物理实验的设计及解题研究姓名学号班级物理学是一门实验学科，为了再现物理规律的发现过程，或者测量某个物理量，或者研究某个物理问题，需要设计对应的物理实验。
故课本依据学习的需要设计了学生实验（11个高考必考实验）一、物理实验的设计原则：1．科学性：科学的方案应有正确的物理规律为依据。
2．安全性：设计的方案应安全可靠，不会对仪器、器材、环境造成危害。
3．精确性：实验误差应控制在允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案。
4．方便性：设计方案应便于操作、读数，便于进行数据处理和观察。
二、高考“考试大纲”对实验能力的要求“三能”：能明确实验目的；能理解实验原理和方法；能控制实验条件。
“三会”：会使用仪器；会观察、分析实验现象；会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价。
三、解决实验题（设计性实验题）思路方法1．能独立地完成11个高考必考实验题。
要对照“三能”、“三会”落实好。
并理解课本实验的设计的技巧。
2．增强表述的准确性，会使用学科语言进行表述。
规范书写答案，规范作图。
比如规范描点作图的要求：⑴用铅笔和刻度尺作图。
⑵建立坐标系，标出坐标轴的物理符号和单位。
⑶选择合适的表度。
⑷描点准确，清晰。
⑸画图曲线要平滑、要细，若为一次函数关系，图像必须为直线，线的两测点迹分布均匀，让其尽可能多的点在这条线上，离线较远的点可不考虑。
⑹图象的完整性，即图像要延长到坐标轴上。
3．基本实验改进型题：借助学过的物理理论、实验方法和实验仪器的使用去处理问题。
4．设计型实验题：往往题目本身阐述实验的方法、使用的器材等。
要认真研究题意，并结合物理过程及物理规律形成实验原理，解决控制实验条件、处理实验数据等问题。
5．技巧性认识：⑴减少误差的方法：数据处理方法有公式法的改变为图像法；多次测量求平均值。
⑵对实验结果的评价要注意科学性、有效性，要大胆答题。
⑶有些创新实验题其实是物理题，依据实验的物理过程，结合物理规律寻找物理量的关系，形成实验方法等。
实验题精选1．按照有效数字规则读出测量值.读数为_____________cm. 读数为_____________cm.读数为_____________cm.__________cm. __________cm. __________cm. __________cm. 2．（11年上海）如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。
t∆(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间1t∆，则小车加速度a=。
和2(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是( )A．增大两挡光片宽度b B．减小两挡光片宽度bC．增大两挡光片间距d D．减小两挡光片间距d3．（11年天津）（1）某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。
他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为G。
他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。
该金属丝的直径是mm4．(11年浙江)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。
为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是 （漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用 。
5．（11年广东）⑴图(a )是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点。
加速度大小用a 表示。
①OD 间的距离为_______cm②图(b )是根据实验数据绘出的s -t 2图线（s 为各计数点至同一起点的距离），斜率表示_______，其大小为_______m/s 2（保留三位有效数字）。
6．（11年安徽）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。
实验测出了砝码的质量m 与弹簧长度l 的相应数据，其对应点已在图上标出。
（g =9.8m/s 2)⑴作出m-l 的关系图线； ⑵弹簧的劲度系数为 N/m 。
7．（11年江苏）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。
弹簧测力计A 挂于固定点P ，下端用细线挂一重物M 。
弹簧测力计B 的一端用细线系于O 点，1 2 3cmO A B CDE图(a ) + + +++s /cm2/s 2 O0.010.020.03 0.040.050.06图(b )m /克2.52.01.51.00.50.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 ×× × × × ×手持另一端向左拉，使结点O 静止在某位置。
分别读出弹簧测力计A 和B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O 点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N ，图中A 的示数为_______N 。
(2)下列不必要的实验要求是_________。
(请填写选项前对应的字母)A ．应测量重物M 所受的重力B ．弹簧测力计应在使用前校零C ．拉线方向应与木板平面平行D ．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O 点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。
8.（11年重庆第22（2））某同学设计了如 图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、 轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材 来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。
滑 块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M ，滑块上砝码总质量为m ′，托盘和盘中砝码的总质量为m ，实验中，滑块在水平轨道上从A 到B 做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g 取10m ／s 2。
①为测量滑块的加速度a ，须测出它在A 、B 间运动的 与 ，计算a 的运动学公式是 ；②根据牛顿运动定律得到a 与m 的关系为()()1g a m g M m m μμ+=-'++。
他想通过多次改变m ，测出相应的a 值，并利用上式来计算μ。
若要求a 是m 的一次函数，必须使上式中的 保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于 。
③实验得到a 与m 的关系如题图4所示，由此可知μ= （取两位有效数字）-3kg图4实验题精选答案1．答案：0.56 1.095 1.178（1.180）0.3137—0.3139 0.5041—0.5043 1.1630 0.5485—0.54872．答案：（1）2222111[]2()()bd t t-∆∆（2）BC3．答案：（1）可能是减速上升或加速下降。
（2）读数1.704-1.706都算正确。
4．答案：①学生电源、电磁打点计时器（或电火花计时器）、钩码、砝码②学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。
5．答案：①1.20 ②加速度一半，0.9336．答案：（1）如图所示；（2）0.248~0.2627．答案：（1）3.6；（2）D；（3）①改变弹簧测力计B拉力的大小；②减小重物M的质量（或将A更换为较大的测力计，改变弹簧测力计B拉力的方向）8．答案：①位移时间②m′+m滑块上③=0.23(0.21—0 25)7、（11年全国新课标）利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。
一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。
改滑块遮光片光电门甲光电门乙变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s ，记下相应的t 值；所得数据如下表所示。
完成下列填空和作图：⑴若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v 1、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是_________________；⑵根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出s /t -t 图线；⑶由所画出的s /t -t 图线，得出滑块加速度的大小为a =_______m/s 2（保留2位有效数字）。
答案：（1）2112s v t at =-（2）如图（3）2.0 【解析】（1）由20101,2s v t at v v at =+=+得2112s v t at =-（2）见图（3）作图求出斜率k ＝－0.9897m/s 2，22 2.0/a k m s =≈(s)图。