专题八 力学实验.doc

【专题解读】一、误差和有效数字 1.误差 测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。 ⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。 ⑵偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。 2.有效数字 带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。 ⑴有效数字是指近似数字而言。 ⑵只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。 凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。 间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。 .长度的测量（游标卡尺和）游标卡尺 ①10分度的游标卡尺其读数准确到0.1mm。 ②20分度的游标卡尺。其读数准确到0.05mm。 ③50分度的游标卡尺。读数可以准确到0.02mm。 要知道主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。 2、刻度尺 例1．某人用刻度尺去测量一个物体的长度，共测量4次，测得数据分别为1.42cm、1 43cm、1.42cm、1.44cm，物体长度的测量结果应为(　　) A．1.427 5cm　　　　　 B．1.427cmC．1.43cm D．1.4cm 关于游标卡尺，下列说法正确的是(　　) A．利用一对外测量爪可测量圆筒的内径B．利用一对内测量爪可测量圆筒的外径 C．利用一对外测量爪可测量乒乓球的直径D．利用深度尺可测量槽或孔的深度《考试大纲》规定的六个力学实验中有四个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、探究力、加速度、质量的关系、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律．这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法，对于纸带常见有以下三大应用． 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Δt＝0.02×5 s＝0.1 s .2．求解瞬时速度 利用做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图所示，打n点时的速度vn＝ 3．用“逐差法”求加速度 如图所示，a＝有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下： (1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间Δt内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度，即v＝. (2)求加速度：若两个光电门之间的距离为L，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a＝.⑴纸带处理 从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，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5个点取一个计数点A、B、C、…（或者说每隔4个点取一个记数点）这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 … ⑵利用s1、s2、s3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。 ⑶利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如　 ⑷利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法： ①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则 ②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如 ③利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。 例．某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a=________m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度v=__________ m/s。（答案均要求保留3位有效数字）（3）图中（填选项） A．两条纸带均为用装置甲实验所得B．两条纸带均为用装置乙实验所得 C．纸带1为用装置甲实验所得．纸带②为用装置乙实验所得 D．纸带1为用装置乙实验所得．纸带②为用装置甲实验所得 某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图11所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2.(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝________，v2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________________．(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”