2014-2015物理实验复习.ppt
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1、2014-2015物理实验复习肥西中学 王友志 1 1、在力学和电学实验中,可直接测量基本物理量、在力学和电学实验中,可直接测量基本物理量基本物理量基本物理量测量仪器测量仪器力力学学长度长度刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间时间秒表(停表)、打点计时器秒表(停表)、打点计时器质量质量天平天平电电学学电阻电阻欧姆表、电阻箱欧姆表、电阻箱电流电流电流表电流表电压电压电压表电压表(一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实A、基本仪器的使用、基本仪器的使用2读数方法读数方法 用各种测量仪器测量有关物理量,读数时首先要弄用各种测量仪器测量有关物理量,读数时首先
2、要弄清测量仪器的精度以螺旋测微器为例:精度为清测量仪器的精度以螺旋测微器为例:精度为0.01mm ,其读数方法是:读数其读数方法是:读数=固定刻度数固定刻度数(含半毫米刻度含半毫米刻度)可动刻度数(含估读刻度数)可动刻度数(含估读刻度数)精度精度 一般来说,除游标卡尺、秒表、电阻箱外,其他一般来说,除游标卡尺、秒表、电阻箱外,其他测量仪器的读数都需要估读,(特别是最小分度是一测量仪器的读数都需要估读,(特别是最小分度是一的的 )即读到精度的下一位)即读到精度的下一位 (一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实【典例分析】【典例分析】【例【例1 1】 请将下列各种测量仪器的读数
3、填请将下列各种测量仪器的读数填在题中的横线上在题中的横线上 【典例分析】【典例分析】(一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实(一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实根据根据E=U+Ir转化为测量转化为测量U、I;表箱配合转化为测量表箱配合转化为测量U、R或或I、R电动势电动势根据根据P=UI转化为测量转化为测量U、I电功率电功率根据根据 转化为测量转化为测量U、I(伏安法);(伏安法);电阻箱(半偏法、替代法);电阻箱(半偏法、替代法);闭合电路欧姆定律(计算法)闭合电路欧姆定律(计算法)电阻电阻(精确测量)(精确测量)电电学学根据根据 转化为测量转化为
4、测量m、s、v功功根据根据F=ma转化为测量转化为测量m、a力力利用纸带,逐差法利用纸带,逐差法 ;利用单摆利用单摆加速度加速度利用纸带利用纸带 ;利用平抛利用平抛速度速度力力学学测量原理和测量原理和测量方法测量方法待测物理量待测物理量v12nnnssT 2gvxy2saT 224lgT kWE = =UR =I3 、常见间接测量的物理量及其测量方法、常见间接测量的物理量及其测量方法 B、独立完成实验的基本要求、独立完成实验的基本要求(一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实1、实验数据分析和处理、实验数据分析和处理为了减小由于实验数据测量而引起的偶然误差,常采为了减小由于实
5、验数据测量而引起的偶然误差,常采用以下方法处理:用以下方法处理:多次测量求平均值;多次测量求平均值;图象法。图象法。 例题例题:【例】【例】 一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示,图乙是打出的打点计器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示,图乙是打出的纸带的一段纸带的一段 (1)已知打点计时器使用的交流电频率为)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用图,利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_ (2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需要测)为了求出小车在下滑过
6、程中所受的阻力,还需要测量的物理量有量的物理量有_,用测得的量及加速度,用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为表示阻力的计算式为f =_【点评】【点评】 (1)逐差法充分利用了纸带的实验数据,从而减小了)逐差法充分利用了纸带的实验数据,从而减小了数据测量引起的偶然误差本题中所给出的实验数据个数数据测量引起的偶然误差本题中所给出的实验数据个数为奇数(为奇数(9个),处理时常舍掉正中间的一个数据或两头个),处理时常舍掉正中间的一个数据或两头的一个数据的一个数据 (2)小车下滑过程中所受到的阻力无法直接测量,但)小车下滑过程中所受到的阻力无法直接测量,但根据牛顿第二定律可转化为测量根据牛顿第二定律可
7、转化为测量m,a,h和和l与此相类似,与此相类似,你能求出打点计时器打纸带上的两计数点的过程中小车克你能求出打点计时器打纸带上的两计数点的过程中小车克服阻力所做的功吗?服阻力所做的功吗? 【例】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研【例】小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(究这一现象,用实验得到如下数据(I和和U分别表示小灯泡上分别表示小灯泡上的电流和电压):的电流和电压):(1)在下框中画出实验电路图可用的器材有:电压表、电)在下框中画出实验电路图可用的器材有:电压表、电流表、流表、 滑线变阻器(变化范围滑线变阻器(变化范围010)、电源、小
8、灯泡、)、电源、小灯泡、电键、导线若干电键、导线若干(2)在图中画出小灯泡的)在图中画出小灯泡的UI曲线曲线2.001.801.601.401.201.000.800.600.400.20U/V0.500.490.470.450.420.380.340.290.210.12I/A(3)若将该小灯泡接在电动势是)若将该小灯泡接在电动势是1.5V,内阻是,内阻是2.0的电池两的电池两端,小灯泡的实际功率是多少端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程,若需作(简要写出求解过程,若需作图,可直接画在图中)图,可直接画在图中)【点评】【点评】 本题主要考查独立完成实验的能力主要包括:本题主要考查独
9、立完成实验的能力主要包括: 实验原理及电路;实验原理及电路;用图象法处理实验数据,并得出实验结论其中利用图线确用图象法处理实验数据,并得出实验结论其中利用图线确定小灯泡与电源连接后的工作点是解答本题第(定小灯泡与电源连接后的工作点是解答本题第(3)问的关键)问的关键B、独立完成实验的基本要求、独立完成实验的基本要求(一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实2实验误差的分析实验误差的分析 中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、中学物理中只要求初步了解系统误差和偶然误差、绝对误差和相对误差的概念;能定性分析某些实验中产生绝对误差和相对误差的概念;能定性分析某些实验中产生误差
10、的主要原因;知道用平均值法、图象法减小偶然误差;误差的主要原因;知道用平均值法、图象法减小偶然误差;但不要求计算误差但不要求计算误差 系统误差和偶然误差:测量值总是有规律的朝着某系统误差和偶然误差:测量值总是有规律的朝着某一方向偏离真实值(总是偏大或总是偏小)的误差,称为一方向偏离真实值(总是偏大或总是偏小)的误差,称为系统误差系统误差的主要来源是仪器本身不够精确,或系统误差系统误差的主要来源是仪器本身不够精确,或实验原理、方法不够完善由于偶然因素的影响,造成测实验原理、方法不够完善由于偶然因素的影响,造成测量值的无规则起伏称为偶然误差偶然误差是由于各种偶量值的无规则起伏称为偶然误差偶然误差是
11、由于各种偶然因素对实验者、测量仪器,被测物理量的影响而产生的,然因素对实验者、测量仪器,被测物理量的影响而产生的,多次测量偏大和偏小的机会相同,因此,多次测量求平均多次测量偏大和偏小的机会相同,因此,多次测量求平均值可减小偶然误差值可减小偶然误差B、独立完成实验的基本要求、独立完成实验的基本要求(一一)重视学生实验基本技能的落实重视学生实验基本技能的落实3清楚操作步骤(特别是容易遗漏和出错的重要步骤)清楚操作步骤(特别是容易遗漏和出错的重要步骤)现在的实验题越来越重视通过笔试的手段体现对学生的现在的实验题越来越重视通过笔试的手段体现对学生的操作能力的考查,这主要体现在考查学生对于实验步骤的操作
12、能力的考查,这主要体现在考查学生对于实验步骤的理解、对实验过程中出现问题的分析与相应的对策。理解、对实验过程中出现问题的分析与相应的对策。4实验后反思体会实验后反思体会让学生们学会找问题:找设计原理上的不足;找实验步让学生们学会找问题:找设计原理上的不足;找实验步骤上的完善和失误;找数据处理上的不同方法和误差;找骤上的完善和失误;找数据处理上的不同方法和误差;找实验方法的改进和迁移(如半偏法)。实验方法的改进和迁移(如半偏法)。(二二)指导学生进行比较、总结归类指导学生进行比较、总结归类例如:在复习打点计时器时,例如:在复习打点计时器时,(1)打点计时器的纸带记录了什么物理量?)打点计时器的纸
13、带记录了什么物理量?(2)通过打点计时器的纸带可以算出什么物理量?各量)通过打点计时器的纸带可以算出什么物理量?各量是怎样计算的?是怎样计算的?(3)请你用联想的方法拓宽思路:利用打点计时器,我)请你用联想的方法拓宽思路:利用打点计时器,我们还可能测出哪些物理量?们还可能测出哪些物理量?(二二)指导学生进行比较、总结归类指导学生进行比较、总结归类分析:(分析:(1)打点计时器的纸带记录了物体运动的时间、运动的位)打点计时器的纸带记录了物体运动的时间、运动的位置和运动的位移。置和运动的位移。(2)通过纸带可以计算匀变速运动物体的加速度、在某时刻的速)通过纸带可以计算匀变速运动物体的加速度、在某时
14、刻的速度和某段时间内的平均速度。度和某段时间内的平均速度。计算加速度时,利用做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内计算加速度时,利用做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位移差的位移差,其中,其中T是时间间隔为了充分利用数据和减小误差,采用逐差法从是时间间隔为了充分利用数据和减小误差,采用逐差法从所给的纸带中计算,所用公式为所给的纸带中计算,所用公式为。计算瞬时速度时,利用在匀变速运动中某段时间内的平。计算瞬时速度时,利用在匀变速运动中某段时间内的平均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度,即:均速度等于这段时间中点时刻的瞬时速度,即:。(二二)指导学生进行比较、总结归类指导学生进行比较、总
15、结归类发散联想后归类:发散联想后归类:打点计时器的纸带可以反映出运动学的所有物理量(初打点计时器的纸带可以反映出运动学的所有物理量(初速度、末速度、加速度、时间、位移)。速度、末速度、加速度、时间、位移)。如果把它与牛顿第二定律如果把它与牛顿第二定律结合起来考虑,可以求出力结合起来考虑,可以求出力F。如果把它与动能定理如果把它与动能定理结合起来考虑,可以求出合外力做的功。结合起来考虑,可以求出合外力做的功。如果把它与动量定理如果把它与动量定理结合考虑可以求出合外力的冲量。结合考虑可以求出合外力的冲量。(二二)指导学生进行比较、总结归类指导学生进行比较、总结归类如果把打点计时器置于竖直方向使用,
16、则可以得到重如果把打点计时器置于竖直方向使用,则可以得到重力势能的变化量或动能的变化量。力势能的变化量或动能的变化量。用用可以应用于许多物理题的解答。如局部的闪光照片记录可以应用于许多物理题的解答。如局部的闪光照片记录的自由落体运动、平抛运动,许多有的自由落体运动、平抛运动,许多有“等时间间隔等时间间隔”的匀的匀变速问题等。它们大多是变速问题等。它们大多是“只知局部求全局只知局部求全局”的情境,这的情境,这类题目尽管带些迷惑性,但只要把握了这种特征,也就不类题目尽管带些迷惑性,但只要把握了这种特征,也就不足为怪了。足为怪了。可见,不可小视打点计时器的纸带,一旦把它本身所反可见,不可小视打点计时
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- 2014 2015 物理 实验 复习
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