验证力平行四边形法则.pptx

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1、一、误差和有效数字一、误差和有效数字1.1.误差：测量值与真实值的差异叫做误差。误误差：测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。差可分为系统误差和偶然误差两种。*系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。差总是同样地偏大或偏小。*偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近均值

2、。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。于真实值。2.2.有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字，有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。叫做有效数字。第1页/共38页历年高考要求会正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、温度表、水银气压计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱，等等。1.刻度尺、弹簧秤、温度表、电流表、电压表。*凡是最小刻度是10分度的，要求读到最小刻度后再往下估读一位（估读的这位是不可靠数字）。*凡是最小刻度不是10分度的，只要求读到最小刻度的这一位，不再往下估读。二、基本测量仪器使用第2页/共38页例

3、1上面左图中被测量物体的长度为_cm。右上图中当选用3V量程时电压表读数为_V,当选用15V量程时电压表度数为_V。右下图中秒表的示数为_分_秒。0123456789100123V051015031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314第3页/共38页051001游标卡尺的构造尺身尺身内测量爪内测量爪紧固螺钉紧固螺钉主尺主尺外测量爪外测量爪游标尺游标尺深度尺深度尺第4页/共38页051001主尺的每一小格为：主尺的每一小格为：1mm1mm游标尺的每一小格为：游标尺的每一小格为：0.9mm0

4、.9mm0.9mm1mm第5页/共38页051001L81mm80.9mmL=81-80.9=80.1mmLx=L0+L=4+80.1=4.8mmL0第6页/共38页010200123游标尺最小刻度为：游标尺最小刻度为：19/20mm19/20mm读数为：读数为：9.50mm9.50mm第7页/共38页01234567890012345678910游标尺最小刻度为：游标尺最小刻度为：49/50mm49/50mm读数为：读数为：19.24mm19.24mm第8页/共38页05100123游标尺最小刻度为：游标尺最小刻度为：19/10mm19/10mm读数为：读数为：5.6mm5.6mm第9页/共

5、38页按照有效数字规则读出以下各游标尺的测量值.读数为读数为_cm._cm.读数为读数为_mm._mm.第10页/共38页读数为读数为_m._m.读数为读数为_cm._cm.第11页/共38页 读数为读数为_cm._cm.第12页/共38页3.螺旋测微器第13页/共38页*固定刻度上的最小刻度为半毫米（在中线的上固定刻度上的最小刻度为半毫米（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）半毫侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）半毫米。米。152051002025301510n在可动刻度的一周上平均刻有在可动刻度的一周上平均刻有5050条刻线，所条刻线，所以每两条刻线间代表以每两条刻线间代表

6、0.01mm0.01mm。读数时，从主尺。读数时，从主尺上读取整、半毫米树，然后从可动刻度上读取上读取整、半毫米树，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是剩余部分（因为是1010分度，所以在最小刻度后分度，所以在最小刻度后还应该再估读一位），再把两部分读数相加，还应该再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。得测量值。n右图中的读数应该是右图中的读数应该是8.203mm。10.704第14页/共38页第15页/共38页4.打点计时器是一种计时仪器，电源用50HZ的交流电，所以打相邻两个点的时间间隔是0.02s。第16页/共38页5.天平。天平使用前首先要调节底座水平和横梁水平（在调节横梁水平前

7、，必须把游码移到左端零刻度处，即将游码的左端与零刻线对齐）。天平的读数由右盘中的砝码和游标共同读出。横梁上的刻度单位是毫克（mg）。如果测量中天平平衡时，右盘中砝码有26g，游码在上图中虚线位置，则被测物体质量为26.32g（最小刻度为0.02g，不是10分度，因此只读到0.02g这一位）。第17页/共38页第18页/共38页三、基本物理量的测定高中物理学生实验中要求测定的物理量有：加速度（含重力加速度）、金属电阻率、电阻、电源电动势和内电阻、玻璃的折射率等。这些物理量，有的可用基本仪器直接测量（如用多用表可直接测量电阻），大部分则需间接测量（电阻的测量若采用伏安法，也属于间接测量）。对于物理

8、量的间接测量，应利用物理规律，导出相应的关系式，用必要的基本仪器直接测相关的物理量，再通过计算或作图的方法，得到待测物理量的值。第19页/共38页1.1.用单摆测定重力加速度。用单摆测定重力加速度。*摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出悬摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出悬线长线长L L/（读到（读到0.1mm0.1mm），用游标卡尺量出摆球直），用游标卡尺量出摆球直径（读到径（读到0.1mm0.1mm）算出半径）算出半径r r，摆长，摆长L=LL=L/+r+r*开始摆动时摆角要小于开始摆动时摆角要小于5 50 0；不要使摆动成为圆；不要使摆动成为圆锥摆。锥摆。*从摆球通过最低点时开始计

9、时，测出单摆做从摆球通过最低点时开始计时，测出单摆做5050次全振动所用的时间，算出周期的平均值次全振动所用的时间，算出周期的平均值T T。*改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。重力加速度，再求这些重力加速度的平均值。第20页/共38页2 2.用油膜法估测分子的大小。用油膜法估测分子的大小。*每滴油酸溶液中油酸体积的计算：先了解配好的油酸溶液的浓度；再用量筒和滴管测出每滴溶液的体积；算出每滴溶液中纯油酸的体积V。*油膜面积的测量：油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上；将玻璃板放在坐

10、标纸上，以1cm边长的正方形为单位，用四舍五入的方法数出油膜面积的数值S（以cm2为单位）。*由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直径的大小。第21页/共38页四四.研究性和验证性实验研究性和验证性实验1.研究匀变速直线运动。2.研究平抛物体的运动。4.验证牛顿第二定律。5.验证动量守恒定律。6.验证机械能守恒定律。3.验证力的平行四边形法则第22页/共38页1.1.研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动。下图为打点计时器打下的纸带。从打下的纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、D、E、F。测出相邻计数点间的距离S1、S

11、2、S3、S4、S5、S6*求任一计数点的即时速度v：如 （其中T=50.02s=0.1s）第23页/共38页*利用“逐差法”求a：*利用上图中任意相邻的两段位移求a：*利用图象求a：求出A、B、C、D、E各点的即时速度，画出v-t图线，图线的斜率就是加速度a。t/sv/ms-10 T 2T 3T 4T 5T 6T第24页/共38页2.研究平抛物体的运动。研究平抛物体的运动。*斜槽末端的切线必须水平。斜槽末端的切线必须水平。*用重锤线检验坐标纸上的竖用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。直线是否竖直。*以斜槽末端所在的点为坐标以斜槽末端所在的点为坐标原点。原点。*如果是用白纸，则应以斜槽如果是

12、用白纸，则应以斜槽末端所在的点为坐标原点，末端所在的点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，以在斜槽末端悬挂重锤线，以重锤线方向为重锤线方向为y y轴方向，再用轴方向，再用直角三角板画出水平线作为直角三角板画出水平线作为x x轴，建立直角坐标系。轴，建立直角坐标系。*每次小球应从斜槽上的同一每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。位置由静止开始下滑。第25页/共38页例2.右图为小球平抛过程的频闪照片，闪光频率为f=20HZ,求：背景小正方形的边长a 平抛的初速度v0 小球C点时的即时速度vcABCDE第26页/共38页3、验证力的平行四边形法则1、实验目的：验证互成角度的两个力合成时的平行四

13、边形定则2、注意问题：（1）不要直接以橡皮条的端点为结点，可拴一短细绳；再连两个细绳套，以三绳交点为结点。可使结点较小，以便准确地记录结点的位置。（2）选用的两只弹簧秤应具有相同的规格，性能要相同。（3）在用弹簧在拉橡皮条时，拉力应沿弹簧的轴线方向，且弹簧秤、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内，挂钩不能与定向孔摩擦。第27页/共38页（4）拉力要尽量大些（可减小相对误差），但合力不要过大。（5）同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置必须保持不变。（6）画力的图示，要用细铅笔，标度要选大些，作力的合成图应尽量将图画得大些。第28页/共38页4.4.验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律。*研究

14、对象是小车（和小车上的砝码）。研究对象是小车（和小车上的砝码）。*只有小车和小车上的砝码的总质量只有小车和小车上的砝码的总质量M M远大于砂和砂桶的总质量远大于砂和砂桶的总质量m m时，才能认为细时，才能认为细线对小车的拉力大小线对小车的拉力大小F F等于砂和砂桶的总重量等于砂和砂桶的总重量mgmg。第29页/共38页*实验前必须平衡摩擦力。平衡摩擦力时小车前不能和砂桶相连，但小车后必须实验前必须平衡摩擦力。平衡摩擦力时小车前不能和砂桶相连，但小车后必须带纸带。带纸带。*保持小车和小车上的砝码的总质量保持小车和小车上的砝码的总质量m m不变，改变不变，改变F F多做几次实验，由纸带算出和多做几

15、次实验，由纸带算出和每个每个F F对应的对应的a a，作出，作出a-Fa-F图象，应该是过原点的直线。这证明图象，应该是过原点的直线。这证明aFaF。*保持砂和砂桶的总质量不变，即保持砂和砂桶的总质量不变，即F F不变，改变不变，改变M M多做几次实验，由纸带算出和每多做几次实验，由纸带算出和每个个M M对应的对应的a a，作出，作出a-1/Ma-1/M图象，也应该是过原点的直线。这证明图象，也应该是过原点的直线。这证明a1/Ma1/M。第30页/共38页例现备有下列器材：例现备有下列器材：A A带有定滑轮的长木板带有定滑轮的长木板 B B实验小车实验小车(质量约为质量约为360g)C360g

16、)C6V6V蓄电池蓄电池 D D打点计时器打点计时器 E.E.纸带纸带 F F钩码若干个钩码若干个(每个钩码的质量为每个钩码的质量为50g)G50g)G砂和砂砂和砂桶桶 H H刻度尺刻度尺 L L天平天平 J J秒表秒表 K K导线导线(1)(1)做验证牛顿第二定律的实验，以上器材中多余的是做验证牛顿第二定律的实验，以上器材中多余的是 (填代号字母填代号字母)，缺少的是，缺少的是 。第31页/共38页(2)(2)某同学在验证加速度与外力成正比时，保持实验某同学在验证加速度与外力成正比时，保持实验小车的质量一定小车的质量一定(约约360g)360g)，用钩码代替砂和砂桶，用钩码代替砂和砂桶(每每

17、个钩码的质量为个钩码的质量为50g)50g)，通过改变所悬挂钩码的个数，通过改变所悬挂钩码的个数来改变外力的大小具体作法是，先在悬挂砂和砂来改变外力的大小具体作法是，先在悬挂砂和砂桶处挂一个钩码，然后依次将钩码盒中的钩码取出桶处挂一个钩码，然后依次将钩码盒中的钩码取出来加挂在原钩码下在所挂钩码为来加挂在原钩码下在所挂钩码为1 1个、个、2 2个、个、3 3个个时，得到一系列记录纸带，并由此得到对应的时，得到一系列记录纸带，并由此得到对应的加速度加速度a a1 1，a a2 2，a a3 3，然后以，然后以(a(an n，nmg)(nnmg)(n为钩码为钩码个数，个数，m m为每个钩码的质量，为

18、每个钩码的质量，a an n为对应的加速度为对应的加速度)为为点的坐标在点的坐标在a aF F图象中描点，得到的图象应是下列图象中描点，得到的图象应是下列图中的图中的。(3)(3)在记录的纸带中有一条纸带如上图所示，在在记录的纸带中有一条纸带如上图所示，在1 15 5的计数点中，每相邻两个计数点中间还有四个计数的计数点中，每相邻两个计数点中间还有四个计数点未画出，所用交流电源的频率为点未画出，所用交流电源的频率为50Hz50Hz现测得现测得l l、2 2两点到两点到0 0点的距离分别为点的距离分别为s sl l1.24cm1.24cm，s s2 2=3.64cm=3.64cm，计数点计数点4

19、4、5 5到到0 0点的距离分别为点的距离分别为s s4 4=12.05cm=12.05cm，s s5 5=18.05cm=18.05cm则该纸带所记录的物体的加速度大小则该纸带所记录的物体的加速度大小为为 m ms s2 2第32页/共38页(4)(4)在验证物体的加速度与外力成在验证物体的加速度与外力成正比时，用若干个钩码正比时，用若干个钩码(每个钩码每个钩码的质量为的质量为50g)50g)代替砂和砂桶，且代替砂和砂桶，且使实验原理正确并取得良好的实使实验原理正确并取得良好的实验效果验效果?请叙述操作方法请叙述操作方法第33页/共38页5.验证动量守恒定律验证动量守恒定律。*由于v1、v1

20、/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间也相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证：m1OP=m1OM+m2(O/N-2r）即可。第34页/共38页*必须以质量较大的小球作为入射小球。必须以质量较大的小球作为入射小球。*小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。落点的平均位置。*所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡

21、尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球。锤、两个直径相同质量不同的小球。*若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那两若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：验证式就变为：m m1 1OP=mOP=m1 1OM+mOM+m2 2ONON，两个小球的直，两个小球的直径也不需测量了。径也不需测量了。第35页/共38页6.6.验证机械能守恒定律。验证机械能守恒定律。*验证自由下落过程中机械能守恒，上图左端是用夹子夹重物的一端。*多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量。01 2 3 4 5第36页/共38页*用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h1、h2、h3、h4、h5利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”，算出2、3、4各点对应的即时速度v2、v3、v4。验证与2、3、4各点对应的mgh和是否相等。*由于摩擦和空气阻力的作用，该实验的系统误差总使*本实验不在打下的点中取计数点。不需要测重物的质量。第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页