高三物理二輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)概述 力熱實(shí)驗(yàn)教學(xué)案

1、高考綜合復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)大綱熱實(shí)驗(yàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)高考考場(chǎng)2006年實(shí)驗(yàn)的測(cè)試要求：1.實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ旱贸鼋Y(jié)論，可以獨(dú)立完成知識(shí)內(nèi)容表中列出的實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理和方法，控制實(shí)驗(yàn)條件，使用儀器，觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，靈活運(yùn)用學(xué)過(guò)的物理理論2.知識(shí)內(nèi)容表：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求說(shuō)明113.測(cè)量長(zhǎng)度1.要求正確使用的儀器主要包括刻度、光標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)量?jī)x、天平、計(jì)時(shí)器、火花計(jì)時(shí)器(或電磁)打點(diǎn)測(cè)量?jī)x、彈簧稱(chēng)重傳感器、溫度計(jì)、電流表、電壓表、萬(wàn)用表、滑動(dòng)電阻器、2.在實(shí)驗(yàn)中要認(rèn)識(shí)到誤差問(wèn)題的重要性，理解誤差的概念，了解系統(tǒng)誤差和偶然的誤差。知道用多次測(cè)量求平均值的方法減少偶然的誤差。在一些實(shí)驗(yàn)中，

2、可以分析錯(cuò)誤的主要原因。不需要計(jì)算誤差。3.要知道有效數(shù)字的概念，用有效數(shù)字表示直接測(cè)量結(jié)果，不需要間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算。114.均勻線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)研究115.探討彈簧伸長(zhǎng)與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系。116.力驗(yàn)證的平行四邊形規(guī)則117.動(dòng)量守恒定律驗(yàn)證118.平面投擲物體的運(yùn)動(dòng)研究119.機(jī)械能量守恒定律驗(yàn)證使用單擺測(cè)量重力加速度用油膜法估算分子大小122.用描述法在電場(chǎng)中的平面上畫(huà)等值線(xiàn)123.測(cè)量金屬的電阻率124.繪制小珍珠的伏安特性曲線(xiàn)125.把電流表改造成電壓表126.電源供應(yīng)裝置電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量127.用多用途傳記測(cè)量?jī)x探索黑盒的傳記部件示波器使用練習(xí)129.傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用130.玻璃折射

3、率的測(cè)量131.雙狹縫干涉光度的波長(zhǎng)復(fù)習(xí)說(shuō)明：物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)也一直是高考的重要內(nèi)容。分析了近年來(lái)的高考實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，結(jié)果表明高考對(duì)實(shí)驗(yàn)考試具有以下特點(diǎn)。1.重視對(duì)基本儀器的使用及讀數(shù)的調(diào)查。游標(biāo)卡尺、螺旋微米、彈簧秤、電流表、電壓表、滑動(dòng)電阻器的使用或讀數(shù)問(wèn)題等是歷代高考考試的熱點(diǎn)問(wèn)題。2.側(cè)重于與實(shí)際運(yùn)營(yíng)聯(lián)系的考試。高考實(shí)驗(yàn)試題中的很多問(wèn)題與實(shí)際操作有關(guān)。例如，光標(biāo)卡尺的讀數(shù)、傳記測(cè)量?jī)x的讀數(shù)等實(shí)驗(yàn)電路的連接問(wèn)題、描述電場(chǎng)中世紀(jì)線(xiàn)時(shí)幾個(gè)茄子紙的放置順序等都是實(shí)際操作的前進(jìn)模擬。如果考生沒(méi)有做這樣的實(shí)驗(yàn)，就不能回答這樣的問(wèn)題。這反映了高考命題的初衷?！爸挥凶鰧?shí)驗(yàn)的學(xué)生才能得到

4、高分”。重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理和分析得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的重要組成部分。高考的主要要求是根據(jù)數(shù)據(jù)繪制圖像，知道放棄錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，根據(jù)圖像得出結(jié)論。此外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中經(jīng)常使用算術(shù)平均法、差差分法、目錄法、描述法等。4.重視對(duì)實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理的理解的考察。例如，在“測(cè)量玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)中，教科書(shū)實(shí)驗(yàn)中使用了平行玻璃磚，但在高考實(shí)驗(yàn)問(wèn)題中給了棱鏡。記載不同，但測(cè)量原理和方法相同。確定入射點(diǎn)和發(fā)射點(diǎn)，并通過(guò)連接兩個(gè)牙齒點(diǎn)繪制折射光線(xiàn)。調(diào)查了“平拋物體的運(yùn)動(dòng)研究”實(shí)驗(yàn)，給出的格子圖案的第一點(diǎn)不是球平拋的初始位置。為此，考生必須在認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上找出解決問(wèn)

5、題的關(guān)鍵。要將均勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)( S=AT2)的研究方法( S=AT2)移到平面投擲運(yùn)動(dòng)中，研究球在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)。Voltammetry的電阻包括導(dǎo)線(xiàn)電阻測(cè)量、電壓表電阻測(cè)量、電流表電阻測(cè)量.標(biāo)題是新的，但原理仍然是伏安法。此外，在電壓電流測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)條件的控制方法(滑動(dòng)電阻器的連接方法)、實(shí)驗(yàn)誤差控制方法(電流表的內(nèi)部、外部連接方法)、繪圖時(shí)對(duì)個(gè)別連接的處置、導(dǎo)線(xiàn)的“曲線(xiàn)化直線(xiàn)”、電路設(shè)計(jì)測(cè)量、實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇原則等。牙齒一切表明，最近高考對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽烁咚降囊螅瑢?duì)實(shí)驗(yàn)的考試已經(jīng)從簡(jiǎn)單的背誦實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向?qū)?shí)驗(yàn)的思想、方法和原理的理解。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是調(diào)查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)思想的理解程度和

6、所學(xué)方法靈活轉(zhuǎn)移應(yīng)用程度的有效方法。從更大的方面來(lái)看，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以更好地檢查考生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，這也是近年來(lái)“實(shí)驗(yàn)考試不是讀書(shū)，而是設(shè)計(jì)”的根本原因。根據(jù)高考實(shí)驗(yàn)考試的上述特點(diǎn)，要相應(yīng)地在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)準(zhǔn)備考試中好好實(shí)施以下幾個(gè)茄子方面。1.要真正學(xué)會(huì)使用綱領(lǐng)所列的基本儀器。要掌握牙齒儀器的施工原理和使用方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇范圍，根據(jù)有效數(shù)字的規(guī)則進(jìn)行閱讀。2.要實(shí)際做實(shí)驗(yàn)。沒(méi)有實(shí)際操作過(guò)程，就沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，就沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)的深刻認(rèn)識(shí)和理解。光是“紙膽兵”是不能成為軍事家的，同樣，光是“上課聽(tīng)實(shí)驗(yàn)，在書(shū)上做實(shí)驗(yàn)”，也不能提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?duì)告示鋼要求的各項(xiàng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，必須親自進(jìn)行，才能深刻地體驗(yàn)。3.

7、必須深刻理解實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)不僅涉及手，還涉及大腦，是知識(shí)、技術(shù)、過(guò)程和方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀三位一體的綜合表現(xiàn)。做所有實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，牙齒實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是什么？為什么要使用牙齒工具？實(shí)驗(yàn)的階段為什么要這樣安排？處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要使用什么方法？牙齒實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的原因是什么？把牙齒問(wèn)題一一弄清楚，對(duì)牙齒實(shí)驗(yàn)有了了解和掌握。其中實(shí)驗(yàn)的原理是實(shí)驗(yàn)的“強(qiáng)”，實(shí)驗(yàn)方法和程序、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇、數(shù)據(jù)處理等所有實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題都是從實(shí)驗(yàn)原理推導(dǎo)出來(lái)的。這些是實(shí)驗(yàn)的“目的”，“綱安抬頭”。也就是說(shuō)，只要抓緊實(shí)驗(yàn)原理，很多問(wèn)題就會(huì)解決，通過(guò)這些基礎(chǔ)，可以進(jìn)一步遷移在這些實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的原理和方法，可以靈活地將它們應(yīng)

8、用于新的方案，即設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。4.不僅要重視考場(chǎng)列出的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，還要重視教材中示范實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。近年來(lái)高考實(shí)驗(yàn)考試問(wèn)題擴(kuò)大到了示范實(shí)驗(yàn)，通過(guò)示范實(shí)驗(yàn)測(cè)試了考生的觀察能力和理解能力，并對(duì)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)提出了更全面的要求。5.要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)資料分析處理能力的訓(xùn)練。要對(duì)處理算術(shù)平均法、圖解法、差差法、目錄法等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)常用的方法進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練。對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)，需要分析系統(tǒng)錯(cuò)誤的原因，并知道如何減少錯(cuò)誤。分析要點(diǎn)錯(cuò)誤和有效數(shù)字：第一，錯(cuò)誤的初步知識(shí)1.絕對(duì)和相對(duì)誤差在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中測(cè)量的數(shù)值和測(cè)量的實(shí)際值之間不可避免地存在差異。這種差異稱(chēng)為測(cè)量誤差。我們把測(cè)量值X和真值的差值 X稱(chēng)為測(cè)量值的絕對(duì)誤差。 x=x-由于測(cè)量

9、值的絕對(duì)誤差不能很好地反映一個(gè)測(cè)量的準(zhǔn)確度(例如，與長(zhǎng)度測(cè)量10m絕對(duì)誤差2cm、長(zhǎng)度測(cè)量1m絕對(duì)誤差2cm相比)，所以第一個(gè)測(cè)量準(zhǔn)確度更好，所以在實(shí)際測(cè)量中，測(cè)量的絕對(duì)誤差與實(shí)際值的比率(絕對(duì)值)被稱(chēng)為測(cè)量值的相對(duì)誤差。通常，相對(duì)誤差以百分比表示，因此也稱(chēng)為百分比誤差。在上例中，第一長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差 1和第二測(cè)量的相對(duì)誤差 2分別為： 1=0.02/10100%=0.2% 2=0.02/1100%=2%測(cè)量的真值是未知的，因此在實(shí)際測(cè)量中，通?？梢酝ㄟ^(guò)公認(rèn)的值或更精確的方法測(cè)量值來(lái)估計(jì)誤差，或者根據(jù)誤差理論，使用測(cè)量平均值x而不是實(shí)際值來(lái)估計(jì) x。測(cè)量誤差是不可避免的。所以我們常說(shuō)的準(zhǔn)確度

10、總是相對(duì)的。在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)生活現(xiàn)實(shí)中，人們總是根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行測(cè)量。例如，身高精確到厘米就可以了。要求精確到毫米，意義不大，但在制作拖拉機(jī)泵活塞柱時(shí)，必須精確到0點(diǎn)幾微米。測(cè)量要求很高，很合理。2.系統(tǒng)錯(cuò)誤和隨機(jī)錯(cuò)誤根據(jù)錯(cuò)誤的來(lái)源，錯(cuò)誤通常分為兩個(gè)茄子主要類(lèi)別。一個(gè)稱(chēng)為系統(tǒng)錯(cuò)誤，另一個(gè)稱(chēng)為隨機(jī)錯(cuò)誤。系統(tǒng)誤差是由于儀器本身制造要求的精度限制、實(shí)驗(yàn)原理或?qū)嶒?yàn)方法不完善而引起的誤差。例如天平的不等臂性、重量質(zhì)量本身就有誤差，鋼尺的熱膨脹冷縮、傳記計(jì)量器內(nèi)部的磁放電都是儀器本身原因造成的系統(tǒng)誤差。利用擺錘測(cè)量重力加速度時(shí)基于的擺錘周期公式本身是近似公式，用電壓法測(cè)量電阻時(shí)，不管傳記計(jì)量器的內(nèi)部阻力，

11、產(chǎn)生的測(cè)量誤差屬于實(shí)驗(yàn)原理和方法的不完備引起的系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)錯(cuò)誤的特點(diǎn)是多個(gè)測(cè)量結(jié)果總是很大，總是很小，某些測(cè)量區(qū)域很大，其他測(cè)量區(qū)域很小。減少系統(tǒng)誤差的方法是改進(jìn)儀器，補(bǔ)充測(cè)量原理或方法，有時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。隨機(jī)誤差(偶然誤差)是各種不確定性(例如測(cè)量員、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量目標(biāo)、測(cè)量過(guò)程等)影響測(cè)量各個(gè)部分的測(cè)量誤差。例如，計(jì)數(shù)器讀取時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤，曹征裝置(例如，鏡頭成像時(shí)的屏幕位置曹征)中的錯(cuò)誤是隨機(jī)錯(cuò)誤。隨機(jī)誤差的特點(diǎn)與系統(tǒng)誤差不同。測(cè)量結(jié)果大、小、隨機(jī)、不確定，但隨著測(cè)量次數(shù)的增加，大、小的機(jī)會(huì)均等，所以我們可以多次測(cè)量，采取平均的方法減少隨機(jī)誤差。理論上可以證明，如果沒(méi)有系統(tǒng)誤差，測(cè)量次

12、數(shù)就足夠了。二、有效數(shù)字測(cè)量有誤差的話(huà)，如何表達(dá)和理解實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果呢？最基本、最簡(jiǎn)單的方法是用有效的數(shù)字表示測(cè)量結(jié)果。我們以長(zhǎng)度測(cè)量為例，說(shuō)明了有效數(shù)字的相關(guān)概念。使用毫米刻度測(cè)量工件的長(zhǎng)度。工件左端與0刻度線(xiàn)對(duì)齊，右端的讀數(shù)為5.14厘米。牙齒數(shù)字中的前兩位準(zhǔn)確，最后一位估計(jì)。也就是說(shuō)，測(cè)量誤差發(fā)生在牙齒位上。我們把測(cè)量結(jié)果的正確數(shù)字加上有測(cè)量誤差的位數(shù)，統(tǒng)稱(chēng)為有效數(shù)字。這樣可以理解，將測(cè)量結(jié)果記錄為有效數(shù)字時(shí)，測(cè)量誤差發(fā)生在最后。測(cè)量結(jié)果的有效數(shù)字越多，測(cè)量誤差也越小。實(shí)際記錄度量時(shí)，請(qǐng)注意有效數(shù)字的正確使用：1.有效位數(shù)與小數(shù)單位轉(zhuǎn)換無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，與小數(shù)位置無(wú)關(guān)。例如，在上述測(cè)量中，長(zhǎng)

13、度可以寫(xiě)為5.14cm=5l.4mm=0.0514m。在牙齒幾茄子表示法中，全部是三位有效數(shù)字，當(dāng)用作米時(shí)，最高位數(shù)0牙齒以外的數(shù)字5前面的兩個(gè)0僅用于定位，而不是有效數(shù)字。2.出現(xiàn)在非0牙齒數(shù)字之間的“0”和最后一個(gè)誤差位的“0”都是有效數(shù)字，不能隨意選擇，不能在最后一個(gè)誤差位置后隨機(jī)添加“0”。例如，一個(gè)長(zhǎng)度用螺旋微米測(cè)量，為2.080毫米，是4位有效數(shù)字，最后的“0”表示誤差所在的位置。3.對(duì)于大數(shù)字和小數(shù)字，要用科學(xué)記數(shù)法準(zhǔn)確表示存在誤差的位置。例如，地球半徑用R=6.371106米表示，表示4位有效數(shù)字，誤差發(fā)生在103。通常，小數(shù)點(diǎn)前面必須有一個(gè)非零牙齒的數(shù)字。4.有效數(shù)字表示測(cè)量

14、結(jié)果。非測(cè)量值的數(shù)字(例如公式的決定倍數(shù)、金志洙、測(cè)量次數(shù)都是正確的數(shù)字，如果系數(shù)不合理，則正確的數(shù)字、正確的數(shù)字)可以視為有效位數(shù)無(wú)限。例如，如果使用公式S=D2/4測(cè)量圓的面積，則直徑d是測(cè)量值在測(cè)量裝置讀數(shù)的情況下，在讀取時(shí)必須在最低等級(jí)范圍內(nèi)進(jìn)行評(píng)估，數(shù)據(jù)記錄應(yīng)根據(jù)上述有效數(shù)字記錄要求進(jìn)行記錄。不要求評(píng)價(jià)的話(huà)，那些記錄都是準(zhǔn)確的數(shù)字。常用散熱裝置：一、測(cè)量設(shè)備使用例程1.使用測(cè)量?jī)x器之前，必須知道測(cè)量對(duì)象、測(cè)量范圍、最小百分度和單位。了解如何使用，包括保護(hù)措施。3.使用前，必須確認(rèn)零點(diǎn)，包括零。4.使用之前，必須知道閱讀方法。二、測(cè)量設(shè)備讀數(shù)測(cè)量?jī)x器的最小度數(shù)是由儀器制造所能達(dá)到的準(zhǔn)確

15、度決定的，我們通常所說(shuō)的讀數(shù)方法，即讀取最小度數(shù)和一分鐘的估計(jì)值，實(shí)際上是在讀取最小度數(shù)時(shí)，其測(cè)量值是正確的，進(jìn)入最小度數(shù)，讀取一分鐘的估計(jì)值，通常進(jìn)入儀器本身的誤差值，因此，估計(jì)讀取時(shí)，必須根據(jù)儀器本身的情況決定估計(jì)方法。高級(jí)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中使用的測(cè)量?jī)x的讀數(shù)方法有三種。1.不按照規(guī)定進(jìn)行評(píng)估(例如，光標(biāo)卡尺、計(jì)時(shí)器)。2.比較精確的可以用1/10或1/5來(lái)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)室用毫米刻度，微米。所謂的1/10評(píng)價(jià)缸和1/5評(píng)價(jià)缸，是把最小分?jǐn)?shù)分成10等分或5等分進(jìn)行評(píng)價(jià)。3.一般來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確度不高的儀器只能進(jìn)行二分之一評(píng)價(jià)或反擊評(píng)價(jià)，只有最小的百分之二除以二等分進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，0.6A范圍電流表。三、比

16、例標(biāo)尺的最小刻度值以毫米為單位，長(zhǎng)度可以精確到毫米，可以估計(jì)毫米的下一個(gè)位置。注意事項(xiàng)：1.標(biāo)尺的刻度要緊貼在測(cè)量物上，以避免時(shí)差范圍2.測(cè)量的起點(diǎn)通常不選擇“0”刻度，以防止邊磨損導(dǎo)致的誤差3.如果測(cè)量精度要求高，則必須進(jìn)行重復(fù)測(cè)量以平均4.毫米以下的數(shù)值估計(jì)四、螺旋測(cè)微儀的使用和讀數(shù)在高級(jí)中學(xué)階段要掌握的光標(biāo)卡尺和螺旋微米(微米)是長(zhǎng)度測(cè)量比較精密的測(cè)量?jī)x，掌握他們的讀數(shù)方法是重要的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)。螺旋微米套管的刻度下面是整個(gè)毫米刻度，上面是0.5毫米刻度。也就是說(shuō)，套管的最小刻度為0.5mm。鼓輪旋轉(zhuǎn)一周后，測(cè)量精密螺絲，向前或向后移動(dòng)0.5mm。這樣，套管的0.5毫米反映在鼓輪上，一周50個(gè)小刻度。因此，螺旋微米的最小刻度為0.01毫米，并加上一個(gè)估計(jì)值。讀取時(shí)，從套筒上顯示的刻度中讀取X.000或X.500，然后從鼓刻度中找到與套管軸對(duì)應(yīng)的刻度(注意讀取)，乘以0.01mm，再乘以0。讀取XXX mm，然后加起來(lái)得出測(cè)量的長(zhǎng)度值。第一次學(xué)習(xí)時(shí)，先寫(xiě)兩個(gè)牙齒數(shù)字，然后舉例說(shuō)明，圖14-4中的甲度讀數(shù)為(3.