高中高考物理专题复习专题14基本实验方法

《高中高考物理专题复习专题14基本实验方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基本实验方法山东贾玉兵命题趋势耍求考生“能根据要求灵活运用已学过的口然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题”。具体体现在：①在给定的条件下，进行实验设计;②给出测量数据，选择数据处理的方法；③给定原理和器材，设计实验方案；④给出实验过程和情景，判断过程和方法的合理性等。如2001年理综考试中的实验题，就是要求考生灵活运用“伏安法”测定电阻。关于实验方法的考杳，预计是两种形式：一是以学过的分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况；二是考查灵活运用学过的实验方法设计新的实验。由于目前设计型实验是高考实

2、验题的热点，而掌握一些有普遍意义的实验方法又是设计实验的棊础，所以在复习已学过的实验时，冇意识的、积极的提取、积累一些冇价值的方法是很有意义的。知识概要围绕实验的设计原理、误差控制、数据处理三个环节，都有它们口己的一些有普遍意义的方法，在中学阶段涉及的主要是以下一些方法：1.设计实验原理(1)控制变量法。女II：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。在“研究单摆的周期”'I',摆长、偏角和摆球质量的关系控制。(2)近似替代法。用伏安法测电阻吋，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。(3)等效替代法

3、。某些量不易测量，可以用较易测量的量替代，从而简化实验。在“验证碰撞中的动量守恒”的实验屮，两球碰撞后的速度不易直接测量，在将整个平抛时间定为时间单位后，速度的测最就转化为对水平位移的测量了。(4)模拟法。当实验情景不易或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根木不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。(5)微小量放人法。微小最不易测最，勉强测最谋差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万冇引力恒量，采川光路放大了金属丝的微小扭转；在观察玻璃瓶受力后的微小形变时

4、，使液体沿细玻璃管上升来放大瓶内液面的上升。2.控制实验误差(1)多次测量法。多次测量法减小偶然误差，这是所有实验必须采取的办法，也是做实验应具有•的基木思想。（2）积累法。一些小量直接测量误差较大，可以累积起來测量，以减小谋差。“用单摆测定重力加速度”的实验屮，为了减小周期的测最谋羌，不是测最完成一次全振动的时间，而是测量完成30〜50次全振动的时间。1.数据处理（1）逐差法。这就是用打点计时器打出的纸带计算加速度时用到的方法，这种方法充分利用了测量数据，具有较好的取平均的效果。（2）图彖法。能从图彖清楚看出物理量间的关系，在“

5、描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，采用了这种方法得出电阻与温度有关的结论；可用图彖法求物理量的值，在“测定电源电动势和内阻”的实验中用图象法來求E和厂不仅有取平均的效果，还可以剔除个别有错误的测量数据。围绕某一领域实验的共同需要，形成一些方法。在中学阶段主要有：1.记录运动（1）用频闪照片记录运动。例如用小球自山下落的频闪照片研究自山落体运动的规律；用平抛小球的频闪照片研究平抛运动的规律；用弹簧振子的频闪照片研究简谐运动的规律。（2）用打点计时器记录运动轨迹。例如研究匀变速直线运动、验证机械能守恒等。2.提供电压（1）限流法。如图

6、1,选择合适的滑动变阻器串接在电路屮，用它來改变电流，以控制负载电压。RR*□1K~l1-^图1图2（2）分压法。如图2,当滑动变阻器的电阻小于负载电阻时，可用此法调控电压。点拨解疑【例题1】如图3,光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，门摆到某处就能停在该处；另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹费被压缩时的弹性势能。图3(1)还需要的器材是、o(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对能的测量，进而转化为对和的直接测量。(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变最的关系，

7、除以上器材外，还准备了两个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。【点拨解疑】因不知道弹性势能计算公式，应采用等效替代的方法，把要测最的弹性势能转化为便于测量的量。在这个装置中，若用小钢球压缩弹簧至需要的量，然后由静止释放小球，弹簧的弹性势能会转化为小球的动能，进而在小球沿圆弧轨道上升的过程中转化为小球的重力势能。可用对重力势能的测量来代替对弹性势能的测量，因此需用天平测量小球的质量，用刻度尺测量小球上升的高度。要寻找弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量两个物理量的关系，应采用控制变量法。先保持弹费的劲度系数不变，研

8、究弹性势能与形变量的关系；再保持形变量不变，研究弹性势能M劲度系数的关系。因此记录数据的表格可设计成如下两表：小球的质量加二Kg,弹费人压缩量x(m)上升高度h(m)E=mgh(J)压缩量x=cm,小球的质量m=Kg弹簧ABC劲度系数R(N/m)上