力学、热学、光学实验.ppt

类型四：测量方法的应用 【例4】(2011·全国大纲卷)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上． ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定． ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小． ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积． ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上． 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是_____________. (填写步骤前面的数字) (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为______________m.(结果保留1位有效数字) 【答案】(1)④①②⑤③(如果④放在③之前的其他位置也正确)　(2)5×10-10 【变式题】(2011·天津卷)(1)某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G.他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的视数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是______________________ (2)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图6-1-10甲所示．该金属丝的直径是 ________________________ mm. 减速上升或加速下降 1.706(1.704～1.708均可) 图6-1-10 (3)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率，开始玻璃砖的位置如图6-1-10乙中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓缓转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失，此时只需测量出　 _______________________________，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的方法表示出折射率n=　 　. 【解析】(1)测力计的示数小于G，处于失重状态，有向下的加速度，所以是减速上升或加速下降． (2)主尺读数：1.5mm，套筒读数：0.204～0.208均可，所以读数为1.5mm+0.204～0.208mm=1.704～1.708mm. 一、误差和有效数字 1．误差：分系统误差和偶然误差，系统误差是由于实验原理或实验方法的不完备导致，误差值总是偏大或偏小；偶然误差是测量、读数不准导致，误差值忽大忽小，可采用取平均值或图象法来减小误差． 2．有效数字 有效数字的最后一位是测量者估读出来的，是误差的来源． 二、高中物理实验所涉及基本方法 围绕实验的设计原理、误差控制、数据处理三个环节，高中物理实验涉及的主要是以下方法： 1．设计实验原理 (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． (2)近似替代法．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)留迹法．把瞬息即逝的现象(位置、轨迹等)记录下来．如通过纸带上打出的小点记录小车的位置，例如研究匀变速直线运动、验证机械能守恒、用描迹法画出平抛物体的运动轨迹、用沙摆显示振动的图象等． 2．控制实验误差 (1)多次测量法．多次测量法减小偶然误差，这是很多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． 3．处理实验数据 (1)列表法．在记