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专题五 物理实验
(2)对有测量数值且实验要求根据数据分析验证结果的，一般 要进行分析归纳，通过作图、计算、测量进行比较验证，随着 高考改革逐步深入，验证性实验试题逐渐减少，往往将验证性 实验变化为设计性、探究性、研究性实验，对于这种实验题型 的变化，我们复习时要引起足够的重视． 四、探究性实验 1．包括的课题
探究弹力和弹簧伸长的关系、探究动能定理．
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2．从实验的过程上进行比较 方式 探究性实验 验证性实验 ①实验目的 ②实验器材 ③实验原理 ④实验步骤 ⑤数据分析 ⑥实验结论
实验 过程
①提出问题 ②猜想与假设 ③制订计划与设计实验 ④进行实验与搜集证据 ⑤分析与论证 ⑥评估 ⑦交流与合作
(2)弹簧秤的读数为 2.10 N，选标度 合力的图示如图所示． (3)经测量，合力 F 合＝ 3.3 N.
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专题五 物理实验
用图象处理数据的四个要点 (1)作图一定要用坐标纸，坐标纸的大小要根据有效数字的位数和 结果的需要来定； (2)要标明轴名、单位，在轴上每隔一定的间距按有效数字的位数 标明数值；
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专题五 物理实验
第1讲 力学实验
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一、误差和有效数字 1．误差 误差 产生原因 大小特点 总是偏大或 偏小 可能大可能小 减小方法
实验仪器不精确 系统 实验原理不完善 误差 实验方法粗略
偶然 误差 测量、读数不 准确
更新仪器完善实验 原理
画图象或取平 均值
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3.探究性实验过程是从提出问题开始的，内容上具有不确定
性，结果与多种因素有关，可能会出现多种情况．
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热点一
游标卡尺和螺旋测微器的读数
命题规律：游标卡尺和千分尺的读数是高考考查的热点，题 型为填空题．
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l (2013· 高考安徽卷)(1)根据单摆周期公式 T＝2π ， 可 g 以通过实验测量当地的重力加速度．如图 1 所示，将细线的上 端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．
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专题五 物理实验
纸带数据的处理 (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，为便于测量和计算，一般每五个点取一个计数点，这样 时间间隔为Δ t＝ 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，求打某一点的瞬时速度，只需在这 一点的前后各取相同时间间隔 T 的两段位移 sn 和 sn＋ 1，则打 n sn＋ sn＋ 1 点时的速度 vn＝ . 2T
用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图 2 所示，读数为 18.6 ________mm.
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(2)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微 0.007 器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为______
0.638 mm，合金丝的直径为______mm.
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(3)图上的连线不一定通过所有的数据点，应尽量使数据点合理地
分布在线的两侧； (4)作图时常通过选取适当的坐标轴使图线线性化，即变曲为直,
虽然图象法有许多优点，但在图纸上连线时有较大的主观任意
性，另外连线的粗细、图纸的大小、图纸本身的均匀程度等， 都对结果的准确性有影响．
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(2)设自行车受到的阻力恒为f，计算出阻力做的功W及自行车的 初速度v.改变人停止蹬车时自行车的速度，重复实验，可以得到 多组测量值．以阻力对自行车做功的大小为纵坐标，自行车初速
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专题五 物理实验
范例
(2013· 江西师大附中、临川一中联考)某学习小组利用自
行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”．人骑自行车 在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，
自行车的速度会逐渐减小至零，如图所示．在此过程中，阻力
做功使自行车的速度发生变化．设自行车无动力后受到的阻力 恒定． (1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬 车,需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s,为了计算自 人停止蹬车后自行车滑行的时间t 行车的初速度v,还需要测量______________________________ (填写物理量的名称及符号)．
用作图法求得该弹簧的劲度系数k＝ 如解析图所示 53(说明：±2范围内都可) __________________________________________N/m ；
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2.10(说 (2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为_______ 明：有效数字位数正确，±0.02范围内都可)如解析图所示 ________________________________________________________ N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请画出这
两个共点力的合力F合；
3.3(说明：±0.2范围内都可) (3)由图得到F合＝____________________________N.
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专题五 物理实验
【解析】(1)以水平方向为 x 轴，竖直方向为 F 轴，建立直角坐 标系，然后找点，选尽可能多的点连成一条线，其图线的斜率 3.2 即为弹簧的劲度系数 k，k＝ － N/m≈ 53 N/m. 6×10 2
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(3)用“逐差法”求加速度： 如图所示
s4－ s1 因为 a1＝ 3 T2
s5－ s2 a2＝ 3 T2
s6－ s3 a3＝ 3 T2
a1＋a2＋ a3 s4＋ s5＋ s6－ s1－ s2－ s3 所以 a＝ ＝ . 3 9 T2
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热点三
用图象处理实验数据
(3)写出动摩擦因数的表达式，分析误差产生的原因．
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【解析】
(1)由逐差法公式得
s6＋ s5＋ s4－ s3－ s2－ s1 2 a＝ ＝ 0.496 m/s . 9 T2 (2)由牛顿第二定律得 m3g－ μm2g＝(m2＋ m3)a，则需要测定滑 块的质量 m2 和托盘和砝码的总质量 m3，则选 C、 D. m3g－（m2＋ m3）a (3)由 (2)中等式可得 μ＝ ，因存在纸带与限 m2g 位孔之间的阻力等，测量的动摩擦因数偏大．
(2013· 黄冈一模)物理小组在一次探究活动中测量滑块 与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图．一表面粗糙的木
板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，
其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑 轮的细线与托盘连接；打点计时器使用的交流电源的频率为 50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀 加速运动，在纸带上打出一系列小点．
被测物理量的字母表示，重力加速度为g)，与真实值相比， 偏大 选填“偏大”或“偏小”)．写出支 测量的动摩擦因数______(
存在纸带与限位孔之间的阻力等 持你的看法的一个论据：_____________________________.
【解题指导】
解答此题应注意以下三点：
(1)为减小误差，可用逐差法计算加速度的大小． (2)根据实验原理确定需要测量的物理量．
20分度和50分度的游标卡尺以mm为单位,小数点后有2位,
且对齐格数不估读． (2)螺旋测微器以mm为单位，小数点后必须有3位，对齐格 数要估读，同时还要注意，半毫米刻度线是否露出．
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专题五 物理实验
热点二
纸带类实验问题的处理
命题规律：力学实验中有多个实验都要用到打点计时器(如研 究匀变速直线运动的规律、验证牛顿第二定律、验证机械能 守恒定律等)，能否正确地使用打点计时器并根据纸带进行正
专题五 物理实验
2.有效数字 (1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字．有效数字的最后一 位是测量者估读出来的，是误差的来源．
(2)从数字左边第一个不为零的数字算起，如0.012 5为三位有效
数字． 二、长度的测量
1．毫米刻度尺的读数
精确Hale Waihona Puke 毫米，估读一位． 2．游标卡尺的读数
测量值＝主尺上的读数＋m×n(其中m为游标卡尺的精确度，n
命题规律：用图象处理实验数据是历年高考实验题的命题热 点，力学实验、电学实验中都可能出现．这是考生必备的能 力之一．
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专题五 物理实验
(2012· 高考浙江卷)在“验证力的平行四边形定则” 实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹 簧秤． (1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系 数，得到的实验数据如下表： 弹力F/N 0.50 伸长量 0.74 x/(10－2 m) 1.00 1.80 1.50 2.80 2.00 3.72 2.50 4.60 3.00 5.58 3.50 6.42
备考对策 1.重点关注游标卡尺、螺旋测微器、 多用电表、电阻箱等的读数，电表量 程、滑动变阻器及实验电路的选取等. 2.“源于课本，不拘泥于课本”一直 是高考实验题命题的理念，所以熟悉 课本实验、抓住实验的灵魂——原理， 是我们复习的重中之重. 3.知识创新型实验．例如设计型、开 放型、探讨型实验等都有不同程度的 创新，比如利用所学知识设计出很多 测量重力加速度的实验方案．其中， 力学设计性实验在近年高考中有加强 的趋势，应引起高度重视.
创新设计性实验要求运用学过的实验方法，自行设计一个新的
实验方案．要求设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤,
设计处理数据的方法及分析实验误差．主要考查是否理解实验 原理和实验仪器的工作原理，是否具有灵活运用实验知识的能