高三物理第一轮复习教案15力学实验总复习

力学实验总复习

一、误差和有效数字

1.误差

测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。

（1）系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。

（2）偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某

一次测得的数值更接近于真实值。

2.有效数字

带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。

（1）有效数字是指近似数字而言。

（2）只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。

注：凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。

间接测量的有效数字运算不作要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。

二、考试大纲规定的学生实验

1.长度的测量（游标卡尺和螺旋测微器）

（1）游标卡尺

①10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻

度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1

毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不

能读某）。其读数准确到0.1mm。

②20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个

刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出

毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就

是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。

③50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻

度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。

01234567891

01234567890

注意：游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。

要知道主要构造的名称：主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。

（2）螺旋测微器

固定刻度上的最小刻度为0.5mm （在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm 。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm 。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后必须再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。

要知道主要构造的名称：以下的①-⑦依次是：测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。

例1 读出下列游标卡尺测量的读数。

⑴

⑵ ⑶

解：（1）2.98cm ；（2） 6.170cm ；（3）1.050cm 例2 读出下列螺旋测微器测量的读数。 ⑴ ⑵

解：（1）0.642mm ；（2）10.294mm 2.互成角度的两个共点力的合成

3 4 cm 0 5 10

6

7

8

0 10 20

cm

12

3

4

5

6

0123456789

cm

① ②

③ ④ ⑤

⑥

⑦

10 15

0 5 10

25 30

A

O

B a

b

c

（1）原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB 和一只弹簧秤拉 橡皮条AB 的效果相同，这个

效果就是指橡皮条的形变量（大小和方向）相同。 （2）在画力的图示时，必须有箭头、标度、刻度。

（3）实验往往有一定的偶然误差，只要用平行四边形定则求得的合力F 和一只弹簧秤的拉

力F /

的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。

例3 橡皮筋的一端固定在A 点，另一端栓上两根细绳，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，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。⑴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 ）⑵在右图的方

格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。 解：（1）2.5N 和4.0N

（2）注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。 3.测定匀变速直线运动的加速度

（1）纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹 清楚的一条，舍掉开始比较

密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O ，然后每5个点取一个计数点A 、B 、C 、…（或者说每隔4个点取一个记数点），这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s ，便于计算。测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 …

（2）利用s 1、s 2、s 3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s 2-s 1、s 3- s 2、s 4- s 3…，如果它们

在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。 （3）利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v ：如T

s s v c 23

2+= （4）利用纸带求被测物体的加速度a 。具体来说又有3种方法： ①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则 ()()2

3216549T s s s s s s a ++-++=

3

4

012345

(N)

(N)

1

234 t/s

0 T 2T 3T 4T 5T 6T v/(ms -1)