資源簡介

2008高考物理三輪復(fù)習(xí)知識點串透
態(tài)度決定一切，細節(jié)是成敗的關(guān)鍵
第一講 物體的平衡問題的分析方法。
一．知識網(wǎng)絡(luò)
板塊
重要“知識背景”
疑難問題
典型問題
受力分析
重力與萬有引力
1． 靜摩擦力與滑動摩擦力
彈力與作用力

2．受力分析的思路和步驟
1．力的存在性判斷
2．空間力的受力分
析
3．對摩擦力的正確
理解
1．輕繩、輕桿、輕
彈簧的正確理解
2．整體法和隔法的
靈活選用
物體平衡
1．平衡條件：
①
②構(gòu)成封閉多邊形
2．力的合成和分解一平行四邊形法則
3．正交分解
1．受力分析思路
2．常用方法：
①合成平衡法
②分解平測法
1．動態(tài)分析。
2．范圍分析
①可能性分析
②臨界分析
3．極值分析
4．自鎖問題
二．熱點透析
（一）三個模型的正確理解：
1．輕繩
（1）不可伸長——沿繩索方向的速度大小相等、方向相反。
（2）不能承受壓力，拉力必沿繩的方向。
（3）內(nèi)部張力處處相等，且與運動狀態(tài)無關(guān)。
2．輕彈簧
（1）約束彈簧的力是連續(xù)變化的，不能突變。
（2）彈力的方向沿軸線。
（3）任意兩點的彈力相等
3．輕桿
（1）不可伸長和壓縮——沿桿方向速度相同。
（2）力可突變——彈力的大小隨運動可以自由調(diào)節(jié)。
（二）受力分析習(xí)慣的養(yǎng)成：
1．受力分析的步驟：
（1）重力是否有
（2）彈力看四周
大小 f=？u mg f=？umg cosθ
滑動摩擦力
方向：與相對運動方向相反
（3）分析摩擦力
大?。河膳ｎD定律決定
靜摩擦力 由牛頓定律判定
方向：
多解性
（4）不忘電磁浮
2．正確作受力分析圖
要求：正確、規(guī)范，涉及空間力應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為平面力。
（三）共點力平衡的分析方法
1．判斷——變量分析
（1）函數(shù)討論法
（2）圖解法（△法） 方法的
（3）極限法 選擇思路
（4）物理法


2．平衡狀態(tài)計算：
Rt△：三角函數(shù)勾股定理 三個 力作用——合成平衡法：
F12=－F3構(gòu)成封閉△→解△
一般△： 正弦定理、余弦 定理、相似定理


∑Fx=0
受四個力及以上——分解平衡法
∑Fy=0

第二講 力與運動
一．知識圖表
二．熱點透析
運動受力緊相連，嚴謹篤實細分析，臨界隱含圖助研，物理模型呈眼前
（一）動態(tài)變量分析——牛頓第二定律的瞬時性
1．動態(tài)過程分析
大小
力 加速度 速度變化（Vmax Vmin V=0） 力
方向
有明顯形變產(chǎn)生的彈力不能突變
2．瞬時狀態(tài)的突變 無明顯形變產(chǎn)生的彈力不能突變
接能的剛性物體必具有共加速度
矢量性（確定正方向）
關(guān)鍵 運動示意圖，對稱性和周期性，v-t圖
a是否一樣
3．運動會成分解方法的靈活使用
按正交方向分解 平拋運動

按產(chǎn)生運動的原因分解 渡河問題
（二）牛頓定律與運動
1．在恒力作用下的勻變速運動
（1）句變速直線運動的研究技巧
矢量性（確定正方向）
關(guān)鍵 運動示意圖，對稱性和周期性，v-t圖
a是否一樣（往復(fù)運動）
（2）研究勻變速曲線運動的基本方法（出發(fā)點）
——靈活運用運動的合成和分解
按正交方向分解 拋體運動
帶電粒子在電場中的運動
按產(chǎn)生運動的原因分解 渡河問題
2．在變力作用下的圓周運動和機械振動
（1）圓周運動
①圓周運動的臨界問題
繩子T=0 圓周軌道的最高點、最低點（繩型、桿型）的極值速度
臨界 軌道N=0
摩擦力f=fmax 錐擺型、轉(zhuǎn)臺型、轉(zhuǎn)彎型的軌道作用力臨界
②典型的圓周運動：天體運動、核外電子繞核運動、帶電粒子在磁場中的運動、
帶電粒子在多種力作用的圓周運動
③等效場問題
④天體運動問題
考慮多解性
（2）振動過程分析 對稱性 V |a| |F|的對稱 平衡位置的確定
特殊位置特征
（3）圓周運動、振動、波的系列解的確定方法
考慮時空周期性
運動的雙向性
第三講 動量和能量
一．知識圖表
二．熱點透析
（一）四個物理量的比較
功： ——①F ②S ③功的正負判斷方法 ④變力功的求法 ⑤一對內(nèi)力功
功率：①定義式②意義③平均功率④α⑤功率與加速度⑥機車
啟動與最大速度
1．功和沖量 沖量：——①變力沖量的求法 ②對合沖量的理解 ③一對內(nèi)力的沖量
功和沖量比較

區(qū)別：一矢一標(biāo)
2．動量與動能 關(guān)系：
的關(guān)系： P一定變化；P變化；不一定變化
（二）四個規(guī)律的比較
1．動能定理和動量定理
定 理
表達式
表達式性質(zhì)
正負意義
公式的選擇
動量定理
單物：
系統(tǒng)：
矢量式
（能正交分解）
物理量的
方向
1．優(yōu)先整體和全過程，然后隔離物體和隔離過程
2．對動能定量應(yīng)用時特別小心對待速度突變過程中的能量變化（碰撞、繩子拉緊、子彈打擊、反沖、爆炸等）
動能定理
單物：
系統(tǒng)：
標(biāo)量式
（不能正交分解）
動力功
Wi：
阻力功
Ek增
ΔEk：
Ek減
2．動量守恒定律和機械能守恒定律
（1）條件的比較
碰撞模型
（2）典型問題 反沖與爆炸
人船模型
三．功能關(guān)系
功=能的變化


即：功的表述中已考慮某力對應(yīng)的能，在能量變化的表述中不考慮該力對應(yīng)的能的變化。反之在能量變化的表述中已考慮該力對應(yīng)的能的變化，在功的表述中不考慮該力所做的功。
第五講 力學(xué)習(xí)題串透析
專題一：傳送帶問題
傳送帶類分水平、傾斜兩種：按轉(zhuǎn)向分順時針、逆時針轉(zhuǎn)兩種。
(1)受力和運動分析
受力分析中的摩擦力突變（大小、方向）
——發(fā)生在V物與V傳相同的時刻
運動分析中的速度變化
——相對運動方向和對地速度變化
分析關(guān)鍵 V物？V帶
分類討論 mgsinθ？f
傳送帶長度——臨界之前是否滑出？
友情提醒：共速以后一定與傳送帶保持相對靜止作
勻速運動嗎？
(2)傳送帶問題中的功能分析
①功能關(guān)系：WF=△EK+△EP+Q
②對WF、Q的正確理解
（i）傳送帶做的功：WF=F·S帶 功率P=F×V帶
（F由傳送帶受力平衡求得）
（ii）產(chǎn)生的內(nèi)能：Q=f·S相對
（iii）如物體無初速，放在水平傳送帶上，則在整個加速過程中物體獲得的動能EK，因為摩擦而產(chǎn)生的熱量Q有如下EK=Q=。
專題二：摩擦拖動問題
一．摩擦拖動中的受力和運動分析
1．思路：
速度 運動 共速時是否再相對運動
比較 隔離法 相對運動的情況 建立模型
外力與最大靜摩擦力 靜止 是否反向
摩擦力是否變化，是靜摩擦力還是滑動摩擦力
加速度
2．關(guān)鍵 滑動與不滑動
討論
脫離和不脫離
二．摩擦拖動中的功能分析和動量分析
由牛頓定律求a i（隔離法）
1．動量不守恒系統(tǒng) 運動學(xué)公式
位移關(guān)系（示意圖）
2．動量守恒系統(tǒng)
（1）重申動量守恒的四特性
（2）涉及對地位移：單物體動能定理——fS對地=ΔEki
涉及相對位移：系統(tǒng)動能定理——f S相對=∑ΔEki
（3）警惕“ΔE損”
專題三：彈簧類問題
一．彈簧類題的受力分析和運動分析
（一）彈力的特點
1．彈力的瞬時性：彈簧可伸長可壓縮，兩端同時受力，大小相等，方向相反，彈力隨形
變量變化而變化。
2．彈力的連續(xù)性：約束彈簧的彈力不能突變（自由彈簧可突變）
3．彈力的對稱性：彈簧的彈力以原長位置為對稱，即相等的彈力對應(yīng)兩個狀態(tài)。
（二）在彈力作用下物體的受力分析和運動分析
①考慮壓縮和伸長兩種可能性
1．在彈力作用下物體處于平衡態(tài)—— ②作示意圖
③受力平衡列方程
2．在彈力作用下物體處于變速運動狀態(tài)
形變 F ，a變化 v變化 位置變化
（a = 0時vmax） （v=0時形變量最大）

過程——抓住振動的對稱性
（1）變量分析
瞬時
勻變速運動
（2）運動計算
一般運動
①通過分析彈簧的形變而確定彈力大小、方向的改變，從而研究聯(lián)系物的運動
②彈簧處于原長狀態(tài)不一定是平衡態(tài)
抓住 ③當(dāng)作勻變速直線運動時，必有變化的外力作用，變化的外力常存在極值問題
④充分利用振動特征（振幅、平衡位置、對稱性、周期性、F回與彈力的區(qū)別）
⑤臨界態(tài)——脫離與不脫離：必共速、共加速且N=0
⑥善用系統(tǒng)牛頓第二定律
二．彈簧類題的動量分析和能量分析
1．受力分析、運動分析明確
（1）何時：vmax、vmin、Epmax、Epmin、Ek總max、Ek總min、Ekimax、Ekimin
彈簧伸長最長
Epmax、Ek總max
（2）三個典型狀態(tài) 彈簧壓縮最短
壓縮→原長 原加速的物體v最大
恢復(fù)原長
伸長→原長 原減速的物體v不一定最小
2．動量守恒的系統(tǒng)和過程的確定（F外= 0之后）
3．能量守恒的系統(tǒng)和過程的確定（注意：v突變中的能量轉(zhuǎn)化，常見的有彈簧類連接體）
第六講 電場與磁場
一．知識圖表
二．熱點透析
（一）電場中的三概念辯析
1．E、、ε、F、W的比較
研究角度
物理量
性質(zhì)
決定因素
正負意義
從力的特性角度
電場力
矢量
電場和電荷
方向
電場強度
矢量
電場
方向
從能的特性角度
電場力功
標(biāo)量
電場和電荷
動力功還是阻力功
電勢能
標(biāo)量
電場和電荷
大小
電勢
標(biāo)量
電場
高低
2．變化、大小比較的方法
電場線的疏密
（1）E
常見的電場
w電>0，ε↓；w中<0，ε↑ 利用電場線
（2）與ε
與E無必然聯(lián)系 用重力場類比（與有聯(lián)系的才成立）

w電=－Δε
（3）功能關(guān)系 w安=E電（安培力作負功的情形）
w洛=0
（二）場的描述和設(shè)計
①利用“均分法”找等勢點后，可得等勢線和電場線
1．電場——勻強電場
②利用重力場類比得電場線
運動規(guī)律要求
2．磁場——邊界條件
運動范圍要求
第七講 帶電粒子的運動
一．分析要點
微觀粒子重力不計
1．重力是否考慮 若考慮重力將無法計算，則重力不計
隱含判斷
2．常見的幾種裝置
裝置
原理圖
規(guī)律
示波器
yy′上加信號電壓：
xx′上加掃描電壓：
速度選擇器
若粒子做勻速直線運動
磁流體發(fā)電機
等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負電，兩極電壓為U時穩(wěn)定。
霍爾效應(yīng)
電磁流量計

質(zhì)譜儀
電子經(jīng)U加速，從A孔入射經(jīng)偏轉(zhuǎn)打到P點，
荷質(zhì)比
回旋加速器
D形盒內(nèi)分別接頻率為的高頻交流電源兩極，帶電粒子在窄縫間電場加速，在D形盒內(nèi)偏轉(zhuǎn)
二．帶電粒子運動判斷
有無初速 等勢線
電場中 電場分布 軌跡
是否只受電場力作用 電場線
①磁場分布特點即B的變化
磁場中 ②運動中v的變化
③軌道的曲率半徑變化
三．帶電粒子運動計算
（一）帶電粒子在電場中運動
勻速圓周運動
點電荷電場中：
變速直線運動：動能定理
勻變速直線運動
1．常見運動 勻強電場中
勻變速曲線運動
方向不變的直線運動
交變電場中 振動
迂回運動
2．處理技巧
勻速直線運動 F合=0
（1）粒子作直線運動 勻變速直線運動——三法均可以
變加速直線運動——功能關(guān)系
分解方法：牛頓定律+運動學(xué)公式或能量定理
（2）粒子作曲線運動
功能關(guān)系
（3）粒子在交變電場中運動
運動示意圖
① v-t圖 三管齊下
周期性和對稱性
②小心對待最后一個周期
③分解思想的靈活應(yīng)用
（二）帶電粒子在磁場中運動
無約束軌道的運動——常見的為圓周運動
1．常見運動
有約束軌道的運動——沿軌道運動
2．處理技巧
圓軌道、圓心位置的確定
（1）無約束軌道 圓直徑兩端點間距離的應(yīng)用 列式求解
的圓周運動 臨界極值
磁場邊界條件 幾何關(guān)系
對稱性，恰似中點射出的推論
（2）有約束軌道運動
運動過程分析（尤其v的變化導(dǎo)致f洛的變化→a的變化的動態(tài)過程，明確臨界和極值的
位置條件）
瞬時狀態(tài)：牛頓第二定律（圓運動中的供需平衡條件）
過程：功能關(guān)系
（三）帶電粒子在復(fù)合場中運動
時間上錯開
1．電磁場錯開 注意時空周期性
空間上錯開
2．電磁場重疊（磁場為勻強磁場）
運動模型判斷方法
（1）帶電粒子作勻速直線運動——F合=0
（2）帶電粒子作勻變速直線運動——F合=恒量 v∥B即f洛=0
勻強電場 除f洛以外的其它的合力等于0
（3）帶電粒子作勻速圓周運動——
點電荷的電場 f洛 + F電=F向
功能關(guān)系
（4）帶電粒子作曲線運動——
運動分解
第八講 電磁感應(yīng)綜合問題
一．知識網(wǎng)絡(luò)
規(guī)律
理解要點
應(yīng)用和現(xiàn)象
楞次定律
阻礙的含義
阻礙的表現(xiàn)（阻磁通變化、阻相對運動，阻電流變化）
1．自感現(xiàn)象及應(yīng)用
2．交流電的產(chǎn)生和表征方法
3．變壓器原理中的因果關(guān)系
及注意點
法拉第電磁感應(yīng)定律
1．φ、、的區(qū)別
2．E決定因素
3．平均值、瞬時值、有效值的區(qū)別
二．熱點透析
1．關(guān)于電磁感應(yīng)的判斷
（發(fā)電機——電動機模型、渦流的影響，磁懸浮列車，磁單極，超導(dǎo)體等）
等效電路（切割、磁變或均產(chǎn)生）
電容器的充、放電
2．電磁感應(yīng)中的電路問題 電量問題
電磁感應(yīng)中的理解
有效值、瞬時值、平均值、最大值的正確使用
對一根金屬棒，動能定理
3．電磁感應(yīng)中的能量問題
對回路：能量轉(zhuǎn)化和守恒
4．變壓器和電能輸送問題
第九講 電學(xué)習(xí)題串透析
專題一 電容器問題
一．電容器的變量分析
1．判E、v、Q、C的變化：抓住、、三式討論
2．判電流方向：關(guān)鍵判電量變化
3．判帶電粒子運動：關(guān)鍵判電場強度變化
4．判電容器內(nèi)某點電勢變化
二．電容器的儲電特征
關(guān)鍵：1．充放電時形成電流，穩(wěn)定后斷路
單充單放
2．在計算電量變化時需考慮
先放電后反充電
三．電容器中電場對運動電荷的控制作用
專題二 電磁導(dǎo)軌運動問題
電磁導(dǎo)軌的運動研究可以分別從電路特點，安培力的特點加速度特點，兩個極值規(guī)律（a=0和v=0）及收尾時能量轉(zhuǎn)化規(guī)律等方面進行分析。
一．單個金屬棒問題
1．力+電阻
2．力+電容
3．初速+電阻
4．初速+電容
二．雙金屬棒問題
1．動量守恒系統(tǒng)：初速+電阻（）
初速+電阻
2．動量不守恒系統(tǒng)：
力+電阻：共加速運動
第十講 熱、光、原“踩點”復(fù)習(xí)（略）
第十一講 物理實驗
學(xué)會正確選用儀器 熟練掌握實驗原理
迅速提高解設(shè)計類物理實驗的能力
概述
物理考綱對實驗有下述要求：1、在理解的基礎(chǔ)上獨立完成19個學(xué)生分組實驗，明確實驗?zāi)康模斫鈱嶒炘?，控制實驗條件；2、會正確使用13種常用儀器——包括選器材、選電路、選量程；3、會觀察實驗現(xiàn)象，分析處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論；4、會觀察實驗現(xiàn)象，分析處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論；4、會運用學(xué)過的實驗方法，根據(jù)不同的實驗要求，選擇實驗原理，設(shè)計出最優(yōu)的測量電路，并安排相應(yīng)的實驗步驟。
近年高考對實驗要求越來越高，占分達20分，除了在II卷中專設(shè)二道實驗作圖、填空、計算、連實物等題目外，在I卷或在II卷計算題中有時還有與課本上演示實驗相關(guān)或與高科技信息相關(guān)的選擇題及計算題出現(xiàn)。實驗題的難度越來越高，進一步加強了對實驗知識遷移運用能力的考查——即頻頻出現(xiàn)設(shè)計類實驗題。
第一章 實驗基礎(chǔ)知識
一．物理實驗的基本要求
二．高中物理學(xué)生實驗的分類
1．驗證性實驗
（1）驗證力的平行四邊形法則
（2）驗證動量守恒定律
（3）驗證機械能守恒定律
2．研究性實驗
（1）研究平拋物體的運動
（2）探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系
3．觀察也描繪類實驗
（1）描述小電球的伏安特性曲線
（2）電場中等勢線的描繪
4．測定物理量的實驗
（1）研究勻變速直線運動
（2）利用單擺測重力加速度
（3）測金屬電阻率
（4）用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻
（5）測玻璃磚的折射率
（6）用油膜法估測分子的大小
（7）用雙縫干涉測光的波長
5．儀器使用、組裝類實驗
（1）長度的測量
（2）用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件
（3）把電流表改裝成電壓表
（4）練習(xí)使用示波器
（5）傳感器的簡單應(yīng)用
附：
測量對象：長度、時間、質(zhì)量、力、電流
對基本儀器歸納
儀器功能：放大、間接、組合
也可以這樣歸類
斜槽類
對實驗的主要實驗裝置歸納 打點計時器
其它類
三．演示實驗
鑒于演示實驗數(shù)量較多（高中物理教材中的演示實驗有106個）。實驗本身比較簡單，因此，高考對演示實驗的考查以選擇、填充題出現(xiàn)。在對演示實驗復(fù)習(xí)應(yīng)特別注意（1）重視物理學(xué)史中具有重要地位的實驗。如紫外線照射鋅板、揚氏雙縫干涉實驗、光的衍射中的舊松亮 、α粒子散射實驗、質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)實驗等等。讓學(xué)生充分了解其內(nèi)容及其在物理學(xué)發(fā)展中的作用。（2）把握實驗中的關(guān)鍵要素。
四．題型研究
基本儀器使用和讀數(shù)類、選擇器材和連圖類、實驗操作類、實驗原理類、實驗數(shù)據(jù)處理類、誤差分析類、設(shè)計實驗類

第二章 實驗疑難問題選析
一、測量儀器的使用。
1、測量儀器的讀數(shù)方法。
（1）一般情況下應(yīng)估讀一位——估計到最小刻度（精確度）的下一位。
（2）不估讀的測量儀器有：數(shù)字顯示的儀表，機械秒表，游標(biāo)卡尺，水銀氣壓計等。
2、測量儀器的分類。
類型
儀器
名稱
精確度
確定
精確度
讀數(shù)方法
記錄結(jié)果
(mm)
(小數(shù)點后的位數(shù))
注意事項
測
長
度
刻度尺
最小
分度值
1mm
估讀一位
1
測量起點及單位
游標(biāo)卡尺
(差分法)
mm
(n為游標(biāo)上的總格數(shù)
n=10
0.1mm
L=L主+k
不估讀
1
1、游標(biāo)邊界線與零刻度的區(qū)別。
2、主天上的單位為cm(ncm-12cm)
3、記錄的有效數(shù)字。
n=20
0.05mm
2
n=50
0.02mm
2
螺旋測微器
mm(n為可動刻度上的總格數(shù)
n=50
d=0.5mm
0.01mm
L=L固+k
估讀一位
3
1、半毫米刻度是否
露出（①直接看
②推理）
2、記錄的有效數(shù)字
測時間
秒表
最小分度值
0．1秒
t分針+ t秒針
1(秒為單位)
不估讀
打點計時器
t=n×0.02秒
接低壓交流電源
閃光照相
t=nT
電學(xué)儀表
安培表
最小分度值
略
估讀一位
略
交直流表的區(qū)別
（刻度均勻情況）
優(yōu)特表
1、讀數(shù)不忘乘倍年
2、選檔方法
歐姆表
其它
測力——彈簧稱 測溫度——溫度計 測氣壓——氣壓計
二、難點分析：
（一）打點計時器
計算方法：， V0=2V1–V2

1、紙帶分析 加速：a與V一致
有關(guān)方向判斷：運動方向：n→0 加速度方向
減速：a與V相反
注意事項：①T的確定（區(qū)別記數(shù)點周期和打點周期）
②交流電頻率f↑→測量值↓
打點不清晰：振針位置稍高、未達到共振、電壓低、復(fù)寫紙上油墨少等
2、常見故障分析
打出短線：振針位置低。
（二） 測電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中，由于電表內(nèi)阻引起的誤差。
可用兩種研究方法對這個問題進行分析，第一從圖像分析，第二從等效電源分析，現(xiàn)對圖3中（甲）、（乙）兩電路圖作以下討論。
（1）圖像分析過程示意如下：
圖1甲電路————— 讀數(shù)有誤差△I=——U–I圖像為圖2甲
圖1乙電路————— 讀數(shù)有誤差△U=IRA——U–I圖像為圖2乙
（2）利用等效電源分析過程示意如下：
圖1甲電路———————— 讀數(shù)對其等效電源無誤差
圖1乙電路 讀數(shù)對其等效電源無誤差
最后說明伏特表一般內(nèi)阻遠大于電源內(nèi)阻，利用圖1甲測出的值誤差較小，安培表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻接近，利用圖1乙測量的值誤差大，故我們常采用圖1甲作為測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理圖。
（三）電流表改裝為伏特表實驗中的誤差分析：
1．半偏流法測得的電流表內(nèi)阻偏大，偏?。?br/> 由于K2合上，總電阻略變小，導(dǎo)致總電流I略大于Ig，所以當(dāng)電流計中電流為Ig時流過R2的電流略大于I g，由半聯(lián)電路特點可知，rg測=R22．據(jù)半偏流法測得的電流表內(nèi)阻而改裝成的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表相比，測量值偏大、偏?。?br/> 改裝時需與電流計串聯(lián)的電阻Rx=，由于rg偏小→Rx偏大→IG偏小→改裝的伏特表讀數(shù)偏小。
3．滿刻度百分誤差計算：
第三章 實驗設(shè)計
一．設(shè)計型實驗的設(shè)計思路和原則：
設(shè)計類實驗：屬實驗知識的運用類，題在書外，理在書內(nèi)。
1．設(shè)計原則：安全、科學(xué)性
精確（準(zhǔn)確）性
方便易行性
省器材、節(jié)能
2．題型：a. 在已知的實驗器材中選擇合適的器材，選擇合適的量程和電路，達到題設(shè)實驗
目的；
b. 為達到題設(shè)實驗?zāi)康?，自選器材、裝置或電路，安排實驗步驟。
c. 電路計算、誤差分析、故障排除等。
3．設(shè)計思路：
在熟練掌握學(xué)生分組實驗基本原理和實驗技能、技巧的基礎(chǔ)上，認真審題，構(gòu)建實驗情景，尋找實驗原理，設(shè)計出最優(yōu)方案（經(jīng)反復(fù)估算后才能得出）。
4．流程如下：
由實驗?zāi)康摹鷮嶒炘怼鷮嶒炃榫澳Ｐ汀娐穲D、實驗裝置圖→實驗器材→實驗步驟→待測物理量→遞推用測出量表示的未知量的函數(shù)式→誤差分析
5．思考題：a. 如何測電流表內(nèi)阻？b. 如何測優(yōu)特表的內(nèi)阻？
二．設(shè)計型實驗的命題方式
（一）試題列出所需實驗器材，有實驗步驟提示
這類試題條件充足，基本無迷惑性條件，解答較易，且與平時所學(xué)知識和方法有緊密聯(lián)系，但也不能輕視。解答過程中需全面分析所列出的實驗器材，抓住器材特點，聯(lián)系實驗步驟，并結(jié)合所學(xué)知識和方法，選擇可行的實驗方案，完成實驗。
例1 如圖所示的器材是：木質(zhì)軌道(其傾斜部分傾角較大，水平部分足夠長)，小鐵塊，兩枚圖釘，一條細線，一個量角器，用上述器材測定小
鐵塊與木質(zhì)軌道間的動摩擦因素μ，實驗步驟是：
(1)將小鐵塊從______________________；(2)用圖釘把細線______________________；
(3)用量角器測量____________________；(4)動摩擦因素表示μ＝________________。
分析 試題所列器材中只有量角器可定 量測量，結(jié)合步驟提示，可猜測μ=tgθ，聯(lián)系μ=tgθ的物理情景及物理意義，結(jié)合試題所列出的其它器材，可作如下解答：
(1)將小鐵塊從斜板上A點由靜止釋放，運動至水平板上B點靜止； ，
(2)用圖釘把細線拉緊固定在A、B兩點間；
(3)用量角器測量細線與水平板間的夾角θ；
(4)動摩擦因素表示為μ=tgθ。
這類試題的條件有很強的迷惑性，解答過程中須加以全面分析，輔以一定的邏輯推理并結(jié)合所學(xué)知識和方法才能順利完成實驗。
（二）試題只列出所需全部實驗器材，無其他任何提示
這類試題所提供的全部信息即實驗器材，因而在解答過程中須緊緊抓住所列器材與可取實驗方案間的聯(lián)系，結(jié)合各器材的特點，逐步完 善實驗方案，完成實驗。
例2 已知待測電阻RX為9000歐姆左右，另有6伏直流電源(內(nèi)阻不計)，一個電流表，一個電壓表(兩電表量程均合適)，一個阻值為200歐姆的滑線變阻器，一個電鍵和若干導(dǎo)線，請畫出實驗設(shè)計電路并簡述其理由。
分析 就本試題而言，簡述理由的過程即分析過程，也就是完成實驗的過程，具體如下：
(1)有電流表、電壓表且量程合適，可用伏安法測電阻；
(2)與兩電表比較；Rx屬大電阻，可用內(nèi)接法；
(3)滑線變阻器最大阻值比R小得多，可用分壓器接法；
(4)電鍵應(yīng)對全電路起控制作用，須接在干路上。
實驗設(shè)計電器如圖所示。
（三）試題所列實驗器材多于所需器材或試題所列實驗步驟多于實際操作步驟，即實驗條件須選擇使用
例3 為了測重力加速度g的值，實驗室只有下列可供選擇的器材：
A、長度為1米的刻度尺；B、游標(biāo)卡尺；C、連有細線的金屬小球；D、低壓交流電源；
E、打點計時器(包括所附的紙帶、復(fù)寫紙、重錘等)；F、蓄電池； G、鐵架臺； H、天平。
(1)從上面所列器材中挑選必須的器材有_____________。
(2)寫出測重力和加速度的主要計算公式及簡述其中的物理量的測量方法：
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
分析 ①初審此題，最易選擇用單擺法測重力的加速度，但所列實驗器材中無秒表，
不能測單擺周期，故此方案不可行；②根據(jù)其它器材，可選用重錘作自由落體運動來測定重力加速度，器材齊全，但要注意：電源應(yīng)選D。不需要測量質(zhì)量，因而H不選，要處理紙帶，因而A不可漏選；③在具體選用測量公式時，公式不是唯—的，可選用g＝v2／2h或g＝2h/t2均可。故此題應(yīng)選用器材為：A、D、E、G，其它略。
例4 為了測量一個量程為0—3V的電壓表的內(nèi)阻Rv(約為幾KΩ)，可以采用如圖所
示的電路。
(1)在測量時，可供選擇的實驗步驟有：
A、閉合開關(guān)S； B、將電阻箱R0的阻值調(diào)到最大；
C、將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；
D、調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值；使電壓表指針指示1．5V，記下此時R0的值；
E、調(diào)節(jié)變阻器R的滑動片P，使電壓表示數(shù)為3V；
F、把變阻器R的滑動片P滑到a端； G、把變阻器R的滑動片P滑到b端；
H、斷開開關(guān)。
把必要的、合理的實驗步驟選出來，按操作順序?qū)⒆帜复柼钤跈M線上
(2)若在步驟D中，讀出R0的阻值為2400Ω，則電壓表的內(nèi)阻Rv= ________ ，用這種方法測出的內(nèi)阻Rv與其真實內(nèi)阻相比偏(大或小)。
分析 由(2)中提示可知，步驟D為測量過程的重要步驟，由步驟D可推斷，在D之前只能是步驟E，根據(jù)E、D可以推斷在E之前的步驟中可由B、C中選出C，至此，主要實驗步驟已完成，其它按實驗要求及操作過程可以繼續(xù)完成，即實驗步驟為：F、A、C、E、D、H?？梢?，這是一種粗略測量伏特表內(nèi)阻的方法，在改變電阻箱R0的阻值過程中，忽略了Uap的變化，因而Rv=2400Ω，但實際上Uap在由步驟E到步驟D過程中略微增大，故考慮誤差，則只R0<2400Ω，即測量值偏大．
三、實驗設(shè)計內(nèi)容
（一）設(shè)計實驗方法 下面是測定“重力加速度”；“測定物體間動摩擦因素”及“測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻”的幾種方案，供參考：
測定重力加速度
（1）

（二）設(shè)計實驗電路 根據(jù)給定的器材和實驗提出的目的，畫出或補全實驗電路。
1．電路選擇原理
（1）安培表內(nèi)接、外接？
待測電阻Rx為小電阻，（Rx與RA可比、Rx<>Rx，伏特表的分流作用引起的安培表讀數(shù)誤差較小。）
反之待測電阻Rx為大電阻（Rx>>RA，Rx與RV可比，或Rx>或試探法中示數(shù)變化大）應(yīng)采用安培表內(nèi)接法。(因Rx>>RA，安培表的分壓作用引起的電壓表讀數(shù)誤差較小。）
（2）滑動變阻器限流法、分壓器法？
①通常情況下優(yōu)先考慮限流式，因為耗電少。
②在以下三種情況考慮分壓式。
A當(dāng)需要待測電路的電壓從零開始連續(xù)變化。
B題中提供的儀表量程或電阻的最大允許電流不夠（安全性原則和適用性原則）
C變阻器電阻遠小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其它電阻（準(zhǔn)確性原則和方便性原則）
（3）歐姆表擋位R×1、R×10、R×100如何選擇？
先用R×10擋，調(diào)零歐后估測，若指針在中值附近，則Rx等于10×指示值；在指針偏角太小，則換用R×100，重新調(diào)零后測量，Rx=100×指示值；若R×10時指針偏角太大，則換用R×1擋，重新調(diào)零歐后測量，Rx=指針指示值。
（4）電阻測量的電路
①伏安法測電阻和替代法
②用歐姆表測量
此法簡便易行，但讀數(shù)誤差較大；用久之后，內(nèi)部電源發(fā)生變化，測量誤差更大。因此此法只適用于要求不太高的測量。
③惠斯通電橋法
例題 如圖，若uC=uD，則Rl／R2=R3／Rx，其中R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，R3可用電阻箱代替。在C、D間接上靈敏電流計，調(diào)節(jié)R3，使電流計示數(shù)為零，則C、D兩點一定為等勢點。
④電橋伏安法
如圖，此法利用電橋平衡原理實現(xiàn)伏安法測電阻。當(dāng)調(diào)節(jié)C點位置使電橋平衡時，電流表示數(shù)是流過Rx的電流，電壓表U的讀數(shù)是兩端電壓，故Rx=U／I。這里完全排除了電
表內(nèi)阻的影響，沒有系統(tǒng)誤差。
⑤電表內(nèi)阻的測量
I. 測Rg時，用半偏法？等值替代法？電路計算法？
①若只有二只單刀單擲開關(guān)、一只待測表，還有二只電阻箱R1<只能采用半偏法，此時為了減少誤差，應(yīng)選電動勢較大的電源，達到R2>>R1
（R2>100R1以上）；電路如下
②若有二只電流表和一只變阻器及電源單刀單擲開關(guān)等，可采用電路計算
法，此時另一只非待測表一定要已知量程和內(nèi)阻RA，電路如下：
讀出Fg支路I2及I1，由U=I1RA=I2Rg，得Rg=I1RA/I2
③若有二只電流表，一只電阻箱和一只單刀雙擲開關(guān)、滑動變阻器可采用等
值替代法，電路如下：K接a，調(diào)R′，記下讀數(shù)，然后K接b，保持R′不變，
調(diào)R使讀數(shù)保持不變，則Rg=R。
④若有二只電流表，一只電阻箱（或定值電阻，其阻值與電流表阻值接近）
和一只單刀開關(guān)、滑動變阻器可采用電路計算法：如圖，G為待測電流表，
為已知電阻，若把虛線框內(nèi)電路看成一擴程電流表，則該電路為一改裝表與標(biāo)準(zhǔn)
表的校對電路．設(shè)G、A表讀數(shù)分別為I1、I，則由相關(guān)知識可知：為便于器材
選取與操作，Ro的阻值應(yīng)≤1Ω(如0，5Ω)
II. 若欲測伏特表內(nèi)阻RV，怎么辦？
2. 電學(xué)實驗器材如何選擇？
a．表量程如何選？表量程如何選？
通過估算，保證指針偏轉(zhuǎn)范圍在～最佳；同樣指針偏轉(zhuǎn)范圍在～最佳。
b．變阻器如何選？
從安全性原則出發(fā)分析得，首先要求通過其最大電流小于其額定電流；從方便性和準(zhǔn)確原則出發(fā)分析得，要求變阻器的最大阻值，在限流電路中盡量接近待測電阻或電路中串聯(lián)的其它電阻，在分壓電路中電阻盡量小。
c．電源如何選？
測電源電動勢ε和內(nèi)阻時，選內(nèi)阻較大的舊電池；測電流計內(nèi)阻Rg時，若采用半偏法測電阻時，應(yīng)選電動勢較大的電源，保證R2>>R1，以減小實驗誤差；在測小燈泡功率描伏安特性曲線時，在測金屬的電阻率時，選電動勢較小的電源；在打點計時器中選4～6V交流電壓；在描等勢線實驗中選4～6V直流電源。
3. 實驗線路的連接
分壓式和限流式的接法要求：限流式是按“一上一下各一個”的原則，且使滑片處在阻值最大位置處；分壓式是“一上二下”的原則，電源與開關(guān)串聯(lián)以后直接接于下面兩個連線柱，上面任一個接線柱引出導(dǎo)線和下面一個接線柱上引出導(dǎo)線（二線之間的電阻要小，保證初始取出的電壓較?。⑦@兩導(dǎo)線接至被測電路中。
連線的總思路為：
畫出電路圖→滑動變阻器連接→連接總回路→并聯(lián)伏特表的電壓較小。
(二）設(shè)計實驗方法 題目給出實驗?zāi)康摹㈦娐芳耙恍└郊訔l件，讓學(xué)生設(shè)計實驗方法，如98年的第20題，原題為：
用圖中所示的電路測定未知電阻Rx的值，圖中電源電動勢未知，電源內(nèi)阻與電流表的內(nèi)阻均可忽略不計，R為電阻箱。
(1)若要測得Rx的值，R至少需要取___________個不同的數(shù)值。
(2)若電流表每個分度表示的電流值未知，但指針偏轉(zhuǎn)角度與通的電流成正比，則在用此電路測Rx時，R至少需取____________ 個不同的數(shù)值。
(3)若電源內(nèi)阻不可忽略，能否應(yīng)用此電路測量Rx ? 答：___________。
照“伏安法測電阻”的實驗，不同之處在于Rx上的電壓U需要由電流表的示數(shù)I，與電阻箱上的對應(yīng)讀數(shù)R求出。
U=ε－IR
由歐姆定律可得
Rx=（ε－IR）/ I ①
由于電源電動勢ε未知，故R取一個值不能求出Rx的值，必須再取一組值R′、I′同理得
Rx = （ε－I′R′）/ I ′②
由①②消去ε后解得
Rx = （I′R′- IR ）/ （I－I ′）③
即R至少需要取2個不同的數(shù)值才可測出Rx的值。
(2)電阻箱讀數(shù)為R 時，設(shè)電流表的指針偏轉(zhuǎn)角為θ，電流值為I，將電阻箱的阻值調(diào)為R′，使電流表指針的偏角變?yōu)?θ，此時電流表示數(shù)為I ′，則I ′=2I，將以上兩種數(shù)值代人③式中可得Rx =R－2 R′，即R至少需取2個不同的數(shù)值，
(3)設(shè)電源內(nèi)阻為r，只取三個值R1 、R2 、R3 ，對應(yīng)的電流值為I1、I2、I3 ，由閉合電路歐姆定律得
ε = I1（R1 + Rx +r） ①，ε = I2（R2+ Rx +r） ②，ε = I3（R3 + Rx +r） ③
上述三個方程中顯然只有三個未知量ε、Rx和r，卻無法求出Rx (同學(xué)們可自己算一下)，即R無論取幾個值都不能求出Rx值。
（三）設(shè)計處理實驗數(shù)據(jù)
根某一物理規(guī)律或公式，設(shè)計實驗情景，并給出實驗數(shù)據(jù)，打好點的紙帶或在圖象上描出數(shù)據(jù)點，讓學(xué)生求出實驗測量值，如98年的第18題，原題為：
在LC振蕩電路中，如已知電容C，并測得電路的固有振蕩周期T，即可求得電感L，為了提高測量精度，需多次改變C值并測得相應(yīng)的T值，現(xiàn)將測得的六組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上，即圖中用“X”表示的點。
⑴T、L、C的關(guān)系為_____________ ⑵根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出T2與C的關(guān)系圖線
⑶求得的L值是___________。
分析與解答 (1)T=2π√LC 。
⑵如圖所示，圖線應(yīng)為一條直線，數(shù)據(jù)點靠近直線且均勻分布在直線兩側(cè)。
⑶仔細觀察圖象上的數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，縱坐標(biāo)為3位有效數(shù)字，橫坐標(biāo)為2位有效數(shù)字，在圖象上選取兩個坐標(biāo)點A(1X10一7，14．5 X 一8 ) 和(3．5x10—7， 51．0x10—8)，則
T2 / C = 1．46，L = 0．0365H
根據(jù)圖上的數(shù)據(jù)點，正確讀出縱，橫坐標(biāo)的有效數(shù)字的位數(shù)，是解答此問的關(guān)鍵。
（四）設(shè)計實驗原理
用給定的器材測定某一物理量，要求學(xué)生寫出實驗原理。
例題 利用下列器材測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取㈣F架臺(附夾子)，長約1．5m的細線，下墜一個200g左右的石子、秒表、米尺，請寫出實驗原理。
分析與解答 設(shè)細線下端懸點到石子重心的距離為x，第一次實驗測得擺線長為L1，擺長為(Ll+x)，測得周期為T1，由單擺的周期公式可得
T1=2π√(Ll+x)／g ①
將擺線長改變?yōu)長2，對應(yīng)擺線長為（L2+x)，再測得周期為T2，則 T2=2π√(L2+x)／g ②
由①②消去x，解得g=4π2 (Ll —L2 )/ (T12—T22 )③
即測出長、短擺的擺線長L1、L2和對應(yīng)的周期T1、T2代入③式就可算出g值。
（五）設(shè)計控制實驗條件
用給定的器材測定某一物理量，要求學(xué)生寫出需要控制的實驗條件，控制方法及需要采取的措施等。
例題 例用下列器材測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鸿F架臺(附夾子)，長約1．5m的細線，下墜一個200g左右的石子，秒表、米尺，為盡量減小實誤差，需要采取哪些措施?控制哪些實驗條件?
分析與解答 ①測擺長時應(yīng)該懸測，而不能平測、擺長不應(yīng)小于70cm，否則很難保證做簡諧振動。
②長擺與短擺的擺長差應(yīng)盡可能大些，以不小于50cm為宜，這樣才可以保證差值(T12—T22 )的有效數(shù)字的位數(shù)不減少。
③擺球應(yīng)盡可能貼近地面，以便用刻度尺來控制振幅，從而保證擺角小于5°，同時還可判斷擺球是否沿直線做往復(fù)運動，避免錐擺現(xiàn) ④計時的起始、終止位置，應(yīng)是擺球的平衡位置，周期的測量應(yīng)用累計平均法，全振動的次數(shù)不能少于30次。
（六）設(shè)計實驗步驟
題目給出實驗?zāi)康?，器材等，讓學(xué)生寫出實驗步驟，或題目中給出實驗步驟，但次序凌亂，其中有錯誤，有空缺，有多余，要求學(xué)生指出錯誤并糾正、補全，而后指出合理的順序等。
例題 今有二相同材料制成的物體A和B，一卷細繩，一架天平(帶砝碼)，一根米尺和
一張邊緣帶有定滑輪的桌子，請用以上器材(可以不全用，但不能增加)設(shè)計一個測量物塊和桌面間滑動摩擦系數(shù)的實驗。要求寫出簡單的實驗步驟，畫出裝置圖，并寫出摩擦系數(shù)μ的表達式。
分析與解答 ①分別用天平稱出A與B的質(zhì)量mA和mB。②截取適當(dāng)長的細繩，把A、B系在繩兩端，③把A放在桌上，使B離地面適當(dāng)高度h，如圖所示，用直尺測出h，并將細繩拉緊，記下A在桌面上的位置。④放開B使之下落，量出A在桌面上滑動的距離x。
由動能定理得
mBgh -μmAgh=(mA+mB ) v2 / 2 ①
μmAg (x –h)= mA v2/2 ②
由 ①②解得 μ= mBh/[(mA+mB )x – mBh]

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