1、 2、近七年新課標高考物理實驗試題分析 高中物理實驗總體分為四類：基本儀器的使用；測量性實驗；驗證性實驗；探究性實驗，近七年新課標高考物理實驗試題注重以下幾個方面的考查基本儀器的使用 “會正確使用基本儀器”是指了解基本儀器的構造、熟悉基本儀器主要部分的名稱、明確其工作原理、掌握其操作方法并能對測量結果進行正確的讀數等等。近七年實驗題中主要考查的是多用電表、游標卡尺、螺旋測微器、打點計時器、常用電表等，另外在實驗中還出現一些現代物理實驗器材，如光敏電阻，電磁開關，熱敏電阻，光電門等。基本儀年份 表3 20072013年高考物理實驗題基本能力的考查統計高考實驗分類及要求高考實驗分類及要求要估讀的儀

2、器要估讀的儀器 中學階段對儀器的估讀，一般來講，就是把最中學階段對儀器的估讀，一般來講，就是把最小刻度十等分，對于最小刻度是以小刻度十等分，對于最小刻度是以1 1結尾的，應結尾的，應估讀到最小刻度的估讀到最小刻度的1 11010位，比如米尺的最小刻位，比如米尺的最小刻度是度是1mm1mm，就要估讀到，就要估讀到0.1 mm0.1 mm。對于最小刻度是。對于最小刻度是以以2 2、5 5等數字結尾的，方法較雜，可以把最小刻等數字結尾的，方法較雜，可以把最小刻度十等分，觀察指針指在第幾等分，就是第幾等度十等分，觀察指針指在第幾等分，就是第幾等分乘上最小刻度的分乘上最小刻度的1 11010，不過最后數

3、字肯定是，不過最后數字肯定是2 2或或5 5的倍數；不過也有就估讀到最小刻度這一位的倍數；不過也有就估讀到最小刻度這一位上的。我認為為防止出錯，同學們可以統一使用上的。我認為為防止出錯，同學們可以統一使用把最小刻度十等分這種方法。常用儀器中要估讀把最小刻度十等分這種方法。常用儀器中要估讀的儀器有刻度尺、螺旋測微器、天平、彈簧秤、的儀器有刻度尺、螺旋測微器、天平、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表。溫度表、電流表、電壓表、多用電表。一、基本儀器的使用螺旋測微器：螺旋測微器：螺旋測微器螺旋測微器(又叫千分尺又叫千分尺)是比游標卡尺更是比游標卡尺更精密的測長度的工具用它測長度可以準確到精密的測

4、長度的工具用它測長度可以準確到0.01毫毫米這是因為測微螺桿前進或后退米這是因為測微螺桿前進或后退0.5毫米可動刻度毫米可動刻度正好轉一周，而一周分成正好轉一周，而一周分成50等分，每一等分表示等分，每一等分表示0.01毫米，所以能精確到毫米，所以能精確到0.01毫米，但要估計到毫米的千毫米，但要估計到毫米的千分位。在使用時，在測微螺桿快靠近被測物體時，應停分位。在使用時，在測微螺桿快靠近被測物體時，應停止使用旋鈕，改用微調旋鈕這樣就不致在測微螺桿和止使用旋鈕，改用微調旋鈕這樣就不致在測微螺桿和被測物體間產生過大的壓力，既可以使測量結果精確，被測物體間產生過大的壓力，既可以使測量結果精確，又可

5、以保護螺旋測微器螺旋測微器讀數時先讀固定部又可以保護螺旋測微器螺旋測微器讀數時先讀固定部分露出的部分，這部分與一般刻度尺差不多，但多了個分露出的部分，這部分與一般刻度尺差不多，但多了個半毫米的刻度，再讀可動的螺旋部分的刻度，要估計一半毫米的刻度，再讀可動的螺旋部分的刻度，要估計一位，并乘上位，并乘上0.01，二者相加就行。左圖螺旋測微，二者相加就行。左圖螺旋測微器的讀數為器的讀數為0.540.00.010.900 電流表 電壓表的讀數規則(1) (1) 規格規格: : 常用的直流電流表有量程常用的直流電流表有量程0 00.6A0.6A和和0 03A3A兩種，它們的內阻都很少，內阻一般都在兩種，

6、它們的內阻都很少，內阻一般都在11以下；常用的以下；常用的直流電壓表有量程直流電壓表有量程0 03V3V和和0 015V15V兩種，它們的內阻都很大，兩種，它們的內阻都很大，內阻一般都在幾千歐姆以上內阻一般都在幾千歐姆以上. . 2. 2. 電流表和電壓表的讀數電流表和電壓表的讀數讀數時應使視線垂直于刻度表面，并要估讀讀數時應使視線垂直于刻度表面，并要估讀. . 具體估具體估讀方法如下：讀方法如下：(1) (1) 量程為量程為3 V3 V和和3 A3 A的電壓表和電流表，其最小分度為的電壓表和電流表，其最小分度為0.1 0.1 V V和和0.1 A, 0.1 A, 讀數要估讀到最小分度的十分之

7、一讀數要估讀到最小分度的十分之一. . (2) (2) 量程為量程為0.6 A0.6 A的電流表，其最小分度為的電流表，其最小分度為0.02 A, 0.02 A, 讀數要讀數要估讀到最小分度的，即不足半格的略去，超過半格的要按估讀到最小分度的，即不足半格的略去，超過半格的要按半格讀出，因此最后讀數如果以安培為單位，小數點后面半格讀出，因此最后讀數如果以安培為單位，小數點后面有兩位，尾數可能為有兩位，尾數可能為0 0、1 1、2 2、33(3) (3) 量程為量程為15 V15 V的電壓表，其最小分度為的電壓表，其最小分度為0.5 V, 0.5 V, 讀數要估讀數要估讀到最小分度的，因此最后讀數

8、如果以伏特為單位，小數讀到最小分度的，因此最后讀數如果以伏特為單位，小數點后面只有一位，尾數為點后面只有一位，尾數為0 0、1 1、2 2、3 3、4 4 3. 3. 使用方法使用方法(1) 在使用表前，觀察指針是否指在零刻度，若不是，應調整表的中心螺母使指針指零. (2) 估算電路中的電壓或電流，選擇適當量程，選取原則是: 使表的讀數達到滿刻度的以上. (3) 電流表要串聯在電路中，電壓表要并聯在電路中，且使電流從正接線柱流入，負接線柱流出. (4) 根據表的量程及最小分度值，正確讀出表的讀數，包括估讀. 例題：如圖1-57甲、乙兩圖為常用的電流表和電壓表的刻度盤，在甲圖中如果接入電路的“+

9、”和“-0.6”兩個接線柱，則表的示數為_，如果接入電路的是“+”和“-3”兩個接線柱，則表的示數為_. 在乙圖中，若選用的量程為015 V，則表的示數為_，若選用的量程為03 V，則表的示數為_. 解：在甲圖中，若選用的量程為0.6A，則最小分度為0.02A，讀數應估讀到其最小分度的1/2，不是半格的舍去，超過半格的讀半格，所以讀數為0.37A。若選用的量程為3A，則最小分度為0.1 A，讀數應估讀到其最小分度的1/10，所以讀數為1.86 A。 在乙圖中，若選用的量程為15V，則最小分度為0.5V，讀數應估讀到其最小分度的1/5，所以讀數為6.0V。若選用的量程為3V，則最小分度為0.1V

10、，讀數應估讀到其最小分度的1/10，所以讀數為1.20V。多用電表：多用電表：它一般可測交流電壓（用符號“”表示），、直流電壓、直流電流（用符號“”表示）和電阻四樣，它的電阻刻度是不均勻的，而且左邊是最大的，右邊是0，這與電流和電壓表的標法相反。測量前，應先檢查表針是否停在左端的“0”位置，否則，要用小螺絲刀輕輕地轉動表盤下邊中間的調整定位螺絲，使指針指零。萬用表有兩根測試筆，將紅表筆和黑表筆分別插入正（）、負（）測試筆插孔測量時，應把選擇開關旋到相應的項目和量程上。讀數時，要看跟選擇開關的擋位相應的刻度。（A）測量電流時，跟電流表一樣，應把萬用表串聯在被測電路里；對于直流電，還必須使電流從紅

11、表筆流進萬用表，從黑表筆流出來。(B)測量電壓時，跟電壓表一樣，應把萬用表和被測部分并聯；對于直流電，必須用紅表筆接電勢較高的點，用黑表筆接電勢較低的點。+ (C)(C)測量電阻時，在選擇好選擇開關的擋位后（它測量電阻時，在選擇好選擇開關的擋位后（它常見有常見有1 1、1010、100100、1K1K四檔，以指針指在四檔，以指針指在當中為最佳），要先把兩根表筆相接觸，調整歐姆當中為最佳），要先把兩根表筆相接觸，調整歐姆擋的調零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位上（注擋的調零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位上（注意，電阻刻度的零位在表盤的右端）。然后再把兩意，電阻刻度的零位在表盤的右端）。然后再把兩表

12、筆分別與待測電阻的兩端相接，進行測量（別忘表筆分別與待測電阻的兩端相接，進行測量（別忘了讀數要乘上檔位）。換用歐姆擋的另一量程時，了讀數要乘上檔位）。換用歐姆擋的另一量程時，需要重新調整歐姆擋的調零旋鈕，才能進行測量。需要重新調整歐姆擋的調零旋鈕，才能進行測量。應當注意，測量電阻時待測電阻要跟別的元件和電應當注意，測量電阻時待測電阻要跟別的元件和電源斷開。測量時，注意手不要碰到表筆的金屬觸針，源斷開。測量時，注意手不要碰到表筆的金屬觸針，以保證安全和測量的準確；使用后，要把表筆從測以保證安全和測量的準確；使用后，要把表筆從測試筆插孔拔出，并且不要把選擇開關置于歐姆擋，試筆插孔拔出，并且不要把選

13、擇開關置于歐姆擋，以防電池漏電；長期不使用時，應把電池取出。一以防電池漏電；長期不使用時，應把電池取出。一這要特別注意的是紅表筆內接電源的負極，而黑表這要特別注意的是紅表筆內接電源的負極，而黑表筆內接電源的正極，即測電阻時電流是從黑表筆流筆內接電源的正極，即測電阻時電流是從黑表筆流出的，這對判定未知元件是二極管還是電阻有重要出的，這對判定未知元件是二極管還是電阻有重要作用。作用。不要估讀的儀器：不用估讀的儀器有游標卡尺、電阻箱。游標卡尺：游標卡尺是比較精密的測量長度的儀器，它可測外徑（下測腳）、內徑（上測腳）與深度（窄片）。用它來測量長度可以準確到0.1mm（游標10等分）、0.05mm（游標

14、20等分，總長19 mm）和0.02mm（游標50等分，總長49 mm）。對精度為0.1 mm的游標尺而言，游標尺上有10個小的等分刻度，它們的總長等于9毫米因此游標尺的每一分度比主尺的最小分度相差0.1毫米精度就是0.1 mm。在測量大于1毫米的長度時，整的毫米數由主尺上讀出，十分之幾毫米從游標上讀出例如，如第一幅圖所示的被測的長度就.2.9厘米80.1毫米2.98厘米(8是精確的)。第二幅圖這個游標尺是50個刻度的，精度是0.01mm的，仔細觀察可知，目前的讀數是52mm60.02mm=52.12 mm打點計時器的使用打點計時器的使用：打點計時器分電磁打點計時和打點計時器分電磁打點計時和電

15、火花打點計時器，在接電火花打點計時器，在接50Hz50Hz交流電時，它們都是每交流電時，它們都是每0.020.02秒打一點的，不過電火花打點計時器使用的是秒打一點的，不過電火花打點計時器使用的是220V220V交流電源，用二條紙帶拉（一條上有點），而電磁打點交流電源，用二條紙帶拉（一條上有點），而電磁打點計時器使用低壓（計時器使用低壓（4 46V6V）交流電源，用一條紙帶拉。）交流電源，用一條紙帶拉。這是用來配合運動學公式間接測速度與加速度的這是一這是用來配合運動學公式間接測速度與加速度的這是一種計時儀器。下面是使用時要注意的方面：種計時儀器。下面是使用時要注意的方面：A A要先打點后拉動紙條

16、要先打點后拉動紙條B B不能用直流電源不能用直流電源C C振針過長會使點跡出現拖痕，過短會使點跡不清振針過長會使點跡出現拖痕，過短會使點跡不清D D紙帶上出現的是計時點，若每紙帶上出現的是計時點，若每5 5個計時點取個計時點取1 1點，取來的點，取來的這些點叫計數點。此時計數點的時間間隔為這些點叫計數點。此時計數點的時間間隔為0.10.1秒。秒。接下來看看打點計時器是怎樣求勻變速直線運動的速度與加速度的，接下來看看打點計時器是怎樣求勻變速直線運動的速度與加速度的，我們在完成了勻變速直線運動的紙帶上任意選取幾個連續計數點我們在完成了勻變速直線運動的紙帶上任意選取幾個連續計數點0 0、1 1、2

17、2、3 3、4 4、5 5 用尺量出相鄰計數點間的用尺量出相鄰計數點間的 距離距離S1S1，S2S2，S3S3，S4S4，再算出相鄰的距離之差，再算出相鄰的距離之差S1=S2-S1S1=S2-S1，S2=S3-S2S2=S3-S2，S3=S4-S3=S4-S3S3，由于在勻變速直線運中某段時間內的平均速度就等于中間時，由于在勻變速直線運中某段時間內的平均速度就等于中間時刻的瞬時速度，所以有相應刻的瞬時速度，所以有相應1 1號點的速度，號點的速度，2 2號點的速度為，這里的號點的速度為，這里的T T是指兩計數點間的時間間隔。其它點的速度依次類推是指兩計數點間的時間間隔。其它點的速度依次類推至于加

18、速度至于加速度用公式，這里的用公式，這里的S S就是上面的就是上面的S1S1、S2S2，再取平均值。當然，再取平均值。當然為了精確起見，我們主要采用、為了精確起見，我們主要采用、等遂差法手段求加速度再取平均等遂差法手段求加速度再取平均值，比如我們假設上面這圖中的計數點是每值，比如我們假設上面這圖中的計數點是每5 5個計時點取一個記數點個計時點取一個記數點的，同量測得的，同量測得s s5.18 cm5.18 cm，4.40 cm4.40 cm，3.62cm3.62cm，2.78 cm2.78 cm，2.00 cm2.00 cm，1.22 cm.1.22 cm.則相鄰兩記數點間的時則相鄰兩記數點間

19、的時間間隔為間間隔為0.10.1. .物體的加速度大小為物體的加速度大小為0.80m/s0.80m/s，當然正在做減速運，當然正在做減速運動，打點計時器打記數點動，打點計時器打記數點3 3時，物體的速度大小時，物體的速度大小0.32m/S0.32m/S。注意一定要。注意一定要防止用計算速度，因為一般而言，第一個計數點并不是速度為防止用計算速度，因為一般而言，第一個計數點并不是速度為0 0的點。的點。 光電門 例例1 1、（7 7分）（分）（20132013全國新課標全國新課標1 1第第2222題）題）圖圖(a)(a)為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數的實驗裝置示意圖。實驗為測量物塊與水平桌面之

20、間動摩擦因數的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下步驟如下: : 用天平測量物塊和遮光片的總質量用天平測量物塊和遮光片的總質量M.M.重物的質量重物的質量m m；用游標卡尺測量；用游標卡尺測量遮光片的寬度遮光片的寬度d;d;用米尺測最兩光電門之間的距離用米尺測最兩光電門之間的距離s s；調整輕滑輪，使細線水平；調整輕滑輪，使細線水平；讓物塊從光電門讓物塊從光電門A A的左側由靜止釋放，用數字毫秒計分別測出遮光片的左側由靜止釋放，用數字毫秒計分別測出遮光片經過光電門經過光電門A A和光電門和光電門B B所用的時間所用的時間tAtA和和tB,tB,求出加速度求出加速度a a；多次重復步驟多次重復步驟，求，

21、求a a的平均值；的平均值；根據上述實驗數據求出動擦因數根據上述實驗數據求出動擦因數。回答下列為題：。回答下列為題：(1) (1) 測量測量d d時，某次游標卡尺時，某次游標卡尺( (主尺的最小分度為主尺的最小分度為1mm)1mm)的示如圖（的示如圖（b b）所）所示。其讀數為示。其讀數為 cmcm（2 2）物塊的加速度）物塊的加速度a a可用可用d d、s s、tA,tA,和和tB,tB,表示為表示為a=a= (3) (3) 動摩擦因數動摩擦因數可用可用M M、m m、和重力加速度、和重力加速度g g表示為表示為= （4 4）如果細線沒有調整到水平）如果細線沒有調整到水平. .由此引起的誤差

22、屬于由此引起的誤差屬于 （填（填“偶然偶然誤差誤差”或或”系統誤差系統誤差” ” 【命題意圖】本題考查游標卡尺、摩擦力、牛頓第二定律、勻變速直【命題意圖】本題考查游標卡尺、摩擦力、牛頓第二定律、勻變速直線運動規律等基礎知識點，意在考查考生應用相關知識定量分析物理線運動規律等基礎知識點，意在考查考生應用相關知識定量分析物理問題，解決問題的能力。問題，解決問題的能力。是實驗設備引起的，不可避免的。偶然誤差:是人為的，可以避免的。AQBPCCDRL例例2 2（1212分）（分）（20132013全國高考大綱版理綜第全國高考大綱版理綜第2323題）測量小物塊題）測量小物塊Q Q與平板與平板P P之間的

23、動摩之間的動摩擦因數的實驗裝置如圖所示。擦因數的實驗裝置如圖所示。ABAB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的平固定放置的P P板的上表面板的上表面BCBC在在B B點相切，點相切，C C點在水平地面的垂直投影為點在水平地面的垂直投影為C C。重力加。重力加速度為速度為g g。實驗步驟如下：。實驗步驟如下：用天平稱出物塊用天平稱出物塊Q Q的質量的質量m m；測量出軌道測量出軌道ABAB的半徑的半徑R R、BCBC的長度的長度L L和和CCCC/ /的高度的高度h h；將物塊將物塊Q Q在在A A點由靜止釋放，在物塊點由靜止釋放，

24、在物塊Q Q落地處標記其落地點落地處標記其落地點D D；重復步驟重復步驟，共做，共做1010次；次；將將1010個落地點用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到個落地點用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到C C的距離的距離s s。 （1 1）用實驗中的測量量表示：）用實驗中的測量量表示：（）物塊）物塊Q Q到達到達B B點時的動能點時的動能EkBEkB_；（）物塊）物塊Q Q到達到達C C點時的動能點時的動能EkCEkC_；（）在物塊）在物塊Q Q從從B B運動到運動到C C的過程中，物塊的過程中，物塊Q Q克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功WfWf_；（）物塊）物塊Q Q與平板與平板P P之間

25、的動摩擦因數之間的動摩擦因數_。（2 2）回答下列問題：）回答下列問題：（）實驗步驟）實驗步驟的目的是的目的是 。（iiii）已知實驗測得的）已知實驗測得的值比實際值偏大，其原因除了實驗中測量量的誤差之外，值比實際值偏大，其原因除了實驗中測量量的誤差之外，其它的可能是其它的可能是 （寫出一個可能的原因即可）（寫出一個可能的原因即可）例例3 3（20112011山東理綜卷第山東理綜卷第2323題（題（1 1）某探究小組設計了）某探究小組設計了“用一把尺用一把尺子測定動摩擦因數子測定動摩擦因數”的實驗方案。如圖的實驗方案。如圖6 6所示，將一個小球和一個滑所示，將一個小球和一個滑塊用細繩連接，跨在

26、斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩塊用細繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調整擋板位置，重擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調整擋板位置，重復以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻復以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度度尺測出小球下落的高度H H、滑塊釋放點與擋板處的高度差、滑塊釋放點與擋板處的高度差h h和沿斜面和沿斜面運動的位移

27、。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）運動的位移。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為_。滑塊與斜面間的動摩擦因數為滑塊與斜面間的動摩擦因數為_。以下能引起實驗誤差的是以下能引起實驗誤差的是_。a a滑塊的質量滑塊的質量b b當地重力加速度的大小當地重力加速度的大小c c長度測量時的讀數誤差長度測量時的讀數誤差d d小球落地和滑塊撞擊擋板不同時小球落地和滑塊撞擊擋板不同時例例4 4. .（20092009全國理綜全國理綜1 1）某同學為了探究物體在斜面上的運動時摩擦力與斜面傾）某同學為了探究物體在斜面上的運動時摩擦

28、力與斜面傾角的關系，設計實驗裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物角的關系，設計實驗裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上。在平板上標出塊上。在平板上標出A A、B B兩點，兩點，B B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間。光電門時擋光的時間。實驗步驟如下：實驗步驟如下：A A用游標卡尺測量滑塊的擋光長度用游標卡尺測量滑塊的擋光長度d d，用天平測量滑塊的質量，用天平測量滑塊的質量m m；B B用直尺測量用直尺測量ABAB之間的距離之間的距離s s，A A點到水平桌面的垂直距離點到水平桌面的垂直距

29、離h1h1，B B點到水平桌面的垂點到水平桌面的垂直距離直距離h2h2；C C將滑塊從將滑塊從A A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t1t1D D重復步驟重復步驟數次，并求擋光時間的平均值；數次，并求擋光時間的平均值；E E利用所測數據求出摩擦力利用所測數據求出摩擦力f f和斜面傾角的余弦值和斜面傾角的余弦值coscos；F F多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟，做出，做出fcosfcos關系曲線。關系曲線。1 1、用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為、用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g g）：）：2

30、 2、斜面傾角的余弦、斜面傾角的余弦coscos= = ；3 3、滑塊通過光電門時的速度、滑塊通過光電門時的速度v=v= ；4 4、滑塊運動時的加速度、滑塊運動時的加速度a=a= ；5 5、滑塊運動時所受到的摩擦阻力、滑塊運動時所受到的摩擦阻力f=f= ；（2 2）測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數如圖所示，讀得）測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數如圖所示，讀得d=d= 。驗證性實驗高考力學實驗包括三個驗證性實驗（驗證力的平行四邊形定則、驗證牛頓運高考力學實驗包括三個驗證性實驗（驗證力的平行四邊形定則、驗證牛頓運動定律、驗證機械能守恒定律）動定律、驗證機械能守恒定律）驗證性實驗常用思想有：驗證性實驗常

31、用思想有：1 1、控制變量法：物理學中對于多因素（多、控制變量法：物理學中對于多因素（多變量變量）的問題，常常采用控制因素）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科

32、學實驗研究是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。之中。2 2、轉換法。在物理實驗的現象觀察和物理量測量中，有些現象難以觀察到，、轉換法。在物理實驗的現象觀察和物理量測量中，有些現象難以觀察到，有些物理量不容易測量，利用這些物理現象的某種效應或這個物理量與其他有些物理量不容易測量，利用這些物理現象的某種效應或這個物理量與其他物理量的聯系，通過轉移實驗手段，可以把難以觀察到的現象轉化為容易觀物理量的聯系，通過轉移實驗手段，可以把難以觀察到的現象轉化為容易觀察的徑跡和閃光，把不容易測量的物理量轉化為容易測量的物理量進行測量，察的徑跡和閃光，把不容易測量的物理量轉化為

33、容易測量的物理量進行測量，達到化不易為易、化不能為能，這就是轉換法。驗證碰撞中動量守恒實驗把達到化不易為易、化不能為能，這就是轉換法。驗證碰撞中動量守恒實驗把小球速度的測量轉化為水平位移的測量。研究牛頓第二定律實驗中把加速度小球速度的測量轉化為水平位移的測量。研究牛頓第二定律實驗中把加速度的測量通過打點計時器打出的點跡轉換為位移測量。驗證機械能守恒定律實的測量通過打點計時器打出的點跡轉換為位移測量。驗證機械能守恒定律實驗中把速度測量通過打點計時器打出的點跡轉換為位移測量。驗中把速度測量通過打點計時器打出的點跡轉換為位移測量。3 3、等效替代法。所謂等效替代法就是把復雜的物理現象和過程用簡單的進

34、行、等效替代法。所謂等效替代法就是把復雜的物理現象和過程用簡單的進行等效替代，或利用另一種測量儀器進行等效替代的思想方法。例如在驗證力等效替代，或利用另一種測量儀器進行等效替代的思想方法。例如在驗證力的平行四邊形定則實驗中，利用橡皮條伸長的長度相同，來保證合力與分力的平行四邊形定則實驗中，利用橡皮條伸長的長度相同，來保證合力與分力的等效性。的等效性。 驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則例例1 1、（20132013衡水中學調研）有同學利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊衡水中學調研）有同學利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則。在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪形定則。在豎

35、直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A A和和B B，將繩子打一個，將繩子打一個結點結點O O，每個鉤碼的重量相等，當系統達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根繩，每個鉤碼的重量相等，當系統達到平衡時，根據鉤碼個數讀出三根繩子的拉力子的拉力TOATOA、TOBTOB和和TOCTOC，回答下列問題：，回答下列問題：(1)(1)改變鉤碼個數，實驗能完成的是改變鉤碼個數，實驗能完成的是 . .A A鉤碼的個數鉤碼的個數N N1 1N N2 22 2，N N3 34 4B B鉤碼的個數鉤碼的個數N N1 1N N3 33 3，N N2 24 4C C鉤碼的個數鉤碼的個數N N1 1N N2 2N N3 34

36、 4D D鉤碼的個數鉤碼的個數N N1 13 3，N N2 24 4，N N3 35 5(2)(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是 . .A A標記結點標記結點O O的位置，并記錄的位置，并記錄OAOA、OBOB、OCOC三段繩子的方向三段繩子的方向B B量出量出OAOA、OBOB、OCOC三段繩子的長度三段繩子的長度C C用量角器量出三段繩子之間的夾角用量角器量出三段繩子之間的夾角D D用天平測出鉤碼的質量用天平測出鉤碼的質量(3)(3)在作圖時，你認為圖示中在作圖時，你認為圖示中_是正確的是正確的( (填填“甲甲”或或“乙乙”) )例例2 2、

37、（20112011江蘇物理卷第江蘇物理卷第1010題）某同學用如圖題）某同學用如圖1 1所示的實驗裝置來驗所示的實驗裝置來驗證證“力的平行四邊形定則力的平行四邊形定則”。彈簧測力計。彈簧測力計A A掛于固定點掛于固定點P P，下端用細線，下端用細線掛一重物掛一重物M M。彈簧測力計。彈簧測力計B B的一端用細線系于的一端用細線系于O O點，手持另一端向左拉，點，手持另一端向左拉，使結點使結點O O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A A和和B B的示數，并在貼于的示數，并在貼于豎直木板的白紙上記錄豎直木板的白紙上記錄O O點的位置和拉線的方向。點的位置和拉線的方向

38、。(1)(1)本實驗用的彈簧測力計示數的單位為本實驗用的彈簧測力計示數的單位為N N，圖中，圖中A A的示數為的示數為_N_N。(2)(2)下列不必要的實驗要求是下列不必要的實驗要求是_。( (請填寫選項前對應的字母請填寫選項前對應的字母) )(A)(A)應測量重物應測量重物M M所受的重力所受的重力(B)(B)彈簧測力計應在使用前校零彈簧測力計應在使用前校零(C)(C)拉線方向應與木板平面平行拉線方向應與木板平面平行(D)(D)改變拉力，進行多次實驗，每次都要使改變拉力，進行多次實驗，每次都要使O O點靜止在同一位置點靜止在同一位置（3 3）某次實驗中，該同學發現彈簧測力計）某次實驗中，該同

39、學發現彈簧測力計A A的指針稍稍超出量程，請的指針稍稍超出量程，請你提出兩個解決辦法。你提出兩個解決辦法。cm6.197.727.216.70（b）（a）（c）驗證牛頓運動定律驗證牛頓運動定律例例1 1、(2012(2012南京學情調研南京學情調研) )（9 9分）某同學在做分）某同學在做“探究加速度探究加速度a a與力與力F F、質量質量m m的關系的關系”實驗時，使用了如圖（實驗時，使用了如圖（a a）所示的實驗裝置簡圖實驗中）所示的實驗裝置簡圖實驗中認為細繩對小車拉力認為細繩對小車拉力F F等于砂和砂桶的總重力，小車運動加速度等于砂和砂桶的總重力，小車運動加速度a a可用紙可用紙帶上打出

40、的點求得（帶上打出的點求得（1 1）圖（）圖（b b）為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可）為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為求出小車的加速度大小為 m/s2m/s2（保留兩位有效數字）（保留兩位有效數字）（2 2）在）在“探究加速度探究加速度a a與質量與質量m m的關系的關系”時，保持砂和小桶質量不變，改時，保持砂和小桶質量不變，改變小車質量變小車質量m m，分別得到小車加速度，分別得到小車加速度a a與質量與質量m m的相關數據如下表：的相關數據如下表： 根據上表數據，為直觀反映根據上表數據，為直觀反映F F不變時不變時a a與與m m的關系，的關系，請在圖（請在圖（c

41、c）方格坐標紙中選擇恰當變量建立坐標）方格坐標紙中選擇恰當變量建立坐標系，并作出相應的圖線根據所作出的圖線，可系，并作出相應的圖線根據所作出的圖線，可以得出的結論是以得出的結論是 （3 3）在）在“探究加速度探究加速度a a與力與力F F的關系的關系”時，保持小時，保持小車的質量不變，改變小桶中砂的質量，該同學根車的質量不變，改變小桶中砂的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度據實驗數據作出了加速度a a與力與力F F圖線如圖（圖線如圖（d d）所）所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是坐標原點的原因是 0Fa(d)例例2 2、 （

42、20092009南通二模）如圖甲所示是某同學探究小車加速度與力的南通二模）如圖甲所示是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B B點，用不同重物通點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A A由靜止釋放由靜止釋放（1 1）若用游標卡尺測出遮光條的寬度）若用游標卡尺測出遮光條的寬度d d如圖乙所示，則如圖乙所示，則d=d= cmcm；實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通；實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間過光電

43、門的時間t=2.0t=2.010-2s10-2s，則小車經過光電門時的速度為，則小車經過光電門時的速度為 （2 2）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質量物的質量m m與小車的質量與小車的質量M M間應滿足的關系間應滿足的關系；（3 3）測出多組重物的質量）測出多組重物的質量m m和對應遮光條通過光電門的時間和對應遮光條通過光電門的時間t t，并算，并算出相應小車經過光電門時的速度出相應小車經過光電門時的速度v v，通過描點作出線性圖象，研究小車，通過描點作出線性圖象，研究小車加速度與力的關系處理數據時應作出加

44、速度與力的關系處理數據時應作出 （選填（選填“v-m”v-m”或或“v2-m”v2-m”）圖象；）圖象；（4 4）某同學在（）某同學在（3 3）中作出的線性圖象不通過坐標原點，其原因是）中作出的線性圖象不通過坐標原點，其原因是 (1)1.140 0.57 m/s (2)mM (3)v2-m 操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足例例3 3、（20122012上海金山區高三期末）、（上海金山區高三期末）、（6 6分）在分）在“用用DISDIS探究牛頓第探究牛頓第二定律二定律”的實驗中，裝置如圖（的實驗中，裝置如圖（a a）所示。）所示。（1 1）本實驗是通過）本實驗是通過 來改變對小車的拉力

45、，通過增來改變對小車的拉力，通過增加小車上的配重片來改變小車的質量，通過位移傳感器測得小車的加小車上的配重片來改變小車的質量，通過位移傳感器測得小車的v vt t圖像，通過圖像，通過_得到小車的加速度。圖（得到小車的加速度。圖（b b）a a1/1/M M（2 2）圖（）圖（b b）為小車所受作用力不變時實驗所得的）為小車所受作用力不變時實驗所得的a a1/1/M M圖像，從圖圖像，從圖像上可以看到直線不過原點，其原因是像上可以看到直線不過原點，其原因是 （A A）鉤碼質量過大）鉤碼質量過大（B B）軌道傾斜，左端偏高）軌道傾斜，左端偏高（C C）軌道傾斜，右端偏高）軌道傾斜，右端偏高（D D

46、）小車與軌道間的摩擦偏大）小車與軌道間的摩擦偏大圖（b）a1/M鉤碼軌道位移傳感器（發射器）位移傳感器（接收器）小車圖（a）3、（1）（2分）改變鉤碼的個數，（2分）圖像的斜率（2）（2分）BD例例4 4（20072007年高考海南物理）現要驗證年高考海南物理）現要驗證“當質量一定時，物體運動的加速度當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比與它所受的合外力成正比”這一物理規律。給定的器材如下：一傾角可以調節這一物理規律。給定的器材如下：一傾角可以調節的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺。的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺。 （）填入適當的公式或文（）填入適當的公式或文字，

47、完善以下實驗步驟（不考慮摩擦力的影響）：字，完善以下實驗步驟（不考慮摩擦力的影響）： 小車自斜面上方一固定點小車自斜面上方一固定點1 1從靜止開始下滑至斜面底端從靜止開始下滑至斜面底端2 2，記下所用的，記下所用的時間時間t t。 用米尺測量用米尺測量1 1與與2 2之間的距離之間的距離s s，則小車的加速度，則小車的加速度_。 用米尺測量用米尺測量1 1相對于相對于2 2的高度的高度h h。設小車所受重力為。設小車所受重力為mgmg，則小車所受的合，則小車所受的合外力外力_。 改變改變_，重復上述測量。，重復上述測量。 以以h h為橫坐標，為橫坐標，1/1/t t2 2為縱坐標，根據實驗數據

48、作用作圖。如能得到一條過原為縱坐標，根據實驗數據作用作圖。如能得到一條過原點的直線，則可以驗證點的直線，則可以驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比成正比”這一規律。這一規律。（）在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設計的方案（）在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設計的方案是：是： 調節斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時調節斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時1 1點相對于斜面點相對于斜面底端底端2 2的高度的高度hoho。 進行（進行（1 1）中的各項測量。）中的各項測量。 計算

49、與作圖時用（計算與作圖時用（h hhoho）代替）代替h h。對此方案有以下幾種評論意見：對此方案有以下幾種評論意見：. . 方案正確可行方案正確可行. . 方案的理論依據正確，方案的理論依據正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動。但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動。. . 方案的理論依據有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關。方案的理論依據有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關。其中合理的意見是其中合理的意見是_。 驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律 例例1 1、(2010(2010新課標新課標) )如圖為驗證機械能守恒定律如圖為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示

50、意圖的實驗裝置示意圖. .現有的器材為：帶鐵夾的鐵架現有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天臺、電磁打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平平. .回答下列問題回答下列問題 (1)(1)為完成此實驗，除了所給的器材，還需要為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的器材有的器材有_.(_.(填入正確選項前的字母填入正確選項前的字母) ) A A、米尺、米尺 B B、秒表、秒表 C C、0 012V12V的的直流電源直流電源 D D、0 012V12V的交流電源的交流電源 (2)(2)實驗中誤差產生的原因有實驗中誤差產生的原因有_.(_.(寫出兩寫出兩個原因個原因) )例2.（

51、2010安徽理綜）利用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的試驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。某班同學利用實驗得到的紙帶，設計了以下四種測量方案。用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v0.用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過計算出瞬時速度.根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=計算出高度h.用刻度尺測出物體下落的高度，根據做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v0。以上方案中只有一種正確，正確的是 。（填入相應的

52、字母）例例3 3、（20112011海南物理卷海南物理卷1414題）現要通過實驗驗證機械能守恒定律。題）現要通過實驗驗證機械能守恒定律。實驗裝置如圖實驗裝置如圖2 2甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上甲所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M M，左端由跨過輕質光，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一質量為滑定滑輪的細繩與一質量為m m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上直；導軌上B B點有一光電門，可以測試遮光片經過光電門時的擋光時點有一光電門，可以

53、測試遮光片經過光電門時的擋光時間間t t，用，用d d表示表示A A點到導軌底端點到導軌底端C C點的距離，點的距離，h h表示表示A A與與C C的高度差，的高度差，b b表示表示遮光片的寬度，遮光片的寬度，s s表示表示A A、B B 兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過速度看作滑塊通過B B點時的瞬時速度。用點時的瞬時速度。用g g表示重力加速度。完成下列表示重力加速度。完成下列填空和作圖；圖填空和作圖；圖2 2甲甲（1 1）若將滑塊自）若將滑塊自A A點由靜止釋放，則在滑塊從點由靜止釋放，則在滑塊從A A運動至運動至B B的過程中，滑

54、的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統重力勢能的減小量可表示為塊、遮光片與砝碼組成的系統重力勢能的減小量可表示為_。動。動能的增加量可表示為能的增加量可表示為_。若在運動過程中機械能守恒，與。若在運動過程中機械能守恒，與s s的的關系式為關系式為= _.= _. (2) (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A A點）下滑，點）下滑，測量相應的測量相應的s s與與t t值，結果如下表所示：值，結果如下表所示：21t圖2甲以以s s為橫坐標，為橫坐標， 為縱坐標，在答題卡上對應圖為縱坐標，在答題卡上對應圖7 7乙位置的坐標紙中描出第乙位置的

55、坐標紙中描出第1 1和第和第5 5個數據點；根據個數據點；根據5 5個數據點作直線，求得該直線的斜率個數據點作直線，求得該直線的斜率k=_k=_104m-1s-2 (104m-1s-2 (保留保留3 3位有效數字位有效數字).).由測得的由測得的h h、d d、b b、M M和和m m數值可以計算出數值可以計算出 -s-s直線的斜率直線的斜率k k0 0，將，將k k和和k k0 0進行比較，若其差值在實進行比較，若其差值在實驗允許的范圍內，則可認為此實驗驗證了機械能守恒定律。驗允許的范圍內，則可認為此實驗驗證了機械能守恒定律。21t圖7乙21t21t例例4.（9分）（分）（2013安徽師大摸

56、底）（安徽師大摸底）（1）某學習小組在）某學習小組在“研究勻變速直研究勻變速直線運動線運動”的實驗中，用如圖所示的實驗中，用如圖所示的的氣墊導軌裝置來測小車的加速度，由導氣墊導軌裝置來測小車的加速度，由導軌標尺可以測出兩個光電門之間軌標尺可以測出兩個光電門之間的的距離距離L，窄遮光板的寬度為，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板，窄遮光板依次通過兩個光電門依次通過兩個光電門的的時間分別為時間分別為t1、t2，則滑塊的加速度可以表示為，則滑塊的加速度可以表示為a=_ （用（用題題中所給物理量表示）。（中所給物理量表示）。（2）該學習小組在）該學習小組在測出滑塊的加速度后，經分析討論，由于滑塊在氣墊導軌上

57、運動時空氣阻測出滑塊的加速度后，經分析討論，由于滑塊在氣墊導軌上運動時空氣阻力很小，可用上述實驗裝置來驗證機械能守恒定律，為此還需測量力很小，可用上述實驗裝置來驗證機械能守恒定律，為此還需測量的的物理物理量是量是_ ，機械能守恒的表達式為，機械能守恒的表達式為_ （用（用題題中所中所給物理量和測量的物理量表示）。給物理量和測量的物理量表示）。例例5 5、（20102010高考海南物理）利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置高考海南物理）利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置示意圖如圖示意圖如圖3 3甲所示：甲所示：(1)(1)實驗步驟：實驗步驟：將氣墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于將氣

58、墊導軌放在水平桌面上，桌面高度不低于l m l m ，將導軌調至水平；，將導軌調至水平；用游標卡尺測量擋光條的寬度用游標卡尺測量擋光條的寬度l l，結果如圖，結果如圖3 3乙所示，由此讀出乙所示，由此讀出l=l=_mm_mm；由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離由導軌標尺讀出兩光電門中心之間的距離s=_ms=_m；將滑塊移至光電門將滑塊移至光電門1 1左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼左側某處，待砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門落地前擋光條已通過光電門2 2；從數字計時器（圖從數字計時器（圖7 7甲中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門甲中未畫出）上分別讀出

59、擋光條通過光電門1 1和光電和光電門門2 2所用的時間所用的時間t t1 1和和t t2 2；用天平稱出滑塊和擋光條的總質量用天平稱出滑塊和擋光條的總質量M M，再稱出托盤和砝碼的總質量，再稱出托盤和砝碼的總質量m m。(2)用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式：用表示直接測量量的字母寫出下列所示物理量的表達式： 滑塊通過光電門滑塊通過光電門1和光電門和光電門2時瞬時速度分別為時瞬時速度分別為v1=_和和v2=_。當滑塊通過光電門當滑塊通過光電門1和光電門和光電門2時，系統時，系統(包括滑塊、擋光條、托盤包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼和砝碼)的總動能分別為的總動能分別為Ek1=_和和

60、Ek2=_。在滑塊從光電門在滑塊從光電門1運動到光電門運動到光電門2的過程中，系統勢能的減少的過程中，系統勢能的減少Ep=_(重力加速度為重力加速度為)。(3)如果如果Ep=_，則可認為驗證了機械能守恒，則可認為驗證了機械能守恒定律。定律。例例6 6、某同學利用如圖某同學利用如圖4 4甲所示的實驗裝置驗證機械能守律弧形軌道末甲所示的實驗裝置驗證機械能守律弧形軌道末端水平，離地面的高度為端水平，離地面的高度為H H將鋼球從軌道的不同高度將鋼球從軌道的不同高度h h處靜止釋放，鋼處靜止釋放，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為球的落點距軌道末端的水平距離為s s若軌道完全光滑，若軌道完全光滑， s s