【物理】届新课标高中总复习：专题 中学物理实验类型.ppt

实验原理
根据牛顿第二定律，物体的加速度与 作用力成正比，与质量成反比。通过 改变作用力和质量，测量对应的加速 度，验证牛顿第二定律。
牛顿第二定律实验
实验步骤
1
2
1. 准备实验器材：气垫导轨、滑块、天平、砝码 、测力计、光电计时器。
3
2. 将气垫导轨调整水平，安装滑块和测力计。
牛顿第二定律实验
3. 用天平测量滑块的质量m，用砝码改变作用 力F。
了解实验步骤
在进行实验前，学生应充分了解实验步骤和 注意事项。
实验中注意事项
遵循实验步骤
严格遵循教师或实验指导书的步骤进 行实验，不得擅自更改或跳过任何步 骤。
注意观察实验现象
在实验过程中，学生应时刻观察实验 现象，并记录相关数据。
避免触电和烫伤
在使用电源和加热设备时，要特别小 心，避免触电和烫伤。03实验结果分析
数据对比与解释
数据对比
将实验得到的数据与理论值进行 对比，分析误差产生的原因。
数据解释
根据对比结果，对实验数据进行 分析，解释数据变化趋势和规律 。
实验结论
结论总结
根据实验结果，总结出实验的结论， 包括对实验原理的验证和实验现象的 解释。
结论应用
探讨实验结论在实际生活和工程中的 应用，体现物理实验的价值。
自由落体实验
实验步骤
1. 准备实验器材：自由落体装置、光电计时器、 尺子。 2. 将光电计时器固定在铁架台上，调整高度。
自由落体实验
01
3. 将小球置于起点位置，释放小球，记录下落时间。
02
4. 改变高度，重复实验，记录数据。
5. 分析数据，得出结论。
03
牛顿第二定律实验
实验目的

(这时图线与横轴的交点不再是短路电流)
例2. 如图示的电路中，R1 、R2为标
R1
准电阻，测定电源的电动势和内阻时，
如果偶然误差可以忽略不计，则电动
R2
势的测量值
等真于实值，内阻的测
A
量值
偏真大实值，产生误差的原因
Er
是
电流表有内。阻
E=I1（R1+ RA+ r） ①
E真
I1I 2 I1 I2
(R 2
E
由U =E -Ir 可知，U
是I 的一次函数。
0
I短 I/A
（1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0）
（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0）
（3）图象斜率的绝对值为电源内阻
r E U I短 r
思考
1、给你一节使用过的干电池、一个滑动变阻 器、一块电流表、一块电压表、一个电键和导线 若干,如何测量这节电池的电动势和内阻。
R1)
E=I2（R2+ RA+ r） ②
r真
I2R 2 I1R1 I1 I2
RA
练习 在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开关和
即为所测电源的电动势和内阻。
②图象法
由U =E -Ir 可知，U 是I 的一次函数。
U/V
E
图象在横轴上的截距
还是短路电流吗？
U0
0
I短 I/A
讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况? （1）图象在纵轴上的截距为电源的电动势E （I=0）
（2）图象在横轴上的截距为短路电流I短 （U=0）
（3）图象斜率的绝对值为电源内阻
6.18 mm
0
1

12/9/2021
螺旋测微器（千分尺）
（2）原理和使用 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转
一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此， 沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测 微器的精密螺纹的螺距是，可动刻度有50个等分刻度，可动刻度旋 转一周，测微螺杆可前进或后退，因此旋转每个小分度，相当于测微 螺杆前进或后退这。可见，可动刻度每一小分度表示，所以以螺旋测 微器可准确到。由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名 千分尺。
12/9/2021
只有一把在刻水度平的尺直··铁··轨··上以速度v匀速
行驶的车厢，突然以加速度a做 匀加速直线运动，在车厢内距 地板高为h的光滑平板上的小 球落下，则小球的落地点距光 滑的平板边缘的水平距离为：
算算这道题，你会用一把 刻度尺测加速度了吗？
12/9/2021
12/9/2021
a
h 1 gt2 2
12/9/2021
组合仪器应用游标卡尺 ＋天平
如图，是压力锅的剖面图，它的盖子上有2个气 孔，气孔1在常温下活塞落下，使锅内与外界连 通，但在温度升至100℃时水蒸气会氢活塞冲起 （此时锅内压强为1×105Pa），这时锅内温度继 续升高，气体压强增大，当压强增至一定值时， 气体会冲开气孔2上的限压阀，此后锅内保持一 定压强和温度。（设压强每增加2.7 cmHg，水的 沸点相应增加1℃，锅内水的初始温度为20℃， 限压阀被水蒸气冲开以前水的汽化吸热不计，初 升温阶段至限压阀被冲开这段时间内单位时间内 增加的温度相同） 若给你游标卡尺和天平，请估计出锅内最后的压 强。
天平
12/9/2021
秒表
自己试一试
12/9/2021

2分23.35秒
（二）实验原理和实验知识的理解
要求能依据理论知识，建立待求量与能直接测 量的各个量之间的关系，拟定实验方案．能合 理选择和组配仪器，选择实验条件和测量方法 ，合理安排实验程序以减少误差或简化操作等
例 在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,在下列 所给出的器材中,应该选用的是 B、E (用器材前的字母表 示).
5)连线作图时要使数据点均匀分布在图线两侧，以起 到取平均值的作用．一般在已知数据间用实线相连，数 据区域外用虚线延伸．在已知规律情况下，如果某个数 据点明显偏离图线，可以作为错测而舍去。
用数学图象法处理实验数据是高考对实
验能力考查的一个重要方面，用图象法处理 数据求测量值，可以简化复杂计算并起到取 平均值减小随机误差的作用．利用图线同样 可以验证物理规律，或者导出未知的物理量 之间的关系．但在作图时，因为用点的位置 表示一组实验数据，因此需要严格按规则作 图，否则误差反而会加大．
答： 将打点计时器固定在小车后的木板上． 调节滑轮高度，使牵引小车的细线与木板平行； 在木板后端下面垫适当厚度的物体，使木板成为 小倾角斜面，调节倾角，直到小车在不受牵引时 恰好能沿木板匀速向下运动为止．
（四）掌握处理实验数据的基本方法． 实验数据处理方法常用的是列表法，分组隔 项逐差法（如测匀变速直线运动加速度所用 方法）和图线法．
0
5
10
35
15
20
10
秒表
0
59
31
28 57
14 0 1
13
2
2
26
12
3
55 24
11
4
10
5
9
6
87
53

20.0
1.0010
20.020
18.0
1.0952
16.0
1.2313
19.714 19.701
14.0
1.4030
19.642
12.0
1.6351
19.621
（1）仔细观察不难发现，pV值越来越小，造成这一现象的可
能原因是（
）
（A）实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力逐渐增大，
（B）实验时环境温度逐渐升高，
实验目的：
用描迹法画出电场中一个平面上的等势线。
实验器材：
DIS（电压传感器）、木板、白
纸、复写纸、导电纸、图钉若干、电
池、电键、圆柱形电极两个、探针两
Q
个。
AM
B
实验原理：
P
用电流场模拟静电场。 当两点电势相等时，电压表读数为零
三．实验步骤：
1．在木板上依次铺上白纸、复写纸、导电纸，导电纸有导 电物质的一面向上，用图钉固定住，在导电纸上相隔约10cm放 两个圆柱形电极。
。
• 测定结果表明，分子直径的数量级是10－10m
练习2：实验中下列各做法的目的是什么？ （1）已知油酸酒精溶液的浓度
可计算纯油酸的体积
（2）把油酸酒精溶液滴入量筒
计算每滴油酸溶液的体积
（3）把痱子粉均匀地洒在水面上
使油酸膜轮廓清晰
（4）在水面上滴入一滴油酸酒精溶液
保证油膜成单分子膜
十二、用DIS描绘电场的等势线
1.0
1/V 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
一同学用下图装置研究一定质量气体的压强与体积的关系，实 验过程中温度保持不变。最初，U形管两臂中的水银面齐平， 烧瓶中无水。当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的 水银面出现高度差。实验的部分数据记录在右表。

专题十四 实验—2021版新课标版高考物理复习ppt
专题十四 实验—2021版新课标版高考物理复习ppt
由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出,也可 以用其他方法测出。这样,进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数 据。 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,以第1次实验 时的功W0为单位,作出W-v曲线即功-速度曲线。分析这条曲线,可以得知橡 皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系。
专题十四 实验—2021版新课标版高考物理复习ppt
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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。
专题十四 实验—2021版新课标版高考物理复习ppt
专题十四 实验—2021版新课标版高考物理复习ppt
实验步骤
1.把弹簧悬吊在铁架台上,让弹簧自然下垂,在弹簧不挂钩码时测量弹簧的
原长L0。 2.将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长并计算钩
码的重力,并将弹簧所受拉力F(等于所挂钩码的重力),填写在记录表格
3
运动物体的加速度。
专题十四 实验—2021版新课标版高考物理复习ppt
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二、探究弹力与弹簧伸长的关系 实验原理 用悬挂法测量弹簧的弹力运用的是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的 重力相等。弹簧的长度可以用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长 度减去弹簧原来的长度进行计算。

答案 (1)B (2)A B (3)mgx2
x3 x1 2T
(4)v2=kW,k=(4.5~5.0)m2· s-2· J-1 质量 (5)A
解析 本题考查“探究动能定理”实验。
(1)打点计时器使用的是交流电源。 (2)把长木板右端垫高,利用小车的重力沿斜面的分力平衡摩擦力和其 他阻力;在不挂重物且计时器打点的情况下,小车沿斜面能匀速运动,表 明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
1 2 1 57.00 37.80 2 v 10 动能的变化量ΔEk= m E-0= ×0.390× J-0≈0.180 J 2 2 2 0.1
2
(2)虽然平衡了摩擦力,但是每次运动中空气或纸带的阻力做负功,所以
W略大于ΔEk。
考点三
创新角度 实验原理 的创新 实验装置\原理图
七、注意事项
1.平衡摩擦力时,将木板一端垫高,使小车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 断小车是否匀速运动,从而找到木板一个合适的倾角。 2.测小车的速度时,应选纸带上的点均匀分布的部分。

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
能保证小车所受摩擦力不变,才能保证平衡摩擦力后绳的拉力等于小车 所受合力,故D正确。 (3)要增加纸带上所打下点的数目,只有减小小车运动的加速度。在所挂钩 码数目不变的情况下只有增大小车的质量,即在车上增加砝码或钩码。
(4)当将细绳的拉力作为小车所受合力时,需满足几个条件:一是摩擦力
被平衡,二是绳与板面平行,此二者可保证绳对车的拉力等于车所受合 力,但车加速运动时钩码加速下降,钩码重力大于绳上拉力,则只有当钩 码质量远小于小车质量时,钩码重力与小车所受合力才近似相等,故此 情况可能是由C、D原因造成的。

2021/3/30
9
偶然误差
y
平均值 理论值
o
n
通过多次测量取平均 值可以减小偶然误差
2021/3/30
系统误差
y
平均值 理论值
o
n
通过多次测量取平均 值不能减小系统误差
10
减小系统误差的方法
改进仪器、完善测量原理或方法。例如： 伏安法测电阻时应根据实验要求选择合适的实 验电路（安培表内接或外接）并选择量程合适 的测量仪器，验证牛顿第二定律实验中要注意 平衡摩擦力并使砂和砂桶的质量远远小于小车 质量。
2021/3/30
11
（2）随机（偶然）误差
由于各种不确定因素对测量各环节（测量者、 测量仪器、被测对象以及测量过程等）的影响而造成 的误差。
例如：测量者读数时产生的误差，调节仪器时 （如透镜成像时像屏位置的确定、用插针法确定折射 光方向）产生的误差，实验环境变化带来的误差都属 于随机误差。随机误差的特点是测量结果偏大、偏小 是随机的、不确定的，但是随着测量次数的增加，偏 大和偏小的机会是均等的。
1. 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、电火花计 时器或电磁打点计 时器、弹簧秤、电 流表、电压表、多 用电表、示波器、 滑动变阻器、电阻 箱、温度计等.
108. 描绘小灯泡的伏安特性
曲线
2021/3/30
5
实
验
内容
要求
说明
109. 把电流表改装为 电压表
准确数字，如游标卡尺的读数、电磁打点计时器打点
周期。 2021/3/30
15
（2）有效数字的运算
在多次测量取平均值和利用物理规律由直接测 量量计算间接测量量时，对结果应取2-3位有效数 位。间接测量量的有效数字运算在高中不作要求。

2018/7/3 学生实验１ 该课件由【语文公社】 学生实验 2 演示与设计 友情提供
专题训练
F. 将两表笔 分别接到R的两端，读出R的值， 随后断开； G.两表笔短路，旋动欧姆调零旋钮，使表针对 准欧姆挡刻度上的0，随后断开。
请将能准确测定电阻值，并符合多用 电表安全使用规则的步聚按顺序代号填入下 面的横线上：＿＿＿＿＿＿ 解析： 根据多用表的使用步聚: 选挡→调零→测量→复位; 答案 得出 案：E→G→F→D
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2018/7/3 学生实验１
专题训练
求：
①为保护待测电阻不至烧毁，实验中电阻两 端电压应控制在＿＿V以下；电压表应选＿＿； ②为了保护待测电阻，通过它的电流应控制在 ＿＿A之下，应选的电流表＿＿； ③根据题意作出实验电路图。
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专题训练
说明
1、秒表、螺旋测微器、游标卡 尺、刻度尺和电流（压）表等仪器其 测量值越大，误差越小。
２、多用表测电阻时，指针在中间附 近比较准确。
2018/7/3 学生实验１
该课件由【语文公社】 学生实验 2 演示与设计 友情提供
为达上述目的，测量时，使读数越满偏 越准确，但应注意，多用表测电阻时，指针指 在中间附近最准确。
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专题训练
例题４
用三棱镜测定玻璃的折射率的实验。先 在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一则插上两 枚大头针，Ｐ１和Ｐ２，然后在棱镜的另一则 观察，调整视线使Ｐ１的像被Ｐ２挡住。接 着在眼睛所在的一则插两枚大头针Ｐ３和Ｐ ４ ，使Ｐ３挡住Ｐ１和Ｐ２的像，使Ｐ４挡住 Ｐ１、Ｐ２和Ｐ３的像；在纸上标出大头针的 位置和三棱镜轮廓如图所示。

(1)电流表的内接法电路如图1331所示，在此电路中电流的 测量的是真实值即I测=I实，但加在电压表两端的电压却是 被测电阻与电流表共同分得的电压即U测＞U实，这样我们 在计算电阻R时R测=U测/I测＞U实/I实，也就是这样测得的电 阻比实际值偏大，实际上测得的电阻是电流表与被测电阻 串联的总电阻．
③描绘电源的伏安特性曲线要求外电阻变化测定对应的 多组路端电压和电流，本实验中用两个小灯泡来改变外 电阻获得两组电流值，然后在小灯泡的伏安特性曲线上 查出对应的电压，用两个坐标点描绘图象．为描绘准确
【分析】
本题重点是伏特表与安培表外接法测电阻，滑动变 阻器采用分压式连接，根据它们的条件与原理进行 求解．
【解析】
(1)①游标卡尺方便于测量内径、外径和深度，而 螺旋测微器只能测外径．故选A；②多次测量取平 均值的目的就是减小偶然误差．
(2)①图象中电流0～0.14A，电流表选A2；电源电 压6V，但图象只要求电压在0～3V之间调整，为了 用分压式接法，为了能很好调节电压，滑动测量 准确电压表选V1；由于绘制图象的需要，要求电 压从0～3V之间调整，所以滑动变阻器只能采变阻 器应选用阻值较小的R1.
在这里所指的远大于不是指具体值，而是看两者的倍数 关系，若满足R＞RV 则应选用内接法，反之就要选用
RA R 外接法．外接法多用于测小阻值电阻，内接法多用于测 大阻值电阻．
图1333
在不知电阻的具体值时我们可以选用试触法，其电路可以 参照图1333.若电键先打在a端观察两表示数，再打到b端再 来观察两表示数，如果电压表的示数变化明显则说明电流 表分压不能忽略，所以应选用电流表的外接法，反之如电 流表的示数变化明显则说明电压表的分流较大，电压表的 分流不能忽略，要选用电流表的内接法．