專題9：實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法

1、專題專題9 實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法2013年10月二輪復(fù)習(xí)二輪復(fù)習(xí)淮南十中高二物理組 張曉沛 專題9 實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)（1）通過典型實(shí)例，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的重要地位和作用。了解可重復(fù)性和可控制性是對物理實(shí)驗(yàn)的基本要求。 （2）通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)測量的意義；理解系統(tǒng)誤差與偶然誤差、絕對誤差與相對誤差，以及有效數(shù)字的概念；會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)測量結(jié)果；知道精度和準(zhǔn)確度的區(qū)別；能對實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行初步分析。 （3）初步具有發(fā)現(xiàn)問題、提出實(shí)驗(yàn)研究課題的能力；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)并討論實(shí)驗(yàn)方案，確定科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)步驟。 專題9 實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)

2、（4）能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求合理選擇并安裝實(shí)驗(yàn)器材，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。對較復(fù)雜或沒使用過的儀器，能讀懂儀器說明書，并按說明書正確使用該儀器。具備用已有的知識(shí)和設(shè)備能否完成實(shí)驗(yàn)的判斷能力。能排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一般故障。 （5）能正確觀察和如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)精神。會(huì)用正確的方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 （6）在實(shí)驗(yàn)過程中能與他人合作交流。能夠?qū)?shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評估和反思，具有對結(jié)果進(jìn)行質(zhì)疑、改進(jìn)方案的意識(shí)。能夠用科學(xué)語言，正確地寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 專題9 實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法 能獨(dú)立地完成表中所列的實(shí)驗(yàn)，能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，能理解?shí)驗(yàn)原理和方法，能控制實(shí)驗(yàn)條件，會(huì)使用儀器，會(huì)觀察

3、、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論，對結(jié)論進(jìn)行分析和評價(jià)；能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并制訂解決方案；能運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問題，包括簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。 考點(diǎn)要求考點(diǎn)要求 專題9 實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)一：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)七：測定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測微器)實(shí)驗(yàn)八：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)九：測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)十：練習(xí)使用多用電表實(shí)驗(yàn)十一：傳感器的簡單使用 考點(diǎn)要求考點(diǎn)要求 專題9 實(shí)驗(yàn)儀器使用及實(shí)

4、驗(yàn)方法 1.要求會(huì)正確使用的儀器主要有：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等 2.要求認(rèn)識(shí)誤差問題在實(shí)驗(yàn)中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源；不要求計(jì)算誤差 3.要求知道有效數(shù)字的概念，會(huì)用有效數(shù)字表達(dá)直接測量的結(jié)果。間接測量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求 考點(diǎn)要求考點(diǎn)要求誤差：偶然誤差與系統(tǒng)誤差有效數(shù)字：有效數(shù)字的記錄儀器選擇電路設(shè)計(jì)原則：安全、精確、方便、節(jié)能。一般概念基本實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)控制變量法平衡摩擦等效法數(shù)據(jù)采集倍率

5、法數(shù)據(jù)處理圖象法數(shù)據(jù)處理逐差法基本實(shí)驗(yàn)儀器游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧秤、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱常用實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)誤差 物理量在客觀上存在著準(zhǔn)確的數(shù)值，稱為真實(shí)值。實(shí)際測量得到的結(jié)果稱為測量值。測量值與真實(shí)值的差異稱為誤差。 (1).系統(tǒng)誤差形成原因：儀器不精確；原理不完善；實(shí)驗(yàn)方法粗略。特 點(diǎn)：多次實(shí)驗(yàn)總是偏大或總是偏小。減小途徑：校準(zhǔn)儀器；完善原理；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。(2).偶然誤差形成原因：偶然因素。特 點(diǎn)：多次實(shí)驗(yàn)中有時(shí)偏大有時(shí)偏小。減小途徑：取平均值。(1)絕對誤差絕對誤差： 測量值真實(shí)值 它反映測量值偏離真值的大小，它表示一個(gè)測量結(jié)果的可

6、靠程度，但在比不同測量結(jié)果時(shí)則不適用。 (2)相對誤差相對誤差： （測量值真實(shí)值）100 測量值它反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確程度。實(shí)驗(yàn)誤差 有效數(shù)字是指實(shí)際上能測量到的數(shù)字，通常包括全部準(zhǔn)確數(shù)字和一位不確定的可疑數(shù)字。1.小數(shù)最后的零是有效數(shù)字。 2.小數(shù)第一個(gè)非零數(shù)字前的零不是有效數(shù)字，只表示小數(shù)點(diǎn)位數(shù)。 3.有效數(shù)字通常采用四舍五入。4.科學(xué)計(jì)數(shù)法。有效數(shù)字kmkm-3103.045.0030450游標(biāo)卡尺練習(xí)螺旋測微儀練習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.測平均速度：2.測出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度： ；FH3.測加速度： 012x1x2tx/v彈簧稱使用方法：1使用彈簧秤測力前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)零，使指針正對零刻度線，

7、并注意彈簧秤的測量范圍和最小刻度值。2測力時(shí)注意使彈簧秤的軸線與被測力的作用線一致，指針不與秤的外殼摩擦。3讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)正對刻度面。電流表 若要將電流表G改裝成一個(gè)量程為Ug的n倍的電壓表V，需要串聯(lián)電阻的阻值為gRnR) 1( I Ig gRURgUUIARA電壓表 若要將電流表G改裝成一個(gè)量程為Ig的n倍的電流表A，需要并聯(lián)電阻的阻值為1nRRgURgRIgIRIURVIV電表的連接電流表的分壓影響（內(nèi)接法）電壓表的分流影響（外接法）測；RIUIUIIUUUAVxxxAxAxVR測；RIUIUIIIUUAVxxxVxAxVR多用電表多用電表結(jié)構(gòu)原理圖R1EABrRxgRrRREI0 電阻

8、刻度是不均勻的，且表盤左端電阻刻線處；右端電阻0刻線處。歐姆表結(jié)構(gòu)原理圖電壓表電流表歐姆表多用電表滑動(dòng)變阻器原理：通過改變導(dǎo)線長度從而改變電阻大小。連接方法：1、限流連接一上一下。2、分壓連接一上兩下 限流連接開始時(shí)電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到最大值滑動(dòng)變阻器UUxRxUUxRx兩種電路的選擇：（1）若要求被測電壓從0開始變化，用分壓電路； RRx或R與Rx相當(dāng)，一般用分壓電路。（2）若 或兩種電路均可，一般用限流電路。UURRRUxxx：限流連接UUx0：分壓連接xRR 電阻箱原理：通過控制串聯(lián)電阻數(shù)來改變總電阻的。實(shí)驗(yàn)控制變量實(shí)驗(yàn)控制變量：通過實(shí)驗(yàn)在多個(gè)因素中，保持其他因素不變，比較某一個(gè)因素的影響；然后

9、再逐個(gè)研究其它因素的影響。平衡摩擦等效法平衡摩擦等效法：把木板一側(cè)墊高，利用小車重力在斜面上的分力消除摩擦阻力的影響。數(shù)據(jù)采集倍率法數(shù)據(jù)采集倍率法：用橡皮筋的根數(shù)使橡皮筋的彈力做功成倍變化，即W、2W、3W；若物塊速度V也成倍變化，則說明WV。常用實(shí)驗(yàn)方法0123456x1x2x3x4x5x621425369Txxxxxxa得：數(shù)據(jù)處理逐差法數(shù)據(jù)處理逐差法tvtv數(shù)據(jù)處理圖象法數(shù)據(jù)處理圖象法Ma可能為aM反比1/Ma常用實(shí)驗(yàn)方法例題例題1例題例題3例題例題4 為了測定某迭層電池的電動(dòng)勢(約2022V)和內(nèi)電阻(小于2)，需要把一個(gè)量程為10V的直流電壓表接一個(gè)固定電阻(用電阻箱代替)，改裝量程

10、為30V的電壓表，然后用伏安法測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，以下是該實(shí)驗(yàn)的操作過程：(1)把電壓表量程擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，請完成第五步的填空。 第一步：把滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片移至最右端； 第二步：把電阻箱阻值調(diào)0； 第三步：閉合開關(guān)； 第四步：把滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片調(diào)到適當(dāng)位置，使電壓表讀數(shù)為9V； 第五步：把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為_V； 第六步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯(lián)，撤去其他線路，即得量程為30V的電壓表。3VVV9V3V 6V10V 20V(2)上述實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材有： A.迭層電池(電動(dòng)勢約2022V，內(nèi)電阻小于2) B.電壓表(量程為10V，內(nèi)阻約10k) C.電阻箱(阻值范圍0999.9，額定功率小于10W) D.電阻箱(阻值范圍09999.9，額定功率小于10W) E.滑動(dòng)變阻器(阻值為020，額定電流2A) F.滑動(dòng)變阻器(阻值為02k，