高一物理常見實驗總結(jié)

一、基本物理實驗

歸類實驗內(nèi)容1．游標(biāo)卡尺的使用2．螺旋測微器的使用3．驗證力的平行四邊形定則實驗說明測量原理、使用方法；10分度、20分度、50分度的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等構(gòu)造、原理、使用方法、正確讀數(shù)等實驗的等效思想；作圖法等應(yīng)用性試驗驗證性實驗測量性試驗探究性實驗二、實驗涉及的方法:1．等效法:（驗證力的平行四邊形定則實驗）2．轉(zhuǎn)換法：（彈簧測力計，打點計時器，用單擺測定重力加速度等）3．留跡法：（打點計時器，用描跡法描繪平拋運動的軌跡）4．累積法：（把細(xì)金屬絲繞在圓柱體上測細(xì)金屬絲的直徑，測一張薄紙的厚度時，用單

擺測定重力加速度測單擺完成多次全振動的總時間除以全振動的次數(shù)）

5．控制變量法：（在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，質(zhì)量與加速度和力的關(guān)系驗證）三、實驗數(shù)據(jù)的處理方法

1．列表法：列表的要求(1)寫明表的標(biāo)題或加上必要的說明；(2)必須交代清楚表中各符號所表示

的物理量的意義，并寫明單位；(3)表中數(shù)據(jù)應(yīng)是正確反映測量結(jié)果的有效數(shù)字．

2．平均值法：現(xiàn)行教材中只介紹了算術(shù)平均值，即把測定的數(shù)據(jù)相加求和，然后除以

測量的次數(shù)．必須注意的是，求平均值時應(yīng)該按測量儀器的精確度決定應(yīng)保留的有效數(shù)字的位數(shù)．

3．圖象法：圖象法是物理實驗中廣泛應(yīng)用的處理實驗數(shù)據(jù)的方法．圖象法的最大優(yōu)點是

直觀、簡便．在探索物理量之間的關(guān)系時，由圖象可以直觀地看出物理量之間的函數(shù)關(guān)系或變化趨勢，由此建立經(jīng)驗公式．

4．驗證機械能守恒定律用自由落體進行驗證；使用打點計時器和刻度尺等5.單擺測定重力及速度使用刻度尺和秒表；實驗操作要求等研究性試驗6．研究勻變速直線運動明確實驗?zāi)康模皇褂么螯c計時器；用刻度尺測量、分析所打的紙帶來計算加速度等7．研究平拋物體的運動用平拋實驗器進行實驗；研究的目的和方法；描繪平拋軌跡；計算平拋物體的初速度等8．探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗設(shè)計的原理和方法；實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析；實驗結(jié)論的描述與表達形式等例題

例1新式游標(biāo)卡尺的刻度線看起來很“稀疏”，使讀數(shù)顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)．通常游標(biāo)卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份．圖7－2就是一個“39mm等分成20份”的新式游標(biāo)卡尺．

圖7－2

(1)它的準(zhǔn)確度是__________mm．

(2)用它測量某物體的厚度，示數(shù)如圖6－1所示，正確的讀數(shù)是__________cm．[答案](1)0.05(2)3.030

【解析】此題考查實驗器材的基本讀法以及正確使用，此題是20分度的游標(biāo)卡尺，分度值是0.05，第六格對齊，所以是0.05*6=0.30，后面的0不可省略。

例2、某同學(xué)在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實驗：如圖7－10甲所示，將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物．

圖7－10甲

①為完成本實驗，下述操作中必需的是________．a(chǎn)．測量細(xì)繩的長度b．測量橡皮筋的原長

c．測量懸掛重物后橡皮筋的長度d．記錄懸掛重物后結(jié)點O的位置

②釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是__________________．

[答案](1)①bcd②更換不同的小重物

【解析】此題是驗證性實驗，驗證力的平行四邊形定則。只是將彈簧測力計換成了橡皮筋，注意事項并沒有改變，所以一些結(jié)論還是可以用到。問題2中用到了控制變量法，所以改變小重物。

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專題一高中物理實驗常用基礎(chǔ)知識

（一）常用實驗原理的設(shè)計方法

1．控制變量法：如：在“驗證牛頓第二定律的實驗”中，加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系控制。在“研究單擺的周期”中，擺長、偏角和擺球質(zhì)量的關(guān)系控制等等。

2．理想化方法：用伏安法測電阻時，選擇了合適的內(nèi)外接方法，一般就忽略電表的非理想性。

3．等效替代法：某些量不易測量，可以用較易測量的量替代，從而簡化實驗。在“驗證碰撞中的動量守恒”的實驗中，兩球碰撞后的速度不易直接測量，在將整個平拋時間定為時間單位后，速度的測量就轉(zhuǎn)化為對水平位移的測量了。4．模擬法：當(dāng)實驗情景不易創(chuàng)設(shè)或根本無法創(chuàng)設(shè)時，可以用物理模型或數(shù)學(xué)模型等效的情景代替，盡管兩個情景的本質(zhì)可能根本不同�！懊枥L電場中的等勢線”的實驗就是用電流場模擬靜電場。

5．微小量放大法：微小量不易測量，勉強測量誤差也較大，實驗時常采用各種方法加以放大�？ㄎ牡显S測定萬有引力恒量，采用光路放大了金屬絲的微小扭轉(zhuǎn)；在觀察玻璃瓶受力后的微小形變時，使液體沿細(xì)玻璃管上升來放大瓶內(nèi)液面的上升。

（二）常見實驗數(shù)據(jù)的收集方法1．利用測量工具直接測量基本物理量

模塊基本物理量長度力學(xué)時間質(zhì)量（力）電阻（粗測）電學(xué)電流（電壓）熱學(xué)溫度電流表（電壓表）溫度計測量儀器刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器秒表（停表）、打點計時器天平（彈簧秤）歐姆表、電阻箱2．常見間接測量的物理量及其測量方法

有些物理量不能由測量儀器直接測量，這時，可利用待測量和可直接測量的基本物理量之間的關(guān)系，將待測物理量的測量轉(zhuǎn)化為基本物理量的測量。．．

模塊待測物理量速度力學(xué)加速度功電學(xué)

基本測量方法①利用紙帶，vmSnSn12TST2；②利用平拋，vx2g2y①利用紙帶，逐差法a；②利用單擺g4LT2根據(jù)WEk轉(zhuǎn)化為測量m、v①根據(jù)RUI電阻（精確測量）轉(zhuǎn)化為測量U、I（伏安法）；②電阻箱（半偏、替代）電功率電源電動勢（三）常用實驗誤差的控制方法

根據(jù)P=UI轉(zhuǎn)化為測量U、I根據(jù)E＝U＋Ir轉(zhuǎn)化為測量U、I然后聯(lián)立方程求解或運用圖像處理為了減小由于實驗數(shù)據(jù)而引起的偶然誤差，常需要采用以下方法控制實驗誤差。1．多次測量求平均值，這是所有實驗必須采取的辦法，也是做實驗應(yīng)具有的基本思想。

2．積累法。一些小量直接測量誤差較大，可以累積起來測量，以減小誤差�！坝脝螖[測定重力加速度”的實驗中，為了減小周期的測量誤差，不是測量完成一次全振動的時間，而是測量完成30~50次全振動的時間。（四）常用實驗數(shù)據(jù)的處理方法

1．列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時，常將數(shù)據(jù)列成表格。數(shù)據(jù)列表可以簡單而又明確的表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，有助于找出物理量之間的規(guī)律性的聯(lián)系。列表的要求是①寫明表的標(biāo)題或加上必要的說明；②必須交待清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并寫明單位；③表中的數(shù)據(jù)要正確反映測量結(jié)果的有效數(shù)字。

2．作圖法：用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一。用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便，有取平均的效果，由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點等可以研究物理量之間的變化及其關(guān)系，找出規(guī)律。作圖的規(guī)則是：①作圖一定要用坐標(biāo)紙．坐標(biāo)紙的大小要根據(jù)測量數(shù)據(jù)有效數(shù)字的多少和結(jié)果的需要來定；②要標(biāo)明坐標(biāo)軸名、單位，在軸上每隔一定相等的間距按有效數(shù)字位數(shù)標(biāo)明數(shù)值；③圖上連線要是光滑曲線（或直線），連線時不一定要通過所有的數(shù)據(jù)點，而是要使數(shù)據(jù)點在線的兩側(cè)合理的分布；④在圖上求直線的斜率時，要選取線上相距較遠的兩點，不一定要取原來的數(shù)據(jù)點；⑤作圖時常設(shè)法使圖線線性化，即“化曲為直”。

3．平均值法：將測定的若干組數(shù)相加求和，然后除以測量次數(shù)．必須注意，求取平均值時應(yīng)該按原來測量儀器的準(zhǔn)確度決定保留的位數(shù)。

4．逐差法：這就是用打點計時器打出的紙帶計算加速度時用到的方法，這種方法充分利用了測量數(shù)據(jù)，具有較好的取平均的效果。

（五）有關(guān)誤差分析的問題

要求認(rèn)識誤差問題在實驗中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差；能在某些實驗中分析誤差的主要來源；不要求計算誤差。要熟練掌握常見實驗的誤差情況及分析方法。

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