物理實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí).doc

高中物理輔導(dǎo)講義-實(shí)驗(yàn)部分 2003-2004 12物理實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)一、誤差和有效數(shù)字1.誤差測(cè)量值與真實(shí)值的差異叫做誤差。誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是在多次重復(fù)同一實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤差總是同樣地偏大或偏小。偶然誤差總是有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，并且偏大和偏小的機(jī)會(huì)相同。減小偶然誤差的方法，可以多進(jìn)行幾次測(cè)量，求出幾次測(cè)量的數(shù)值的平均值。這個(gè)平均值比某一次測(cè)得的數(shù)值更接近于真實(shí)值。2.有效數(shù)字帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字，叫做有效數(shù)字。有效數(shù)字是指近似數(shù)字而言。只能帶有一位不可靠數(shù)字，不是位數(shù)越多越好。凡是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果，讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值（可靠數(shù)字）后，再向下估讀一位（不可靠數(shù)字），這里不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求，運(yùn)算結(jié)果一般可用23位有效數(shù)字表示。二、基本測(cè)量?jī)x器及讀數(shù)高考要求會(huì)正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。1.刻度尺、秒表、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表的讀數(shù)使用以上儀器時(shí)，凡是最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數(shù)字，但是是有效數(shù)字的不可缺少的組成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。0123456789100123V051015例如031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314讀出上左圖中被測(cè)物體的長(zhǎng)度。 上右圖用3V量程時(shí)電壓表讀數(shù)為多少？用15V量程時(shí)電壓表度數(shù)又為多少？右圖中秒表的示數(shù)是多少分多少秒？凡儀器的最小刻度是10分度的，在讀到最小刻度后還要再往下估讀一位。6.50cm。1.14V。15V量程時(shí)最小刻度為0.5V，只讀到0.1V這一位，應(yīng)為5.7V。秒表的讀數(shù)分兩部分：小圈內(nèi)表示分，每小格表示0.5分鐘；大圈內(nèi)表示秒，最小刻度為0.1秒。當(dāng)分針在前0.5分內(nèi)時(shí)，秒針在030秒內(nèi)讀數(shù)；當(dāng)分針在后0.5分內(nèi)時(shí)，秒針在3060秒內(nèi)讀數(shù)。因此圖中秒表讀數(shù)應(yīng)為3分48.75秒（這個(gè)5是估讀出來的）。2.游標(biāo)卡尺10分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.1mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1毫米位的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，0.1毫米位就讀幾（不能讀某）。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm。0123456789001234567891020分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.05mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出毫米以下的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05毫米。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm。50分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標(biāo)上的刻度值，就是毫米以下的讀數(shù)。這種卡尺的讀數(shù)可以準(zhǔn)確到0.02mm。如右圖中被測(cè)圓柱體的直徑為2.250cm。要注意：游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對(duì)齊來讀數(shù)的， 所以都不再往下一位估讀。3.螺旋測(cè)微器線圈50202515固定刻度上的最小刻度為0.5mm（在中線的上側(cè)）；可動(dòng)刻度每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)（或后退）0.5mm。在可動(dòng)刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數(shù)時(shí)，從固定刻度上讀取整、半毫米數(shù)，然后從可動(dòng)刻度上讀取剩余部分（因?yàn)槭?0分度，所以在最小刻度后應(yīng)再估讀一位），再把兩部分讀數(shù)相加，得測(cè)量值。右圖中的讀數(shù)應(yīng)該是6.702mm。振針振片永久磁鐵4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種特殊的計(jì)時(shí)儀器，電源用50Hz的交流電，所以打相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02s。5.天平0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000mg天平使用前首先要進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)分兩步：調(diào)底座水平和橫梁水平（在調(diào)節(jié)橫梁水平前，必須把游碼移到左端零刻度處，左端與零刻線對(duì)齊，如圖中虛線所示）。測(cè)量讀數(shù)由右盤中砝碼和游標(biāo)共同讀出。橫梁上的刻度單位是毫克（mg）。若天平平衡時(shí)，右盤中有26g砝碼，游碼在圖中所示位置，則被測(cè)物體質(zhì)量為26.32g（最小刻度為0.02g，不是10分度，因此只讀到0.02g這一位）。6.多用電表使用多用電表時(shí)首先應(yīng)該根據(jù)被測(cè)物理量將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。使用前應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，用小螺絲刀輕旋調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。使用歐姆擋時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行歐姆調(diào)零，即將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。歐姆擋的使用：選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200就應(yīng)該選10的倍率。調(diào)零。將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小，應(yīng)增大倍率；0.11011K10K100176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，應(yīng)減小倍率。7.電阻箱右圖中的電阻箱有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率，將每個(gè)旋鈕上指針?biāo)傅臄?shù)值（都為整數(shù)）乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是接線柱。若指針?biāo)救鐖D，則阻值為84580.2。三、重點(diǎn)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)1.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)BCDs1s2s3A右圖為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶。選點(diǎn)跡清楚的一條，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D 。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 利用打下的紙帶可以：t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6Tv/(ms-1)求任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v：如(其中T=50.02s=0.1s）利用“逐差法”求a：利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a：如利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度，畫出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。2.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系（胡克定律）利用右圖裝置，改變鉤碼個(gè)數(shù)，測(cè)出彈簧總長(zhǎng)度和所受拉力（鉤碼總重量）的多組對(duì)應(yīng)值，填入表中。算出對(duì)應(yīng)的彈簧的伸長(zhǎng)量。在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的分布作出彈力F隨伸長(zhǎng)量x而變的圖象，從而發(fā)確定F-x間的函數(shù)關(guān)系。解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義及其單位。該實(shí)驗(yàn)要注意區(qū)分彈簧總長(zhǎng)度和彈簧伸長(zhǎng)量。對(duì)探索性實(shí)驗(yàn)，要根據(jù)描出的點(diǎn)的走向，嘗試判定函數(shù)關(guān)系。（這一點(diǎn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同。）3.互成角度度兩個(gè)力的合成該實(shí)驗(yàn)是要用互成角度的兩個(gè)力和另一個(gè)力產(chǎn)生相同的效果，看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個(gè)力是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗(yàn)證了力的合成的平行四邊形定則。4.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)（用描跡法）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成：一個(gè)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度等于平拋物體的初速度；另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。利用有孔的卡片確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)的若干不同位置，然后描出運(yùn)動(dòng)軌跡，測(cè)出曲線任一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，利用 就可求出小球的水平分速度，即平拋物體的初速度。該試驗(yàn)的注意事項(xiàng)有：斜槽末端的切線必須水平。用重錘線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。如果是用白紙，則應(yīng)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標(biāo)系。每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。5.驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律由于v1、v1/、v2/均為水平方向，且它們的豎直下落高度都相等，所以它們飛行時(shí)間相等，若以該時(shí)間為時(shí)間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗(yàn)證：m1OP=m1OM+m2(O /N-2r）即可。注意事項(xiàng)：必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球（保證碰撞后兩小球都向前運(yùn)動(dòng)）。小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來確定：用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位置。所用的儀器有：天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺（測(cè)小球直徑）、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫紙、白紙、重錘、兩個(gè)直徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地，但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開始做平拋運(yùn)動(dòng)，于是驗(yàn)證式就變?yōu)椋簃1OP=m1OM+m2ON，兩個(gè)小球的直徑也不需測(cè)量了。6.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證自由下落過程中機(jī)械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。01 2 3 4 5要多做幾次實(shí)驗(yàn)，選點(diǎn)跡清楚，且第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量。用刻度尺量出從0點(diǎn)到1、2、3、4、5各點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”，算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v2、v3、v4，驗(yàn)證與2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增加量是否相等。由于摩擦和空氣阻力的影響，本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使本實(shí)驗(yàn)不需要在打下的點(diǎn)中取計(jì)數(shù)點(diǎn)。也不需要測(cè)重物的質(zhì)量。7.用單擺測(cè)定重力加速度擺長(zhǎng)的測(cè)量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長(zhǎng)L/（讀到0.1mm），用游標(biāo)卡尺量出擺球直徑（讀到0. 1mm）算出半徑r，則擺長(zhǎng)L=L/+r開始擺動(dòng)時(shí)需注意：擺角要小于5（保證做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)）；不要使擺動(dòng)成為圓錐擺。必須從擺球通過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間，算出周期的平均值T。改變擺長(zhǎng)重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。8用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)所用的電流表是零刻度在中央的電流表，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先測(cè)定電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系：將電流表、電池、電阻、導(dǎo)線按圖1或圖2 連接，其中R是阻值大的電阻，r是阻值小的GGRraa圖1圖2電阻，用導(dǎo)線的a端試觸電流表另一端，就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。 該實(shí)驗(yàn)是用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)。與電池正極相連的A電極相當(dāng)于正點(diǎn)電荷，與電池負(fù)極相連的B相當(dāng)于負(fù)點(diǎn)電荷。白紙應(yīng)放在最下面，導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上面（涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面必須向上），復(fù)寫紙則放在中間。9.測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，入射光線AO由空氣射入玻璃磚，經(jīng)OO1后由O1B方向射出。作出法線NN1，則折射率n=Sin/Sin注意事項(xiàng)：手拿玻璃磚時(shí)，不準(zhǔn)觸摸光潔的光學(xué)面，只能接觸毛面或棱，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺畫玻璃磚的界面；實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變；大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)的兩個(gè)大頭針距離應(yīng)大一些，以減小確定光路方向造成的誤差；入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，以減少測(cè)量角度的誤差。VAVAa b10伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計(jì))外接法，b叫（安培計(jì)）內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測(cè)量值總小于真實(shí)值，小電阻應(yīng)采用外接法；內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測(cè)量值總大于真實(shí)值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。如果無法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表的變化，若電流表讀數(shù)變化大，說明被測(cè)電阻是大電阻，應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量；若電壓表讀數(shù)變化大，說明被測(cè)電阻是小電阻，應(yīng)該用外接法測(cè)量。（這里所說的變化大，是指相對(duì)變化，即I/I和U/U）。（1）滑動(dòng)變阻器的連接VAVAa bRR滑動(dòng)變阻器在電路中也有a、b兩種常用的接法：a叫限流接法，b叫分壓接法。分壓接法被測(cè)電阻上電壓的調(diào)節(jié)范圍大。當(dāng)要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時(shí)應(yīng)該用分壓接法。用分壓接法時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值小的；用限流接法時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值和被測(cè)電阻接近的。（2）實(shí)物圖連線技術(shù)無論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好；對(duì)限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可（注意電表的正負(fù)接線柱和量程，滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處）。對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的情況，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。（3）描繪小電珠的伏安特性曲線因?yàn)樾‰娭椋葱襞荩┑碾娮栎^?。?0左右）所以應(yīng)該選用安培表外接法。小燈泡的電阻會(huì)隨著電壓的升高，燈絲溫度的升高而增大，所以U-I曲線不是直線。為了反映這一變化過程，燈泡兩端的電壓應(yīng)該由零逐漸增大到額定電壓。所以滑動(dòng)變阻器必須選用分壓接法。在上面實(shí)物圖中應(yīng)該選用右面的那個(gè)圖，開始時(shí)滑動(dòng)觸頭應(yīng)該位于左端（使小燈泡兩端的電壓為零）。U/VI/AO由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I-U曲線如右，說明燈絲的電阻隨溫度升高而增大，也就說明金屬電阻率隨溫度升高而增大。（若用U-I曲線，則曲線的彎曲方向相反。）若選用的是標(biāo)有“3.8V 0.3A”的小燈泡，電流表應(yīng)選用0-0.6A量程；電壓表開始時(shí)應(yīng)選用0-3V量程，當(dāng)電壓調(diào)到接近3V時(shí)，再改用0-15V量程。11.測(cè)定金屬的電阻率被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以選用電流表外接法；本實(shí)驗(yàn)不要求電壓調(diào)節(jié)范圍，可選用限流電路。因此選用上面左圖的電路。開始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)該在右端。本實(shí)驗(yàn)通過的電流不宜太大，通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生明顯變化。12用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻U/VI/Ao0.2 0.4 0.63.02.01.0根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，電流表的示數(shù)比通過電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差， 電阻R的取值應(yīng)該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。VARS為了減小偶然誤差，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：將點(diǎn)描好后，用直尺畫一條直線，使盡量多的點(diǎn)在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的誤差是很小的。它在U軸上的截距就是電動(dòng)勢(shì)E（對(duì)應(yīng)的I=0），它的斜率的絕對(duì)值就是內(nèi)阻r。（特別要注意：有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r=|U/I |）。為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些（選用使用過一段時(shí)間的1號(hào)電池）四、重要的演示實(shí)驗(yàn)1.用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)前應(yīng)預(yù)先計(jì)算出每滴油酸溶液中純油酸的實(shí)際體積：先了解配好的油酸溶液的濃度，再用量筒和滴管測(cè)出每滴溶液的體積，由此算出每滴溶液中純油酸的體積V。油膜面積的測(cè)量：油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，將油膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上；將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以1cm邊長(zhǎng)的正方形為單位，用四舍五入的方法數(shù)出油膜面積的數(shù)值S（以cm2為單位）。由d=V/S算出油膜的厚度，即分子直徑的大小。2加速度和力的關(guān)系 加速度和質(zhì)量的關(guān)系m1m2F1F2兩個(gè)相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼。小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼（包括砝碼盤）的重力大小。小車后端也系有細(xì)線，用一只夾子夾住兩根細(xì)線，控制兩輛小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)和結(jié)束運(yùn)動(dòng)。由于兩個(gè)小車初速度都是零，運(yùn)動(dòng)時(shí)間又相同， s=at2a，只要測(cè)出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)小車質(zhì)量相同時(shí)，aF，當(dāng)拉力F相等時(shí)，a1/m。實(shí)驗(yàn)中用砝碼（包括砝碼盤）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會(huì)引起什么樣的系統(tǒng)誤差？怎樣減小這個(gè)系統(tǒng)誤差？3.卡文迪許實(shí)驗(yàn)（第三冊(cè)86頁）左下圖是卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的示意圖。其中固定在T形架上的小平面鏡起著非常大的作用。利用光的反射定律可以把T形架的微小轉(zhuǎn)動(dòng)放大到能夠精確測(cè)量的程度。設(shè)小平面鏡到刻度尺的距離為L(zhǎng)，T形架兩端固定的兩個(gè)小球中心相距為l，設(shè)放置兩個(gè)大球m/ 后，刻度尺上的反射光點(diǎn)向左移動(dòng)了x，那么在萬有引力作用下，小球向大球移動(dòng)了多少？ ASDFFGJ ab4.描繪單擺的振動(dòng)圖象對(duì)同一個(gè)單擺，如果兩次拉出木板得到的圖形分別如a、b所示，說明兩次拉木板的速度之比為32。 對(duì)擺長(zhǎng)不同的單擺，如果兩次拉木板的速度相同，說明擺的周期之比為32，擺長(zhǎng)之比為94。5.波的疊加（第一冊(cè)147頁）在一根水平長(zhǎng)繩的兩端分別向上抖動(dòng)一下，就分別右兩個(gè)凸起狀態(tài)1和2在繩上相向傳播。它們?cè)谙嘤龊?，彼此穿過，都保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播，彼此都沒有受到影響。觀察一下：在它們相遇過程中，繩上質(zhì)點(diǎn)的最大位移出現(xiàn)在什么位置？每個(gè)點(diǎn)都有可能達(dá)到這個(gè)位移嗎？在同一根繩子上，各種頻率的波傳播速度都是相同的。6.擴(kuò)散現(xiàn)象裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開。抽去玻璃板，過一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)，兩種氣體混合在一起，上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致。擴(kuò)散現(xiàn)象也證明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。從熱力學(xué)第一定律分析一下：設(shè)環(huán)境溫度不變。在擴(kuò)散過程中，瓶中氣體將吸熱還是放熱？這個(gè)實(shí)驗(yàn)也證明擴(kuò)散現(xiàn)象有方向性。7.絕熱過程，做功改變物體內(nèi)能（第一冊(cè)179頁）。用打氣筒向容器中打氣到一定壓強(qiáng)，穩(wěn)定后讀出靈敏溫度計(jì)的讀數(shù)。打開卡子，氣體迅速?zèng)_開膠塞，溫度將會(huì)明顯降低。（U=Q+W，作用時(shí)間極短，來不及熱交換，是絕熱過程，因此Q=0，而W為負(fù)，所以U必然為負(fù)，即氣體內(nèi)能減小，溫度降低）。迅速向下壓活塞，玻璃氣缸內(nèi)的硝化棉會(huì)燃燒起來(U=Q+W，也是絕熱過程，Q=0，W為正，所以U為正，氣體內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到硝化棉的燃點(diǎn)，因此被點(diǎn)燃）。這就是柴油機(jī)的工作原理。8.平行板電容器的電容（第三冊(cè)206-207頁）。靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢(shì)，靜電計(jì)金屬殼和B板等電勢(shì)，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。 本實(shí)驗(yàn)中，極板帶電量不變。三個(gè)圖依次表示：正對(duì)面積減小時(shí)電壓增大；板間距離增大時(shí)電壓增大；插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、的關(guān)系是。思考：如何測(cè)量電容器兩極板間的電壓？9.研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象（第三冊(cè)224-246頁2003年高考考試說明中刪改了該實(shí)驗(yàn)）。首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系（方法與畫電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)相同）。電鍵閉合和斷開時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明有電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線圈A 在B中不動(dòng)時(shí)，電流表指針都不動(dòng)，說明無電流產(chǎn)生。結(jié)論：閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。1.5mm 0.7mm 0.4mm 0.2mm 0.1mm10.單縫衍射（三冊(cè)29頁）從圖中看出：當(dāng)狹縫寬度在0.5mm以上時(shí)，縫越窄亮斑也越窄；當(dāng)狹縫寬度在0.5mm一下時(shí)，縫越窄中央亮條越寬，整個(gè)亮斑范圍越寬，亮紋間距越大。11.小孔衍射和泊松亮斑（第二冊(cè)234-235頁）小孔衍射和泊松亮斑的中心都是亮斑。區(qū)別是：泊松亮斑中心亮斑周圍的暗斑較寬。12.倫琴射線管（第二冊(cè)239頁）電子被高壓加速后高速射向?qū)﹃帢O，從對(duì)陰極上激發(fā)出X射線。在K、A間是陰極射線即高速電子流，從A射出的是頻率極高的電磁波，即X射線。X射線粒子的最高可能的頻率可由Ue=h計(jì)算。13.粒子散射實(shí)驗(yàn)（第二冊(cè)257頁）全部裝置放在真空中。熒光屏可以沿著圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng)，用來統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的粒子的數(shù)目。觀察結(jié)果是，絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn)，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。13.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)(第二冊(cè)244頁)把一塊擦得很亮的鋅板連接在靈每驗(yàn)電器上,用弧光燈照鋅板,驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度,表明鋅板帶了電.進(jìn)一步檢查知道鋅板帶( )電.這表明在弧光燈的照射下,鋅板中有一部分( )從表面飛了出去鋅板中少了( ),于是帶( )電.五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例1.粗略測(cè)定玩具手槍子彈射出時(shí)的初速度。除玩具手槍外，所給的測(cè)量?jī)x器為：只有秒表；只有米尺。v0v0hs(a) (b)解：若只有秒表，可如圖(a)，將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子彈，用秒表記下從發(fā)射到子彈落會(huì)地面所用的時(shí)間t，則子彈上升的時(shí)間為t/2，故子彈初速度v0=gt/2。若只有米尺，可如圖(b)，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射出，用米尺測(cè)量射出時(shí)離地面的高度h和水平射程s，則子彈初速度。1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328901100101000010000010002.利用如圖所示的一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線作導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890110010100001000001000解：與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測(cè)，由電壓、電阻就可以算出電流。電路圖如右。實(shí)驗(yàn)方法有兩種：V改變電阻箱阻值，讀出兩組外電阻和對(duì)應(yīng)的路端電壓值R1、U1、R2、U2，根據(jù)閉合電路歐姆定律列出兩種情況下的方程，。解這個(gè)方程組可得E和r：。改變電阻箱阻值，讀出電壓表對(duì)應(yīng)的示數(shù)，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，利用U-I圖象求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。這樣偶然誤差會(huì)更小一些。該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由于電壓表的分流引起的。所以選取電阻箱阻值時(shí)不宜太大，電壓表則應(yīng)該選用內(nèi)阻較大的。如果只給出電阻箱和電流表，同樣可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。m (g)5.010.015.020.025.030.0T (s)0.400.570.690.800.890.983.某同學(xué)在研究彈簧振子的周期和振子質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，利用同一根彈簧，記錄了不同振子質(zhì)量對(duì)應(yīng)的周期值如下表：T/s2m/g1.00.80.60.40.2o10 20 30 40他在T-m坐標(biāo)系中根據(jù)此表描點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)T、m間不是正比關(guān)系，而好象是T 2m關(guān)系，請(qǐng)你進(jìn)一步驗(yàn)證這一猜想是否正確？解：可以根據(jù)表中的T值計(jì)算出相應(yīng)的T 2值填入表中，畫出對(duì)應(yīng)的T 2-m圖象。如果所描出的點(diǎn)很接近在一條過原點(diǎn)的直線上，就可以確認(rèn)T 2m關(guān)系成立。在給出的表中增加一行對(duì)應(yīng)的T (s2)值：m (g)5.010.015.020.025.030.0T (s)0.400.570.690.800.890.98T(s2)0.160.320.480.640.790.96如圖作出T 2-m圖象：得到的6個(gè)點(diǎn)可以認(rèn)為在同一條直線上，因此可以確定T2m關(guān)系成立。4.某同學(xué)利用一架固定好的自動(dòng)相機(jī)，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動(dòng)后不久做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的照片。相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔為2.0s。已知小轎車的車長(zhǎng)為4.5m他用刻度尺測(cè)量照片上的長(zhǎng)度關(guān)系，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)你估算這輛小轎車的加速度a和小轎車在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的即時(shí)速度大小v。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (cm)解：從照片上可得，刻度尺的1厘米相當(dāng)于實(shí)際長(zhǎng)度3m。量出前后兩段位移分別為4.00cm和6.70cm，對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移分別為12m和20.1m，由S=aT2可得a=2.0m/s2，再根據(jù)這4秒內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的即時(shí)速度，可得照片中第2個(gè)像對(duì)應(yīng)的速度v=8.0m/s。 AVSCRi/ AA0 20 40 60 80 t/s6005004003002001005.如圖所示，是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖。其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q，從而求出其電容C。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路；接通電鍵S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度記下這時(shí)的電壓表讀數(shù)U0=6.2V和微安表讀數(shù)I0=490A；斷開電鍵S并同時(shí)開始計(jì)時(shí)，