2013高考物理二轮复习精品资料专题15 力学实验教学案（教师版）
1．重视对实验操作能力的考查．如实验步骤的排序、纠错；实验器材的选择，包括滑动变阻器、电阻箱、电表量程的选择；实物连线和运用图象与表格分析处理实验数据；实验结论的总结及误差分析；实验方案的改进创新等．
2．重视对基本仪器的读数、构造原理、重要实验方法及电学实验中的故障分析的考查，如游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的读数．
3. 设计性实验是考查的热点．在近几年的各地高考中设计性的实验题比较多，此类实验能够综合考查考生创造性地应用已学知识、方法、原理，灵活处理陌生实验问题的能力，要求学生有较高的知识迁移能力、实验设计能力．
4．电学实验在高中阶段所占比例较大，是实验考查的重点，各地高考实验题中必有电学实验题．
对物理实验的考查通常是以独立题型出现，在高考中实验试题的命题一般是一个力学实验和一个电学实验．一个以考查演示实验或基本实验的基础实验知识、基本实验技能为主；另一个一般以考纲要求的基本实验为载体进行必要的改进和创新，考查考生对基本实验的理解能力、迁移能力和创新能力．
预测2013年高考实验考题主要表现为以下几种形式：
1．一个力学实验题：以打点计时器为主要实验仪器，涉及位移、速度测量的基本力学实验，分值较少，难点不大，命题形式为填空题(或选择性填空)．
2．一个电学实验题：以电流、电压的测量为基本测量的设计性电学实验，涉及实验电路和方法的设计、实验原理的迁移、实验器材的选择、电路实物连线及图象法处理实验数据等，分值较多，能力要求较高，命题形式可能为填空、选择性填空、电路图或实物连线、图象图表分析等．
【知识网络构建】
【重点知识整合】 一、测量读数类仪器使用 1．游标卡尺
(1)各种游标卡尺的有关参数如下表所示： 游标尺(mm) 刻度格数 10 20 刻度总长度(mm) 9 19 精确度(mm) 每小格与1毫米差(mm) 0.1 0.05 0.1 0.05
50 49 0.02 0.02 (2)游标卡尺的读数方法:①以游标零刻度线位置为准,在主尺上读取整毫米数;②看游标上哪一条刻度线与主尺上的某一刻度线(此某一刻度线不需读出)对齐,由游标上对齐的刻度数(即格数)乘以游标卡尺的精确度得出毫米以下的小数;③总的读数为毫米整数加上毫米以下的小数.
特别提醒：(1)游标卡尺的精确度可根据游标尺刻度格数的倒数计算，单位为mm.如501
分度的游标卡尺精确度为 mm＝0.02 mm.
50
(2)游标卡尺的读数不需要估读． 2．螺旋测微器(千分尺)
量程一般为0～25 mm,精确度是0.5 mm÷50＝0.01 mm. 螺旋测微器的读数方法:
①从固定标尺上读出整 毫米数,要注意半毫米刻度线是否露出,如果露出再加上0.5 mm.
图14－1
②0.5 mm以下的读数则等于与固定标尺上横线对准的可动圆周上的读数(要估读一位)乘以精度0.01 mm.③测量长度为上述二者之和.如图14－1中所示读数为6 mm＋0.5 mm＋20.2×0.01 mm＝6.702 mm.
特别提醒:螺旋测微器的使用要注意两点:(1)半毫米刻度线;(2)估读,末位估读的“0”不要漏掉.
二、力学实验 1．“纸带类”实验 (1)打点计时器
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它接在频率为50 Hz的交流电源上使用时,每隔0.02 s打一次点,因此,纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.通过研究纸带上点迹间的距离,就可以确定物体的运动情况.
(2)纸带的应用
①利用纸带计算瞬时速度
测出与n点相邻的前、后两段相等时间T内的距离sn和sn＋1,由公式vn＝sn＋sn＋1
算出.(如2T图14－3),在验证机械能守恒定律实验中,就是根据此法求得物体瞬时速度的.
图14－3
②当物体做匀速直线运动时，某段时间内的平均速度等于各个时刻的瞬时速度．在“探究动能定理”实验中，就是据此求得物体最终获得的速度大小．因此要选取纸带上打点间隔基本相等的部分进行测量．
③利用纸带计算加速度
Δsa．利用a＝2求解：在已经判断出物体做匀变速直线运动的情况下可利用Δs＝sn＋1
T－sn＝aT求加速度a，为了减小实验误差可用“逐差法”，sn－sm＝(n－m)aT.
b．图象法 利用vn＝
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sn＋sn＋1
算出相应时刻点的速度，画出v－t图象，根据图线的斜率计算加速度． 2T2．“胡克定律类”实验
(1)原理:利用橡皮条或弹簧在弹性限度内、力与形变量成正比,计算(测量)其长度的变化分析力的变化情况或建立F－x坐标系,描点画图研究力的变化规律.
(2)应用
①根据平行四边形定则验证力的合成与分解. ②探究弹力和弹簧伸长量的关系. 三、实验误差
1．偶然误差和系统误差
从性质和来源看,误差分为偶然误差和系统误差两种.
(1)偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的误差.减小偶然误差的方法就是通过多次测量求平均值.
(2)系统误差是由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的.要减小系统误差,必须校准仪器,或改进实验方法,或完善实验原理.
四、创新实验
1.创新实验方案的设计,一般应遵循以下四条原则 (1)科学性原则．
(2)可靠性原则． (3)方便性原则． (4)准确性原则． 2．设计性实验的设计思路
【高频考点突破】 考点一 实验数据的读取
例1、(1)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图14－5所示,读数为______mm.
(2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图14－6所示,读数为________cm.
图14－5 图14－ 6
【解析】 (1)固定刻度部分读数为0.5 mm,可动刻度部分读数为11.7×0.01 mm＝0.117 mm,则螺旋测微器的读数为0.5 mm＋0.117 mm＝0.617 mm (0.616 mm～0.619 mm都对)．
(2)主尺上的读数为0.6 cm游标尺上的第15条刻线与主尺的某一刻线对齐,游标尺读数为15×0.05 mm＝0.75 mm,则游标卡尺的读数为0.6 cm＋0.075 cm＝0.675 cm.
【答案】 (1)0.617 mm(0.616 mm～0.619 mm) (2)0.675 cm
