【物理】2019届一轮复习人教版基本实验仪器的读数规则（一）学案

【物理】2019届一轮复习人教版基本实验仪器的读数规则（一）学案

专题03 基本实验仪器的读数规则（一）‎ 知识详解 ‎1．刻度尺 刻度尺又称为米尺，常用米尺的最小刻度为1 mm，量程不等。用刻度尺测量物体的长度时要注意以下几点：①要使刻度尺的刻度线紧贴被测物，眼睛应正对刻度线读数，以避免视差。②用零刻度线在端头的刻度尺测量时，为了防止因端头磨损而产生的误差，常选择刻度尺的某一刻度为测量起点，测量的长度等于被测物的两个端点在刻度尺上的读数之差。③mm以下的数值靠目测估读一位，至最小刻度值的十分之一。④测量精度要求高时，要进行重复测量后取平均值。‎ ‎2．秒表 也称“停表”，表针的运行靠齿轮转动带动，如图1所示，长针是秒针，指示大圆周的刻度，其最小分度一般是0.1 s，秒针转一圈是30 s；短针是分针，指示小圆圈的刻度，其最小分度值常见的为0.5 min，所测时间超过0.5 min时，0.5 min的整数倍部分由分针读出，不足0.5 min的部分由秒针读出，即t=短针读数（t1）+长针读数（t2）。对秒表读数时一般不估读，因为机械表采用的是齿轮传动，指针不可能停在两个小格之间，所以不能估读出比最小刻度更短的时间。‎ ‎ ‎ ‎ 图1 图2‎ ‎3．弹簧秤 弹簧秤是用来测量力的大小的仪器，也叫测力计。学 ， ‎ 构造：如图2所示，主要由弹簧。带刻度的外壳、指针三个部分组成。‎ 原理：根据胡克定律：F= x，由于弹力的大小与弹簧的形变量成正比，所以弹簧秤的刻线是均匀的。‎ 读数：如图2所示是分度值为0.2 N的条形测力计，估读时可以将每一分度分为2等份，若指针超过1等份即超过半格就算1个分度值0.2 N，若指针指向小于1等份即未超过半格，对这种情况应当舍去，测量数据的有效数字末位就在精度的同一位，估读位仍在最小分度的同一位，即使无估读数也不需要再有效数字末位添“0”来表示准确度。‎ 应用举例 ‎【例题】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。‎ ‎（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在________方向（填“水平”或“竖直”）。‎ ‎（2）弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6。数据如下表。‎ 代表符号 L0‎ Lx L1‎ L2‎ L3‎ L4‎ L5‎ L6‎ 数值（cm）‎ ‎25.35‎ ‎27.35‎ ‎29.35‎ ‎31.30‎ ‎33.4‎ ‎35.35‎ ‎37.40‎ ‎39.30‎ 表中有一个数值记录不规范，代表符号为________。由表可知所用刻度尺的最小分度为________。‎ ‎（3）图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值（填“L0”或“Lx”）。‎ ‎（4）由图可知弹簧的劲度系数为________N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为________g。（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2）‎ ‎【参考答案】（1）竖直　（2）静止　L3　1 mm　（3）Lx　（4）4.9　10‎ 跟踪演练 ‎1．下列仪器，可以用来测量国际单位制规定的三个力学基本单位对应的物理量的是 A．刻度尺、天平、秒表 B．量筒、弹簧测力计、打点计时器 C．量筒、天平、打点计时器 D．刻度尺、弹簧测力计、秒表 ‎2．用秒表记录了单摆振动次全振动所用的时间如图所示，则秒表所示读数为__________。‎ ‎3．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。‎ ‎（1）为完成实验，还需要的实验器材有______。‎ ‎（2）图乙是弹簧所受弹力F与弹簧伸长量x的关系图线，由此可求出弹簧的劲度系数为____N/m。图线不过原点的原因是由于__________。学， ‎ ‎4．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”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。‎ ‎（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N。‎ ‎（2）下列不必要的实验要求是________。（请填写选项前对应的字母）‎ A．应测量重物M所受的重力 B．弹簧测力计应在使用前校零 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 ‎（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，请您提出两个解决办法。‎ ‎5．将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看作一根新弹簧，设原粗弹簧（记为A）劲度系数为 1，原细弹簧（记为B）劲度系数为 2、套成的新弹簧（记为C）劲度系数为 3。关于 1、 2、 3的大小关系，同学们做出了如下猜想：‎ 甲同学：和电阻并联相似，可能是。‎ 乙同学：和电阻串联相似，可能是 3= 1+ 2。‎ 丙同学：可能是。‎ ‎（1）为了验证猜想，同学们设计了相应的实验（装置见图甲）。‎ ‎（2）简要实验步骤如下，请完成相应填空。‎ a．将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0；‎ b．在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数n、每个钩码的质量m和当地的重力加速度大小g，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；‎ c．由F=____计算弹簧的弹力，由x=L1–L0计算弹簧的伸长量，由计算弹簧的劲度系数；‎ d．改变________，重复实验步骤b、c，并求出弹簧A的劲度系数的平均值 1；‎ e．仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，求出弹簧B、C。‎ ‎（3）图乙是实验得到的图线，由此可以判断_____同学的猜想正确。‎ ‎6．（1）在做“探究求合力的方法”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，另一端系上两根带绳套的细绳。实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套把橡皮条的一端拉到某一确定的O点，则下列说法中正确的是________。‎ A．两根细绳必须等长 B．同一次实验中，O点位置不允许变动 C．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°‎ D．本实验采用的 学方法是等效替代法 ‎（2）某同学用劲度系数为500 N/m的 弹簧OC代替橡皮条做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：‎ ‎①若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a的读数是________N（图2中所示），则弹簧测力计b的读数可能为________N。‎ ‎②若弹簧测力计a、b间夹角大于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计b的读数________（填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎7．在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下的数据。‎ ‎（1）根据数据在坐标中画出图象。‎ ‎（2）由此得到结论：____________________________________。‎ ‎（3）弹簧的劲度系数 =_____________N / m。（取两位有效数字）‎ 钩码个数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 弹簧弹力F(N)‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ 弹簧伸长x(cm)‎ ‎1.20‎ ‎2.40‎ ‎3.60‎ ‎4.76‎ ‎6.10‎ ‎7.10‎ 参考答案 ‎4．（1）3.6　（2）D　（3）①减小弹簧测力计B的拉力；②减小重物M的质量（或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等）。‎ ‎【解析】（1）由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2 N，读数为3.6 N。‎ ‎（2）验证力的平行四边形定则，一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D错；M的重力即合力，A对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B对；拉线与木板平行才能保证力在木板平面内，C对。‎ ‎（3）对O点受力分析如图所示，可见若减小FOA，可调节FOB的大小或方向、调节OA方向或减小物重G等。‎ ‎5．（1）mng 钩码的个数 （2）乙 ‎【解析】（2）弹簧的弹力等于n个钩码的重力mng，多次测量求平均值可以减小误差，所以实验中需要改变钩码的个数以改变弹簧弹力。‎ ‎（3）由图可知，相同伸长量时：，由胡克定律可得，，所以乙同学的猜想是正确的。‎ ‎（3）若弹簧测力计a、b间夹角大于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧测力计b与弹簧OC的夹角；如图所示；则可知两弹簧测力计的示数均变大。‎ ‎7．（1）如图所示 （2）弹簧的弹力与伸长成正比 （3）42或43‎ ‎【解析】（1）弹力与伸长量的关系图线如图所示。‎ ‎（2）弹簧的弹力与伸长量成正比。‎ ‎（3）图线的斜率表示劲度系数，则。‎