上海 物理 高考实验.ppt

物理实验复习,概述,目的：观察、测量、研究、描绘 原理：依据物理规律，推导相应物理量关系 器材：实验装置和测量仪器 步骤：顺序和关键点 数据分析：记录；代数法或图像法 结论：讲清条件 误差分析：实际是什么？用于计算是什么？引起偏差是什么？ 改进和推广：减小误差的方法；其他实验设计,掌握实验目的、原理、步骤；会控制实验条件、使用仪器、观察分析，处理数据、得出结论、（设计简单实验）,DIS实验基本结构,传感器,数据采集器,计算机,一、用DIS测定位移和速度,实验原理：v=s/t,实验目的：研究变速直线运动的s-t图并从中求物体的位移和速度实验器材：小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器等）实验步骤：,1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好2．开启电源，点击“用DIS测定位移和速度”3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，s-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到s-t图4．点击“选择区域”，将某段曲线选定为研究区域，下方速度窗口就出现该段运动的平均速度值注意事项,在测平均速度时应选用位移传感器，实验时轨道略有倾斜，让小车加速下滑从而得到相应的s-t图象。

点击不同的“选择区域”得到相应的平均速度值，可以发现选取不同的时间段得到的平均速度值往往是不同的增大轨道倾角并重复实验，可发现同样的时间段内的平均速度值会增大练习1．在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示 （1）由图可以确定，小车在AC段是_________运动；DE段是_________运动 （2）在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是_________段中的平均速度加速,匀速,,,,AB,练习2．在研究匀速直线运动的位移—时间关系的DIS实验中，得出运动小车的s-t图如图所示，从图中可知，小车运动的方向是__________（填靠近或远离）运动传感器的接收部分，在s-t图上0—0.2 s之间的一段水平直线表示__________，从图中可以看出，1.0 s时小车与开始计时点的距离约为__________m靠近,静止,,,,0.5,附：用光电门测瞬时速度：,光电门记录的是挡光片的挡光时间△t测量挡光片的宽度d就可知挡光片经过光电门的平均速度v=d/ △t 挡光片的宽度较窄，经过光电门的平均速度就可看作瞬时速度应能明确指出测得的速度是小车到达什么位置时的速度。

练习1．用DIS测瞬时速度的实验中下列器材中必需的是（ ） （A）位移传感器 （B）光电门传感器 （C）挡光片 （D）配重片,,,,练习2．用DIS测瞬时速度的实验中，挡光片的宽度（ ） （A）越宽越好 （B）越窄越好 （C）适当窄些 （D）无所谓,,,例：小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据 则以下表述正确的是 ①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小 ②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小 ③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度 ④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A．①③ B．②③ C．①④ D．②④,实验目的：测定沿轨道下滑物体的加速度实验器材：小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器等）二、用DIS测定加速度,实验原理：a=△V/△t,,三．实验步骤：,1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好，使轨道的倾角固定妥当。

2．开启电源，点击“用DIS测定加速度”3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，v-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到v-t图4．移动光标，在图像上取较远的两点A与B，求出它们所在直线的斜率即加速度使能产生适当的加速度,5．多次测量得出加速度的平均值保持斜面倾角不变）,,注： 1) 倾角不宜太大，也不宜太小； 2) 无须平衡f，只要GX > f 即可 3) 应选取较远的两点，以减小误差，且应用两点式求: (v2-v1)/(t2-t1) 4) 多次测量求平均：保持 θ 不变，多次释放小车,练习1．在用DIS测定小车刹车时加速度的实验中，根据实验数据得到的速度图像如图所示由该图像可求出小车加速度的大小为a＝_______m/s21.2,,练习2．利用图示的装置来测量滑块A在长木板上运动的加速度图中d为安装在滑块A上挡光片的宽度，s是1和2两个光电门之间的距离实验时，使滑块A从长木板的顶端滑下 （1）试写出除上述量（d和s）外还需测量的物理量_______________________ ，并根据这些物理量写出滑块A沿斜面下滑时的加速度的表达式a＝_________________________； （2）简单叙述两个可以减小本实验误差的方法. ___________________________________________________.,光电门记录的挡光时间t1、t2,多测几次取平均值，,增大两个光电门之间的距离,v1＝d/t1,v2＝d/t2,a＝(v2－v1)/s,＝d(t1－t2)/st1t2,练习3．在DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，所以可看做测量的是瞬时速度。

为了测量做匀变速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，如右图所示 （1）当小车匀变速经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为Δt1和Δt2，A、B开始挡光时刻的间隔为t，则小车的加速度a=_ （2）（单选题）实验中，若挡光片的宽度b较大，用上述方法测得的加速度与真实值间会有较大的差距，下列关于实验的测量值与真实值的判断中正确的是（ ） （A）若小车加速，则测量值大于真实值；若小车减速，则测量值小于真实值 （B）若小车加速，则测量值小于真实值；若小车减速，则测量值大于真实值 （C）无论小车加速还是减速，测量值均大于真实值 （D）无论小车加速还是减速，测量值均小于真实值,答案：（1）,（2）B,三、描绘平抛运动轨迹,实验目的： （1）利用有连拍功能的数码相机或摄像机获得平抛运动的轨迹； （2）利用DIS实验研究平抛物体的飞行时间t和下落高度h、初速度v0之间的关系；平抛物体的射程x与v0、t之间的关系 实验器材： 有连拍功能的数码相机或摄像机，以及由斜面滑槽和支架、金属小球、光电门传感器、碰撞传感器等组成的DIS平抛运动实验装置。

重锤线,,实验原理,1．平抛物体的运动可以看作是水平方向的 和竖直方向的 的合运动 2．照片连续拍摄小球不同时刻的位置，将小球球心位置用平滑曲线连接起来就可以得到一条较准确的小球作平抛运动的轨迹 3．以平抛出发点为原点，水平方向为x轴，竖直向下为y轴建立坐标系，设平抛初速为v0，飞行时间为t，则对平抛运动轨迹曲线上任意一点的坐标（x，y）都有：x＝ ，y＝ 若测出某点坐标（x，y），则可求得平抛运动初速度v0＝ 实验步骤：,2．改变水平槽口的高度，重复步骤13．用数码相机的连拍功能（或摄像机），在上述两组实验中，各选一次实验，拍摄小球做平抛运动的过程，将所摄得的一组照片输入计算机中，然后进行处理，并将这些照片图像叠合在一起以获得小球做平抛运动的轨迹1．控制斜槽导轨的水平槽口高度，让小球从斜槽的不同高度斜槽导轨处滚下，以4种不同的速度冲出水平槽口在空中做平抛运动利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速度v0，利用安置在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t并显示在计算机屏幕上落地点的水平距离x由底座上的标尺读出将这些数据记录在预先设计好的表格中。

数据记录,高度 h = (m),改变高度重复实验,数据处理,1、根据表中物体抛出时的高度h和初速度v0的数据，分别计算出射程和飞行时间的理论值t=√2h/g，x=v0t）得出结论： ①空中飞行时间只与下落高度有关（比较t1, t2, t3, t4） ②水平飞行距离取决于初速和下落高度 ③在误差范围内，小球水平做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动运动，(比较tn与t理论，xn与x理论),2、考察由数码相机所得到的小球做平抛运动的轨迹图象，分析由此得到的某些信息，如水平分速度、竖直分速度等利用轨迹测v0 : ①建立坐标系，需要重锤线作为竖直参考 ②坐标原点为抛出点时，v0=x√g/2y，求平均 ③若坐标原点不是抛出点,,误差分析,① 如何确定槽水平：在中间放小球，看是否随遇平衡槽不水平带来误差槽不光滑，无影响 ② 抛出点在底板上投影为0刻度； ③ 利用轨迹求初速时，选取点离抛出点应尽可能远； ④ 坐标原点：取在槽口正上方小球圆心的位置(用轨迹求Vo)；取在槽口(根据h和t求x),误差定量分析： 基本思路：实际应是？用于计算的是？造成的偏差？,1、关于研究平抛运动的实验，下述正确的是 （ ） （A）斜槽必须是光滑无摩擦的 （B）所用小球的半径越大则所测得的初速度越精确 （C）实验所需唯一测量工具是毫米刻度尺 （D）小球越重所测量得的初速度越精确,2、为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表：以下探究方案符合控制变量法的是 （ ） （A）若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据 （B）若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据 （C）若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据 （D）若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据,实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的装置．钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动．每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动，设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。

（l）某同学在安装实验装置和进行其余的操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示他的错误之处是_________________ （2）该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式v0＝x√g/2y, 求小球的初速度v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比 填“偏大”、“偏小”或“相等”）,（1）直角坐标系的原点应建在槽口正上方球心的水平投形点处．它在槽口正上方r （ r为小球半径）处而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处 （2）偏大,某同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，在白纸上记录了一段小球做平抛运动的轨迹和一条表示竖直方向的直线，然后在这张白纸上覆盖了一张透明的方格纸，如图所示．他测出小方格的边长为l，又透过方格纸在小球的运动轨迹上取了a、b、c三个数据点，由此可知小球从a点到b点运动的时间__________（填：大于、小于、等于）小球从b点到c点的运动时间．小球从a到b运动的时间t =__________，小球做平抛运动的初速度为___________．（已知重力加速度为g）,10、如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x－tanθ图象，g＝10m/s2。

则：（1）由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0＝ 实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为 m 2）若最后得到的图象如图c所示，则可能的原因是（写出一个） 。