今天給大家分享奇趣物理出品的《高中物理22個(gè)實(shí)驗(yàn)與方法》，零實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的同學(xué)也能輕松學(xué)，拿高分！高考的同學(xué)可以系統(tǒng)看，非高考的同學(xué)可以按照考試范圍看。本文圖片清晰，可打印，歡迎關(guān)注收藏！
（2）實(shí)驗(yàn)儀器
要求掌握的主要實(shí)驗(yàn)儀器有：秤、游標(biāo)卡尺、千分尺（微米）、天平、秒表（秒表）、點(diǎn)計(jì)時(shí)器（火花計(jì)時(shí)器）、彈簧秤、溫度計(jì)、電流表、電壓表、萬(wàn)用表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等。對(duì)于使用新教材的省市，還應(yīng)增加示波器等。對(duì)于這些儀器，必須了解它們的原理，并能正確使用，包括測(cè)量?jī)x器的正確讀數(shù)。
（3）實(shí)驗(yàn)裝置
電學(xué)實(shí)驗(yàn)主要參考電路圖。
</p> <p>應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：</p>
</p> <p>①在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，如何平衡摩擦力是關(guān)鍵。
② 研究拋射體運(yùn)動(dòng)和碰撞時(shí)動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要使用傾斜的軌道，讓球從軌道頂端無(wú)初速度滾落，然后水平拋出。安裝裝置時(shí)要注意保證軌道末端必須水平。如果要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次球都應(yīng)從同一高度落下，因此應(yīng)該有擋板。
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</p> <p>⑤在有關(guān)電路的電工實(shí)驗(yàn)中，要注意電流表的外部和內(nèi)部連接，限流和分壓電路的選擇，電流表內(nèi)阻的影響等。
(4)實(shí)驗(yàn)步驟
回顧實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，不能只記住結(jié)論，而要與實(shí)驗(yàn)原理聯(lián)系起來(lái)。多問(wèn)自己一些問(wèn)題：為什么要按照這些步驟？可以交換一些實(shí)驗(yàn)步驟嗎？可以省略某個(gè)步驟嗎？等等。
（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
重要的技能包括如何處理點(diǎn)狀的計(jì)時(shí)器紙帶（如分析是勻速運(yùn)動(dòng)還是勻速加速直線運(yùn)動(dòng)；如果是勻速加速運(yùn)動(dòng)，怎樣計(jì)算某一時(shí)刻的速度，怎樣計(jì)算加速度等）；解方程求未知量，利用圖像處理數(shù)據(jù)（改變坐標(biāo)軸的量或單位，使曲線關(guān)系變成線性關(guān)系，也就是變成直線，是重要的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/a>）。
（6）實(shí)驗(yàn)誤差的定性分析
定量的誤差分析在中學(xué)階段并不作要求，但學(xué)生應(yīng)能了解主要誤差產(chǎn)生的原因，系統(tǒng)誤差是否過(guò)大或過(guò)小等。在電路實(shí)驗(yàn)中，粗略地講，電流表被認(rèn)為是短路，電壓表是開(kāi)路，但從更精確的角度看，電流表和電壓表的內(nèi)阻影響是不能忽略的。應(yīng)掌握表電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的定性討論。
2. 幾種重要的實(shí)驗(yàn)方法
</p> <p>以下介紹的都是我們?cè)谥袑W(xué)物理實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)方法，從方法的角度進(jìn)行整理和回顧，有助于提高我們的認(rèn)識(shí)水平和能力。
（1）累積法：在“用單擺測(cè)量重力加速度”中，我們采用累積法測(cè)量周期。即不直接測(cè)量一個(gè)周期的時(shí)間，而是測(cè)量30～50個(gè)周期的總時(shí)間，然后除以周期數(shù)，得到周期T的值。采用累積法的優(yōu)點(diǎn)是：①相當(dāng)于多次測(cè)量然后取平均值，可以減少偶然誤差；②增加了有效數(shù)字的位數(shù)。以測(cè)量單擺的周期為例，我們實(shí)驗(yàn)中的擺長(zhǎng)大約在1m以下。用秒表（最小分度值為0.1s）直接測(cè)量一個(gè)周期的值，只能讀出兩位有效數(shù)字（機(jī)械秒表的指針是跳動(dòng)式向前移動(dòng)的，所以無(wú)法估算），如1.8s、2.0s等，而測(cè)量30個(gè)周期的總時(shí)間至少可以讀出3位有效數(shù)字。
采用累積法的實(shí)驗(yàn)有很多，例如測(cè)量一張紙的厚度，用尺子測(cè)量一根金屬絲的直徑……
（2）代換法：我們?cè)凇皟筛コ梢欢ń嵌鹊牧铣伞睂?shí)驗(yàn)中就用到了代換法。第一次實(shí)驗(yàn)中，我們用兩根彈簧尺以一定角度拉橡皮筋，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置。然后我們換上一根彈簧尺，用同樣的方法拉橡皮筋，也把結(jié)點(diǎn)拉到同一位置。這說(shuō)明后一根彈簧尺的拉力等于前兩根彈簧尺的拉力。因此，它們可以互相代換。關(guān)于“等價(jià)”問(wèn)題，我們要正確理解，所謂等價(jià)，是指某一方面，而不是所有方面。還是說(shuō)合力與分力，它們只是在改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)方面等價(jià)，在其它方面，如產(chǎn)生變形方面，二者并不等價(jià)。
運(yùn)用代換法的例子還有很多，比如用天平稱物體的質(zhì)量，測(cè)量阻力等等。三國(guó)時(shí)期曹沖稱象的故事就是代換法的一個(gè)典型例子。
（3）測(cè)量量的換算：例如在“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，把物體的速度換算成物體在水平運(yùn)動(dòng)時(shí)的水平位移，即將速度換算成長(zhǎng)度。
例如在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)出入射角和折射角，然后根據(jù)折射率n=sini/sinr計(jì)算出折射率。但要準(zhǔn)確測(cè)量角度并不容易（一般使用的量角器的最小分度為1°，測(cè)量角度時(shí)很難很準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)頂點(diǎn)）。通過(guò)制作輔助線，可以將測(cè)量的角度換算成測(cè)量線段的長(zhǎng)度，從而增加有效數(shù)字的位數(shù)，即提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
（4）比較法：用天平稱量物體的質(zhì)量，就是把物體與一個(gè)重物進(jìn)行比較，重物的質(zhì)量就是標(biāo)準(zhǔn)，把測(cè)量量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較就是比較法。天平是等臂杠桿，因此，用天平測(cè)量物體質(zhì)量時(shí)，無(wú)須進(jìn)行計(jì)算，而是直接讀出重物的質(zhì)量，等于物體的質(zhì)量。一般情況下，被測(cè)物體與標(biāo)準(zhǔn)量并不相等，而是要根據(jù)一定的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，最常見(jiàn)的方法是二者滿足一定的比例關(guān)系，通過(guò)計(jì)算一定的比例就可以得到結(jié)果，所以常稱為比例法。常用比例法測(cè)電阻。兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，通過(guò)它們的電流相等，因此兩個(gè)電阻兩端的電壓與它們的阻值成正比。如果其中一個(gè)電阻為標(biāo)準(zhǔn)電阻，則可以測(cè)出另一個(gè)電阻的阻值。 同理，兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，由于兩個(gè)支路兩端電壓相等，所以流過(guò)兩個(gè)支路的電流和阻值成反比，只要其中一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)電阻，就可以測(cè)出另一個(gè)電阻的阻值。
1. 誤差和有效數(shù)字
1. 錯(cuò)誤
測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異稱為誤差。誤差可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩類。
（1）系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是，當(dāng)同一次試驗(yàn)重復(fù)多次時(shí)，誤差總是同樣大或同樣小。
（2）隨機(jī)誤差有時(shí)大，有時(shí)小，而且大和小的概率是相同的。為了減少隨機(jī)誤差機(jī)械停表怎么看，可以進(jìn)行幾次測(cè)量，求出測(cè)量值的平均值。這個(gè)平均值比單次測(cè)量的值更接近真實(shí)值。
2. 有效數(shù)字
有一個(gè)不可靠數(shù)字的近似數(shù)稱為有效數(shù)字。 （１）有效數(shù)字是指近似數(shù)。 （２）不可靠數(shù)字只能有一個(gè)，數(shù)字越多越好。
凡是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)得的結(jié)果，讀數(shù)一般要求讀出儀器最小刻度位置的數(shù)值（可靠數(shù)），然后向下估算一位數(shù)值（不可靠數(shù)），不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。
間接測(cè)量對(duì)有效數(shù)字沒(méi)有要求機(jī)械停表怎么看，結(jié)果一般可用2至3位有效數(shù)字表示。
2. 基本測(cè)量?jī)x器和讀數(shù)
1.游標(biāo)卡尺
（1）十分游標(biāo)卡尺。游標(biāo)尺上兩相鄰刻度之間的距離為0.9mm，比主尺上兩相鄰刻度之間的距離小0.1mm。讀數(shù)時(shí)，先讀出主尺上的厘米、毫米數(shù)，然后用游標(biāo)尺讀出0.1mm的數(shù)值：將游標(biāo)尺的刻度線對(duì)準(zhǔn)主尺上的一條刻度線，讀出的數(shù)乘以0.1mm（不能讀出某個(gè)數(shù)）。讀數(shù)精確到0.1mm。
（2）20分度游標(biāo)卡尺。游標(biāo)尺上相鄰兩刻度之間的距離為0.95mm，比主刻度上相鄰兩刻度之間的距離小0.05mm。讀數(shù)時(shí)，先讀出主刻度上的厘米和毫米，然后用游標(biāo)尺讀出毫米以下的數(shù)值：游標(biāo)尺上與主刻度線對(duì)齊的刻度線數(shù)，毫米以下的讀數(shù)為該數(shù)乘以0.05毫米。讀數(shù)精確到0.05mm。
有趣的物理學(xué)
興趣、思維、學(xué)習(xí)方法、信息