【物理】2020届一轮复习人教版物理实验学案

【物理】2020届一轮复习人教版物理实验学案

‎　物理实验 ‎[回顾知识]‎ ‎1．游标卡尺和螺旋测微器读数时应注意的问题 ‎(1)10分度的游标卡尺，以mm为单位，小数点后只有1位，20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位，小数点后有2位，且对齐格数不估读．‎ ‎(2)螺旋测微器以mm为单位，小数点后必须有3位，对齐格数要估读，同时还要注意半毫米刻度线是否露出．‎ ‎2．探究弹力与弹簧伸长量的关系应注意的问题 ‎(1)悬挂弹簧时应让它自然下垂，另外要记住测量弹簧的原长L0.‎ ‎(2)每改变一次拉力的大小就需要做一次测量记录．为了探究弹力与弹簧伸长量的关系，要尽可能多测几组数据，以便在坐标纸上能描出更多的点．‎ ‎(3)实验时拉力不要太大，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．‎ ‎(4)在坐标纸上尝试描画一条直线时，描出的点不一定正好在直线上，但要注意使描出的点均匀分布在直线两侧．‎ ‎3．验证力的平行四边形定则应注意的问题 ‎(1)在同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法：将两只弹簧测力计钩好对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同，则可选，否则不可选；‎ ‎(2)在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减少误差；‎ ‎(3)画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，同时严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力；‎ ‎(4)在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定相同；‎ ‎(5)本实验误差的主要来源除了弹簧测力计外，还可能来源于读数误差、作图误差，因此读数时眼睛一定要正视，按有效数字正确读数和记录，作图时须保证两力的对边一定要平行．‎ ‎4．探究加速度与力、质量的关系 ‎(1)实验方法：控制变量法 先保持m不变，研究a与F的关系．再保持F不变，研究a与m的关系．‎ ‎(2)小车所受外力F的确定方法：用砂和砂桶的总重力代替小车受到的拉力．‎ 实际上，由牛顿第二定律可知，砂桶在做加速运动，砂和砂桶的总重力大于小车受到的拉力，在砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M的情况下，两者近似相等．‎ ‎5．探究功和速度变化的关系应注意的问题 ‎(1)实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，如果把第一次实验时橡皮筋做的功记为W，以后各次做的功就是2W、3W、….‎ ‎(2)由于小车在运动中会受到阻力，平衡阻力的方法是将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车能够缓慢匀速下滑．‎ ‎(3)在处理数据时，应先对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，v2(或v、v3、)为横坐标作图．‎ ‎6．验证机械能守恒定律应注意的问题 ‎(1)实验中打点计时器的安装，重物与纸带限位孔必须在同一竖直线上，以减小摩擦阻力．‎ ‎(2)实验时必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能释放开纸带．‎ ‎(3)要多做几次实验，选点迹清晰且第一、二两点间距离接近2 mm的纸带进行测量．‎ ‎(4)测量下落高度时，必须从起始点算起．为了减小测量值h的相对误差，选取的各个计数点要离起始点远些，但纸带也不宜过长，有效长度可在60 cm～80 cm.‎ ‎(5)因不需要知道动能的具体数值，因此不需要测出重物的质量m.‎ ‎(6)由于摩擦力和空气阻力的影响，mgh总是稍大于mv2.‎ ‎7．练习使用多用电表应注意的问题 ‎(1)在使用前，应观察指针是否指向电流表的零刻度线，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使之归零．‎ ‎(2)测电阻时，待测电阻须与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆．‎ ‎(3)合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中央位置附近．‎ ‎(4)换用欧姆挡的另一量程时，一定要先重新进行欧姆调零．‎ ‎(5)读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍率．‎ ‎(6)测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡，若长时间不用时，还应把电池取出．‎ ‎8．测定金属电阻率应注意的问题 ‎(1)测量待测金属丝的有效长度，是指测量待测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，测量时应将金属丝拉直．‎ ‎(2)待测金属丝的电阻值较小，因此实验电路采用电流表外接法．‎ ‎(3)实验中连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端．‎ ‎(4)闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置．‎ ‎(5)在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I的值不宜过大(电流表宜用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，导致其电阻率在实验过程中变化．‎ ‎9．描绘小灯泡的伏安特性曲线应注意的问题 ‎(1)因本实验要作I－U图线，要求测出几组包括零在内的电压、电流值，因此滑动变阻器要采用分压式接法．‎ ‎(2)本实验中被测小灯泡灯丝的电阻较小，因此测量电路应采用电流表外接法．‎ ‎(3)开关闭合前滑动变阻器滑片移到使小灯泡两端电压为零的一端．‎ ‎(4)实验过程中，电压表量程变更：U<3 V时，采用0～3 V量程；U>3 V时，采用0～15 V量程．‎ ‎(5)在坐标纸上建立直角坐标系，两坐标轴选取的分度比例要合理，尽量使根据测量数据画出的图线占满坐标纸，连线一定要用平滑的曲线，不要画成折线．‎ ‎10．测量电源的电动势和内阻应注意的问题 ‎(1)为了使路端电压变化明显，电源的电阻宜大一些．‎ ‎(2)实验中不要将I 调得过大，读电表时要快，每次读完后应立即断电．‎ ‎(3)测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大，用方程组求解，分别求出E、r值再求平均值．‎ ‎(4)画出U－I图象，使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可不予考虑．‎ ‎(5)计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝算出电源的内阻r.‎ ‎[回顾方法]‎ ‎1．研究匀变速直线运动实验中加速度的求解方法 ‎(1)用“逐差法”求加速度 根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求得 a1＝、a2＝、a3＝，再算出a1、a2、a3的平均值即可得到物体运动的加速度．‎ ‎(2)用v－t图象法求加速度 先根据vn＝求出打第n点时纸带的瞬时速度，然后作出v－t图象，图线的斜率即为物体运动的加速度．‎ ‎2．控制电路的选择方法 如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法(如图所示)：‎ ‎(1)用电器的电压或电流要求从零开始连续可调．‎ ‎(2)要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小．‎ ‎(3)采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值．‎ 在安全(I滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下，若Rx>R0，则只能采用分压电路．‎ ‎[回顾易错点]‎ ‎1．区分相对误差、绝对误差．‎ ‎2．区分系统误差、偶然误差．‎ ‎3．区分“保留几位有效数字”和“保留几位小数”．‎ ‎4．区分内接法与外接法．‎ ‎5．区分分压式与限流式．‎ ‎[保温精练]‎ ‎1．某同学用频闪照相法来研究小球的落体运动，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图(a)中1、2、3、4…所示的小球运动过程中每次曝光的位置，频闪照相机的频闪周期为T.其中小球位于位置2、3、4时球心到小球位于位置1时球心的距离分别为x1、x2、x3.‎ ‎(1)用游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)测量小球的直径，示数如图(b)所示，其读数为________cm.‎ ‎(2)小球位于位置2时的速度为________；小球下落时的加速度大小为________．‎ ‎(3)如果计算出小球的加速度小于当地的重力加速度，则可能的原因是_______________________________________________________ ________________．‎ ‎[解析]　(1)主尺读数为0.9 cm，游标尺读数为0.05×10 mm，因而小球的直径为0.950 cm.(2)小球位于位置2时的速度大小为v＝；根据(x2－x1)－x1＝aT2可得小球下落时的加速度大小为a＝，或者根据(x3－x2)－(x2－x1)＝aT2可得小球下落时的加速度大小为a＝ ‎.(3)由于存在空气阻力，小球下落的加速度小于当地的重力加速度．‎ ‎[答案]　(1)0.950‎ ‎(2)　　(3)存在空气阻力 ‎2．某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”．三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接．‎ ‎(1)实验步骤如下：‎ A．弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点；‎ B．结点O下的细绳挂钩码C；‎ C．手持弹簧测力计B缓慢向左拉，使结点O静止在某位置；‎ D．记下钩码的质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、记录_______________________________________ _________________________________．‎ ‎(2)在实验过程中，下列哪些情况会对实验结果产生误差________(选填选项前的字母)．‎ A．木板不竖直 B．A弹簧测力计外壳的重力 C．B弹簧测力计的拉力方向没有保持水平 D．改变弹簧测力计B的拉力进行多次实验时，结点O的位置发生变化 ‎(3)某次实验中．该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一个办法___________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________.‎ ‎[解析]　(1)矢量和不仅与大小有关，与方向也有关，所以得记下钩码的质量、结点O的位置、读出并记录弹簧测力计A和B的示数、还有记录三条细绳(拉力)的方向．‎ ‎(2)木板不竖直时，钩码和木板间有摩擦力会产生误差；B、C对实验无影响；结点O的位置发生变化是一种错误操作．‎ ‎[答案]　(1)三条细线(拉力)的方向　(2)A ‎(3)减小弹簧测力计B的拉力；或减小钩码C的质量；或减小AO与BO之间的夹角 ‎3．在练习使用多用电表的实验中，某同学将选择开关置于直流“50 V”挡，多用电表示数如图甲所示：‎ ‎(1)多用电表的读数为________V.‎ ‎(2)多用电表电阻挡内部简单原理示意图如图乙所示，其中电流表的满偏电流Ig＝300μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx ‎＝________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比________．(填“变大”、“变小”或“不变”)‎ ‎[解析]　(1)多用电表的读数是32.0 V．(2)与接线柱A相连的表笔颜色应是红色；由闭合电路欧姆定律有：Ig＝和＝，联立易得：R＋Rg＋r＝＝＝5 kΩ，Rx＝5 kΩ；若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小，内阻变大，可知电流变小了，Rx的测量结果与原结果相比变大．‎ ‎[答案]　(1)32.0　(2)红　5　变大 ‎4．(2018·贵阳市期末)某同学为了测量Rx的阻值，设计了如图甲所示的电路．用到的器材有：电源(电动势E未知，内阻为r)，理想电流表，理想电压表，单刀双掷开关S.实验时他进行了如下操作：‎ ‎(1)在开关断开的状态下连接好电路．‎ ‎(2)将开关S向电压表一侧闭合，记录下电压表读数U1；将开关S向Rx一侧闭合，记录下电流表读数I2.‎ ‎(3)根据已知条件和(2)中测量数据，可得电源电动势E＝________，待测电阻的表达式Rx＝________.‎ ‎(4)根据图甲电路，完成图乙中各实物器材之间的连线．‎ ‎[解析]　(3)由于电表为理想电表，电源路端电压等于电源电动势，所以E＝U1.电阻两端电压U＝E－I2r＝U1－I2r，根据欧姆定律，Rx＝＝.(4)用笔画线代替导线在图中画出连线，完成实物图器材间的连接．‎ ‎[答案]　(3)U1　　(4)如图所示