广东省高考考纲要求的物理实验整理Word格式文档下载.docx

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知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；

能在某些实验中分析误差的主要来源；

不要求计算误差。

3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。

间接测量的有效数字运算不作要求

应注意的实验问题

1、会正确使用的仪器：

（读数时注意：

量程，最小刻度，是否估读）

刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、天平、秒表、打点计时器、弹簧秤、电流表（AmAμA）、电压表、多用电表（“Ω”档使用）、滑动变阻器和电阻箱。

以上各表中不需估读的是：

2、①选电学实验仪器的基本原则：

安全：

不超量程，不超额定值

准确：

电表——不超量程的情况下尽量使用小量程。

方便：

分压、限流电路中滑动变阻器的选择

②电路的设计考虑：

控制电路“分压、限流”；

测量电路“电流表内、外接”

测量仪器的选择：

电表和滑动变阻器；

电表量程的选择（估算）

③电学实验操作：

注意滑动变阻器的位置，闭合电键时应输出低电压、小电流（分压电路如何，限流电路如何）；

注意连线

3、容易丢失的实验步骤

验证牛顿第二定律实验中的平衡摩擦力；

验证动量守恒实验中要测两小球质量；

验证机械能守恒定律实验中选用第一、二点距离接近2mm的纸带，不用测m；

多用电表的欧姆档测量“先换档，后调零”，测量完毕将选择开关置于空档或交流电压最高档；

数据处理时多次测量取平均值。

4、理解限制条件的意义

验证牛顿第二定律实验中m<

<

M；

这是因为：

碰撞中的动量守恒实验中m1>

m2；

5、分析几个实验的误差

验证牛顿第二定律实验中图线不过原点或弯曲的原因：

伏安法测电阻电流表内外接引起的误差原因：

用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻两种电路的误差原因：

研究匀变速直线运动测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器）

[实验目的]1．练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。

　　2．学习用打点计时器测定即时速度和加速度。

[实验原理]1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点，纸带上的点表示与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究点间的间隔，就可以了解物体运动的情况。

　　2．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，s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

　右图为打点计时器打下的纸带。

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（每隔5个间隔点）取一个计数点A、B、C、D…。

测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3…利用打下的纸带可以：

求任一计数点对应的即时速度v：

；

如

（其中T=5×

0.02s=0.1s）

3．由纸带求物体运动加速度的方法：

（1）利用上图中任意相邻的两段位移求a：

（2）用“逐差法”求加速度：

即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求

再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。

（3）用v-t图法：

即先根据

求出打第n点时纸带的瞬时速度，再求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。

[实验器材]　小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺等。

[注意事项]

1．纸带打完后及时断开电源。

2．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜。

3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个（即每隔5个时间间隔取一个计数点），是为求加速度时便于计算。

4．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。

所取的计数点要能保证至少有两位有效数字

探究弹力和弹簧伸长的关系

利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重量）的多组对应值，填入表中。

算出对应的弹簧的伸长量。

在坐标系中描点,根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象，从而发确定F-x间的函数关系。

解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。

该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。

对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系。

（这一点和验证性实验不同。

）

[实验目的]　实验研究合力与分力之间的关系，从而验证力的合成的平行四边形定则。

　[实验原理]　此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：

使橡皮条在某一方向伸长一定的长度），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。

　[实验器材]方木板一块,白纸,图钉若干,橡皮条,细绳套,弹簧秤（2个）,三角板,刻度尺,量角器,细线等。

　[实验步骤]1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。

　　2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。

　　3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成一定角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。

　　4．用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。

在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板，根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。

　　5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。

按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'

的图示。

　　6．比较F'

与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。

　　7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。

再重复实验两次，比较每次的F与F'

是否在实验误差允许的范围内相等。

　　[注意事项]1．用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面平行的同一平面内。

使用的弹簧秤是否良好（是否在零刻度），拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。

2．同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置O必须保持不变。

3．结点的位置和线方向要准确

[实验目的]验证牛顿第二定律。

[实验原理]1．如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。

2．保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。

[实验器材]　小车，砝码，小桶，砂，细线，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，托盘天平及砝码，米尺等。

[实验步骤]　1．用天平测出小车和小桶的质量M和M'

，把数据记录下来。

　　2．按如图装置把实验器材安装好，不挂小桶，即不给小车加牵引力。

　　3．平衡摩擦力：

在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上可以保持匀速直线运动状态（也可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。

　　4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量m和m'

记录下来。

把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。

　　5．保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。

　　6．算出每条纸带对应的加速度的值。

　　7．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力（M'

+m'

）g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。

若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。

8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点，并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。

[注意事项]1．砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的

2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。

用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。

　　3．作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。

探究动能定理

[实验目的]验证机械能守恒定律。

[实验原理]当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。

若某一时刻物体下落的瞬时速度为v，下落高度为h，则应有：

mgh=

，借助打点计时器，测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。

　　测定第n点的瞬时速度的方法是：

测出第n点的相邻前、后两段相等时间T内下落的距离sn和sn+1，由公式

算出，如图所示。

[实验器材]　铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。

[实验步骤]1．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。

　　2．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点计时器附近。

　　3．接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。

　　4．重复几次，得到3～5条打好点的纸带。

　　5．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上0，以后各依次标上1，2，3……，用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3……。

　　6．应用公式计算各点对应的即时速度v1、v2、v3……。

　　7．计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量

，进行比较。

　[注意项事]：

⑴要多做几次实验，选点迹清楚，且第一、二两点间距离接近2mm的纸带进行测量。

⑵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各点对应的速度v2、v3、v4，验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh和动能增加量

是否相等。

⑶由于摩擦和空气阻力的影响，本实验的系统误差总是使

即

>

⑷本实验不需要在打下的点中取计数点。

也不需要测重物的质量。

测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

[实验目的]：

用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；

练习使用螺旋测微器。

　　[实验原理]：

根据电阻定律公式R=

，只要测量出金属导线的长度

和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。

　　[实验器材]：

被测金属导线，直流电源（4V），电流表（0-0.6A），电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺等。

[实验步骤]1．用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。

（螺旋测微器测出直径，并算出横截面积）

　　2．按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

（用外接限流测金属丝电阻）

　　3．用刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值

。

（用刻度尺测出金属丝长度）

　　4．把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。

改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。

（设计实验表格计录数据,多次测量求平均值）

　　5．将测得的R、

、d值,代入电阻率计算公式

中,计算出金属导线的电阻率。

　　6．拆去实验线路，整理好实验器材。

　　[注意事项]1．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。

　　2．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。

　　3．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。

　　4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。

　　5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中变化。

被测电阻丝的电阻（一般为几Ω）较小，所以选用电流表外接法;

可确定电源电压、电流表、电压表量程均不宜太大。

本实验不要求电压调节范围，可选用限流电路。

因此选用下面左图的电路。

开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。

本实验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。

器材：

电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡（4v,0.6A）灯座、开关，导线若干

注意事项:

因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右）所以应该选用安培表外接法。

小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，且在低电压时温度随电压变化比较明显,因此在低电压区域内,电压电流应多取几组,所以得出的U-I曲线不是直线。

为了反映这一变化过程，

灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压（电压变化范围大）。

所以滑动变阻器必须选用调压接法。

在上面实物图中应该选用上面右面的那个图，

开始时滑动触头应该位于最小分压端（使小灯泡两端的电压为零）。

由实验数据作出的I-U曲线如图

说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。

（若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。

若选用的是标有“3.8V0.3A”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；

电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。

传感器的简单使用

传感器担负采集信息的任务，在自动控制、信息处理技术都有很重要的应用。

如：

自动报警器、电视摇控接收器、红外探测仪等都离不开传感器.传感器是将所感受到的物理量（力热声光）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件。

工作过程：

通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于利用的信号，转换后的信号经过相应的仪器进行处理，就可以达到自动控制等各种目的。

热敏电阻，升温时阻值迅速减小;

光敏电阻，光照时阻值减小，导致电路中的电流、电压等变化来达到自动控制

补充：

1．伏安法测电阻__两种接法，a叫（安培表）外接法，b叫（安培表）内接法。

估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法：

如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：

如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化，

若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；

若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。

（1）滑动变阻器的连接

a叫限流接法，b叫分压接法。

分压接法：

被测电阻上电压的调节范围大。

当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。

用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；

“以小控大”

用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。

（2）实物图连线技术___先把伏安法部分接好；

测定电源的电动势和内阻

测定电池的电动势和内电阻。

[实验原理]如图，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组

、r值，最后分别算出它们的平均值。

　　此外，还可以用作图法来处理数据。

即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图象所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r的值。

[实验器材]待测电池，电压表（0－3V），电流表，滑动变阻器（10Ω），电键，导线。

[实验步骤]1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按电路图连接好电路。

　　2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。

　　3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。

　　4．打开电键，整理好器材。

　　5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。

[注意事项]1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。

　　2．干电池在大电流放电时，电动势

会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。

因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。

　　3．要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出

、r值再平均。

　　4．在画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。

个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。

这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。

　　5．干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U－I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。

但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。

不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻

练习使用多用电表

练习使用多用电表测电阻。

[实验步骤]　1．机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“－”插孔。

　　2．选挡：

选择开关置于欧姆表“×

1”挡。

　　3．短接调零：

在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。

　　4．测量读数:

将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。

　　5．换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×

1”或“×

10”或“×

100”或“×

1k”挡。

　　6．多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。

[注意事项]　1．多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。

　2．测量时手不要接触表笔的金属部分。

　3．合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近。

若指针偏角太大，应改换低挡位；

若指针偏角太小，应改换高挡位。

每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。

　4．测量完毕后应拔出表笔，选择开关置OFF挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电。

验证动量守恒定律碰撞中的动量守恒

　　[实验目的]：

研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。

　　[实验原理]　一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。

由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。

因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1'

和s2'

，若m1s1

在实验误差允许范围内与m1s1'

+m2s2'

相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。

　　[实验器材]　碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；

白纸；

复写纸；

天平和砝码；

刻度尺，游标卡尺（选用），圆规等。

[实验步骤]1．用天平测出两个小球的质量m1、m2。

　　2．安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。

　　3．在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。

　　4．在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。

　　5．先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。

　　6．把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与被碰球接触而发生正碰。

　　7．再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。

　　8．过O、N作一直线，取OO'

=2r（可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O'

就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。

　　9．用刻度尺量出线段OM、OP、O'

N的长度。

　　10．分别算出m1·

与m1·

+m2·

的值，看m1·

在实验误差允许的范围内是否相等。

[注意事项]1．应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。

（保证碰撞后两小球都向前运动）

　　2．要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。

　　3．每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着档板，然后释放小球。

　　4．白纸铺好后不能移动。

由于v1、v1/、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。

5.若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两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：

m1OP=m1OM+m2ON，两个小球的直径也不需测量了。