是哪个量
十七、测定玻璃的折射率
选厚、宽的玻璃砖
每侧两枚大头针间距大些
入射角不能太小和太大
实验过程中不要移动玻璃砖
分析误差时,画出实验光路与实际光路比较
误差分析
甲:
不变乙:
偏小丙:
不变
图7
甲
A位置
B位置
丙
乙
20
13
十八、用双缝干涉测定光的波长
顺序:
光源、滤光片、单缝、双缝、光屏
为相邻两明纹间距
调节元件中心均在遮光筒的中心轴线上
单、双缝平行且竖直,线状灯丝平行单缝
数清条纹个数,计算注意单位
十九、读数
(1)、刻度尺:
最小刻度1mm,估读到0.1mm
例:
按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5,它们依次为______cm、______cm、______cm、______cm、______cm.
答案:
1.00,1.40,1.84,2.26,2.67;
(2)、游标卡尺:
1、 构造和用途:
测厚度,外径2、读数:
主尺+游标
游标卡尺(mm)
精度
mm
测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的某刻线对正时)mm
刻度格数
刻度长度
每小格与1mm的差
0.1
主尺读数(mm)+0.1*n(mm)
19
0.05
主尺读数(mm)+0.05*n(mm)
50
49
0.02
主尺读数(mm)+0.02*n(mm)
2.游标卡尺的读数:
主尺最小分度是1mm,则图中三个卡尺的读数为:
甲图中的游标是10分度,则读数为mm;
乙图中的游标是20分度,则读数为mm;
丙图中的游标是50分度,则读数为mm。
29.8,102.35,8.30。
(3)螺旋测微器(千分尺):
估读到0.001mm
1、构造2、读数(mm)=固定刻度d读数(mm)+0.01*格数
3.螺旋测微器的读数:
图中甲为mm;
乙为mm,丙为mm。
图
35
40
答案:
0.900,8.600,8.480
(4)电压表、电流表
类别
精确度
(最小刻度)
测量结果
电压表
分度
量程
10分度仪表
0-3V
0.1V
估读到0.01V,例:
1.88V
2分度仪表
0-15V
0.5V
估读到0.1V,(十分位为估读)例:
10.0V,10.2V
电流表
5分度仪表
0-0.6A
0.02A
估读到0.01A,(百分位为估读)例:
0.03A
0-3A
0.1A
估读到0.01A,例:
2.22A
根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法,一般:
最小分度是2的,(包括0.2、0.02等),采用1/2估读,如安培表0~0.6A档;
最小分度是5的,(包括0.5、0.05等),采用1/5估读,如安培表0~15V档;
最小分度是1的,(包括0.1、0.01等),采用1/10估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表0~3A档、电压表0~3V档
记忆口诀:
最小分度为1的,估读到下一位;
最小分度为2或5的,估读到本位
(5)秒表
秒表的读数分两部分:
小圈内表示分,每小格表示0.5分钟;
大圈内表示秒,最小刻度为0.1秒。
当分针在前0.5分内时,秒针在0~30秒内读数;
当分针在后0.5分内时,秒针在30~60秒内读数或者分针多读0.5分秒针在秒针在0~30秒内读数。
(秒表不估读)
以下秒表读数:
99.8秒
测电阻的其它方法
等效法测Rx:
2、等效法测Rv:
半偏法测Rv:
伏安法测Rv:
3、半偏法测Rg4、已知内阻的电流表可当作电压表用:
已知内阻的电压表可当作电流表用:
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