北京高考物理实验要点 9页

北京市高中物理实验必考要点 一、 研究匀变速直线运动 二、探究弹力与弹簧伸长的关系 F= k x = k (l-l0) 下图为准确实验时的图像 形成上图的原因：当未悬挂砝码时，由于弹簧自重 的影响，造成弹簧的形变 ‎ ‎ A F1‎ F2‎ F′‎ F O 三、验证平行四边形定则 记录:结点O的位置 ‎ 两测力计的示数F1、F2‎ 测量 两测力计拉力的方向用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O。‎ ‎ 结点O的位置。‎ ‎ 记录 两测力计的示数F1、F2。‎ ‎ 两测力计所示拉力的方向。‎ 用一个测力计重新将结点拉到O点。 记录：弹簧秤的拉力大小F及方向。‎ 减小误差的方法:‎ ‎ a．测力计使用前要校准零点。‎ ‎ b．弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致，并与木板平行.‎ ‎ c．两个分力和合力都应尽可能大些.‎ ‎ d．拉橡皮条的细线要长些，标记两条细线方向的两点要尽可能远些.‎ ‎ e．两个分力间的夹角不宜过大或过小，一般取600~1200为宜 四、验证牛顿第二定律 ‎ 纸带 ‎ 打点计时器 ‎1.原理：‎ 平衡摩擦力：适当垫高长木板不带滑轮的一端，使小车刚好匀速下滑。‎ 用细绳将砂桶(质量为m)和小车连成一个整体，连接体做匀加速直线运动。‎ 根据牛顿第二定律：‎ ‎ 整体：mg=（M+m）a 小车：T=Ma= ，当m《M时, 即小车的合外力近似为砂和砂桶的重力mg。‎ ‎2．实验条件:‎ a．平衡摩擦力：‎ ‎ b．只有小车和码砝的质量之和（M）远远大于砂和砂桶的总质量(m)时,小车的合力才近似等于砂和砂桶的重力mg.‎ ‎3．主要测量量：小车的质量(包括砝码)M；砂和砂桶的总持量m.；纸带上相邻计数点间的位移S1、S2、S3‎ ‎4．数据处理： 逐差法求加速度:‎ ‎5．实验结果分析：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 图7-22‎ 图7‎ P1‎ P2‎ P3‎ 坐标纸 木板 重锤 斜槽轨道 图6‎ 考点：‎ ‎1、h=1/2gt2 x=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 纸带 图1‎ 图2‎ ‎0‎ cm ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ O A B C D E F G ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ ‎●‎ M N xM xN xMN 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。‎ O 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 测量工具：刻度尺、天平 注：分清各球落点 ‎1．原理：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.‎ ‎11T ‎22T nnT T=t／ｎ ‎0‎ ‎1‎ ‎11／2T ‎21T nnT／2‎ T=2t／ｎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎10T ‎21T／2‎ n（n-1）T／2‎ T=2t／ｎ-1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎10T ‎21T n（n-1）T T=t／ｎ-1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎ 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 图7-29‎ 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 ‎　　⑴直接比较法：当Rx>>RA用内接法；当Rx<