北京高考物理实验要点 9页

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  • 2021-05-13 发布

北京高考物理实验要点

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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<