今天給大家分享奇趣物理出品的《高中物理22個實驗與方法》,零實驗基礎的同學也能輕松學,拿高分!高考的同學可以系統看,非高考的同學可以按照考試范圍看。本文圖片清晰,可打印,歡迎關注收藏!
(2)實驗儀器
要求掌握的主要實驗儀器有:秤、游標卡尺、千分尺(微米)、天平、秒表(秒表)、點計時器(火花計時器)、彈簧秤、溫度計、電流表、電壓表、萬用表、滑動變阻器、電阻箱等。對于使用新教材的省市,還應增加示波器等。對于這些儀器,必須了解它們的原理,并能正確使用,包括測量儀器的正確讀數。
(3)實驗裝置
電學實驗主要參考電路圖。
</p> <p>應特別注意以下幾點:</p>
</p> <p>①在驗證牛頓第二定律的實驗中,如何平衡摩擦力是關鍵。
② 研究拋射體運動和碰撞時動量守恒的實驗。這兩個實驗都需要使用傾斜的軌道,讓球從軌道頂端無初速度滾落,然后水平拋出。安裝裝置時要注意保證軌道末端必須水平。如果要進行多次實驗,每次球都應從同一高度落下,因此應該有擋板。
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</p> <p>⑤在有關電路的電工實驗中,要注意電流表的外部和內部連接,限流和分壓電路的選擇,電流表內阻的影響等。
(4)實驗步驟
回顧實驗步驟時,不能只記住結論,而要與實驗原理聯系起來。多問自己一些問題:為什么要按照這些步驟?可以交換一些實驗步驟嗎?可以省略某個步驟嗎?等等。
(5)實驗數據處理
重要的技能包括如何處理點狀的計時器紙帶(如分析是勻速運動還是勻速加速直線運動;如果是勻速加速運動,怎樣計算某一時刻的速度,怎樣計算加速度等);解方程求未知量,利用圖像處理數據(改變坐標軸的量或單位,使曲線關系變成線性關系,也就是變成直線,是重要的實驗能力)。
(6)實驗誤差的定性分析
定量的誤差分析在中學階段并不作要求,但學生應能了解主要誤差產生的原因,系統誤差是否過大或過小等。在電路實驗中,粗略地講,電流表被認為是短路,電壓表是開路,但從更精確的角度看,電流表和電壓表的內阻影響是不能忽略的。應掌握表電阻對測量結果影響的定性討論。
2. 幾種重要的實驗方法
</p> <p>以下介紹的都是我們在中學物理實驗中用到的實驗方法,從方法的角度進行整理和回顧,有助于提高我們的認識水平和能力。
(1)累積法:在“用單擺測量重力加速度”中,我們采用累積法測量周期。即不直接測量一個周期的時間,而是測量30~50個周期的總時間,然后除以周期數,得到周期T的值。采用累積法的優點是:①相當于多次測量然后取平均值,可以減少偶然誤差;②增加了有效數字的位數。以測量單擺的周期為例,我們實驗中的擺長大約在1m以下。用秒表(最小分度值為0.1s)直接測量一個周期的值,只能讀出兩位有效數字(機械秒表的指針是跳動式向前移動的,所以無法估算),如1.8s、2.0s等,而測量30個周期的總時間至少可以讀出3位有效數字。
采用累積法的實驗有很多,例如測量一張紙的厚度,用尺子測量一根金屬絲的直徑……
(2)代換法:我們在“兩根互成一定角度的力合成”實驗中就用到了代換法。第一次實驗中,我們用兩根彈簧尺以一定角度拉橡皮筋,將結點拉到某一位置。然后我們換上一根彈簧尺,用同樣的方法拉橡皮筋,也把結點拉到同一位置。這說明后一根彈簧尺的拉力等于前兩根彈簧尺的拉力。因此,它們可以互相代換。關于“等價”問題,我們要正確理解,所謂等價,是指某一方面,而不是所有方面。還是說合力與分力,它們只是在改變物體運動狀態方面等價,在其它方面,如產生變形方面,二者并不等價。
運用代換法的例子還有很多,比如用天平稱物體的質量,測量阻力等等。三國時期曹沖稱象的故事就是代換法的一個典型例子。
(3)測量量的換算:例如在“碰撞中的動量守恒”實驗中,把物體的速度換算成物體在水平運動時的水平位移,即將速度換算成長度。
例如在“測定玻璃的折射率”實驗中,要測出入射角和折射角,然后根據折射率n=sini/sinr計算出折射率。但要準確測量角度并不容易(一般使用的量角器的最小分度為1°,測量角度時很難很準確地對準頂點)。通過制作輔助線,可以將測量的角度換算成測量線段的長度,從而增加有效數字的位數,即提高測量的準確性。
(4)比較法:用天平稱量物體的質量,就是把物體與一個重物進行比較,重物的質量就是標準,把測量量與標準量進行比較就是比較法。天平是等臂杠桿,因此,用天平測量物體質量時,無須進行計算,而是直接讀出重物的質量,等于物體的質量。一般情況下,被測物體與標準量并不相等,而是要根據一定的關系進行計算,最常見的方法是二者滿足一定的比例關系,通過計算一定的比例就可以得到結果,所以常稱為比例法。常用比例法測電阻。兩個電阻串聯時,通過它們的電流相等,因此兩個電阻兩端的電壓與它們的阻值成正比。如果其中一個電阻為標準電阻,則可以測出另一個電阻的阻值。 同理,兩個電阻并聯時,由于兩個支路兩端電壓相等,所以流過兩個支路的電流和阻值成反比,只要其中一個是標準電阻,就可以測出另一個電阻的阻值。
1. 誤差和有效數字
1. 錯誤
測量值與真實值之間的差異稱為誤差。誤差可分為系統誤差和隨機誤差兩類。
(1)系統誤差的特點是,當同一次試驗重復多次時,誤差總是同樣大或同樣小。
(2)隨機誤差有時大,有時小,而且大和小的概率是相同的。為了減少隨機誤差機械停表怎么看,可以進行幾次測量,求出測量值的平均值。這個平均值比單次測量的值更接近真實值。
2. 有效數字
有一個不可靠數字的近似數稱為有效數字。 (1)有效數字是指近似數。 (2)不可靠數字只能有一個,數字越多越好。
凡是用測量儀器直接測得的結果,讀數一般要求讀出儀器最小刻度位置的數值(可靠數),然后向下估算一位數值(不可靠數),不受有效數字位數的限制。
間接測量對有效數字沒有要求機械停表怎么看,結果一般可用2至3位有效數字表示。
2. 基本測量儀器和讀數
1.游標卡尺
(1)十分游標卡尺。游標尺上兩相鄰刻度之間的距離為0.9mm,比主尺上兩相鄰刻度之間的距離小0.1mm。讀數時,先讀出主尺上的厘米、毫米數,然后用游標尺讀出0.1mm的數值:將游標尺的刻度線對準主尺上的一條刻度線,讀出的數乘以0.1mm(不能讀出某個數)。讀數精確到0.1mm。
(2)20分度游標卡尺。游標尺上相鄰兩刻度之間的距離為0.95mm,比主刻度上相鄰兩刻度之間的距離小0.05mm。讀數時,先讀出主刻度上的厘米和毫米,然后用游標尺讀出毫米以下的數值:游標尺上與主刻度線對齊的刻度線數,毫米以下的讀數為該數乘以0.05毫米。讀數精確到0.05mm。
有趣的物理學
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