（江苏版 5年高考3年模拟A版）2020年物理总复习 专题十七 实验课件.ppt

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1、专题十七实验,高考物理（江苏专用）,考点一力学实验,考点清单,考向基础 一、误差 1.误差 测量值与真实值的差异叫误差。误差存在于一切测量之中,而且贯穿测量过程的始终。实验中,误差是不可避免的,但可以减小。 2.误差分析 按误差的性质和来源划分,可分为系统误差和偶然误差两种。 (1)系统误差:来源于仪器误差、理论误差、环境误差。减小系统误差的方法有校准测量仪器、改进实验方法等。,(2)偶然误差:来源于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物体的影响。减小偶然误差的方法有多次测量取平均值。 3.绝对误差与相对误差 从分析数据看,误差分为绝对误差和相对误差。 (1)绝对误差:绝对误差是测量值与真实值

2、之差的绝对值。即绝对误差=|测量值-真实值|,它反映测量值偏离真实值的大小。 (2)相对误差:相对误差等于绝对误差与真实值之比,常用百分数表示,即相对误差=100%。相对误差反映了实验结果的精确程度。 注意对于两个测量值的评价,必须考虑相对误差。绝对误差大者,其相对误差不一定大。,二、有效数字 1.当用毫米刻度尺测量书本时,量得的长度为184.2 mm,最末一位数字2是估计出来的,是不可靠数字,但是仍然有意义,仍要写出来。这种带有 一位不可靠数字的近似数字,叫做有效数字。 2.在有效数字中,数3.6、3.60、3.600的含义是不同的,它们分别代表两位、三位、四位有效数字。数3.6表示最末一位

3、数字6是不可靠的,而数字3.60、3.600则表示最末一位数字0是不可靠的。,三、实验的主要思想方法,四、刻度尺(米尺) 1.常用于测量的刻度尺分度值为1 mm,量程不等。测量时要估读到毫米的下一位。 2.用刻度尺测量时需要注意: (1)要使刻度尺的刻线紧贴被测物体。 (2)用零刻线在端头的刻度尺测量时,为了防止因端头磨损而产生误差,常选择刻度尺的某一刻线为测量起点,测量的长度等于被测物体的两个端点在刻度尺上的读数之差。,五、打点计时器 1.认 识“两种仪器”,2.作用:计时仪器,接频率为50 Hz交变电流,每隔0.02 s打一次点。 3.工作 条件,4.计时点和计数点的比较 计时点是打点计时

4、器打在纸带上的实际点,两相邻点间的时间间隔为0.02 s;计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点,两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定,如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点,时间间隔都是0.1 s。 纸带上相邻的两点的时间间隔均相同,速度越大,纸带上的计数点越稀疏。,考向一研究匀变速直线运动 实验原理 1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示,0、1、2为时间间隔相等的各计数点,x1、x2、x3为相邻两计数点间的距离,若x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 2.由纸

5、带求物体运动加速度的方法 (1)用“逐差法”求加速度,考向突破,根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出 a1=、a2=、a3=, 再算出平均值则为物体运动的加速度,即 a= (2)用图像法求加速度 先根据vn=(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出所选的各计数 点对应的瞬时速度,后作出v-t图像,图线的斜率的绝对值即物体运动的加速度。,实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、 纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。 实验步骤 1.按图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长

6、木板上没有滑轮的一端,连接好电路。,2.把细绳的一端固定在小车上,跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上,用手拉住小车。 3.先接通电源,后放开小车,让小车运动,这样打点计时器就在纸带上打下一系列点,取下纸带,更换新纸带,至少重复3次。 4.选打点清晰的纸带进行研究,舍去开头比较密集的点,确定好计数始点,每隔4个计时点取一个计数点,使时间间隔为 T=0.1 s。 5.用毫米刻度尺量出相邻两计数点之间的距离x1、x2、x3、xn。用逐差法计算加速度的值,最后求其平均值。(或计算出各计数点对应的瞬时速度,作出v-t图像,求得小车运动的加速度),注意事项 1

7、.细绳尽可能与木板平行,以确保细绳对小车的拉力不变; 2.开始释放小车时,小车应尽量靠近打点计时器; 3.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带长约50 cm的范围内清楚地取78个计数点为宜; 4.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点(一般把打点计时器打出的点中每5个点取1个计数点),选取的计数点不少于6个。 数据处理 1.目的 通过纸带求解物体运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等。,(2)利用逐差法求解平均加速度 a1=,a2=,a3=a= (3)利用平均速度求瞬时速度:vn= (4)利用速度-时间图像求加速度 a.作出速度-时间图像,通过图像的斜率求解物体的加速度; b.剪下相

8、邻计数点间的纸带,然后将纸带紧排在一起求解加速度。,2.方法 (1)分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质。,例1研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出。 图(a),图(b),部分实验步骤如下: A.测量完毕,关闭电源,取出纸带。 B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车。 C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连。 D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔。 上述实验步骤的正确顺

9、序是:(用字母填写)。 图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s。,计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=。 为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=。,解析按常规实验步骤排序即可,先安装再操作后整理,所以正确顺序是DCBA。因相邻两计数点间有4个点没有画出,所以相邻两计数点的时间间隔有5个 0.02 s,共计0.1 s。由=可知,v5=。由 x=aT2,结合逐差法可得a=。,答案见解析,考向二验证力的平行四边形定则 实验原理 互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F产生相同的效果,看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F在实验误差允许范围内是否相同。 实验器材

10、 木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两只、三角板、刻度尺。 实验步骤 1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上。 2.用两只弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,如图甲所示。,3.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧测力计的读数,利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。 4.只用一只弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉到相同的位置O,记下弹簧测力计的读数F和细绳套的方向,如图乙所示。 5.比较F与用平行四边形定则求得的合力F,看它们在实验误差允许的范围内是否相同。,注意事项 1.位置不变:在同一次实验中,使橡

11、皮条拉长时结点O的位置一定要相同,这是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同,利用了等效替代的思想。 2.角度合适:用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60100之间为宜。 3.在合力不超过了弹簧测力计量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些,以减小误差。细绳套应适当长一些,这样便于确定力的方向。 4.统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰 当地选定标度,使力的图示稍大一些。,5.正确使用弹簧测力计 (1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中,读数相同,可选;若不同,应另换或调校,直至相同为止。 (2)使用时,读数应

12、尽量大些,但不能超出范围。 (3)使用时弹簧测力计应与板面平行。 (4)读数时应正对、平视刻度。 误差分析 1.误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等。 2.减小误差的办法: (1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘,要按有效,数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录。 (2)作图时使用刻度尺,并借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行。,例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”。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

13、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,请你提出两个解决办法。,解析(1)由图知弹簧测力计A的分度值为0.2 N,按“二分之一”估读法可知小数点后保留一位,故读得结果为3.6 N。 (2)本实验是利用平衡条件确定两拉力的合力与重物M所受重力等值反向,故A是必要的。因弹

14、簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值,且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等,故B也是必要的。因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同,故C是必要的。由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则,而测力计A的拉力不同时O点的位置就不同,故不可能也无必要使O点静止在同一位置,故D符合题意。 (3)见答案。,答案(1)3.6(2)D(3)改变弹簧测力计B拉力的大小;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),考向三验证牛顿运动定律 方案一 实验原理 1.保持质量不变,探究加速度跟合力的关

15、系。 2.保持合力不变,探究加速度与质量的关系。 3.作出a-F图像和a-图像,确定其关系。 实验器材 小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺。 实验步骤 1.测量:用天平测量小盘和砝码的质量m和小车的质量m。,2.安装:按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)。 3.平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑。,4.操作:(1)小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,断开电源,取下纸带并编上号码。 (2)保持小车的质量m不变,改变小

16、盘和砝码的质量m,重复步骤(1)。 (3)在每条纸带上选取一段比较理想的部分,计算出小车运动的加速度a。 (4)描点作图,作a-F的图像。 (5)保持小盘和砝码的质量m不变,改变小车质量m,重复步骤(1)和(3),作a-图像。 注意事项 1.平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细,绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。 2.不重复平衡摩擦力。 3.实验条件:mm。 4.一先一后一按:改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小

17、车。 误差分析 1.因实验原理不完善引起的误差:本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。 2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。,数据处理 1.利用x=aT2及逐差法求a。 2.以a为纵坐标,F为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比。 3.以a为纵坐标,为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能 判定a与m成反比。 方案二 实验原理 实验中,研究的参量有F、m、a,在验证牛顿第二定律的实验中,可以控制参量m一定,研究a与F的关系;控制

18、参量F一定,研究a与m的关系。,实验步骤 1.将一端附有滑轮的长木板放在水平桌面上,取两个质量相等的小车,放在光滑的水平长木板上,示意图如图所示。,2.在小车的前端各系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个砝码盘,在盘内分别放数目不等的砝码,而在两小车上放质量相等的砝码,使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量,分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量M1和M2,把数值记录下来。此时,小车所受的水平拉力的大小F1和F2可以认为等于砝码盘和盘内砝码所受重力的大小。,3.在小车的后端也分别系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳,便于同时控制两辆小车,使它们同时开始运动和同时停止运动。 4

19、.打开夹子,让两辆小车同时从静止开始运动。小车走过一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来。分别用刻度尺测出两辆小车在这一段相同时间内通过的位移大小x1和x2,并记录下来。 5.分析所得到的两辆质量相等的小车在相同时间内通过的位移与小车所受的水平拉力的大小的关系,从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系。并将结论记在实验结论中。 6.在两个相同的砝码盘内放质量相等的砝码,而在两辆小车上放质量不等的砝码,使两辆小车的质量不等,而所受的拉力相等。仍保证砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量,分别用天平测出 两辆小车和车上砝码的总质量m1和m2,把数值记录下来。,7.

20、让两辆小车同时从静止开始运动。小车走过一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来。分别用刻度尺测出两辆小车在这一段相同时间内通过的位移大小x1和x2,并记录下来。 8.分析所得到的受相同拉力作用的两辆小车在相同时间内通过的位移大小与质量大小的关系,从而得到所受拉力相等的物体运动的加速度与物体质量大小的关系。并将结论记在实验结论中。 注意事项 1.在实验中,小车所受的摩擦力是造成系统误差的一个重要因素。因此利用小车重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。 2.改变小车的质量或拉力的大小时,改变量应尽可能大一些,但应满足砝 码盘和盘内砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量。,例3(2014课标,22,6分)

21、某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题: 图(a),图(b),(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(填“线性”或“非线性”)关系。 (2)由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是。,(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是。钩码的质量应满足

22、的条件是。,解题导引,解析(1)将图(b)中各点连线,得到的是一条曲线,故a与m的关系是非线性的。 (2)由图(b)可知,当钩码质量不为零时,在一定范围内小车加速度仍为零,即钩码对小车的拉力大于某一数值时小车才产生加速度,故可能的原因是存在摩擦力。 (3)若将钩码所受重力作为小车所受合力,则应满足三个条件,一是摩擦力被平衡,二是绳平行于轨道平面,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合力,设绳的拉力为T,由mg-T=ma、T=Ma有T=g=,可见 当mM时才有Tmg,故第三个条件为mM。,答案(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量,考向四探究动能定理 实

23、验目的 探究功与物体速度变化的关系。 实验原理(如图所示) 1.一条橡皮筋作用在小车上移动距离s做功为W0。 2.两条橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为2W0。,3.三条橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为3W0。 4.利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度,列表、作图,由图像可以确定功与速度变化的关系。,实验器材 橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等。 实验步骤 1.垫高木板的一端,平衡摩擦力。 2.拉伸的橡皮筋对小车做功: (1)用一条橡皮筋拉小车做功W。 (2)用两条橡皮筋拉小车做功2W。,(3)用三条橡皮筋拉小车做功3W。 3.测出每次做功后小车获得的速度。 4.分别用各次实

24、验测得的v和W绘制W-v或W-v2、W-v3图像,直到明确得出W和v的关系。 实验结论 物体速度v与外力做功W间的关系W=mv2。 实验注意事项 1.将木板一端垫高,使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。方法是轻推小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动,找到长木板的一个合适的倾角。,2.测小车速度时,应选纸带上的点均匀的部分,也就是选小车做匀速运动 的部分。 3.橡皮筋应选规格一样的。力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值。 4.小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些。 实验探究的技巧与方法 1.不直接计算W和v的数值,而只是看第2次、第3

25、次、实验中的W和v是第1次的多少倍,简化数据的测量和处理。 2.作W-v图像,或W-v2、W-v3图像,直到作出的图像是一条倾斜的直线。,例4如图所示,是某研究性学习小组做探究动能定理的实验装置,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功为W。当我们用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放,小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。 (1)除了图中已给出的实验器材外,还需要的器材有;,(2)平衡摩擦后,每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的部分进行测量; (3)

26、下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;,(4)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和小车速度vn变化的关系应是Wn,请你根据表中测定的数据在如图所示的坐标系中作出相应的图像验证理论的正确性。,解析(1)本实验中需要计算小车的速度,而计算小车的速度需要测量纸带上所打点之间的距离,故要用到刻度尺。 (2)小车在橡皮筋的作用下做加速运动,橡皮筋做功完毕后小车做匀速运动,因此,匀速时的速度即橡皮筋做功过程的末速度,故应选用纸带上点距均匀部分测量。 (3)橡皮筋每增加一条,对小车做的功就增加W,当我们用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时,橡皮筋做

27、的功分别是2W、3W、4W、5W (4)由动能定理可知,Wn=m,故Wn与成正比。由v=可得,v1= m /s=1.0 m/s,v2= m/s=1.4 m/s,v3= m/s=1.5 m/s,v4= m/s=2.0,m/s,v5= m/s=2.25 m/s,对应=1.0 m2/s2,=1.96 m2/s2,=2.25 m2/s2, =4 m2/s2,=5.06 m2/s2,由以上数据描点画图,如图所示,由图像可见,在 误差允许范围内,图线是经过原点的直线,说明Wn与成正比。,答案(1)刻度尺(2)点距均匀(3)2W3W4W5W(4)图像 见解析图,考向五验证机械能守恒定律 实验目的 验证机械能

28、守恒定律。 实验原理(如图所示) 通过实验,求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律。,实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线两根。 实验步骤 1.安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与电源相连。 2.打纸带 用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,再松开纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸带重打几条(35条)纸带。,(1)若选第1点O到下落到某一点的过程,即用mgh=mv2来验证,应选点迹 清晰,

29、且1、2两点间距离小于或接近2 mm的纸带。 (2)用m-m=mgh验证时,由于重力势能的相对性,处理纸带时选 择适当的点为基准点,这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否小于或接近2 mm就无关紧要了。 实验结论 在误差允许的范围内,自由落体运动过程机械能守恒。 误差分析 1.测量误差:减小测量误差的方法,一是测下落距离时都从0点量起,一次将各打点对应下落高度测量完,二是多测几次取平均值。,3.选纸带:分两种情况说明,2.系统误差:由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功,故动能的增加量Ek=m必定稍小于重力势能的减少量Ep=mghn,改进办法是调整 安装的器材,尽可能地减小阻力。 注意事项

30、1.打点计时器要竖直:安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以减小摩擦阻力。 2.重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。 3.应先接通电源,让打点计时器正常工作,后松开纸带让重物下落。 4.测长度,算速度:某时刻的瞬时速度的计算应用vn=,不能用vn= 或vn=gt来计算。,数据验证方案 方案一:利用起始点和第n点计算 代入mghn和m,如果在实验误差允许的范围内,mghn和m相等,则验 证了机械能守恒定律。 方案二:任取两点计算 1.任取两点A、B,测出hAB,算出mghAB。 2.算出m-m的值。 3.在实验误差允许的范围内,若mghAB=m-m,则验证了机械能守恒

31、定律。,从纸带上选取多个点,测量从第一点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v2,然后以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出v2-h 图像。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。,方案三:图像法,例5利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实 验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时 的瞬时速度v和下落高度h。(1)某班同学利用实验 得到的纸带,设计了以下四种测量方案: a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v。 b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=计算出瞬时速度v。 c.根据做匀变速直线运动时

32、纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=计算出高度h。 d.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v。,以上方案中只有一种正确,正确的是。(填入相应的字母) (2)某同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第1个点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表:,请在如图坐标系中描点作出v2-h图线;由图线可知,重物下落的加速度g=m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g

33、=9.80 m/s2,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重物机械能守恒的依据是。,解析(1)在验证机械能守恒定律的实验中不能将物体下落的加速度看做g,只能把它当做未知的定值,所以正确方案只有d项。 (2)若机械能守恒,则满足v2=2gh,则v2-h图线的斜率表示当地的重力加速度的2倍,由所作的图线可求出斜率为19.5 m/s2,故g=9.75 m/s2,在误差允许的范围内g=g,故机械能守恒。,答案(1)d(2)图线如图所示9.75(9.699.79均可) 图线为通过坐标原点的一条直线,所求g与g基本相等,考点二电学实验,考向基础 一、游标卡尺、螺旋测微器 1.游标卡尺 (1)构造和用途:如

34、图所示。,(2)原理:利用游标尺每小格长度和主尺每小格长度的微小差值,把微小长度积累起来进行测量。 (3)读数:如表所示,2.螺旋测微器 (1)构造原理:螺旋测微器是测量长度的仪器之一。在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等。用它测量长度,可以精确到0.01 mm,还可以估读到0.001 mm(即毫米的千分位),因此螺旋测微器又称为千分尺。,如图所示是常用的螺旋测微器。它的测砧A和固定刻度B固定在框架C上,旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。精密螺纹的螺距是0.5 mm,即D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm。因此,从可动刻度旋转了多少

35、个等份就知道长度变化了多少个0.01 mm。,(2)读数:测量值=固定刻度整毫米数+半毫米数+可动刻度读数(含估读数)0.01 mm。注意:半毫米线露出时,半毫米数为 0.5 mm,否则为零;测量值的最后一位一定在毫米的千分位上。 注意(1)游标卡尺和螺旋测微器原理不同,使用和读数也不尽相同,可加强对比记忆。,(2)游标卡尺读数时要以游标尺的左边缘为基准读取主尺上的示数;而螺旋测微器读数时要注意固定刻度的半毫米线是否露出。 (3)游标卡尺读数时不需向后估计一位,而螺旋测微器读数时要准确到0.01 mm,估计到0.001 mm,即测量结果若以mm为单位,小数点后必须保留三位。,二、电学实验器材的

36、选取原则 1.安全性原则:实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程,又不超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值。 2.精确性原则:在不违反安全性原则的前提下,尽量使测量结果更精确。 3.简便性原则:在不违反前两个原则的前提下,尽量使测量电路简单好接,测量中的调节控制操作方便。 三、电路的实物连线 1.总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负。 2.对限流电路,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。,3.对分压电路,应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头,比较该接头和滑动头的电势高低,根据“伏安法”部分电

37、表正负接线柱的情况,将“伏安法”部分接入该两点间。(注意滑动变阻器的滑片应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处) 四、电流表、电压表的读数,五、电表的改装,在实验室测量某金属丝的电阻率时,经分析需要一个量程为6 V的电压表与一个量程为0.6 A的电流表,但实验室为其提供的器材有两个满偏电流为Ig=3 mA、内阻为Rg=120 的电流表,两个最大阻值为9 999.9 的电阻箱。现用以上器材改装成满足上述要求的电压表和电流表,要得到量程为6 V的电压表需将串联的电阻箱调到1 880,要得到量程为0.6 A的电流表需将并联的电阻箱调到0.6。,六、电流表的内接法和外接法的比较,两种电路的选择方法

38、 1.阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大,小外偏小”。,2.临界值计算法 Rx时,用电流表内接法。 3.实验试触法:按图接好电路,让电压表一根接头P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。,七、滑动变阻器的限流式接法和分压式接,必须选用分压式的3种情况 1.若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电

39、压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式接法。 2.若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化不明显,此时,应改用分压电路。 3.若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式接法。,考向一游标卡尺、螺旋测微器的读数 游标卡尺的读数方法:“三看” (1)第一看精确度 例如(如图所示) 易错读成11 mm+40.1 mm=11.40 mm 正确的读数应为11.4 mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零,也不能随意去零。 例如(如图所示),考向突破,易错读成10 mm+

40、120.05 mm=10.6 mm,正确的应为10.60 mm。 (2)第二看游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度与标尺最前端 例如(如图所示) 易错读成11 mm+100.05 mm=11.50 mm,正确读数应为14 mm+100.05 mm=14.50 mm (3)第三看游标尺的哪条(第N条)刻度线与主尺上的刻度线对齐,例6(2015海南单科,11)某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为cm,高度为mm。 图(a),图(b),解析图(a)为20分度的游标卡尺,其精度为0.05 mm。主尺读数为12 mm,游标尺上第4条

41、刻线与主尺上的一条刻线对齐,故测量结果为12 mm+4 0.05 mm=12.20 mm=1.220 cm。螺旋测微器的精度为0.01 mm,由图(b)知固定刻度读数为6.5 mm,可动刻度读数为“36.0”,故工件的高度为6.5 mm+36.00.01 mm=6.860 mm。,答案1.2206.860,考向二测定金属丝的电阻率 实验原理(如图所示) 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率。,实验器材 被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(00.6 A),电压表(03 V),滑动变阻器(050 ),开关,导线

42、若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。,实验步骤 1.用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d。 2.连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3.用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l。 4.把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。 5.闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压 表的示数I和U的值,填入记录表格内。 6.将测得的Rx、l、d值,代入公式R=和S= 中,计算出金属丝的电阻率。,注意事项 1.先测直径,再连接电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量。 2.电流表外接法:本实验中被测

43、金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法。 3.电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大。 误差分析,1.若为内接法,电流表分压。 2.若为外接法,电压表分流。 3.长度和直径的测量有误差。,例7实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.710-8 m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。 可供使用的器材有: 电流表:量程00.6 A,内阻约0.2 ; 电压表:量程03 V,内阻约9 k;,滑动变阻器R1:最大阻值5 ; 滑

44、动变阻器R2:最大阻值20 ; 定值电阻:R0=3 ; 电源:电动势6 V,内阻可不计; 开关、导线若干。 回答下列问题: (1)实验中滑动变阻器应选(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至端(填“a”或“b”)。 (2)在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部,分的连接。,丙,(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为V。 (4)导线实际长度为m(保留2位有效数字)。,解析(1)因控制电路是限流式接法,而测量电路总电阻在3.0 以上,为使测量电路有较大的调节范围,滑动变阻器应选用总阻值较大的R2。为了保证开关闭合时电路的安

45、全,应使滑动变阻器接入电路中的阻值最大,即开关闭合前滑片应置于a端。 (2)见答案。 (3)由图乙知该电压表的分度值为0.1 V,故按“十分之一”估读法可知测量结果为2.30 V。 (4)R0+Rx=4.60 ,故Rx=1.60 。由Rx=可得L=,代入数据可得L 94 m。,答案(1)R2a(2)如图所示 (3)2.30 (4)94,考向三描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验原理 1.测多组小灯泡的U、I的值,并绘出I-U图像; 2.由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系。 实验器材 小灯泡“3.8 V,0.3 A”、电压表“03 V15 V”、电流表“00.6 A3 A”、滑动变阻器、学生电源、

46、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。,2.将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如图乙所示的电路。 3.测量与记录 移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并 将测量数据填入自己设计的表格中。,实验步骤 1.画出电路图(如图甲所示)。,4.数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系。 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点。 (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来,得到小灯泡的伏安特性曲线。 实验器材选取 1.原则:(1)安全;(2)精确;(3)操作方便。 2.具体要求 (1)电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流,干电池中电

47、流一般不允许超过0.6 A。 (2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。,(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值。 (4)电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上。 (5)从便于操作的角度来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器。 注意事项 1.电路的连接方式 (1)电流表应采用外接法,因为小灯泡(3.8 V,0.3 A)的电阻很小,与量程为0.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大。 (2)滑动变阻器应采用分压式接法,目的是使小灯泡两端的电压能从0开始连续变化。,2.闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小

48、灯泡分得电压为0的一 端,使开关闭合时小灯泡的电压能从0开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝。 3.I-U图线如果发生明显弯曲时绘点要密,以防出现较大误差。 误差分析 1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值。 2.测量时读数带来误差。 3.在坐标纸上描点、作图带来误差。,例8有一个额定电压为2.8 V,功率约为0.8 W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个小灯泡的I-U图线,有下列器材供选用: A.电压表(03 V,内阻6 k); B.电压表(015 V,内阻30 k); C.电流表(03 A,内

49、阻0.1 ); D.电流表(00.6 A,内阻0.5 ); E.滑动变阻器(10 ,2 A); F.滑动变阻器(200 ,0.5 A); G.蓄电池(电动势6 V,内阻不计) 。 (1)用如图甲所示的电路进行测量,电压表应选用,电流表应选用,滑动变阻器应选用。(用字母代号表示),甲 (2)通过实验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为,此时灯泡的功率为W。,乙 (3)若将此灯泡与电动势为6 V、内阻不计的电源连接,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为 的电阻。,解析(1)小灯泡的额定电压为2.8 V,故电压表应选用03 V量程的电压表;小灯泡的额定功率为0

50、.8 W,故小灯泡的额定电流约为0.3 A,电流表应选取00.6 A量程的电流表;滑动变阻器应选择阻值较小的滑动变阻器,便于调节。 (2)根据图乙可知,当小灯泡两端的电压为2.8 V时,对应的电流为0.28 A,则R= =10 ,此时灯泡的功率为P=UI=2.80.28 W=0.784 W。 (3)当灯泡正常发光时电路中的电流为I=0.28 A,则串联电阻两端的电压为UR=6 V-2.8 V=3.2 V。根据欧姆定律可知应串联电阻的阻值为R= = =11.4 。,答案(1)ADE(2)100.784(3)11.4,考向四测量电源的电动势和内阻 实验原理 闭合电路欧姆定律 实验器材 电池、电压表

51、、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。 实验步骤 1.电流表用00.6 A的量程,电压表用03 V的量程,按图连接好电路。,2.把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。 3.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I1,U1)。用同样的方法再测量几组I、U值,填入表格中。 4.断开开关,拆除电路,整理好器材。,实验数据求E、r的处理方法 1.列方程求解:由U=E-Ir得,解得E、r。 2.用作图法处理数据,如图所示:,(1)图线与纵轴交点为E; (2)图线与横轴交点为I短=; (3)图线的斜率表示r=。 注意事项 1.为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电

52、池。 2.电流不要过大,应小于0.5 A,读数要快。 3.要测出不少于6组的(I,U)数据,变化范围要大些。,4.若U-I图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r=确定。 5.电流表要内接(因为r很小)。 误差来源 (1)偶然误差:用图像法求E和r时作图不准确。 (2)系统误差:电压表分流。,例9用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约为6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有: 电流表A1(量程030 mA); 电流表A2(量程0100 mA); 电压表V(量程06 V); 滑动变阻器R1(阻值05 ); 滑动变阻器R

53、2(阻值0300 ); 开关S一个,导线若干。 某同学的实验过程如下: .设计如图1所示的电路图,正确连接电路。,图1 .将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图2所示的图线。,图2 .断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变。重复的步骤,得到另一U-I 图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0)。,回答下列问题: 电流表应选用,滑动变阻器应选用; 由图2的图线,得电源内阻r=; 用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=,代入数值可得Rx; 若电表为理想电表,Rx接在

54、B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围,电压表示数变化范围。(选填“相同”或“不同”),解析电路总电阻可能的最小值约为20 ,则回路中可能的最大电流Im= A=300 mA,可见,电流表应选用A2。 若选用滑动变阻器R1,电路中电流变化范围太窄,并且当R1连入电路阻值最大时,电路中电流仍可能会超过电流表A2的量程,故应选用R2。 图2中,U-I图线的斜率的绝对值等于电源内阻,由图像可知:r=25 。 由题意可知,Rx+r=,则Rx=-r。 若电表为理想电表,Rx接在B、C或A、B之间,对干路中电流无影响,故电流表示数变化范围相

55、同,很显然,电压表示数变化范围不相同。,答案A2R225-r相同不同,考向五练习使用多用电表 欧姆表原理(多用电表测电阻原理) 1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。,欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。 外部:接被测电阻Rx。 全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。,2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=。 3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。 (1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲) (2)当I=0时,Rx,在I=0处标为“”。(图乙) (3)

56、当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻。 多用电表 1.多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程。 2.外形如图所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程。,3.多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔)。,二极管的单向导电性 1.晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。 2.晶体二极管具有单

57、向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。,3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。 实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 实验步骤 1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。 2.机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若,不指零,则可用小螺丝

58、刀进行机械调零。 3.将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。 4.测量小灯泡的电压和电流。 (1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。,(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。,5.测量定值电阻 (1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处; (2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数; (3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果; (4

59、)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 多用电表使用注意事项,1.表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”,“黑出”。 2.区分“机械零点”与“欧姆零点”。机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮。 3.由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应挡位的倍率。 4.使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆。 5.测量电阻时待测电阻要与其他元件

60、和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表。,6.测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零。 7.使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡。长期不用,应把表内电池取出。 多用电表对电路故障的检测 1.断路故障的检测方法 (1)用直流电压挡: a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。 b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点。,(2)用直流电流挡: 将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。 (3)用欧姆挡检测 将各元件与电源断开,然后

61、接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。 2.短路故障的检测方法 (1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。 (2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障可能是短路。,例10如图1所示的黑箱中有三只完全相同的电学元件,小明使用多用电表对其进行探测。,图1,图2,(1)在使用多用电表前,发现指针不在左边“0”刻度线处,应先调整图2 中多用电表的(选填“A”、“B”或“C”)。 (2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源时,一表笔接a

62、,另一表笔应(选填“短暂”或“持续”)接b,同时观察指针偏转情况。 (3)在判定黑箱中无电源后,将选择开关旋至“1”挡,调节好多用电表,测量各接点间的阻值。测量中发现,每对接点间正反向阻值均相等,测量记录如下表。两表笔分别接a、b时,多用电表的示数如图2所示。 请将记录表补充完整,并在图1的黑箱图中画出一种可能的电路。,解析(1)A是机械调零,B是欧姆调零,C是功能选择开关,故选填A。 (2)为防止a、b间存在高压电源在持续接通时烧坏电表,应采用“点触”方式。 (3)正反向阻值相等说明两接点间无二极管。由题图2可以读出a、b间阻值为5.0 。因黑箱内只有三个阻值相等的电阻,由表内数据知b、c间

63、电阻等于a、b间电阻与a、c间电阻之和,故可推测a、b间电阻与a、c间电阻相串联。又因a、c间阻值是a、b间阻值的2倍,故a、b间有一个电阻时a、c间两个电阻串联;a、c间有一个电阻时a、b间两个电阻并联,电路图见答案。,答案(1)A(2)短暂(3)5.0如图所示,考点三选考实验,考向基础 一、模型的建立 1.通过扫描隧道显微镜我们知道分子(原子)并不是一个个的小球,把分子看成小球是对分子建立的一种理想化物理模型,模型都是人们根据研究的问题而建立的,理想模型在一定场合、一定条件下突出客观事物的某种主要因素,忽略次要因素而建立起来的。将分子看成小球,与力学中的质点、电学中的点电荷一样,都是理想化

64、的模型。实际分子的结构是很复杂的,我们所计算出的分子大小只是一个粗略的数量级的概念。 2.单摆的运动也可以看成一个理想化的运动模型,但摆球不能看成质点,在测摆长时应从球心开始算起。 3.在几何光学中,不应把光看做电磁波,而应看做光能量传播方向的几何,线,表示光的传播方向的直线称为光线,光线是一种几何的抽象。在实际当中不可能得到一条光线。测量玻璃的折射率利用了光线的模型,光线也是为了研究问题而建立起来的物理模型。 二、研究微小量的方法 可以通过一些实验的设计来通过测量较大的量来研究较小的量。 1.比如测量金属丝的直径采用累积法,把金属丝缠绕起来,测其长度再除以匝数从而得到其直径。 2.再比如我们

65、可以用量筒和刻度尺估测一粒绿豆的直径,先用量筒测出一定的绿豆的体积V,再将这些绿豆平摊在水平桌面上,不要重叠,测出所占的面积S,则绿豆的直径d=。,3.油膜法测分子直径的大小也利用了这一思想,让油酸分子在水面形成 单分子层,如图,则其体积与面积两个宏观量的比即其分子直径。,考向突破,考向一用油膜法估测分子的大小,注意事项 1.实验前应检查方盘是否干净。 2.方盘中的水应保持稳定状态,最好静置一段时间,痱子粉均匀撒在水面上。 3.向水面滴油酸酒精溶液时,针尖应竖直、靠近水面,如果离水面太高,可能无法形成油膜。最好在1 cm左右。 4.计算油膜面积时,以坐标纸上方格的数目来计算,不足半个的舍去,多

66、于半个的算1个。 5.油酸酒精溶液的浓度以小于为宜。,例11在“用油膜法估测分子大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形小格的边长为1 cm。试求: (1)油酸薄膜的面积是cm2; (2)实验测出油酸分子的直径是m;(结果保留两位有效数字) (3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?,解析(1)舍去不足半格的,多于半格的算一格,数一下共有118个;一个小方格的面积S0=L2=1 cm2, 所以面积S=1181 cm2=118 cm2。 (2)一滴纯油酸的体积V= mL=7.510-12 m3 油酸分子直径d= m6.410-10 m。 (3)让油膜尽可能散开,是为了在水面上形成单分子油膜。,答案(1)118(2)6.410-10 (3)这样做的目的是在水面上形成单分子油膜,考向二单摆的周期与摆长的关系,注意事项 1.悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证顶点固定。 2.强调在同