专题一高中物理实验常用基础知识分析报告.ppt

* 专题一 高中物理实验常用基础知识 实验专题 （一）常用实验原理的设计方法 1．控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期”中，摆长、偏角和摆球质量的关系控制等等。 2．理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。 3．等效替代法：某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验中，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测量就转化为对水平位移的测量了。 4．模拟法：当实验情景不易创设或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。磁感线的确定. 5．微小量放大法：微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。 （二）常见实验数据的收集方法 1．利用测量工具直接测量基本物理量 温度计 温度 热学 电流表（电压表） 电流（电压） 欧姆表、电阻箱 电阻（粗测） 电学 天平（弹簧秤） 质量（力） 秒表（停表）、打点计时器 时间 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器 长度 力学 测量仪器 基本物理量 模块 2．常见间接测量的物理量及其测量方法 有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的测量转化为基本物理量的测量。 ①利用纸带， ；②利用平抛， ①利用纸带，逐差法 ；②利用单摆 根据E＝U＋Ir转化为测量U、I 然后联立方程求解或运用图像处理 电源电动势 根据P=UI转化为测量U、I 电功率 ①根据 转化为测量U、I（伏安法）；②电阻箱（半偏、替代） 电阻（精确测量） 电学 根据 转化为测量m、v 功 加速度 速度 力学 基本测量方法 待测物理量 模块 （三）常用实验误差的控制方法 为了减小由于实验数据而引起的偶然误差，常需要采用以下方法控制实验误差。 1．多次测量求平均值，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有的基本思想。 2．积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起来测量，以减小误差。“用单摆测定重力加速度”的实验中，为了减小周期的测量误差，不是测量完成一次全振动的时间，而是测量完成30~50次全振动的时间。 （四）常用实验数据的处理方法 1．列表法：在记录和处理数据时，常将数据列成表格。数据列表可以简单而又明确的表示出有关物理量之间的关系，有助于找出物理量之间的规律性的联系。列表的要求是①写明表的标题或加上必要的说明；②必须交待清楚表中各符号所表示的物理量的意义，并写明单位；③表中的数据要正确反映测量结果的有效数字。 2．作图法：用作图法处理实验数据是物理实验中最常用的方法之一。用作图法处理数据的优点是直观、简便，有取平均的效果，由图线的斜率、截距、所包围面积和图线的交点等可以研究物理量之间的变化及其关系，找出规律。作图的规则是： ①作图一定要用坐标纸．坐标纸的大小要根据测量数据有效数字的多少和结果的需要来定； ②要标明坐标轴名、单位，在轴上每隔一定相等的间距按有效数字位数标明数值； ③图上连线要是光滑曲线（或直线），连线时不一定要通过所有的数据点，而是要使数据点在线的两侧合理的分布； ④在图上求直线的斜率时，要选取线上相距较远的两点，不一定要取原来的数据点； ⑤作图时常设法使图线线性化，即“化曲为直”。 3．平均值法：将测定的若干组数相加求和，然后除以测量次数．必须注意，求取平均值时应该按原来测量仪器的准确度决定保留的位数。 4．逐差法：这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。 要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；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。要熟练掌握常见实验的误差情况及分析方法。 （五）有关误差分析的问题 23．（15分）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。 给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。 （1）画出测量R的电路图。 （2）图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤： 。求出的电阻值R＝ 。（保留3位有效数字） （3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为