实验专题
实验题解题技法 1.实验题的特点
实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型,它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力,而且还能反映学生对学习的物理概念和物理规律的理解情况,重要的是它能再现学生的情感、态度与价值观.实验题的形式是多种多样的,它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示,所以各种题型的解题思路、解题方法以及解题步骤,也都适用于对实验题的正确解答.下面仅对它的特殊性作几点说明. 2.实验题解答过程中需要注意的问题 (1)实验原理定方向
正确解答物理实验题必须坚持用实验原理为依据的操作过程,实验原理是整个实验的指导方向,而对实验原理的理解必须做到:
第一、要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理
例1 为了测定一小正方体木块(不吸水)的密度,可供选用的实验器材有:托盘天平(含砝码)、量筒、刻度尺、大头针、水.请你设计三种不同的实验方案,只要求将每种方案所选用的器材填人下面的横线上.
方案(1) . 方案(2) . 方案(3) .
分析:此题是设计测量物质密度的实验题,物质的密度是物质的一种特性,与物体的体积、形状、质量、状态等都没有关系,但是可以用某一物体的质量和它的体积的比值来计算物质的密度,即ρ=m/v是该实验的原理。所以设计的实验只要能测出物体的质量和体积,怎样设计都可以。
答案:本题是一道开放性试题,答案不惟一、不确定,需要综合利用测量、密度、浮力等知识来分析.测木块的密度的基本思路是设法测得或求得木块的体积和质量.体积可用刻度尺测量后进行计算而得出或用排水法测得,也可借助量筒的刻度定性比较;质量可用托盘天平直接测得,或借助浮力知识求出重力后间接计算得出,以上这些测体积和质量的方法的不同组合可形成多种方案,现提供5种供参考: (1)托盘天平、量筒、水、大头针;(2)托盘天平、刻度尺;(3)量筒、水、大头针;(4)量筒、刻度尺、水;(5)刻度尺、水. 第二、要从实验原理中理解实验成立的条件
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例2、现有刻度尺、天平、量筒、弹簧测力计、电流表、电压表、秒表.
(1)选取上述测量工具中的 ,可直接测出的一个物理量是 ; (2)利用以上测量工具进行组合使用:
间接测出一个力学物理量,选取仪器是: ,所测物理量的表达式: · 间接测出一个电学物理量,选取仪器是: ,所测物理量的表达式:
分析:此题旨在考查学生灵活运用实验器材和根据实验原理合理选择器材。此题属于开放性命题,只要合理都是正确的。如间接测量力学中的密度,可用天平和量筒,间接测量电学中的电功率,可用电流表和电压表,这需学生要撑握好实验原理。 答案:(1)天平、质量;电流表、电流等。(2)密度,天平、量筒;电功率,电流表、电压表。等等。
第三、弄清一个实验原理可以做不同的类似实验
例3 测滑轮组的机械效率需要测量的物理量有 ,其表达式是 .如果测斜面的机械效率需要测量的物理量有 ,其表达式是 ·
分析:此题主要考查对机械效率概念的理解和应用;机械效率是所有机械都应标明的性能指标,它反映任何一个(种)机械做功时有用功和总功的比例关系,所以测滑轮组和斜面的机械效率的原理都是η=W有用/W总,且有用功是对物体做功;总功是对机械做功。 答案:物重G、物体上升的高度h、绳上的拉力F、绳子移动的距离s η=W有用/W总。物重G、斜面高度h、沿斜面拉物体的力F、斜面长度L η=Gh/FL 第四、理解原理设计替代性实验
例4、现有一个电池组、一个电流表、一个开关、一个已知阻值的电阻R。、导线若干,用上述器材测定待测电阻Rx的阻值,要求: (1)画出实验电路图.
(2)简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量(电流). (3)写出待测电阻Rx阻值的表达式.
分析:批题主要采用等效代替法;因为测电阻的
原理是R=U/I,而此题提供的仪器只有一只电流表,因此解答此题必须想办法确定Rx两端的电压,我们知道并联导体两端电压相等,所以R0与Rx组成并联电路,算出R0两端电压就可以代替电压表的作用。
解:根据题目可以设计出电路图如图所示,实验步骤是:①按照电路图连接好
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