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1、精选优质文档-倾情为你奉上高考二轮复习力学实验一、教学目标： 1、解读高考实验考纲，点出力学实验的重要性、考查特点及2014年预计考查形式。 2、构建知识网络，整合重点知识，并利用例题突破高考中频繁出现的考点和难点。二、教学重难点： 构建知识网络，整合重点知识，并利用例题突破高考中频繁出现的考点和难点。三、教学方法： 讲练结合法四、教学过程： （一）考纲解读：高考物理试题中，实验是必考内容，且近年来越来越受重视。高考实验题除了对教材原有学生实验进行考查外，还把考查内容延伸到演示试验中，甚至拓展到迁移类试验、应用性实验、设计性实验以及“研究性学习”类实验。要求学生利用所学知识，对实验仪器或实验方
2、法重组，将教材中的学生实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到情景新颖的试验中去。高考物理实验题目具有以下几个特点：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
3、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
4、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。（二）知识网络构建（三）重点知识整合：1、测量读数类仪器使用 （1）游标卡尺 各种游标卡尺的有关参数如下表所示：游标尺(mm) 精确度(mm) 刻度格数 刻度总长度(mm) 每小格与1毫米差(mm) 10 9 0.1 0.1 20 19 0.05 0.05 50 49 0.02 0.02 游标卡尺的读数方法:A、以游标零刻度线位置为准,在主尺上读取整毫米数;B、看游标上
5、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;C、总的读数为毫米整数加上毫米以下的小数。 特别提醒：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50分度的游标卡尺精确度为 mm0.02 mm。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025 mm,精确度是0.5 mm500.01 mm.螺旋测微器的读数方法:从固定标尺读出整 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. 0.5 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)
6、乘以精度0.01 mm.测量长度为上述二者之和.如图141中所示读数为6 mm0.5 mm20.20.01 mm6.702 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. 2、力学实验 (1) “纸带类”实验 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。 纸带的应用A、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sn1,由
7、公式vn算出.(如图143),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143B、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。 C、利用纸带计算加速度 a利用a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ssn1snaT2求加速度a，为了减小实验误差可用“逐差法”，snsm(nm)aT2。b图象法利用vn算出相应时刻点的速度，画出vt图象，根据图线的斜率计算加速度。（2）“胡克定律类”实验 原理:利用橡皮条或弹簧在弹性限度内、力与形变量成
8、正比,计算(测量)其长度的变化分析力的变化情况或建立Fx坐标系,描点画图研究力的变化规律。应用 A、根据平行四边形定则验证力的合成与分解。 B、探究弹力和弹簧伸长量的关系。 3、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。 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。 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。（2）有效数字测量既然总有误差，测量的数值就只能是近似数，如“174.2”最末的一位
9、数字“2”是不可靠数字，但它仍有意义不能舍，因为它代表了一个大概数量关系，比如这里174.2与174.8相比是接近174还是175就显而易见了。像174.2mm这种带一位不可靠数字的近似数字叫有效数字，有效数字的最后一位为误差所在位。在试验中，测量时要按有效数字的规则来读书。确定有效数字时，应注意以下问题：A、 有效数字的位数与小数点的位置无关。有效数字的位数与单位无关。B、 关于“0”在有效数字中的特殊性：0在前时，从左往右数第一个不为零的数字才是有效数字。0在后时，计入有效数字。C、 乘方不算有效数字：比如中的-2不是有效数字，10也不是。减小实验误差的方法A、多次测量求平均值；B、积累法
10、；C、图像法。4、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 科学性原则；可靠性原则；方便性原则；准确性原则。 （2）设计性实验的设计思路（四）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145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146所示,读数为_cm. 图145 图14 6考点二 “纸带类”数据的处理例2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图149所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相
11、邻两个计数点间还有4个计时点,本图中没有画出),打点计时器接的是220 V、50 Hz的交变电源.他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐. 图149(1)按照有效数字的读数规则读出相邻计数点AB、BC、CD、DE、EF间的距离s1、s2、s3、s4、s5,它们依次为_cm、_cm 、_cm 、_cm 、_cm . (2)由以上数据计算打点计时器在打B、C、D、E各点时,物体的即时速度vB、vC、vD、vE依次是_m/s、_m/s、_m/s、_m/s. (3)根据以上结果,试用两种不同的方法计算该物体的加速度a. (4)根据(2)中得到的数据,试在如图1410所示的坐标系中,用作v
12、t图象的方法，从图象中求物体的加速度a. 图1410 (5)从图象上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度vA_m/s，vF_m/s.并由此计算：当打点计时器打下A点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动_s了 (6)如果当时电网中交变电流的频率是f49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_.理由是_考点三“胡克定律类”实验的处理 例3、在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧.为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端依次逐个挂上钩码(每个钩码的质量均为m0.1 kg,取g10 m/s2),并记录绳下端
13、的坐标X加i(下标i表示挂在绳下端钩码个数),然后逐个拿下钩码,同样记录绳下端的坐标X减I,绳下端坐标的平均值Xi(X加iX减i)/2的数据如下表: 挂在橡皮绳的钩码个数 橡皮绳下端的坐标(Xi/mm) 甲 乙 1 216.5 216.5 2 246.7 232.0 3 284.0 246.5 4 335.0 264.2 5 394.5 281.3 6 462.0 301.0 (1)同一橡皮绳的X加i_X减i(大于或小于); (2)_同学的数据更符合实验要求(甲或乙); (3)选择一组数据用作图法求出该橡皮绳的劲度系数k(N/m); (4)为了更好地测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些
14、？ 考点四 创新实验 例4. 某兴趣小组为了探究自行车的初速度与其克服阻力做功的关系设计实验的主要步骤是：在学校操场的跑道上画一道起点线；骑上自行车用较快速度驶过起点线，并同时从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥(其在运动过程中空气阻力不计)；车驶过起点线就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；待车停下时,记录自行车停下的位置;用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离x、起点线到终点的距离L及车把手处离地高度h.若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定，设当地的重力加速度为g,那么： (1)自行车经过起点线时的速度v_.(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示) (2)自行车经过起点
15、线后克服阻力做的功W_.(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示) (3)多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验，则每次只需测量上述物理量中的_和_，就能通过数据分析达到实验目的。（五）难点探究难点一：测量性实验测量性实验一般以某一原理或物理规律(公式)为依据，通过测量相关的物理量，从而实现测定某个(或某些)物理量或物理常数的实验目的测量可分为直接测量和间接测量，高中物理实验涉及的测量性实验大多为间接测量实验，即通过直接测量和推导计算来间接得到待测量，联系直接测量量和待测量间的关系是该实验的实验原理 例1 、利用图6-13-2所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光
16、电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x，记下相应的t值；所得数据如下表所示完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值x和t四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在图6133给出的坐标纸上画出t图线；(3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a_ m/s2(保留2位有效数字)。
17、难点二 验证性实验验证性实验要求用实验的方法来验证科学家已归纳、总结和证明了的结论，通过实验过程的再现，加深对规律适用条件和结论的理解解决验证性实验相关问题的关键是根据题目给定的实验条件、实验过程、实验情景领会命题意图，找出实验中应测定的物理量，明确在误差允许的范围内通过怎样的定量关系才能达到实验目的 例2 、现要通过实验验证机械能守恒定律实验装置如图6135所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表
18、示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，x表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度用g表示重力加速度完成下列填空和作图： (1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_，动能的增加量可表示为_若在运动过程中机械能守恒，与x的关系式为 _.图6135(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的x与t值，结果如下表所示： 以x为横坐标，为纵坐标，在图6136的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k_
19、104 m1 s2(保留3位有效数字)。难点三 探究性实验探究性实验旨在通过实验探索某种物理规律、研究某个物理问题近年来探究性实验在高考实验中占的比例逐步增大，注重考查考生的科学探究能力和知识的形成过程探究性实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，通过实验得到的数据信息分析各物理量中的内在联系，找出其中所包含的物理规律 例3、为了“探究功与物体速度变化的关系”，现提供如图6138所示的器材，请思考探究思路并回答下列问题：图6138(1)为了消除摩擦力的影响，应采取的措施：_.(2)在某次实验中某同学得到了如图6139所示的一条纸带，在A、B、C、D、E五个计数点中应该选用_(填“B”、“C”或“D”)点的速度才符合实验要求，因为：_。五、作业布置： 完成历年高考物理实验真题练习试卷专心-专注-专业