专题五物理实验课件

1、专题五 物理实验第10讲 力学实验一、误差和有效数字1误差知识链接2.有效数字(1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效数字3.螺旋测微器的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)0.01 mm.三、实验数据的处理方法1列表法在记录和处理数据时，为了简单而明确地表示出有关物理量之间的对应关系，将数据填写在适当的表格内，称为列表法列成表格不但可以减少或避免错误，便于发现问题和分析问题，而且有助于找出各物理量之间的变化规律分析表格中的记录数据时一般先找出相同量，再分析其

2、他量的数据关系表格要求简单明了，用符号标明各物理量并写明单位，所列数据要符合有效数字的有关规定备课札记1(2013新课标全国卷，22)图5101(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图实验步骤如下：真题体验图5101(a)用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB，求出加速度a；多次重复步骤，求a的平均值；根据上述实验数据求出动摩擦因数.回答下列问题：(1)测量d时，某次游标卡尺(主尺的

3、最小分度为1 mm)的示数如图5101(b)所示其读数为_ cm.图5101(b)(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操作是()A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速

4、运动(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是()AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g命题角度视角一游标卡尺和螺旋测微器的读数【典例1】 2013山东卷，21(1)图5104甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为

5、_mm.图5104解析游标卡尺测量钢笔帽的内径时，使用内测脚，故填“A”，该游标卡尺的最小分度为0.05 mm，游标尺的第6个刻度线与主尺上的某刻线对齐，所以读数为11 mm0.05 mm611.30 mm.答案A11.30(11.25或11.35)2游标卡尺的读数测量值主尺上的整毫米数与主尺上某一刻线对齐的游标的格数精确度(单位mm)3关于估读问题：游标卡尺不需要估读；毫米刻度尺、螺旋测微器需要估读应考组训1(2012课标全国卷，22)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度该螺旋测微器校零时的示数如图5105(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示图(a)所示读数为_mm，图(b)所

6、示读数为_mm，所测金属板的厚度为_mm.图51052某同学在测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率时： (1)用游标尺为20分度的卡尺测量其长度如图5106甲，由图可知其长度为_cm；图5106(2)用螺旋测微器测量其直径如图5106乙，由图可知其直径为_mm.解析(1)从题图甲可以看出，主尺读数为50 mm，游标尺的第3条刻度线和主尺上的一刻度线对齐，则读数应为50 mm0.053 mm50.15 mm5.015 cm；(2)由题图乙可以看出，螺旋测微器的固定刻度为4.5 mm，可动刻度读出刻度为20.0(或20.1)0.01 mm0.200 mm(或0.201 mm)，故圆柱体的直径为4.

7、5 mm0.200 mm(或0.201 mm)4.700 mm(或4.701 mm)答案(1)5.015(2)4.700(或4.701)视角二与打点计时器和纸带相关的力学实验命题角度【典例2】 2013广东卷，34(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图5107(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个记录点未画出图5107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

8、步骤的正确顺序是：_(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_.应考策略纸带的三大应用(1)由纸带确定时间：要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样时间间隔为t0.025 s0.1 s.应考组训3(2013浙江卷，21)如图5108所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带和，纸带上的a、

9、b、c均为打点计时器打出的点图5108答案(1)2.10 cm或2.40 cm(0.05 cm，有效数字位数正确)(2)1.13 m/s或1.25 m/s(0.05 m/s，有效数字位数不作要求)小于(3)C4为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图5 109所示的实验装置请思考探究思路并回答下列问 题：图5109(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是_；A将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动C将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D将木板不带滑轮的一

10、端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上(2)在实验中，得到一条打点的纸带，如图51010所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则小车加速度的表示式为a_；图51010(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图51011所示图线_是在轨道倾斜情况下得到的(选填“”或“”)；小车及车中的砝码总质量m_ kg.图5101152013福建卷，19(1)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图51012甲)：图51012甲下列说法

11、哪一项是正确的_(填选项前字母)A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放图51012乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为_ m/s(保留三位有效数字)图51012乙 命题角度视角三“橡皮筋、弹簧”类实验【典例3】 (2013全国新课标，22)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而 图51013(a)不固连弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘

12、，如图51013(a)所示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号)A小球的质量mB小球抛出点到落地点的水平距离sC桌面到地面的高度hD弹簧的压缩量xE弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek_.图51013(b)应考组训6.(1)某实验小组用如图51014所示的装置验证“力的平行四边形定则”将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物

13、M.弹簧测力计B的挂钩处系一细线，把细线的另一端系在A下端 图51014细线上的O点手持B水平向左拉，使O点缓慢地向左移动，保持B的拉力方向不变不计弹簧测力计重力，拉力不超出量程，则A、B的示数FA、FB的变化情况是_AFA、FB均变大，其合力大小和方向都不变BFA、FB均变大，其合力大小和方向都改变CFA变大，FB变小，其合力大小不变，方向改变DFA、FB的合力大小改变，方向不变(2)另一实验小组的甲、乙、丙三位同学做此实验，所用弹簧测力计的量程为05 N，他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，此时细

14、绳都与平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小甲同学F1和F2的方向互相垂直，F13.0 N、F23.8 N；乙同学F1和F2方向间的夹角约为30，F1F24.0 N；丙同学F1和F2方向间的夹角约为120，F1F24.0 N这三位同学中操作不合适的是_(填“甲”、“乙”或“丙”)解析(1)当O点缓慢地向左移动时，合力大小和方向都不变，利用图解法可以判断FA、FB均变大，选项A正确(2)因为乙的两个力的合力超过了测力计刻度的最大值5 N，再用一个弹簧测力计拉时超出其量程答案(1)A(2)乙7“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图51015所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做

15、的功记为W；当用2条、3条、4条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出图51015(2)如图51016给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB1.48 cm，BC1.60 cm，CD1.62 cm，DE1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_m/s.(结果保留两位有效数字)图5101682012广东卷，34(2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧弹簧轴线和刻度尺都应在_方向(填“水平”或“竖直”)(2)弹簧自然悬挂，待弹簧_时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10 g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表：表中有一个数值记录不规范，代表符号为_由表可知所用刻度尺的最小分度为_(3)图51017是该同学根据表中数据作的图，