高一物理实验一：长度测量实验二：验证平行四边形定则人教版知识精讲.doc

用心 爱心 专心 高一物理高一物理实验一 长度测量实验二 验证平行四边形定则实验一 长度测量实验二 验证平行四边形定则人教版人教版 同步教育信息同步教育信息 一 本周教学内容 实验一 长度测量 实验二 验证平行四边形定则 二 知识要点 了解误差和有效数字的初步知识 了解刻度尺 游标卡尺的构造原理 测量的读数方 法 验证平行四边形定则 能正确选用弹簧 初步分析结果中产生误差的原因 三 学习中注意点 1 误差 测量值与真实值的差异叫误差 误差存在于一切测量之中 贯穿于测量过程的 始终 误差分为系统误差 偶然误差 系统误差是由于实验原理不够完备 实验仪器精度 有限 实验方法粗略而产生的 这种误差不能通过多次实验消除 系统误差特点是实验结 果与真实值的差异具有相同的倾向性 即总是偏大或总是偏小 减小系统误差只能从产生 原因上改进 偶然误差是由于各种偶然因素对实验者及仪器的影响而产生的 偶然误差可 以采取一定的措施减小 偶然误差特点 结果有时偏大有时偏小 几率相等 通常用累积 法减小偶然误差 2 有效数字 带有一位估读数字的近似数字叫有效数字 有效数字位数从左面第 1 个不 为 0 的数起到最末位 这些数就是有效数字 有效数字的位数与小数位数无关 零在数位 中间或末尾都是有效数字 如 0 01201 是四位有效数字 0 01210 也是四位有效数字 有效 数字末位的零不能随意舍去 3 用游标卡尺测长度 1 游标卡尺 游标卡尺构造如图 4 1 所示 主要由一条主尺和游标尺组成 一对 内测量爪可以测槽宽和管内径 一对外测量爪可以用来测量厚度和外径 与游标尺相连的 测深尺可测槽或桶的深度 旋纽螺钉可以固定游标尺 图 4 1 一般游标卡尺的准确度有 0 1mm 10 等分游标 0 05mm 常称 20 等分游标 0 02mm 常称 50 等分游标 准确度为 0 1mm 卡尺 游标尺的最小分度比主尺的最小分度小 0 1mm 准确度为 0 05mm 的卡尺 游标尺的最小分度比主尺最小分度小 0 05mm 准确度为 0 02mm 的游标 卡尺 游标尺上的最小分度比主尺最小分度小 0 02mm 2 游标卡尺的读数分两步进行 第 1 步读主尺 由游标尺上的零刻线位置所对应 主尺上毫米整数 即为主尺读数 第二步读游标尺数 由游标尺上第 k 条刻度线对准主尺 上的刻线 用 k 乘以该尺准确度即为毫米的小数部分就是游标尺上的读数 最后把主尺读 数与游标尺读数相加 一般游标卡尺不估读 用心 爱心 专心 使用中注意 测量物不可在测量爪间移动或过紧卡住被测物 以免损坏测量爪 测量 物上被测距离的连线必须平行于主尺 当用旋钮螺钉固定好游标尺后方可读数 测量中用 力适当 避免撞击 用后使测量爪并拢 收拾妥当 4 验证力的平行四边形定则 同时用两个力拉橡皮绳 使橡皮绳伸长 改用一个力直接 拉橡皮绳 使橡皮绳伸长 且使两次橡皮绳伸长相同 由第 1 次两个力求得合力 与第 2 次拉的拉力比较 即可验证平行四边形定则的正确性 实验目的 验证平行四边形定则 实验器材 木板 白纸 弹簧秤 两只完全相同 橡皮绳 细绳套 两个 三角 板 刻度尺 图钉 若干个 实验步骤 1 把白纸用图钉固定在木板上 2 把绳套 橡皮绳连接好 另一端固定在木板上 3 同时用两个弹簧秤拉橡皮绳 记下弹簧秤读数 拉力方向 绳套与橡皮绳连接 点的位置 4 作出第 3 步中两力的图示并用平行四边形定则求出合力 5 用一只弹簧秤拉绳套使橡皮绳与第 3 步中标记的位置重合 记下弹簧秤读数和 拉力方向 作出力的图示 6 比较第 4 号中求得合力与第 5 步中拉力是否吻合 误差不超过 5 即可认为是吻 合的 7 重复上述 3 6 二次 做本实验时注意 拉橡皮绳时弹簧秤紧贴木板 拉动弹簧秤时 弹簧与支架不要摩擦 拉力尽量大些 绳套尽量长些 作图记位置时取绳上同一点 作力的图示 尽量使线段长一些 典型例题典型例题 例 1 游标卡尺的主尺最小分度为 1mm 游标尺上有 20 个等分刻度 如图 4 2 所示 用 它测量一工件内径 读数为多少 图 4 2 解 解 游标尺的零刻线对主尺读数为 23mm 游标尺上读数为 13 即05 0 13 65 0 被测工件内径为 23 65mm mm 例 2 用一把准确度为 0 1mm 的游标卡尺测一物体长度 游标尺及主尺的一部分分别如图 所示 被测物体长度为多少 用心 爱心 专心 5cm 10 5cm 0 图 4 3 图 4 4 解 解 从图上看出 游标尺上的第 8 条刻线与主尺上的 53mm 刻线对齐 游标尺读数应 为 1 08 mm8 0 由游标尺上的第 8 条线寻找第 0 刻线与主尺所对位置应为 45mm 被测物体长度为 45 8mm 例 3 在做验证力的平行四边形定则实验时 橡胶条的一端固定在木板上 用两个测力计 把橡皮条的另一端拉到同一确定点 0 以下操作中错误的是 A 同一实验中 O 点位置可以移动 B 实验中 测力计必须保持与木板平行 读数时视线要正对测力计刻度线 C 实验中 先将一个测力计拉到最大 然后调整另一个测力计拉力大小和方向 把橡 皮条的另一端点拉到 O 点 D 实验中 把橡皮条的另一端拉到 O 点 同时两测力计的拉力方向必须保证垂直 以算出合力大小 解 解 同一实验中 用两个测力计拉橡皮条和用一个测力计拉橡皮条保证效果相同 所 以 O 点必须相同 不可移动 用测力计拉橡皮条不能一次拉到最大长度应逐渐达到规定长 度 只能使橡皮条长度增加不能减小 用作图法求合力 没必要两拉力必须垂直 所以选 A C D 例 4 在完成验证力的平行四边形定则实验时 测力计只给一支 其它器材都有 能否做 好本实验 若能 如何操作 解 解 可以完成本实验 操作步骤如下 1 用一条细绳代替一个测力计 结合另一测力计拉橡皮条到 O 点 记下测力计读 数 拉力方向 记下细绳方向 2 用细绳代替另一测力计重复 1 注意橡皮条拉到同一位置 记下测力计读数 其余步骤与用双测力计实验相同 模拟试题模拟试题 1 常用的游标卡尺最多可测量 的长度 主尺的最小分度是 十等分的游 标尺上的每一个小等分的长度是 精度为 另一种卡尺的精度为 0 05mm 它的游标尺有 个等分刻度 这些刻度的总长度是 每一刻度比主尺最上刻 度相差 mm 2 用游标卡尺 图 4 5 测一根金属管的内径和外径时 卡尺上的游标位置分别如图乙 和图丙所示 这根金属管的内径读数是 cm 外径读数是 cm 管壁厚是 cm 图 4 5 3 有一游标卡尺 主尺的最小分度是 1mm 游标上有 20 个小的等分刻度 用它测量一 工件的长度 如图 4 6 所示 图示的读数是 mm 用心 爱心 专心 图 4 6 4 用如图 4 7 所示卡尺测量一个金属圆筒所用材料的体积 应该用测脚测 a a 应该用测脚测 b b 应该用测脚测 c 图 4 7 5 精确度为 0 1mm 的游标卡尺 游标尺刻度总长度 9mm 若最末一刻度线与主尺的 44mm 刻度线对齐 则游标尺的第五条刻线所对主尺的刻度为 A 35 0mm B 39 5mm C 43 4mm D 35 4mm 6 在验证平行四边形定则的实验中 其中的三个实验步骤 1 在水平放置的木板上垫一张白纸 把橡皮条的一端固定在板上 另一端拴两根 细线 通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条 使它与细线的结点到达某一位置 O 点 在白纸上记下 O 点和两测力计的读数 F1和 F2 2 在纸上根据 F1和 F2的大小 应用平行四边形定则作图求出合力 F 3 只用一只测力计通过细绳拉橡皮条 使它的伸长量与两测力计拉时相同 记下 此时测力计的读数和细绳的方向 F 以上三个步骤中均有错误或疏漏 请指出错在哪里 1 中是 2 中是 3 中是 7 在该实验中 采取下列哪些方法和步骤可减小实验误差 A 两个分力 F1 F2间的夹角要尽量大些 B 两个分力 F1 F2的大小要尽量大些 C 拉橡皮条的细绳要稍长一些 D 实验中 弹簧秤必须与木板平行 读数时视线要正对弹簧秤刻度 8 在做 互成角度的两个力的合成 实验时 橡皮条的一端固定在木板上 用两个弹簧 秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的 O 点 以下操作中错误的是 A 同一次实验过程中 O 点位置允许变动 B 实验中 弹簧秤必须保持与木板平行 读数时视线要正对弹簧秤刻度 C 实验中 先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程 然后只需调节另一弹簧秤 的大小和方向 把橡皮条另一端拉到 O 点 D 实验中 把橡皮条的另一端拉到 O 点时 两个弹簧秤之间夹角应取 以便于 90 用心 爱心 专心 算出合力大小 9 将橡皮筋的一端固定在 A 点 另一端拴上两根细绳 每根细绳分别连着一个量程为 5N 最小刻度为 0 1N 的弹簧测力计 沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 当橡皮筋的活 动端拉到 O 点时 两根细绳相互垂直 如图 4 8 所示 这时弹簧测力计的读数可从图中 读出 1 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N 和 N 只须 读到 0 1N 2 在本题的虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 图 4 8 10 在验证 互成角度的两个力的合成 的实验中 某小组得出如图 4 9 所示的图 F 与 A O 共线 其中 A 为固定橡皮条的图钉 O 为橡皮条与细绳套的结点 图中 是 F1和 F2合成的理论值 是 F1与 F2合力的实际值 在实验中 如果将两个细绳 套换成两根橡皮条 那么实验结果是否变化 图 4 9 用心 爱心 专心 试题答案试题答案 1 十几厘米 毫米 0 9 毫米 0 1 毫米 20 19 毫米 0 05 2 2 37 3 05 0 34 3 104 05 4 筒的外径与高 圆筒内径 孔的深度 5 B 6 1 未记下细线方向 2 应根据 F1和 F2的大小和方向作图 3 将其拉到 O 点 7 BCD 8 ACD 9 1 2 5 4 0 2 略 10 F 不变 F 。