〓專題〓 2011高考物理實驗(1)
ⅰ-1、基本儀器的使用
［方法歸納］
1．要求會正確使用的儀器
刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒錶、打點計時器、彈簧秤、溫度表、電流錶、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱、示波器．
2．在力學和電學實驗中，常需要利用測量工具直接測量基本物理量．
①刻度尺、秒錶、彈簧秤、溫度表、電流錶、電壓表的讀數
使用以上儀器時，凡是最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度後再往下估讀一位（估讀的這位是不可靠數字，但是是有效數字的不可缺少的組成部分）。凡是最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。
例如⑴讀出上左圖中被測物體的長度。
⑵上右圖用3v量程時電壓表讀數為多少？用15v量程時電壓表度數又為多少？
⑶右圖中秒錶的示數是多少分多少秒？
凡儀器的最小刻度是10分度的，在讀到最小刻度後還要再往下估讀一位。⑴6.50cm。
⑵1.14v。15v量程時最小刻度為0.
5v，唯讀到0.1v這一位，應為5.7v。
⑶秒錶的讀數分兩部分：小圈內表示分，每小格表示0.5分鐘；大圈內表示秒，最小刻度為0.
1秒。當分針在前0.5分內時，秒針在0~30秒內讀數；當分針在後0.
5分內時，秒針在30~60秒內讀數。因此圖中秒錶讀數應為3分48.75秒（這個5是估讀出來的）。
②游標卡尺
⑴10分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.
1mm。讀數時先從主尺上讀出厘公尺數和公釐數，然後用游標讀出0.1公釐位的數值：
游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，0.1公釐位就讀幾（不能讀某）。其讀數準確到0.
1mm。
⑵20分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.
05mm。讀數時先從主尺上讀出厘公尺數和公釐數，然後用游標讀出公釐以下的數值：游標的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，公釐以下的讀數就是幾乘0.
05公釐。其讀數準確到0.05mm。
⑶50分度的游標卡尺。游標上相鄰兩個刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個刻度間距離小0.
02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標上的刻度值，就是公釐以下的讀數。這種卡尺的讀數可以準確到0.
02mm。如右圖中被測圓柱體的直徑為2.250cm。
要注意：游標卡尺都是根據刻線對齊來讀數的， 所以都不再往下一位估讀。
③螺旋測微器
固定刻度上的最小刻度為0.5mm（在中線的上側）；可動刻度每旋轉一圈前進（或後退）0.5mm。
在可動刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數時，從固定刻度上讀取整、半公釐數，然後從可動刻度上讀取剩餘部分（因為是10分度，所以在最小刻度後應再估讀一位），再把兩部分讀數相加，得測量值。
右圖中的讀數應該是6.702mm。
④天平天平使用前首先要進行調節。調節分兩步：調底座水平和橫樑水平（在調節橫樑水平前，必須把遊碼移到左端零刻度處，左端與零刻線對齊，如圖中虛線所示）。
測量讀數由右盤中砝碼和游標共同讀出。橫樑上的刻度單位是毫克（mg）。若天平平衡時，右盤中有26g砝碼，遊碼在圖中所示位置，則被測物體質量為26.
32g（最小刻度為0.02g，不是10分度，因此唯讀到0.02g這一位）。
⑤多用電表
使用多用電表時首先應該根據被測物理量將選擇開關旋到相應的位置。使用前應先進行機械調零，用小螺絲刀輕旋調零螺絲，使指標指左端零刻線。使用歐姆擋時，還應進行歐姆調零，即將紅、黑錶筆短接，調節歐姆調零旋鈕，使指標指右端零刻線處。
歐姆擋的使用：⑴選擋。一般比被測電阻的估計值低乙個數量級，如估計值為200ω就應該選×10的倍率。
⑵調零。⑶將紅黑錶筆接被測電阻兩端進行測量。⑷將指標示數乘以倍率，得測量值。
⑸將選擇開關扳到off或交流電壓最高擋。用歐姆擋測電阻，如果指標偏轉角度太小，應增大倍率；如果指標偏轉角度太大，應減小倍率。
⑥電阻箱
右圖中的電阻箱有6個旋鈕，每個旋鈕上方都標有倍率，將每個旋鈕上指標所指的數值（都為整數）乘以各自的倍率，從最高位依次往下讀，即可得到這時電阻箱的實際阻值。圖中最左邊的兩個黑點是接線柱。若指標所示如圖，則阻值為84580.
2ω。【特別提示】 一般來說，除游標卡尺、秒錶、電阻箱外，其他測量儀器的讀數都需要估讀，即讀到精度的下一位．
〓專題〓 2011高考物理實驗(2)
ⅰ-2．獨立完成實驗
［方法歸納］
1．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係，將待測物理量的測量轉化為基本物理量的測量．
2．處理實驗資料的常用方法 (前有）
為了減小由於實驗資料而引起的偶然誤差，常需要採用以下方法進行處理．
（1）多次測量求平均值；（2）圖象法
3．實驗誤差的分析
中學物理中只要求初步了解系統誤差和偶然誤差、絕對誤差和相對誤差的概念；能定性分析某些實驗中產生誤差的主要原因；知道用平均值法、圖象法減小偶然誤差；但不要求計算誤差．
（1）系統誤差和偶然誤差：測量值總是有規律的朝著某一方向偏離真值（總是偏大或總是偏小）的誤差，稱為系統誤差．系統誤差的主要**是儀器本身不夠精確，或實驗原理、方法不夠完善．由於偶然因素的影響，造成測量值的無規則起伏稱為偶然誤差．偶然誤差是由於各種偶然因素對實驗者、測量儀器，被測物理量的影響而產生的，多次測量偏大和偏小的機會相同，因此，多次測量求平均值可減小偶然誤差．
（2）絕對誤差和相對誤差：設某物理量的真值為a0，測量值為a，則絕對誤差，相對誤差為．真值a0常以公認值、理論值或多次測量的平均值代替．
（3）有效數字帶有一位不可靠數字的近似數字，叫做有效數字。⑴有效數字是指近似數字而言。⑵只能帶有一位不可靠數字，不是位數越多越好。
凡是用測量儀器直接測量的結果，讀數一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數值（可靠數字）後，再向下估讀一位（不可靠數字），這裡不受有效數字位數的限制。
間接測量的有效數字運算不作要求，運算結果一般可用2~3位有效數字表示。
〓專題〓 2011高考物理實驗(3)
ⅰ-3．.獨立完成實驗的能力．
（1）理解實驗原理、實驗目的及要求；
實驗原理
中學要求必做的實驗可以分為4個型別：練習型、測量型、驗證型、探索型．對每一種型別都要把原理弄清楚．
（2）掌握實驗方法步驟；
（3）會控制實驗條件和使用實驗儀器，會處理實驗安全問題；
實驗儀器
要求掌握的實驗儀器主要有：刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器（千分尺）、天平、停表（秒錶）、打點計時器（電火花計時儀）、彈簧秤、溫度表、電流錶、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱，等等。對於使用新教材的省市，還要加上示波器等。
對這些儀器，都要弄清其原理、會正確使用它們，包括測量儀器的正確讀數。
實驗裝置
對電學實驗主要指電路圖。
下面幾個是應特別注意的：
①驗證牛頓第二定律的實驗，如何平衡摩擦力是關鍵。
②研究平拋物體的運動及碰撞中的動量守恆的實驗，這兩個實驗都要使用斜槽軌道，讓小球從軌道上端無初速滾下，然後平丟擲去，在安裝裝置時要注意保證軌道末端必須水平，如果實驗要進行多次，每次小球應從同一高度處下落，因此應有乙個擋板。
③驗證機械能守恆定律的實驗，要用鐵架臺並用夾子固定紙帶，這樣在開啟打點計時器而未釋放重錘前，能保證打出的點跡在同一點上，若像課本上的實驗裝置圖那樣，用手握住紙帶，開啟打點計時器而未釋放紙帶前，會由於手的抖動而打出一「堆」點，從而無法準確找出第乙個點（即自由落體運動起始位置）。
④用單擺測重力加速度的實驗，在安裝單擺時要注意懸點的固定，隨便拴乙個結系在鐵架臺的橫樑上是不可取的，因為懸點不確定，就不是單擺，並且擺長值也無法準確測量。
⑤有關電路的電學實驗要注意安培表的外接與內接，製流與分壓電路的選擇，電表內阻的影響，等等。
（4）會觀察、解釋實驗現象，會分析、處理實驗資料；
（5）會分析和評價實驗結果，並得出合理的實驗結論．
實驗資料的處理
重要的有打點計時器紙帶的處理方法（如分析是不是勻速運動或勻變速直線運動、如果是勻變速運動，如何求某時刻的速度、如何求加速度等）；解方程求解未知量、用影象處理資料（把原來應該是曲線關係的通過改變座標軸的量或單位而變成線性關係，即變成直線，是重要的實驗能力）。
實驗誤差的定性分析
中學階段不要求進行定量的誤差分析，但對主要誤差的產生原因、系統誤差是偏大還是偏小等，應能理解。在電路的實驗中，粗略地看，認為電流錶是短路、電壓表是斷路，但精確一點看，電流錶和電壓表的內阻的影響都不能忽略，定性地討論電表電阻對測量結果的影響是我們應該掌握。
2.、設計實驗的能力．
能根據要求靈活運用已學過的物理理論、實驗方法和儀器，設計簡單的實驗方案並處理相關的實驗問題．
【注】幾種重要的實驗方法
下面幾種實驗方法是我們中學階段物理實驗中用過的，從方法的角度整理、複習一下，有助於我們提高認識水平和能力。
（1）累積法：在「用單擺測重力加速度」測週期時我們用的是累積法，即我們不直接測乙個週期的時間，而是測30～50個週期的總時間，再除以週期數即得週期t的值．用累積法的好處是：①相當於進行多次測量而後取平均值，這樣可以減少偶然誤差；②增加有效數字的位數．以測單擺的週期為例，我們實驗時單擺的擺長大約是1m或不到1m，用停表（最小分度值是0.
1s）直接測1個週期的值，只能讀出兩位有效數字（機械停表的指標是跳躍式前進的，因此不能估讀），如1.8s、2.0s等，而測30個週期總時間，則可讀出至少3位有效數字。
用累積法的實驗還有很多，如測一張紙的厚度、用刻度尺測金屬絲的直徑…
（2）替代法：在「互成角度兩個共點力的合成」的實驗中我們就用到了替代法，第一次我們用兩個彈簧秤成角度地拉橡皮筋，把結點拉到某一位置，再換成乙個彈簧秤，同樣拉這個橡皮筋，也把結點拉到同樣位置，這說明後乙個彈簧秤的拉力與前面兩個彈簧秤的拉力效果相等因此右以互相替代．對於「等效」這個問題，應正確理解：所謂效果相等，是對某一方面說的，並不是在所有方面都等效，仍以合力與分力來說，它們只是在改變物體的運動狀態上等效，而在其他方面，例如在產生形變上，二者並不等效。
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