2017高中物理實驗總結(jié)
高三物理實驗知識總結(jié)
一、測量性實驗
(1) 長度的測量
1： 測量原則(1)為避免讀數(shù)出錯，三種測量器具(包括毫米刻度尺)均應(yīng)以mm為單位讀數(shù)!(2)用游標(biāo)尺或螺旋測微器測長度時，均應(yīng)注意從不同方位多測量幾次，讀平均值。(3)尺應(yīng)緊貼測量物，使刻度線與測量面間無縫隙。
2：實驗原理
* 游標(biāo)卡尺----
(1)10分度的卡尺，游標(biāo)總長度為9mm，分成10等份，每等份為0.9mm，每格與主尺最小分度差0.1mm;20分度的卡尺，游標(biāo)總長度為19mm，分成20等份，每等份為19/20 mm，每格與主尺最小分度差0.05(即二十分子一)mm; 50分度的卡尺，游標(biāo)總長度為49mm，分成50等份，每等份為49/50mm，每格與主尺最小分度差0.02(即1/50)mm;
(2)讀數(shù)方法：以洲標(biāo)尺的零刻線對就位置讀出主尺上的整毫米數(shù)，再讀出洲標(biāo)尺上的第幾條線一心盡的某條線重合，將對齊的洲標(biāo)尺刻度線數(shù)乘以該卡尺的精確度(即總格的倒數(shù))，將主尺讀數(shù)與游標(biāo)讀數(shù)相加即得測量值。
* 螺旋測微器
(1)工作原理：每轉(zhuǎn)一周，螺桿運動一個螺距0.5mm，將它等分為50等份，則每轉(zhuǎn)一份即表示0.01mm，故它精確到0.01mm即千分之一厘米，故又叫千分尺。
(2)讀數(shù)方法：先從主尺上讀出露出的刻度值，注意主尺上有整毫米和半毫米兩行刻線，不要漏讀半毫米值。再讀可動刻度部分的讀數(shù)，看第幾條刻度線與主尺線重合(注意估讀)，乘以0.01mm即為可動讀數(shù)，再將固定與可動讀數(shù)相加即為測量值。注意：螺旋測微器讀數(shù)如以mm為單位，小數(shù)點后一定要讀夠三位數(shù)字，如讀不夠，應(yīng)以零來補齊。
* 注意事項：(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時，主尺的讀數(shù)應(yīng)從游標(biāo)的零刻度處讀，而不能從游標(biāo)的機械末端讀。(2)游標(biāo)尺使用時，不論多少分度都不用估讀20分度的讀數(shù)，末位數(shù)一定是0或5;50分度的卡尺，末位數(shù)字一定是偶數(shù)。(3)若游標(biāo)尺上任何一格均與主尺線對齊，選擇較近的一條線讀數(shù)。(4)螺旋測微器的主尺讀數(shù)應(yīng)注意半毫米線是否露出。(4)螺旋測微器的可動部分讀數(shù)時，即使某一線完全對齊，也應(yīng)估讀零。
(2) 用單擺測重力加速度
1. 實驗?zāi)康模河脝螖[測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>
2. 實驗原理：g=4π?2;L/T?2;
3. 實驗器材：長約1m的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺、米尺、游標(biāo)卡尺、秒表。
4. 易錯點：
a. 小球擺動時，最大偏角應(yīng)小于50。到10度。
b. 小球應(yīng)在豎直面內(nèi)振動。
c. 計算單擺振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過平衡位置時開始計時。
d. 擺長應(yīng)為懸點到球心的距離。即：L=擺線長+擺球的半徑。
(3) 用油膜法估測分子直徑
1：實驗原理：油酸滴在水面上，可認(rèn)為在水面上形成了單分子油膜，，如把分子認(rèn)為是球狀，，測出其厚度即為直徑。
2：實驗器材：盛水方盤、注射器(或膠頭滴管)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃、痱子粉(或石膏粉)、酒精油酸溶液、量筒
3：步驟：盤中倒水侍其靜，膠頭滴管吸液油，逐滴滴入量筒中，一滴體積應(yīng)記清，痱粉均撒水面上，靠近水面一滴成，油膜面積穩(wěn)定后，方盤上放玻璃穩(wěn)，描出輪廓印(坐標(biāo))紙上，再把格數(shù)來數(shù)清，多于半格算一格，少于半格舍去無，數(shù)出方格求面積，體積應(yīng)從濃度求。
4.注意事項：(1)實驗前應(yīng)注意方盤是否干凈，否則油膜難以形成。(2)方盤中的水應(yīng)保持平衡，痱子粉應(yīng)均勻浮在水面上(3)向水面滴酒精溶液時應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。(4)向水面只能滴一滴油酸溶液(5)計算分子直徑時，注意滴加的不是純油酸，而是酒精油酸溶液，應(yīng)用一滴溶液的體積乘以溶液的體積百分比濃度
(4) 測定金屬的電阻率
1. 電路連接方式是安培表外接法，而不是內(nèi)接法。
2. 測L時應(yīng)測接入電路的電阻絲的有效長度。
3. 閉合開關(guān)前，應(yīng)把滑動變阻器的滑動觸頭置于正確位置。
4. 多次測量U、I，先計算R，再求R平均值。
5.電流不宜過大，否則電阻率要變化，安培表一般選0-0.6安擋。
(5) 測定電源的電動勢和內(nèi)電阻
1. 實驗電路圖：安培表和滑動變阻器串聯(lián)后與伏特表并聯(lián)。
2. 測量誤差：?、r測量值均小于真實值。
3. 安培表一般選0-0.6A檔，伏特表一般選0-3伏檔。
4. 電流不能過大，一般小于0.5A。
誤差：電動勢的測量值?測和內(nèi)電阻的測量值r測均小于真實值
(6) 電表改裝(測內(nèi)阻)
實驗注意：(1)半偏法測電流表內(nèi)阻時，應(yīng)滿足電位器阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于待測表內(nèi)阻(倍左右)的條件。(2)選用電動勢高的電源有助于減少誤差(3)半偏法測得的內(nèi)阻值偏小(讀數(shù)時干路電流大于滿度電流，通過電阻箱的電流大于半偏電流，由分流規(guī)律可得)(4)改裝后電表的偏轉(zhuǎn)仍與總電流或總電壓成正比，刻度或讀數(shù)可由此來定且刻度線應(yīng)均勻。(5)校準(zhǔn)電路一般采用分壓器接法(6)絕對誤差與相對(百分)誤差相比，后者更能反應(yīng)實驗精確程度。
二、研究性實驗
(1) 研究勻變速運動
練習(xí)使用打點計時器:
1.構(gòu)造：見教材。
2.操作要點：接50HZ，4---6伏的交流電正確標(biāo)取記：在紙帶中間部分選5個點
3.重點：紙帶的分析
a.判斷物體運動情況：
在誤差范圍內(nèi)：如果S1=S2=S3=......，則物體作勻速直線運動
如果*S1=*S2=*S3= .......=常數(shù), 則物體作勻變速直線運動。
b.測定加速度：
公式法： 先求*S，再由*S= aT?2;求加速度。
圖象法： 作v-t圖,求a=直線的斜率
c.測定即時速度： V1=(S1+S2)/2T
V2=(S2+S3)/2T
測定勻變速直線運動的加速度：
1.原理:：*S=aT?2;
2.實驗條件：
a.合力恒定，細(xì)線與木板是平行的。
b.接50HZ，4-6伏交流電。
3.實驗器材：電磁打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線、兩根導(dǎo)線。
4.主要測量:
選擇紙帶,標(biāo)出記數(shù)點,測出每個時間間隔內(nèi)的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點。
5. 數(shù)據(jù)處理:
用逐差法處理數(shù)據(jù)求出加速度：
S4-S1=3a1T?2; ， S5-S2=3a2T?2; ， S6-S3=3a3T?2;
a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T?2;
測勻變速運動的即時速度：(同上)
(2) 研究平拋運動
1.實驗原理：
用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線，再根據(jù)軌跡上某些點的位置坐標(biāo)，由h=求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。
2.實驗器材：
木板，白紙，圖釘，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，附有小孔的卡片，重錘線。
3.實驗條件：
a. 固定白紙的木板要豎直。
b. 斜槽未端的切線水平，在白紙上準(zhǔn)確記下槽口位置。
c.小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。
(3) 研究彈力與形變關(guān)系
1. 方法歸納：(1)用懸掛砝碼的方法給彈簧施加壓力(2)用列表法來記錄和分析數(shù)據(jù)(如何設(shè)計實驗記錄表格)(3)用圖象法來分析實驗數(shù)據(jù)關(guān)系步驟：1：以力為縱坐標(biāo)、彈簧伸長為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系2：根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點3：按照圖中各點的分布和走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)4：以彈簧的伸重工業(yè)自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如不行則考慮二次函數(shù)，如看似象反比例函數(shù)，則變相關(guān)的量為倒數(shù)再研究一下是否為正比關(guān)系(圖象是否可變?yōu)橹本€)----化曲為直的方法等。5：解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的意義。
2. 注意事項：所加砝碼不要過多(大)以免彈簧超出其彈性限度
三、觀察描繪實驗
(1) 描繪伏安特性曲線
1. 實驗原理：在小燈泡由暗變亮的過程中，溫度發(fā)生了很大的變化，而導(dǎo)體的電阻會隨溫度的變化而增大，故在兩端電壓由小變大的過程中，描繪出的伏安特性曲線就不是一條直線，而是一條各點斜率逐漸增大的曲線。
2. 實驗步驟：(1)開關(guān)斷開的狀態(tài)下連好電路(分壓器接法、安培表外接)后再把滑動變阻器的滑動頭調(diào)到使負(fù)載所加電壓最小的位置(2)調(diào)節(jié)滑變，讀數(shù)記錄約12組值(不要斷開電鍵進行間斷測量)(3)斷電，折線路(4)建立坐標(biāo)，選取適當(dāng)標(biāo)度，描點，連線(平滑)。
3. 注意事項：(1)為使實驗準(zhǔn)確，應(yīng)盡量多測幾組數(shù)據(jù)(12給左右)，且滑動變阻器應(yīng)接成分壓器接法(2)安培表內(nèi)外接法應(yīng)視燈泡的電阻大小確定，一般是外接法。(3)為了減少誤差，在作圖時，所選取分度比例要恰當(dāng)，應(yīng)使12個點在坐標(biāo)平面內(nèi)分布在一個盡量大的范圍內(nèi)，且疏密程度盡量均勻些。(3)用多用電表所測得的電阻值較在電路中所測得的值一般要大很多(冷態(tài)電阻要小)
(2) 描繪等勢線
1. 實驗原理：本實驗是利用導(dǎo)電紙上形成的穩(wěn)恒電流場模擬靜電場來做實驗的。因此實驗中與6V直流電源正極相連接的電極相當(dāng)于正電荷;與6V直流電源負(fù)極相連接的電極相當(dāng)于負(fù)電荷。
2. 實驗器材：木板、白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙、圖訂、圓柱形電極兩個、探針兩個、靈敏電流表、電池、電鍵、導(dǎo)線。
3. 易錯點：
(1) 從下到上依次鋪放白紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)電紙。
(2) 只能用靈敏電流計，不能用安培表。
五、儀器的使用類實驗
(1) 長度的測量(刻度尺、螺旋測微器、游標(biāo)卡尺)，見前面內(nèi)容
(2) 示波器的使用
1. 原理：(1)示波管是其核心部件，還有相應(yīng)的電子線路。(2)示波管的原理：用在xx"方向所加的鋸齒波電壓來使打在熒光屏上的電子位置距中心之距與時間成正比(好象一光點在屏上在水平方向上做周期性的勻速運動---這稱為掃描，以使此距離來模擬時間軸(類似于砂擺的方法);在YY"上加上所要研究的外加電壓(信號從Y輸入和地之間輸入)，則就可在屏上顯示出外加電壓的波形了。
2. 使用的一般步驟：(1)先預(yù)調(diào)：反時針旋轉(zhuǎn)輝度旋鈕到底，豎直和水平位移轉(zhuǎn)到中間，衰減置于最高檔，掃描置于"外X檔"(2)再開電源，指示燈亮后等待一兩分鐘進行預(yù)熱后再進行相關(guān)的操作(3)先調(diào)輝度，再調(diào)聚焦，進而調(diào)水平和豎直位移使亮點在中心合適區(qū)域(4)調(diào)掃描、掃描微調(diào)和X增益，觀察掃描(5)把外X檔拔開到掃描范圍檔合適處，觀察機內(nèi)提供的豎直方向按正余弦規(guī)律變化的電壓波形(6)把待研究的外加電壓由Y輸入和地間接入示波器，調(diào)節(jié)各檔到合適位置，可觀察到此電壓的波形(與時間變化的圖象)(調(diào)同步極性開關(guān)可使圖象的起點從正半周或負(fù)半周開始(7)如欲觀察亮斑(如外加一直流電壓時)的豎直偏移，可把掃描調(diào)節(jié)到"外X"檔。
3. 注意事項：(1)注意使用步驟，不要一開始就開電源，而應(yīng)先預(yù)調(diào)，再預(yù)熱，而后才能進行正常的調(diào)節(jié)(2)在正常觀察待測電壓時，應(yīng)把掃描開關(guān)拔到掃描檔且外加電壓由Y輸入和地之間輸入，此時X X"電壓為機內(nèi)自帶的掃描電壓以模擬時間軸，只有需單獨在XX"上另加輸入電壓時，才將開關(guān)拔到外X檔。
(3) 練習(xí)使用多用電表
1. 選擇合適的倍率檔后，先電阻調(diào)零，再紅、黑表筆并接在待測電阻兩端，進行測量每次換檔必須重新電阻調(diào)零。
2. 選擇合適的倍率檔，使指針在中值電阻附近時誤差較小。
3. 測電阻時要把選擇開關(guān)置于"?" 檔。
4. 不能用兩手同時握住兩表筆金屬部分測電阻。
5. 測電阻前，必須把待測電阻同其它電路斷開。
6. 測完電阻，要拔出表筆，并把選擇開關(guān)置于"OFF"檔或交流電壓最高檔。
7. 測量電阻時，若指針偏角過小，應(yīng)換倍率較大的檔進行測量;若指針偏角過大，應(yīng)換倍率較小的檔進行測量。
8. 歐姆表內(nèi)的電池用舊了，用此歐姆表測得的電阻值比真實值偏大。
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