高三物理二輪專題突破 倒數(shù)第2天 物理實(shí)驗(yàn)（一）課件

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1、倒數(shù)第2天 物理實(shí)驗(yàn)(一)必記熱點(diǎn)知識(shí) 1.游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)(1)游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺測量大于測量大于1 mm的長度時(shí)，整的毫米數(shù)從主尺上讀出，毫米以的長度時(shí)，整的毫米數(shù)從主尺上讀出，毫米以下的部分從游標(biāo)尺上讀出，即讀數(shù)主尺讀數(shù)游標(biāo)尺讀數(shù)，下的部分從游標(biāo)尺上讀出，即讀數(shù)主尺讀數(shù)游標(biāo)尺讀數(shù)，其中其中“游標(biāo)尺讀數(shù)游標(biāo)尺讀數(shù)”就是與主尺某刻度線對(duì)齊的游標(biāo)刻度的就是與主尺某刻度線對(duì)齊的游標(biāo)刻度的序數(shù)乘以精確度序數(shù)乘以精確度.注意游標(biāo)卡尺不估讀注意游標(biāo)卡尺不估讀.(2)螺旋測微器螺旋測微器圖圖1螺旋測微器又叫千分尺，螺旋測微器又叫千分尺，“千分千分”就是千分之一毫米，即就

2、是千分之一毫米，即0.001 mm.螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)是螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)是0.5 mm以上的部分從固定以上的部分從固定刻度上讀，并且要看其刻度上讀，并且要看其“半半mm”刻度線是否露出；刻度線是否露出；0.5 mm以下的部分從可動(dòng)刻度上讀出，要估讀一位，再把兩部分讀以下的部分從可動(dòng)刻度上讀出，要估讀一位，再把兩部分讀數(shù)相加即得測量值數(shù)相加即得測量值.如圖如圖1所示的讀數(shù)應(yīng)該是所示的讀數(shù)應(yīng)該是6.700 mm.2.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)(1)紙帶處理紙帶處理.從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡清楚從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于

3、測量的地方取一的一條，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測量的地方取一個(gè)起始點(diǎn)個(gè)起始點(diǎn)O，然后每，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、(或者說或者說每隔每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn))，這樣做的好處是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)，這樣做的好處是相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔間間隔T0.1 s，便于計(jì)算，便于計(jì)算.如圖如圖2所示，測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的所示，測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離距離x1、x2、x3、.圖圖2(2)利用利用x1、x2、x3、可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差x2x1、x3x2、x4x3、，如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等，如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等，則可以

4、判定被測物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)則可以判定被測物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng).(3)利用紙帶可以求被測物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速利用紙帶可以求被測物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度度v.如如vB.(4)利用紙帶求被測物體的加速度利用紙帶求被測物體的加速度a.具體來說又有兩種方法：具體來說又有兩種方法：“逐差法逐差法”：從紙帶上得到：從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則a利用利用vt圖象求圖象求a：求出：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，畫出如圖度，畫出如圖3所示的所示的vt圖線，圖線的斜率就等于加速度圖線，圖線的斜率就等于加速度a.圖圖3(

5、5)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)細(xì)繩盡可能與木板平行，以確保細(xì)繩對(duì)小車的拉力不變；細(xì)繩盡可能與木板平行，以確保細(xì)繩對(duì)小車的拉力不變；開始釋放小車時(shí)，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；開始釋放小車時(shí)，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶長約小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶長約50 cm的范的范圍內(nèi)清楚地取圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜；個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜；正確區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)正確區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)(一般把計(jì)時(shí)一般把計(jì)時(shí)器打出的每器打出的每5個(gè)點(diǎn)作為個(gè)點(diǎn)作為1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn))，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)不少于，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)；個(gè)；最好不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可

6、能地一次測量完畢最好不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可能地一次測量完畢.讀讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的下一位數(shù)時(shí)估讀到毫米的下一位.3.探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系(1)原理：彈簧受到拉力會(huì)伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力和外原理：彈簧受到拉力會(huì)伸長，平衡時(shí)彈簧產(chǎn)生的彈力和外力大小相等，這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出力大小相等，這樣彈力的大小可以通過測定外力而得出(可以可以用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力).彈簧的伸長量可用直尺測彈簧的伸長量可用直尺測出出.多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探究出彈力和彈簧伸多測幾組數(shù)據(jù)，用列表或作圖的方法探究出彈力和彈簧伸長

7、量的定量關(guān)系長量的定量關(guān)系.(2)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)懸吊彈簧時(shí)讓它自然下垂，另外要記住測量彈簧的原長；懸吊彈簧時(shí)讓它自然下垂，另外要記住測量彈簧的原長；每改變一次拉力的大小就需要做一次測量記錄每改變一次拉力的大小就需要做一次測量記錄.為了探究彈為了探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系，要盡可能地多測幾組數(shù)據(jù)，以便在力和彈簧伸長量的關(guān)系，要盡可能地多測幾組數(shù)據(jù)，以便在坐標(biāo)紙上能描出更多的點(diǎn)；坐標(biāo)紙上能描出更多的點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力不要太大，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力不要太大，以免彈簧被過分拉伸，超出它的彈性限度；性限度；在坐標(biāo)紙上嘗試描畫一條平滑曲線時(shí)，要順著各點(diǎn)的走向在坐標(biāo)紙上嘗試描畫一條平滑曲線

8、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，但要注意使描出的點(diǎn)來描，描出的點(diǎn)不一定正好在曲線上，但要注意使描出的點(diǎn)大致分布在曲線兩側(cè)大致分布在曲線兩側(cè).4.驗(yàn)證力的平行四邊形定則驗(yàn)證力的平行四邊形定則(1)原理：如圖原理：如圖4所示，兩只彈簧測力計(jì)所示，兩只彈簧測力計(jì)a、b成角度拉橡皮條成角度拉橡皮條AB和一只彈簧測力計(jì)和一只彈簧測力計(jì)c拉橡皮條拉橡皮條AB的效果相同，這個(gè)效果就的效果相同，這個(gè)效果就是指橡皮條的形變量是指橡皮條的形變量(大小和方向大小和方向)相同相同(兩次必須把橡皮條拉兩次必須把橡皮條拉至同一位置至同一位置).圖圖4(2)注意問題注意問題在同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測力計(jì)

9、的選取方法：將兩只彈簧在同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測力計(jì)的選取方法：將兩只彈簧測力計(jì)鉤好對(duì)拉，若兩只彈簧測力計(jì)在拉的過程中讀數(shù)相同，測力計(jì)鉤好對(duì)拉，若兩只彈簧測力計(jì)在拉的過程中讀數(shù)相同，則可選，否則不可選；則可選，否則不可選；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，以減少誤差；性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減少誤差；畫力的圖示時(shí)，應(yīng)該選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一畫力的圖示時(shí)，應(yīng)該選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，同時(shí)嚴(yán)格按照力的圖示要求和幾何作圖法作出合力；些，同時(shí)嚴(yán)格按照力的圖示要求和幾何

10、作圖法作出合力；在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長的節(jié)點(diǎn)位置在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長的節(jié)點(diǎn)位置O一定相同；一定相同；本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源除了彈簧測力計(jì)外，還可能來自讀本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源除了彈簧測力計(jì)外，還可能來自讀數(shù)誤差、作圖誤差，因此讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，按有效數(shù)數(shù)誤差、作圖誤差，因此讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視，按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，作圖時(shí)須保證兩力的對(duì)邊一定要平行字正確讀數(shù)和記錄，作圖時(shí)須保證兩力的對(duì)邊一定要平行.5.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(1)了解該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的來源了解該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的來源.用砂和砂桶的總重量代替小車受到的拉力用砂和砂桶的總重量代替小車受到的

11、拉力.由牛頓第二定律由牛頓第二定律可知，由于砂桶也在做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此砂和砂桶的總重量可知，由于砂桶也在做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此砂和砂桶的總重量肯定大于小車受到的實(shí)際拉力肯定大于小車受到的實(shí)際拉力.可以推導(dǎo)出結(jié)論：只有在小車可以推導(dǎo)出結(jié)論：只有在小車的總質(zhì)量的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量m時(shí)，才能使該系統(tǒng)誤差時(shí)，才能使該系統(tǒng)誤差足夠小足夠小.沒有考慮摩擦阻力的作用沒有考慮摩擦阻力的作用.應(yīng)該用平衡摩擦力的方法來消除應(yīng)該用平衡摩擦力的方法來消除這個(gè)系統(tǒng)誤差這個(gè)系統(tǒng)誤差.(2)為研究為研究a、F、m三者的關(guān)系，要利用三者的關(guān)系，要利用“控制變量法控制變量法”，分，分別研究別研究a

12、與與F、a與與m的關(guān)系的關(guān)系.6.探究功與速度變化的關(guān)系探究功與速度變化的關(guān)系(1)原理：作用在物體上的力越大，在力的方向上發(fā)生的位移原理：作用在物體上的力越大，在力的方向上發(fā)生的位移就越大，力對(duì)物體做的功就越多就越大，力對(duì)物體做的功就越多.而力越大產(chǎn)生的加速度也而力越大產(chǎn)生的加速度也就越大，物體通過較大的位移后獲得的速度也就越大就越大，物體通過較大的位移后獲得的速度也就越大.所以所以力對(duì)物體做的功與速度是正相關(guān)性關(guān)系，可能與速度的一次力對(duì)物體做的功與速度是正相關(guān)性關(guān)系，可能與速度的一次方、二次方、三次方等成正比方、二次方、三次方等成正比.如圖如圖5所示，小車在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑

13、行所示，小車在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行.當(dāng)當(dāng)我們用我們用2條、條、3條、條、同樣的橡皮筋進(jìn)行第同樣的橡皮筋進(jìn)行第2次、第次、第3次、次、實(shí)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、第次、第3次、次、實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車做的功就是第一次的實(shí)驗(yàn)中橡皮筋對(duì)小車做的功就是第一次的2倍、倍、3倍、倍、如果把第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功記為如果把第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功記為W，以后各次，以后各次做的功就是做的功就是2W、3W、.圖圖5橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)

14、器測出，進(jìn)行若干次測量，就得到若干次功和速度的數(shù)據(jù)出，進(jìn)行若干次測量，就得到若干次功和速度的數(shù)據(jù).(2)按圖組裝好實(shí)驗(yàn)器材，由于小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，平按圖組裝好實(shí)驗(yàn)器材，由于小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，平衡阻力的方法是將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)暮庾枇Φ姆椒ㄊ菍⒛景骞潭ㄓ写螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，使小車緩慢勻速下滑高度，使小車緩慢勻速下?(3)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，大致判斷兩個(gè)在處理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先對(duì)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，然后以量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，v2(或或v、v3、 )為橫坐為橫坐標(biāo)作圖標(biāo)作圖.7.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)

15、證機(jī)械能守恒定律本實(shí)驗(yàn)要求驗(yàn)證自由下落過程中機(jī)械能守恒，如圖本實(shí)驗(yàn)要求驗(yàn)證自由下落過程中機(jī)械能守恒，如圖6所示的紙所示的紙帶的左端是用夾子夾重物的一端帶的左端是用夾子夾重物的一端.圖圖6(1)原理：用刻度尺量出從原理：用刻度尺量出從0點(diǎn)到點(diǎn)到1、2、3、4、5各點(diǎn)的距離各點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用，利用“勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段位移內(nèi)的平均速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”，算出，算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度速度v2、v3、v4，驗(yàn)證與，驗(yàn)證與2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢能減少量各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢能減少量mgh和動(dòng)能增加

16、量和動(dòng)能增加量 mv2是否相等是否相等.(2)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝，重物與紙帶限位孔必須在同一實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝，重物與紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減小摩擦阻力；豎直線上，以減小摩擦阻力；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；紙帶讓重物下落；要多做幾次實(shí)驗(yàn)，選點(diǎn)跡清晰，且第一、二兩點(diǎn)間距離接近要多做幾次實(shí)驗(yàn)，選點(diǎn)跡清晰，且第一、二兩點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測量；的紙帶進(jìn)行測量；測量下落高度時(shí)，必須從起始點(diǎn)算起測量下落高度時(shí)，必須從起始點(diǎn)算起.為了減小測量值為了減小測量值h的相的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過長，對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)遠(yuǎn)些，紙帶也不宜過長，有效長度可在有效長度可在6080 cm；因不需要知道動(dòng)能的具體數(shù)值因不需要知道動(dòng)能的具體數(shù)值,因此不需要測出重物的質(zhì)量因此不需要測出重物的質(zhì)量m；由于摩擦和空氣阻力的影響，由于摩擦和空氣阻力的影響，mgh總是稍大于總是稍大于 mv2.