一、考试大纲中实验能力的要求

能独立的完成知识列表中的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题,并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验.

二、考试大纲对实验的说明

1.要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等.

2.要求认识误差问题在实验中的重要性,了解误差的概念,知道系统误差和偶然误差;知道用多次测量求平均值的方法减少偶然误差;能在某些实验中分析误差的主要来源;不要求计算误差.

3.要求知道有效数字的概念,会用有效数字表达直接测量的结果.间接测量的有效数字运算不做要求.jab88.COM

三、有效数字

1.带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字.

2.有效数字的位数:从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止,共有几个数字,就是几位有效数字.

例:0.092 3、0.092 30、2.014 0有效数字的位数依次为3位、4位和5位.

3.科学记数法:大的数字,如36 500,如果第3位数5已不可靠时,应记作3.65×104;如果是在第4位数不可靠时,应记作3.650×104.

四、误差

1.系统误差产生的原因及特点

(1)来源:一是实验原理不够完善;二是实验仪器不够精确;三是实验方法粗略.例如,在验证力的平行四边形定则实验中,弹簧测力计的零点未校准;在验证牛顿第二定律的实验中,用砂和砂桶的重力代替对小车的拉力等.

(2)基本特点:实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小.

(3)减小方法:改善实验原理;提高实验仪器的测量精确度;设计更精巧的实验方法.

2.偶然误差产生的原因及特点

(1)来源:偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的.例如,用刻度尺多次测量长度时估读值的差异;电源电压的波动引起的测量值微小变化.

(2)基本特点:多次重复同一测量时,偶然误差有时偏大,有时偏小,且偏大和偏小的机会比较接近.

(3)减小方法:多次测量取平均值可以减小偶然误差.

【例1】指出以下误差是系统误差还是偶然误差

A.测量小车质量时天平不等臂、或砝码不标准,天平底盘未调平所致的误差。

B.用有毫米刻度的尺测量物体长度,豪米以下的数值只能用眼睛估计而产生的误差

C.用安培表内接法测电阻时,测量值比真实值大

D.在验证共点力合成的平行四边形法则实验中,在画出两分力方向及合力方向时,画线不准所致误差

【解析】A是选项是实验仪器不精确所致,是系统误差;B选项是由于测量者在估计时由于视线方向不准造成的,是偶然误差;C选项是实验原理不完善、忽略电流表内阻影响所致,是系统误差;D选项是画力方向时描点不准、直尺略有移动,或画线时铅笔倾斜程度不一致所致,是偶然误差。

3.绝对误差和相对误差

从分析数据看,误差分为绝对误差和相对误差.

绝对误差:绝对误差是测量值与真实值之差,即绝对误差=|测量值-真实值|.它反映了测量值偏离真实值的大小.

相对误差:相对误差等于绝对误差与真实值之比,常用百分数表示.它反映了实验结果的精确程度.

对于两个实验值的评价,必须考虑相对误差,绝对误差大者,其相对误差不一定大.

【例2】某同学用量程为3V的伏特表(内阻为3kΩ)和安培表(量程为0.6A,内阻为0.5Ω)测量-阻值为10Ω的电阻,采用安培表外接法测了四次,测量结果依次为9.74Ω,9.68Ω,9.80Ω和9.76Ω,求:

⑴这个同学的测量值多大?

⑵相对误差和绝对误差分别多大?

【解析】

⑴测量值为R测=(9.74+9.68+9.80+9.76)/4=9.75(n)

⑵绝对误差:ΔR=IR测-R真I=0.25(Ω)

相对误差:η=ΔR/R真×100%=2.5%

【思考】二同学用刻度尺分别测量不同长度的二个物体,测量值分别为85.73cm和1.28cm,绝对误差都是0.1mm,哪个同学测量得更精确?

【提示】相对误差小的同学测得更精确。

延伸阅读

20xx高考物理《误差、有效数字、长度的测量》教材解析

20xx高考物理《误差、有效数字、长度的测量》教材解析

考点4误差、有效数字、长度的测量
研究匀变速直线运动
考点名片
考点细研究：本考点的命题要点是：(1)刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器的读数；(2)打点计时器的使用方法；(3)利用纸带判断物体的运动情况，测定匀变速直线运动的速度和加速度，利用图象处理数据等。如20xx年天津高考考查了速度与加速度的计算、20xx年全国卷考查了纸带处理。20xx年全国卷考查了托盘秤的读数、20xx年全国卷考查了用频闪照相方法研究物块的匀变速直线运动、20xx年广东高考(浙江高考)考查了用打点计时器研究小车的匀变速运动等。
备考正能量：命题多集中于对实验原理、步骤、数据处理及误差分析的考查，注重对实验改进和创新的考查，题型为填空题和选择题，主要考查对实验相关物理规律的理解和应用。

一、基础与经典
1．(多选)在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减小实验误差的是()
A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上开头密集的点，只取点迹清晰、打点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．适当增加挂在细绳下钩码的个数
答案ACD
解析选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，相对误差较小，选项A正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，选项B错误，D正确；为了减小长度测量的相对误差，应舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，选项C正确。
2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，下列表述正确的是()

A．实验时应先放开纸带再接通电源
B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
答案C
解析在做“研究匀变速直线运动”的实验时应先接通电源再放开纸带，A错误；根据相等的时间间隔内通过的位移差xM－xN＝(M－N)aT2，可知(x6－x1)等于(x2－x1)的5倍，B错误；根据B点为A与C点的中间时刻点，有vB＝，C正确；由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出，所以两相邻计数点间的时间间隔为0.1s,D错误。
3．在“研究匀变速直线运动”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：
计数点序号123456计数点对应的时刻(s)0.10.20.30.40.50.6通过计数点时
的速度(cm/s)44.062.081.0100.0120.0138.0
为了算出加速度，合理的方法是()
A．根据任意两个计数点的速度，用公式a＝算出加速度
B．根据实验数据画出vt图，量出其倾角α，由关系式a＝tanα算出加速度
C．根据实验数据画出vt图，由图线上间隔较远的两点所对应的速度，用公式a＝算出加速度
D．依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度
答案C
解析根据任意两个计数点的速度用公式a＝算出加速度的偶然误差较大，A不合理；vt图中a并不是等于tanα，B不合理；由图线上间隔较远的两点对应的速度，利用公式a＝算出的加速度偶然误差小，即C合理；依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，实际只相当于用了第1组和第6组两组数据，偶然误差仍然较大，D不合理。
二、真题与模拟
4．[20xx·海南高考]某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图(a)和(b)所示。该工件的直径为_______cm，高度为_________mm。

答案1.2206.860
解析图(a)为20分度的游标卡尺，其精度为0.05mm。主尺读数为12mm，游标尺上第4条刻线与主尺上的一条刻线对齐，故测量结果为12mm＋4×0.05mm＝12.20mm＝1.220cm。螺旋测微器的精度为0.01mm，由图(b)知固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为“36.0”，故工件的高度为6.5mm＋36.0×0.01mm＝6.860mm。

一、基础与经典
5．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所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点，图中没有画出，打点计时器接周期为T＝0.02s的交流电源。他经过测量得到各点到A点的距离如图所示。

(1)计算vF的公式为vF＝________；
(2)如果当时电网中交变电流的频率是f＝51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案(1)(2)偏小
解析(1)打F点时的瞬时速度vF等于E、G两点间的平均速度，即vF＝。
(2)利用匀变速直线运动公式Δx＝aT2，即a＝Δx/T2计算加速度；如果实际交流电频率f偏大，实际周期T＝1/f偏小，该同学代入公式a＝Δx/T2中的T值偏大，所以加速度a的测量值偏小。
6．在探究小车速度随时间变化规律甲的实验中，如图所示是一条记录小车运动情况的纸带，图甲中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50Hz。
(1)在打点计时器打B、C、D点时，小车的速度分别为vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s。

(2)若打A点时开始计时，在如图乙所示的坐标系中画出小车的vt图象。
(3)将vt图线延长与纵轴相交，交点的速度约为__________________，此速度的物理含义是________________________________________________________________________。
答案(1)1.382.643.90
(2)图见解析(3)0.2m/s小车经过A点时的速度
解析(1)根据题述，打点计时器的打点周期为0.02s，则T＝5×0.02s＝0.1s。某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，所以vB＝＝1.38m/s，vC＝＝2.64m/s，vD＝＝3.90m/s。
(2)根据(1)中得出的数据，在vt图象上描点、连线，作出小车的vt图象。

(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度约为0.2m/s，此速度的物理含义是小车经过A点时的速度。
7．在探究小车速度随时间变化规律的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5这6个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，纸带旁并排放着最小刻度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐。

(1)从图中读出三个计数点1、3、5跟0点的距离并填入下表中。
距离d1d2d3测量值/cm(2)计算小车通过计数点2的瞬时速度为v2＝________m/s，小车的加速度为a＝________m/s2。
答案(1)由题图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离如下表所示
距离d1d2d3测量值/cm1.205.4012.00(2)0.210.60
解析(1)注意估读一位数字，估读到0.1mm。
(2)小车通过计数点2的瞬时速度等于1、3两个计数点间的平均速度，即
v2＝＝m/s＝0.21m/s，
a＝＝
＝m/s2
＝0.60m/s2。
8．(1)新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据。通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份。下图就是一个“39mm等分成20份”的新式游标卡尺。

它的精确度是________mm。
用它测量某物体的厚度，读数是________cm。
(2)下列几种情况各属于哪一类误差：天平零点不准；电表的接入误差；检流计零点漂移；电压起伏引起电表读数不准()
A．属于系统误差
B．属于偶然误差(也叫随机误差)
C．属于系统误差
D．属于偶然误差(也叫随机误差)
答案(1)0.053.125(2)C
解析(1)游标上20格对应的长度为39mm，即每格长为1.95mm，游标上每格比主尺上每两格小Δx＝0.05mm，故精确度为0.05mm。
这种游标卡尺的读数方法为：主尺读数＋游标对准刻度×Δx＝31mm＋5×0.05mm＝31.25mm＝3.125cm。
(2)两种误差都是由测量仪器本身原因造成的属于系统误差；而两种误差是在测量过程中由于偶然的某些原因引起的属于偶然误差，偶然误差可以通过多测几次求平均值来减小。
9．如图所示是物体做匀变速直线运动时，通过打点计时器得到的一条纸带，从0点开始每5个计时点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得x1＝5.18cm，x2＝4.40cm，x3＝3.62cm，x4＝2.78cm，x5＝2.00cm，x6＝1.22cm。计时器打点频率为50Hz。

(1)物体的加速度大小a＝________m/s2，方向________(填“A→B”或“B→A”)。
(2)打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3＝______m/s，方向________(填“A→B”或“B→A”)。
答案(1)0.8A→B(2)0.32B→A
解析(1)由逐差法得加速度
a＝＝－0.8m/s2，负号表示加速度方向与纸带运动方向相反，即方向为A→B。
(2)打计数点3时，物体的速度大小为v3＝＝0.32m/s，方向为B→A。
10．如图b所示的装置是测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s。用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图c所示。

(1)滑块的宽度d＝________cm。
(2)滑块通过光电门1时的速度v1＝__________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝__________m/s。(结果保留两位有效数字)
(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些。
答案(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块
解析(1)d＝10mm＋0.05mm×2＝10.10mm＝1.010cm。
(2)v1＝＝m/s＝1.0m/s。
v2＝＝m/s＝2.5m/s。
(3)v1、v2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些。
11．某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动的小车的运动情况，如图1所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出)，相邻计数点间有4个点迹未画出(打点计时器每隔0.02s打出一个点)。

(1)为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF等各段纸带剪下，将剪下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图2所示。简要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)在图1中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.31cm、x4＝8.94cm、x5＝9.57cm、x6＝10.20cm，则打下点迹A时，小车运动的速度大小是________m/s，小车运动的加速度大小是________m/s2(计算结果保留两位有效数字)。
答案(1)各段纸带上方左上角(或上方中点、上方右上角)或各段纸带中点分别在一条直线上，或每段纸带比前一段纸带增加的长度相同(答对一条即可)
(2)0.740.63
解析(1)若各段纸带上方左上角、上方中点、上方右上角或各段纸带的中点分别在一条直线上，则说明小车做匀变速直线运动。
(2)打下点迹A时，小车运动的速度大小等于小车打下O、B两点过程中的平均速度，即vA＝＝0.74m/s。用逐差法计算小车运动的加速度a＝，代入数据可得a＝0.63m/s2。
二、真题与模拟
12．[20xx·天津高考]某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。

(1)实验中，必要的措施是________。
A．细线必须与长木板平行
B．先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量
D．平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。s1＝3.59cm，s2＝4.41cm，s3＝5.19cm，s4＝5.97cm，s5＝6.78cm，s6＝7.64cm。则小车的加速度a＝______m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝________m/s。(结果均保留两位有效数字)

答案(1)AB(2)0.800.40
解析(1)若细线与长木板不平行，随着小车逐渐靠近滑轮，细线与水平方向的夹角增大，小车所受合力随之变化，因此小车的加速度发生变化，即小车不做匀变速直线运动，故细线必须与长木板平行，A选项必要。先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放小车，点迹按匀变速运动规律显现在纸带上；若先释放小车再接通电源，则开始阶段点迹不规律，误差较大，故B项必要。该实验研究小车的匀变速直线运动，与小车所受到的合力及合力大小的计算无关，故C、D项不必要。
(2)交流电的频率为f＝50Hz，相邻两计数点间的时间间隔t＝0.1s，由逐差法可求小车的加速度。
a＝
＝m/s2＝0.80m/s2，
vB＝＝m/s＝0.40m/s。
13．[20xx·全国卷]某同学用图a所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz。打出纸带的一部分如图b所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图b中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为__________，打出C点时重物下落的速度大小为__________，重物下落的加速度大小为________。
(2)已测得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；当地重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为______Hz。
答案(1)(s1＋s2)f(s2＋s3)f(s3－s1)f2(2)40
解析(1)匀变速直线运动中，某一段位移的平均速度等于中间时刻的瞬时速度：vB＝＝(s1＋s2)f，同理vC＝(s2＋s3)f，加速度a＝＝(s3－s1)f2。
(2)由牛顿第二定律可知：mg－0.01mg＝ma
a＝0.99g
又由(1)问知：a＝
联立得f＝40Hz。
14．[20xx·全国卷]某同学用图a所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图b所示，图中标出了五个连续点之间的距离。

(1)物块下滑时的加速度a＝________m/s2，打C点时物块的速度v＝________m/s；
(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)。
A．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角
答案(1)3.251.79(2)C
解析(1)利用逐差法求得加速度
a＝＝3.25m/s2；利用匀变速直线运动规律知打C点时速度
v＝＝1.79m/s。
(2)根据牛顿第二定律，可得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，
即μ＝，选项C正确。
15．[20xx·银川质检]20xx年中科院理化所与清华大学医学院联合研究小组研发出世界首个自主运动的可变形液态金属机器。研究揭示：置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量，实现高速、高效的长时运转，一小片铝即可驱动直径约5mm的液态金属球实现长达1个多小时的持续运动，速度高达每秒5厘米。某人认真研究了如图所示的合成照片，利用图象软件分析小球在不同时刻位置，发现14～20s这段时间内液态金属球所做的运动可能是一种匀变速运动。将14s、18s、20s时液态金属球的位置分别记为A、B、C，测得14s到18s内小球沿玻璃管移动的位移是16.0mm，在18s到20s内小球沿玻璃管移动的位移是17.0mm。假设该段时间内液态金属球所做的运动是一种匀变速直线运动，那么：(结果均保留两位有效数字)

(1)这段时间液态金属球的加速度a＝________m/s2；
(2)18s时液态金属球的速度vB＝________m/s；
(3)14～16s内液态金属球运动的距离x1＝_______mm。
答案(1)1.5×10－3(2)7.0×10－3(3)5.0
解析通过题意知液态金属球所做的运动是一种匀变速直线运动，知道两段时间内位移大小AB＝16.0mm，BC＝17.0mm，由匀变速直线运动规律知：AB＝vBtAB－at，BC＝vBtBC＋at，由题意知tAB＝4s，tBC＝2s，代入数据解得vB＝7.0×10－3m/s，a＝1.5×10－3m/s2；在16～18s内液态金属球的位移大小x＝vBt－at2＝m＝11.0mm，则在14～16s内液态金属球运动的距离x1＝AB－x＝5.0mm。
16．[20xx·上海期末]在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图甲所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm。

(1)小车在打B点时的速度为vB＝________m/s，C、E间的平均速度为________m/s。
(2)以打B点时为计时起点，请在图乙中作出小车运动的速度与时间的关系图线。根据图线可得小车运动的加速度为______m/s2。

答案(1)0.250.45(2)如图所示1.0

解析(1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s，所以vB＝＝m/s＝0.25m/s，CE＝＝m/s＝0.45m/s。
(2)分别计算出C点的速度vC＝0.35m/s，D点的速度vD＝CE＝0.45m/s，E点的速度vE＝0.55m/s。在vt图象中，图线的斜率表示加速度，即a＝m/s2＝1.0m/s2。
17．[20xx·安徽四校三联]如图所示为某中学物理课外学习小组设计的测定当地重力加速度的实验装置，他们的主要操作如下：

安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；
打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
固定光电门B的位置不变，改变光电门A的高度，重复的操作。测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度v；
画出vt图象。
请根据实验，回答如下问题：
(1)设小铁球到达光电门B时的速度为vB，当地的重力加速度为g，则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为________。(用vB、g和t表示)
(2)实验测得的数据如下表：
实验次数h/cmt/sv/(m/s－1)110.00.0283.57220.00.0593.39330.00.0923.26440.00.1313.05550.00.1762.84660.00.2352.55

请在坐标纸上画出vt图象。
(3)根据vt图象，可以求得当地重力加速度g＝______m/s2，试管夹到光电门B的距离约为________cm。(以上结果均保留3位有效数字)
答案(1)v＝vB－gt(2)图见解析(3)9.8669.8
解析(1)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度可得小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝vB－gt。
(2)描点连线，如图所示。

(3)小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝vB－gt，所以vt图象的斜率大小表示g，则当地重力加速度g＝2k≈9.86m/s2，根据图象得出vB≈3.71m/s，得试管夹到光电门B的距离约为h＝＝69.8cm。
18．[20xx·福州二模]某同学利用打点计时器测量福州的重力加速度，某次实验得到的一段纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的五个点，测得OA＝5.5mm，OB＝14.9mm，OC＝28.3mm，OD＝45.2mm，打下相邻两个点间的时间间隔为0.02s。

(1)用逐差法算出福州的重力加速度g＝________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)通过查阅资料发现福州的重力加速度标准值为9.79m/s2，比较(1)的结果发现两者并不相等，除了读数误差外，你认为产生误差的其他主要原因可能是__________________。(只要求写出一种原因)
答案(1)9.63(2)纸带与限位孔之间的阻力(或空气阻力)
解析(1)根据匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，
得：a＝m/s2＝9.63m/s2。
(2)由于纸带与限位孔之间的阻力、空气阻力等作用，物体下落的过程中合力不等于重力，所以两者并不相等。
19．[20xx·衡水质检]某同学用打点计时器等实验装置测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50Hz，在纸带上打出的点中选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染。如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：sA＝16.6mm，sB＝126.5mm，sD＝624.5mm。

若无法再做实验，可由以上信息推知：
(1)相邻两计数点的时间间隔为________s。
(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)。
(3)物体的加速度大小为________(用sA、sB、sD和f表示)。
答案(1)0.1(2)2.5(3)f2
解析(1)由电源频率f＝50Hz可知电源周期T0＝0.02s，
所以相邻两计数点的时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s。
(2)打C点时物体的速度
vC＝＝m/s≈2.5m/s。
(3)由纸带上的数据知
sAB＝sBsA，sBC＝sCsB，sCD＝sDsC，
又因sCDsBC＝sBCsAB＝aT2＝a2，
所以a＝f2。

高三物理教案：《圆周运动复习》教学设计

老师职责的一部分是要弄自己的教案课件，大家在着手准备教案课件了。是时候对自己教案课件工作做个新的规划了，未来工作才会更有干劲！有多少经典范文是适合教案课件呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“高三物理教案：《圆周运动复习》教学设计”，仅供参考，希望能为您提供参考！

教学目标

1．知识与技能

（1）掌握描述圆周运动的物理量及相关计算。

（2）理解圆周运动的周期性，重复性。

（3）掌握分析、解决圆周运动中问题的基本方法和基本技能

2．过程与方法

（1）通过对圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力．

（2）通过对三类问题的分析。提高学生应用知识解决问题的能力

3．情感态度与价值观

通过对几个实例的分析，使学生理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。

教学重点：圆周运动的物理量及相关计算

教学难点：利用圆周运动的周期性，重复性解决实际问题

教材分析：

本节复习内容是整个圆周运动复习的开始，包含圆周运动，匀速圆周运动，线速度，角速度，周期等相关物理量及其相关计算的复习；它既是曲线运动复习的延伸，也为后期天体运动和带电粒子在电场或磁场中运动做准备。2014全国I卷第19题“行星冲日”，2014全国大纲卷第26题AB卫星信号遮挡问题 都出现过相关考点。

学情分析：

授课对象为高三年级学生。课前要求学生对圆周运动相关问题的基本概念的自主复习，对基本概念及传送装置的掌握基本能达到要求。但对利用圆周运动周期性解决追击相遇问题，多解问题的能力缺乏。所以本节课的难点在于利用圆周运动的周期性，重复性解决实际问题

教学资源：

关于描述圆周运动相关物理量的多媒体资料

教学过程设计与分析

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教学行为

引入：

在曲线运动中最典型的两个模型是平抛运动和圆周运动，之前我们已经结束对平抛运动的有关复习，今天我们将进入圆周运动的相关复习

课堂教学：

已经要求学生在课前对圆周运动基本概念进行自主复习

问：1)在圆周运动章节中，描述圆周运动的物理量有哪一些？

一.描述圆周运动的物理量（板书）

1．线速度（强调其矢量特点）

2．角速度

3．周期;频率

4．转速

5．向心力

6．向心加速度

(学生回答完成后，说明向心力，向心加速度是关于圆周运动动力学范畴，相关内容复习将在下一阶段复习。)

类型1:分别比较时针上A、B两点间和传送装置上两轮边缘C、D两点间线速度之比，角速度之比，周期之比?

2)传送装置（板书）

结论1:绕同一轴同步转动的各点角速度相等（轴上的点除外）

结论2:(皮带传动)不打滑的皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

圆周运动中的追及相遇问题（板书）

类型2:1）A和B两球在如图所处位置,A球以角速度ω绕圆心做匀速圆周运动（转动方向如图所示），B球静止。问经过多少时间两球相距最近?

1．强调为追及初始状态下的相对位置关系（并与直线运动下的相关量做类比）。

2．强调为追及时间。（并与直线运动下的相关量做类比）

3．利用直线追及模型强调参考系的应用。

4．强化学生对最近距离的理解，为后阶段天体运动做准备。

5．强化学生对角速度在圆周运动追及问题中的应用。

（运用类比的方法，引导学生理解直线运动中相对位置与圆周运动中相对位置的相似之处，体会解决直线追及和圆周追及的共同点）

2）A和B两球在如图所处位置同时绕同一圆心做匀速圆周运动（转动方向如图所示），问两球经过多少时间后首次相距最近?

（解决此题时，1.提醒学生关注相关物理量确定过程，并与上一例题做比较。2.强调首次相距的含义,为下一例题做铺垫。）

（教师结合生活经验，多媒体课件，板书做适当的提示和引导）

[来源:学§科§网Z§X§X§K]

圆周运动中的多解问题（板书）

类型3：A和B两球在如图所处位置同时绕同一圆心做匀速圆周运动（转动方向如图所示），问两球经过多少时间后相距最近?

课堂练习

试一试1:如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，，求图中a、b、c各点的线速度之比、角速度之比。

试一试2:教室前面挂的时钟从12点整开始,分针和时针再经过多长时间能首次重合?

类型3:如图:金属圆筒的半径为R,当子弹以速度v匀速从狭缝P射入,假设子弹进入圆筒的同时开始绕O点匀速转动请问圆筒应该以多大的角速度ω转动才能保证子弹射出?

(不考虑重力作用效果)

课堂小结：

知识总结

1熟悉和理解描述圆周运动的相关物理量及其计算。

2熟练掌握不同类型传送装置相关物理量的关系及计算。

3圆周运动中的追及相遇问题

4利用圆周运动的周期性，重复性特点，解决圆周运动中的多解问题

能力总结

提醒学生在解决问题过程中遇到难以解决问题时，善于在以往学习掌握的模型中，利用类比的方法，找出解决问题的方法。学会用合理、科学的方法处理问题。

学生活动

[来源:Z.xx.k.Com]

复习答题

预计：（学生已经在课前进行了相关问题的基本概念的自主复习，对基本概念掌握基本能达到要求）

此问题较为开放，可能涉及的答案包括（线速度，角速度，周期，频率，转速，向心力，向心加速度等）

学生根据要求完成类型1，随机抽查学生完成情况

教师引导，学生自主思考，回答

[来源:学科网ZXXK]

[来源:学科网]

（

学生在完成类型2：1）的前提下已经具备解决圆周运动的基础能力。类型2：2）加大难度，进一步提升学生能力。）

（该题与上一例题缺少首次限定，体现出圆周运动的一个重要的特点，周期性，重复性）

试1：对类型1的反馈

试2：对类型2的反馈

试3：对类型3的反馈

设计意图

设置复习提问，主要目的在于：

1）检查学生自主复习情况，体现学生在高考复习中主动性，避免一轮复习变成知识点二次罗列，提高课堂复习效率。

2）让学生熟悉圆周运动相关物理量及其关系。

设置类型1的目的在于以下几点：

1）利用时钟和传送带这两个学生相对比较熟悉的模型，强化描述圆周运动的相关物理量及其相关计算。

3）熟练掌握不同类型传送装置相关物理量的关系及计算。

[来源:Zxxk.Com]

设置类型2，主要目的在于以下几点：

1）再次加强描述圆周运动物理量间的相关计算。

2）圆周运动追击问题对于大多少学生而言应该属于难点，在设计例题时充分考虑给层次学生的需求，梯度明显，由浅及深。

3）考虑到学生对直线运动追及问题掌握较好，采用类比的方法提高学生解决圆周运动模型下追及问题的能力。

设置类型3，主要目的在于以下几点：

1）提高学生对圆周运动周期性，重复性的理解。

2）提高学生对匀速圆周运动多解问题的分析解决能力。

3）为之后的天体运动中星体追及相遇问题做铺垫

设置三道课堂练习的目的在于：

高三复习效率的关键在于学生的反馈练习，在有效训练中提高学生的能力。

高三物理教案：《功率》教学设计

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师提高自己的教学质量。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是小编为大家整理的“高三物理教案：《功率》教学设计”，希望能对您有所帮助，请收藏。

本文题目：高三物理教案：功率

6.2功率

设计人：宣金龙 审核： 上课时间： 编号：26

目标：了解功率的概念及功率的计算方法

重点：功率的的计算方法

难点：机车启动问题的动态分析

【知识梳理与重难点分析】

1.功率的意义：功率是描述做功 的物理量。

2.功率的定义式：单位时间力所做的功。

3.功率的数学表达：

①定义式： ，所求出的功率是时间t内的平均功率。

②瞬时功率的表达式：P=Fvcosθ，其中θ是 间的夹角。如果该式中的速度v是平均速度，此式中的功率为平均功率。

○3重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该、时刻的竖直分速度之积。

4.汽车的两种加速问题：

当汽车从静止开始沿水平面加速运动时， 有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma。

①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将 ，a也必将 ，汽车做加速度不断 的加速运动，直到F= ，a= ，这时v达到最大值 。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。

②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做 运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为 ，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动。

注意：两种加速运动过程的最大速度的区别。

【要点讲练】

1、功率的理解及计算

例1. 竖直上抛一小球，小球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度.下列说法正确的是( )

A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功

B、上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功

C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D、上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率

变式1 、，一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，开始下滑时离地面的高度为h，当物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率为( )

A、

B、

C、

D、

变式2 、用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到

t1秒末撤去拉力F,物体做匀速运动,到t2秒末静止.其速度图象如图所示,且 .若拉力F做的功为W,平均功率为P;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为W1和W2,它们在平均功率分别为P1和P2,则下列选项正确的是 ( )

A.W=W1+W2 B.W1=W2 C.P=P1+P2 D.P1=P2

变式3 、如图所示为测定运动员体能的一种装置,运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下面是人对传送带做功的四中说法,其中正确的是 ( )

A.人对传送带做功 B.人对传送带不做功

C.人对传送带做功的功率为m2gv D.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv

2.机车启动问题的分析：

例题2.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，问：

(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?

(2)汽车在加速过程中，当速度大小为4m/s时，加速度是多大?

例题3.汽车发动机的额定功率60千瓦，汽车的质量5吨，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍。问：

(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?

(2)汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动，这一过程能维持多长时间?

变式4 、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0,t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是 ( )

时间t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

距离s(m) 10 32 63 103 151 207 270 339 413 491 571 650 730 810 891

变式5 、一位驾驶员启动汽车后,从第4 s开始保持额定功率沿笔直的水平公路行驶,另一测量者用测距仪记录了它启动后t s内行驶的距离s,如下表所示,试根据下表所提供的数据回答下列问题.

(1)汽车是变速运动还是匀速运动?简述判断的依据.

(2)若汽车行驶的最大速度v0=40 m/s,所受阻力f与车速v成正比,汽车的额定功率为P0,请写出用最大速度v0和额定功率P0表示的阻力f和车速v的关系式.

(3)若汽车的质量m=1 500 kg,估算汽车发动机的额定功率P0.

变式6 、在倾角为 的斜坡公路上,一质量m=10 t的卡车从坡底开始上坡,经时间t=50 s,卡车的速度从v1=5 m/s均匀增加到v2=15 m/s.已知汽车在运动时受到的摩擦及空气阻力恒为车重的k倍(k=0.05).sin = ,取g=10 m/s2,求：

(1)这段时间内汽车发动机的平均功率;

(2)汽车发动机在30 s时的瞬时功率.

3、实际问题的分析：

例4.若某人的心脏每分钟跳动75次，心脏收缩压为135mmHg，收缩一次输出的平均血量为70mL，计算心脏收缩时做功的平均功率多大?

变式7 、跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50千克，他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间2/5，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?

高三物理教案：《全反射问题复习》教学设计

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师提前熟悉所教学的内容。关于好的教案要怎么样去写呢？以下是小编收集整理的“高三物理教案：《全反射问题复习》教学设计”，希望对您的工作和生活有所帮助。

一、全反射

当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射全反射临界角：(1)光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90°时的入射角叫临界角;(2)光从折射率为n的介质射向真空时

临界角的计算公式:

产生全反射的条件：

(1)光必须从光密介质射向光疏介质;

(2)入射角必须等于或大于临界角.

二、光导纤维

利用光的全反射，可制成光导纤维。光从光导纤维一端射入后，在传播过程中经过多次全反射，最终从另一端射出。由于发生的是全反射，因此传播过程中的能量损耗非常小。用光导纤维传输信息，既经济又快捷。

12、(3)一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束绿光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路).如果将一细束蓝光沿同样的路径从P点射入三棱镜，则从BC面射出的光线是_ _

A.仍从Q点射出，出射光线平行于AB

B.仍从Q点射出，出射光线不平行于AB

C.可能从 点射出，出射光线平行于AB

D.可能从 点射出，出射光线平行于AB

答：C;(3分)

单色光

b

a

O

θ

061.北京西城区2008年5月抽样15.如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出。以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出。则该玻璃砖的折射率为 ( B )

A. B. C. D.

太阳光

b

a

小水珠

054.08年北京市海淀区一模试卷16.彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a、b为两束频率不同的单色光。对于这两曙光，以下说法中正确的是 ( B )

A.单色光a比单色光b的频率高

B.由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角

C.在水中a光的传播速度小于b光的传播速度

D.如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应

文章来源：//m.jab88.com/j/105729.html

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