高中物理實驗手冊高中物理實驗手冊2/94高中物理實驗手冊首屆北京市中小學(xué)教員工實驗技術(shù)競賽培訓(xùn)手冊（中學(xué)物理單項）1目錄第一章基本物理實驗儀器使用規(guī)范4..第一節(jié)力學(xué)實驗儀器的使用規(guī)范4..一、托盤天平的使用規(guī)范4...二、刻度尺的使用規(guī)范4...三、游標(biāo)卡尺的使用規(guī)范2...四、螺旋測微計的使用規(guī)范2...五、彈簧秤的使用規(guī)范3...六、打點計時器的使用規(guī)范3...七、氣墊導(dǎo)軌的使用規(guī)范4...八、量筒的使用規(guī)范5...第二節(jié)熱學(xué)實驗儀器使用規(guī)范5..一、溫度計的使用規(guī)范5...二、酒精燈的使用規(guī)范5...第三節(jié)光學(xué)實驗儀器使用規(guī)范6..一、透鏡的使用規(guī)范6...二、干預(yù)儀的使用規(guī)范7...第四節(jié)電學(xué)實驗儀器使用規(guī)范7..一、學(xué)生電源的使用規(guī)范7...二、電流表的使用規(guī)范8...三、電壓表的使用規(guī)范8...四、滑動變阻器的使用規(guī)范8...第二章中學(xué)物理實驗操作規(guī)范11第一節(jié)零位調(diào)整11第二節(jié)水平、鉛直調(diào)整11第三節(jié)除去讀數(shù)裝置的空程偏差11第四節(jié)儀器的初態(tài)和安全地點1..2第五節(jié)逐次迫近調(diào)整1..2.第六節(jié)消視差調(diào)理1..2.第三章中學(xué)物理實驗數(shù)據(jù)辦理規(guī)范1..3第一節(jié)偏差分析1..3.一、有時偏差辦理1..3.二、系統(tǒng)偏差辦理1..4.第二節(jié)有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則1..4一、儀器正確測讀的原則1..4.2二、對于“0”的問題1..4.三、數(shù)值表示的標(biāo)準(zhǔn)形式1..5.第三節(jié)數(shù)據(jù)辦理方法1..5.一、列表法1..5..二、作圖法1..5..三、逐差法1..6..四、最小二乘法1..7.附錄1：中學(xué)物理典型實驗（初中物理部分）1..8一、二力均衡1..8.二、做功過程就是能量轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)移的過程1..8三、阿基米德定律1..9.四、不一樣樣物質(zhì)的比熱容不一樣樣2..1.五、研究焦耳定律2..1.六、滑動變阻器的結(jié)構(gòu)及使用2..2七、研究電流與電壓、電阻的關(guān)系2..3八、平面鏡成像特色2..4.九、反射定律2..5.十、研究凸面鏡成像規(guī)律2..7.附錄2：中學(xué)物理典型實驗（高中物理部分）2..9一、考證力的合成的平行四邊形定章2..9二、牛頓第二定律3..0.三、考證機(jī)械能守恒定律3..1.四、光的折射定律3..2.五、描述小燈泡的伏安特色曲線3..4六、用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻七、用單擺測定重力加快度3..7.八、研究自由落體運(yùn)動的規(guī)律3..9九、變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系4..0.十、傳感器的簡單使用4..2.3第一章基本物理實驗儀器使用規(guī)范中學(xué)物理主要包含力、熱、聲、光和電這五個部分。而中學(xué)物理實驗對聲學(xué)部分的實驗波及較少，即便波及也多以小實驗為主，沒有學(xué)生實驗和教師演示實驗，也沒有特定的聲學(xué)實驗儀器，所以本章主要介紹力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)實驗儀器的使用規(guī)范。第一節(jié)力學(xué)實驗儀器的使用規(guī)范力學(xué)是物理學(xué)的一個重要分支，主要研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平衡、變形或運(yùn)動的關(guān)系。力學(xué)可分為靜力學(xué)、運(yùn)動力學(xué)和動力學(xué)三部分。而這些部分對應(yīng)的實驗也是中學(xué)物理實驗的重要構(gòu)成部分。所以，對這部分實驗儀器的熟習(xí)與掌握是中學(xué)物理實驗必不可以少的。本節(jié)將介紹幾種中學(xué)力學(xué)實驗中常有實驗儀器的使用規(guī)范。一、托盤天平的使用規(guī)范托盤天平是中學(xué)物理實驗的基本儀器之一。由托盤、橫梁、均衡螺母、刻度尺、指針、刀口、底座、分度標(biāo)尺、游碼、砝碼等構(gòu)成。主要用于中學(xué)物理的質(zhì)量的丈量、密度的丈量等實驗中。精準(zhǔn)度高的還有物理天平、電子天相同。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．托盤天平稱量前，先把游碼撥零點，察看天平能否平；不平應(yīng)調(diào)理均衡螺母。圖1-12．稱量物體時左盤放稱物，右盤放砝碼。對于潮、腐藥品的稱量要用器皿盛放。3．挪動游碼時要左手扶住標(biāo)尺左端，右手用鑷子輕輕撥動游碼；4．稱取必然質(zhì)量的固體粉末時，右盤中放入必然質(zhì)量的砝碼，不足用游碼增補(bǔ)。質(zhì)量確立好后，在左盤中放入固體物質(zhì)，常常在湊近均衡時加入藥品的量難以掌握，這時應(yīng)用右手握持盛有藥品的藥匙，用左手掌輕碰右手手段，使少許固體濺落在左盤里漸漸達(dá)到均衡。5．若不慎在托盤上放多了藥品，拿出后不要放回原瓶，要放在指定的容器中。二、刻度尺的使用規(guī)范刻度尺是丈量物體長度的工具，刻度尺的分度值一般為1mm。刻度尺丈量長度是物理實驗的基本技術(shù)，也是其余丈量儀器正確讀數(shù)的基礎(chǔ)。圖1-24詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用前做到三看，即第一看刻度尺的零刻度能否磨損，如已磨損則應(yīng)重選一個刻度值作為丈量的起點。其次看刻度尺的丈量范圍（即量程）。原則上測長度要求一次丈量，假如丈量范圍小于實質(zhì)長度，必然要挪動刻度尺丈量若干次，則會產(chǎn)生較大的偏差。最后應(yīng)看刻度尺的最小刻度值。2．使用時應(yīng)注意正確擱置和正確察看。正確擱置的要點是做到：尺邊對齊被測對象，必然放正重合，不可以夠傾斜；尺的刻面必然緊貼被測對象，不可以夠“懸空”。正確察看的要點是視野在終端刻度線的正前面，視野與刻面垂直，看清大格及小格數(shù)。3．讀數(shù)時一般狀況下應(yīng)估讀到最小刻度值的下一位。三、游標(biāo)卡尺的使用規(guī)范游標(biāo)卡尺也是力學(xué)實驗基本儀器之一。它是一種丈量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標(biāo)卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的游標(biāo)兩部分構(gòu)成。主尺一般以毫米為單位，而游標(biāo)上則有10、20或50個分格，依據(jù)分格的不一樣樣，游標(biāo)卡尺可分為十分度游標(biāo)卡尺、二十分度游標(biāo)卡尺、五十分度格游標(biāo)卡尺等。游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)上有兩副活動量爪，分別是內(nèi)丈量爪和外丈量爪，內(nèi)丈量爪平常用來丈量內(nèi)徑，外丈量爪平常用來丈量長度和外徑。圖1-3詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用前要用軟布將量爪擦潔凈，使其并攏，查察游標(biāo)和主尺身的零刻度線能否對齊。假如對齊就能夠進(jìn)行丈量：如沒有對齊則要記取零偏差：游標(biāo)的零刻度線在尺身零刻度線右邊的叫正零偏差，在尺身零刻度線左邊的叫負(fù)零偏差。2．丈量時，右手拿住尺身，大拇指挪動游標(biāo)，左手拿待測外徑（或內(nèi)徑）的物體，使待測物位于外丈量爪之間，當(dāng)與量爪牢牢相貼時，即可讀數(shù).3．使用后用棉紗擦抹潔凈。長遠(yuǎn)不用時應(yīng)將它擦上黃油或機(jī)油，兩量爪合攏并擰牢牢固螺釘，放入卡尺盒內(nèi)蓋好。四、螺旋測微計的使用規(guī)范螺旋測微器又稱千分尺、螺旋測微儀、分厘卡，是比游標(biāo)卡尺更精巧的丈量長度的工具，用它測長度能夠正確到，丈量范圍為幾個厘米。圖1-42詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用前要認(rèn)識螺旋測微器的結(jié)構(gòu)及活動刻度與固定刻度的意義，并且應(yīng)注意能否存在零偏差，如有討教師調(diào)整。2．丈量時，在測微螺桿快湊近被測物體時應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，防備產(chǎn)生過大的壓力，既可使丈量結(jié)果精準(zhǔn)，又能保護(hù)螺旋測微器。3．在讀數(shù)時，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線能否已經(jīng)露出。4．當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時，可動刻度的零點與固定刻度的零點不相重合，將出現(xiàn)零偏差，應(yīng)加以修正，即在最后測長度的讀數(shù)上去掉零偏差的數(shù)值。5．用畢要放松固定栓，將活動砧與固定砧合攏，但不執(zhí)行勁，接觸即可。五、彈簧秤的使用規(guī)范彈簧測力計是中學(xué)物理力學(xué)實驗中常常出現(xiàn)儀器，主要用于力的大小的丈量。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．丈量前要看彈簧秤的量程、彈簧秤的敏捷度及彈簧秤的零點讀數(shù)，校準(zhǔn)零點或依零點讀數(shù)修正丈量結(jié)果。2．使用時要知道彈簧秤的指針需與刻度線平行，彈簧秤的軸線方向與力的作用線方向一致，會依儀器精巧度按有效數(shù)字讀數(shù)并記錄。3．使用時要注意不可以夠使彈簧秤長遠(yuǎn)受力，省得惹起彈性疲備。圖1-5六、打點計時器的使用規(guī)范打點計時器是一種丈量時間的工具。假如運(yùn)動物體帶動的紙帶經(jīng)過打點計時器，在紙帶上打下的點就記錄了物體運(yùn)動的時間，紙帶上的點也相應(yīng)的表示出了運(yùn)動物體在不一樣樣時辰的地點。研究紙帶上的各點間的間隔，即可分析物體的運(yùn)動狀況。詳細(xì)使用規(guī)范以下：圖1-61．打點計時器使用的電源是溝通電源，電磁打點計時器電壓是4-6V；電火花打點計時器電壓是220V。2．打點計時器在紙帶上應(yīng)打出輕重適合的小圓點，如遇到打出的是小橫線、重復(fù)點或點跡不清楚，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙片的高度，使之大一點。3．復(fù)寫紙不要裝反，每打完一條紙帶，應(yīng)調(diào)整一下復(fù)寫紙的地點，若點跡不夠清晰，應(yīng)試慮改換復(fù)寫紙。34．紙帶應(yīng)捋平，減小摩擦，進(jìn)而起到減小偏差的作用。5．使用打點計時器，應(yīng)先接通電源，待打點計時器牢固后再松開紙帶。6．使用電火花計時器時，還應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用打點計時器時，應(yīng)讓紙帶經(jīng)過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。7．辦理紙帶數(shù)據(jù)時，密集點的位移差值丈量起來偏差大，應(yīng)舍去；一般以五個點為一個計數(shù)點。8．描點作圖時，應(yīng)把盡量多的點連在一條直線（或曲線）上不可以夠連在線上的點應(yīng)分居在線的雙側(cè)。偏差過大的點能夠舍去。9．打點器不可以夠長時間連續(xù)工作。每打完一條紙帶后，應(yīng)實時切斷電源。待裝好紙帶后，再次接通電源并實驗。10．在實驗室使用打點計時器時，先將打點計時器固定在實驗臺上，此后接通電源。七、氣墊導(dǎo)軌的使用規(guī)范氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實驗儀器。它利用小型氣源將氣體壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔?？諝庠儆蓪?dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層?；衅骶透≡跉鈮|層上，與軌面走開接觸，所以能在軌面上做近似無阻力的直線運(yùn)動，極大地減小了過去在力學(xué)實驗中因為摩擦力惹起圖1-7的偏差，使實驗結(jié)果湊近理論值。聯(lián)合打點計時器、光電門、閃光照相等，測定多種力學(xué)物理量和考證力學(xué)定律。中學(xué)物理實驗中，利用氣墊導(dǎo)軌考證動量守恒定律，研究彈簧振子的運(yùn)動規(guī)律,研究物體的加快度等。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用前先用酒精擦抹，除去塵埃。要墊好塑料墊，此后調(diào)平，左右盡量保持高度一致，不然會增大偏差。2．使用氣墊導(dǎo)軌時先通空氣，再放小車。3．使用氣墊導(dǎo)軌后要實時蓋好，防備落上塵埃。除了導(dǎo)軌，還包含數(shù)字計時器和光電門。1.數(shù)字計時器需注意在實驗前先調(diào)整發(fā)光器件和光敏器件的相對地點，若兩者沒有對準(zhǔn)則不可以夠計時，同時需手動“復(fù)位”，顯示“0”后才可開始遮光計時。2.光電門一邊為發(fā)光裝置，一邊安裝接收裝置并與計時裝置連結(jié)。當(dāng)物體經(jīng)過光電門光陰被擋住計時器開始計時，當(dāng)物體走開時停止計時，這樣就能夠依據(jù)物體大小與運(yùn)動時間計算物體運(yùn)動的速度。4八、量筒的使用規(guī)范量筒是用來量取液體的一種玻璃儀器。規(guī)格以所能量度的最大容量（ml）表示，常用的有10ml、25ml、50ml、100ml、250ml、500ml、1000ml等。外壁刻度都是以ml為單位，10ml量簡每小格表示0.2ml，而50ml量筒每小格表示1ml。量筒越大，管徑越粗，其精準(zhǔn)度越小，由視野的偏差所造成的讀數(shù)偏差也越大。所以，實驗中應(yīng)依據(jù)所取溶液的體積，盡量采納能一次量取的最小規(guī)格的量筒。分次量取也能惹起偏差。圖1-8詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用量筒時應(yīng)依據(jù)所需量取的液體體積，采納能一次量取即可的最小規(guī)格的量筒。2．掉入液體時應(yīng)口挨口，防備稱量液體外流，湊近刻度線時改用滴管滴加至刻度處。若不慎加入液體的量超出刻度，應(yīng)手持量筒倒出少許于指定容器中，再用滴管滴至刻度處。3．讀數(shù)時，視野與液面最低處保持水平。第二節(jié)熱學(xué)實驗儀器使用規(guī)范熱學(xué)實驗也是中學(xué)物理必不可以少的部分之一。對于中學(xué)熱學(xué)實驗總的來說數(shù)目不是很多，所以對于熱學(xué)實驗儀器的使用規(guī)范我們僅列舉了兩個主要的實驗儀器。即溫度計和酒精燈的使用規(guī)范。一、溫度計的使用規(guī)范溫度計是熱學(xué)實驗中常有的實驗儀器。它能夠正確的判斷和測量溫度。利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現(xiàn)象為設(shè)計的依據(jù)。有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計等等。詳細(xì)的使用規(guī)范以下：1．使用溫度計前要察看溫度計的量程和分度值。要選擇適合的溫度計丈量被測物體的溫度。圖1-92．利用溫度計丈量溫度時，溫度計的液泡應(yīng)與被測物體充分接觸，且玻璃泡不可以夠碰到被測物體的側(cè)壁或底部。3．讀數(shù)時，溫度計不要走開被測物體，且眼睛的視野應(yīng)與溫度計內(nèi)的液面相平。二、酒精燈的使用規(guī)范酒精燈也是熱學(xué)實驗的基本實驗儀器之一。它是以酒精為燃料的加熱工具，由燈體、燈芯管和燈帽構(gòu)成。酒精燈的加熱溫度圖1-105400—500℃。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．新購買的酒精燈應(yīng)第一配置燈芯。燈芯平常是用多股棉紗線擰在一同，插進(jìn)燈芯瓷套管中。燈芯不要很短，一般浸入酒精后還要長4—5cm。對于舊燈，特別是長時間未用的燈，在取下燈帽后，應(yīng)提起燈芯瓷套管，用洗耳球或嘴輕輕地向燈內(nèi)吹一下，以趕走其中齊集的酒精蒸氣。再放下套管檢查燈芯，若燈芯不齊或燒焦都應(yīng)用剪刀修整為平優(yōu)等長。2．新燈或舊燈壺內(nèi)酒精少于其容積1/2的都應(yīng)增添酒精。酒精不可以夠裝得太滿，以不超過燈壺容積的2/3為宜。（酒精量太少則燈壺中酒精蒸氣過多，易惹起爆燃；酒精量太多則受熱膨脹，易使酒精溢出，發(fā)惹禍故。）增添酒精時必然要借助個小漏斗，省得將酒精灑出。燃著的酒精燈，若需增添酒精，必然熄滅火焰。決不一樣樣意燃著時加酒精，不然，很易著火，造成事故。3．新燈加完酒精后須將新燈芯放入酒精中浸泡，并且挪動燈芯套管使每端燈芯都浸透，此后調(diào)好其長度，才能點燃。因為未浸過酒精的燈芯，一經(jīng)點燃就會燒焦。4．點燃酒精燈必然要用燃著的火柴，決不可以用燃著的酒精燈對火。不然易將酒精灑出，惹起火災(zāi)。5．加熱時若無特別要求，一般用溫度最高的外焰來加熱用具。加熱的用具與燈焰的距離要適合，過高或過低都不正確。與燈焰的距離平常用燈的墊木或鐵環(huán)的高低來調(diào)理。被加熱的用具必然放在支撐物(三腳架、鐵環(huán)等)上或用坩堝鉗、試管夾夾持，決不一樣樣意手拿儀器加熱。6．加熱完成或要增添酒精需熄滅燈焰時，可用燈帽將其蓋滅，蓋滅后需再重蓋一次，讓空氣進(jìn)入，省得冷卻后蓋內(nèi)造成負(fù)壓使蓋打不開。決不一樣樣意用嘴吹滅。不用的酒精燈必須將燈帽罩上，省得酒精揮發(fā)。7．酒精燈不用時，應(yīng)蓋上燈帽。如長遠(yuǎn)不用，燈內(nèi)的酒精應(yīng)倒出，省得揮發(fā)；同時在燈帽與燈頸之間應(yīng)夾小紙條，以防粘連。第三節(jié)光學(xué)實驗儀器使用規(guī)范光學(xué)實驗也是中學(xué)物理必不可以少的一部分，這一部分既波及教師實驗也波及學(xué)生著手實驗。所以，這一節(jié)我們將介紹中學(xué)物理基本光學(xué)實驗儀器的使用規(guī)范。一、透鏡的使用規(guī)范透鏡是依據(jù)光的折射規(guī)律制成的。是中學(xué)物理光學(xué)實驗中常有的實驗儀器。它是由透明物質(zhì)（如玻璃、水晶等）制成的一種光學(xué)元件。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用透鏡之間，先要察看破鏡是凸面鏡仍是凹面鏡，正確選擇透鏡。圖1-1162．實驗中要愛惜透鏡，不要用手觸摸鏡面，省得影響成像質(zhì)量更不可以夠破壞透鏡。3．利用透鏡成像時要注意，透鏡中心與蠟燭焰心，光屏中心放在同一高度。二、干預(yù)儀的使用規(guī)范依據(jù)光的干預(yù)原理制成的一種儀器。未來自一個光源的兩個光束圓滿分并，各自經(jīng)過不一樣樣的光程，此后再經(jīng)過歸并，可顯出干預(yù)條紋。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用雙縫干預(yù)儀前，第一要把直徑約為10cm、長約1cm圖1-12的遮光筒放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏。2．取下雙縫，翻開光源，調(diào)理光源的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮。3．放好單縫和雙縫，單縫雙縫互相平行，單縫和雙縫間距約為5～10cm，使縫互相平行，中心大概在遮光筒的軸線上，這是在屏上就會看到白光的雙縫干預(yù)圖樣。第四節(jié)電學(xué)實驗儀器使用規(guī)范中學(xué)物理電學(xué)部分波及的實驗相對來說比好多。本節(jié)將要點介紹中學(xué)物理電學(xué)部分常見儀器的使用規(guī)范。一、學(xué)生電源的使用規(guī)范學(xué)生電源是電學(xué)實驗必不可以少的實驗儀器。擁有以下幾檔輸出：1．溝通輸出：2-16V，每2V一擋，共8擋。輸出電流最大3A，有過載指示。2．直流輸出：2-16V，每2V一擋，共8擋。輸出電流最大3A，有過載指示。3．直流穩(wěn)壓輸出：6V，輸出電流最大300mA，電壓牢固度在電源電壓變化土10％時輸出電壓變化≤0.3V。負(fù)載牢固度≤0.3V，輸出紋波電壓≤10mV。圖1-13詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．使用時先接通電源，指示燈亮，將交直流輸出電壓選擇旋鈕作相應(yīng)變換即可獲得8擋溝通或直流電源。2．如負(fù)載電流超出3A，過載指示燈亮，應(yīng)馬上關(guān)掉電源，故障除去后再開啟電源。3．直流穩(wěn)壓采納串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，并加有保護(hù)裝置，如輸出短路，即自動截止。7二、電流表的使用規(guī)范電流表是電學(xué)實驗常有的儀器之一。在中學(xué)物理電學(xué)實驗中主要用于電流的丈量。詳細(xì)的操作規(guī)范以下：1．電流表要串聯(lián)使用，不可以夠短路，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。2．讀數(shù)時第一要看所用接線柱，其次要找表盤對應(yīng)的量程數(shù)，此后看表盤上的最小分度值。圖1-143．使用時要注意：假如沒法預(yù)計電流大小，就先采納最大的量程把表接入電路，用開關(guān)“試觸”，表的指針不超出度程時再接通，假如指針指示值較小，可改用小量程丈量。使用電流表時，絕對不一樣樣意不經(jīng)過用電器而將電流表的兩個接線柱直接連到電源的兩極上。導(dǎo)線必然接在接線柱上。每做完一次實驗，應(yīng)馬上將開關(guān)斷開。三、電壓表的使用規(guī)范電壓表是電學(xué)實驗常有的儀器之一。在中學(xué)物理電學(xué)實驗中主要用于電壓的丈量。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1．電壓表要并聯(lián)接入電路丈量電壓，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。2．讀數(shù)時第一要看所用接線柱，其次要找表盤對應(yīng)的量程數(shù)，此后看表盤上的最小分度值。圖1-153．使用時要注意：假如沒法預(yù)計電壓大小，就先采納最大的量程把表接入電路，用開關(guān)“試觸”，表的指針不超出度程時再接通，假如指針指示值較小，可改用小量程丈量。導(dǎo)線必然接在接線柱上。每做完一次實驗，應(yīng)馬上將開關(guān)斷開。四、滑動變阻器的使用規(guī)范滑動變阻器也是中學(xué)物理電學(xué)實驗中常有的實驗器械。其結(jié)構(gòu)如圖1-16所示，其構(gòu)成一般包含接（1）線柱、（2）滑片、（3）電阻絲、（4）金屬桿和（5）瓷筒等五部分。它在電路中既能夠作限流器用，也能夠作分壓器用。在保證安全的條件下，如何采納這兩種不一樣樣的形式，是由電路中的需要來決定的。詳細(xì)使用規(guī)范以下：圖1-1681．在把滑動變阻器作為限流接入電路時，要選擇一上一下兩個接線柱串聯(lián)在電路里。2．使用時要注意：將滑動變阻器接入電路時，要使滑片“2”放在阻值最大的地點上，此時開關(guān)是斷開的。同時，所連結(jié)的電路中電流不可以夠超出滑動變阻器贊成經(jīng)過的最大電流值。五、高壓感覺圈的使用規(guī)范高壓感覺圈是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室頂用低壓直流電獲得交變高壓的一種裝置。它的主要部分是兩個繞在鐵芯上的絕緣導(dǎo)線線圈，初級線圈直接繞在鐵芯上，是比較少的幾匝粗導(dǎo)線線圈，次級線圈則由多匝細(xì)導(dǎo)線構(gòu)成。感覺圈的初級線圈中有節(jié)奏地經(jīng)過斷續(xù)的直流電。所以，各樣電流斷續(xù)器是感覺圈的重要零件。詳細(xì)使用規(guī)范以下：圖1-171.先將變換開關(guān)斷開，接上電源。此后將變換開關(guān)轉(zhuǎn)過90°，接通電流，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿，使斷續(xù)器作用，產(chǎn)生正常的火花放電。2.使用時要注意：感覺圈每次工作結(jié)束時，都應(yīng)先將調(diào)理螺桿退出，再將變換開關(guān)斷開，最后與電源斷開。感覺圈的寄存不可以置于溫度高于40℃以上的地方，?不可以夠曝曬或烘烤，省得封蠟融化。六、多用電表的使用規(guī)范它一般可測溝通電壓（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，并且左邊是最大的，右邊是0，這與電流和電壓表的標(biāo)法相反。丈量前，應(yīng)先檢查表針能否停在左端的“0”地點，不然，要用小螺絲刀輕輕地轉(zhuǎn)動表盤下面中間的調(diào)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(fù)（－）測試筆插孔，丈量時，應(yīng)把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的項目和量程上。讀數(shù)時，要看跟選擇開關(guān)的擋位相應(yīng)的刻度。詳細(xì)使用規(guī)范以下：圖1-181.丈量電流時，跟電流表相同，應(yīng)把萬用表串聯(lián)在被測電路里；對于直流電，還必然使電流從紅表筆流進(jìn)萬用表，從黑表筆流出來。2.丈量電壓時，跟電壓表相同，應(yīng)把萬用表和被測部分并聯(lián)；對于直流電，必然用紅表筆接電勢較高的點，用黑表筆接電勢較低的點。3.丈量電阻時，在選擇好選擇開關(guān)的擋位后（它常有有×1、×10、×100、×1K四檔，以指針指在中間為最正確），要先把兩根表筆相接觸，調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕，使指針指在9電阻刻度的零位上（注意，電阻刻度的零位在表盤的右端）。此后再把兩表筆分別與待測電阻的兩頭相接，進(jìn)行丈量（別忘了讀數(shù)要乘上檔位）。換用歐姆擋的另一量程時，需要從頭調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕，才能進(jìn)行丈量。應(yīng)該注意，丈量電阻時待測電阻要跟其余元件和電源斷開。丈量時，注意手不要遇到表筆的金屬觸針，以保證安全和丈量的正確；使用后，要把表筆從測試筆插孔拔出，并且不要把選擇開關(guān)置于歐姆擋，以防電池漏電；長期不使用時，應(yīng)把電池拿出。七、驗電器的使用規(guī)范最常用的金屬箔驗電器，它是查驗物體能否帶電的最簡單的儀器，結(jié)構(gòu)以以下圖。上部是一金屬球，它和金屬桿相連結(jié)，金屬桿穿過橡皮塞，其下端掛兩片極薄的金屬箔，封裝在由金屬桶和玻璃密封的腔內(nèi)。當(dāng)帶電體與金屬小球接觸時，箔片因帶同性電荷相排擠而張開。為了避免氣流的影響，金屬棒和箔片關(guān)閉在一個關(guān)閉的腔中，棒與桶間有絕緣資料相隔。詳細(xì)使用規(guī)范以下：1.將帶電體湊近儀器上端，因為同種電荷的排擠力使指示器發(fā)生偏轉(zhuǎn)，它是從力的角度來反應(yīng)導(dǎo)體帶電的狀況。圖1-192、查驗時，把物體與金屬板接觸，假如物體帶電，就有一部分電荷傳到兩片金屬箔上，金屬箔因為帶了同種電荷，互相排擠而張開，所帶的電荷越多，張開的角度越大；如果物體不帶電，則金屬箔不動。3、當(dāng)已知物體帶電時，若要鑒識它所帶電荷的種類，只需先把這帶電體與金屬球接觸一下，使金屬箔張開。此后，再用已知的帶足夠多正電的物體接觸驗電器的金屬球，如果金屬箔張開的角度更大，則表示該帶電體的電荷為正的；反之，假如金屬箔張開的角度減小，或先閉合此后張開，則表示帶電體的電荷是負(fù)的。10第二章中學(xué)物理實驗操作規(guī)范在物理實驗中調(diào)整和操作技術(shù)十分重要。合理的調(diào)整和正確操作對提升實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度有直接影響。本章將詳細(xì)介紹一些最基本的且擁有廣泛意義的調(diào)整操作技術(shù)。第一節(jié)零位調(diào)整好多儀器因為裝置不妥或因為長遠(yuǎn)使用和環(huán)境變化等原由，其零位常常已發(fā)生偏離。所以在使用前都須校訂零位。有一類儀器配有零位校準(zhǔn)器，如電表等，可直接調(diào)整零位；還有一類儀器不可以夠或不易校訂零位，如螺旋測微器等，則可在使用前記下零位讀數(shù)，以便在丈量值中加以修正。第二節(jié)水平、鉛直調(diào)整在實驗中常需對儀器進(jìn)行水平易鉛直調(diào)整，如儀器工作臺的水平或立柱需保持鉛直等。調(diào)整時可利用水平儀和懸垂進(jìn)行。一般說來需要調(diào)整水平或鉛直的實驗裝置和水平工作臺在底座都裝有3個調(diào)理螺釘。3個螺釘?shù)倪B線成正三角形或等腰三角形，如圖2-1所示。調(diào)整時，第一將水平儀放在與2-3連線平行的AB方向上，調(diào)整螺釘2（或3），使2-3連線方向處于水平方向；此后再將水平儀置于與AB垂直的CD方向，調(diào)理螺釘1，使工作臺大概在一個水平面上；因為調(diào)整時3個螺釘作用的互相影響，故這類調(diào)理須頻頻進(jìn)行，直抵到滿意程度。水平調(diào)整圖圖2-1第三節(jié)除去讀數(shù)裝置的空程偏差好多儀器（如測微目鏡、讀數(shù)顯微鏡等）的讀數(shù)裝置都由絲杠—螺母的螺旋機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在剛開始丈量或開始反向移測時，絲杠須轉(zhuǎn)動必然的角度才能與螺母嚙合，由此惹起的虛11假讀數(shù)，稱為空程偏差（這類空程偏差會因為空程的積累而加大，如邁克耳孫干預(yù)儀的讀數(shù)機(jī)構(gòu)）。為了除去空程偏差，使用時除了一開始就要注意除去空程外，還須保持整個讀數(shù)過程沿同一方向前進(jìn)。第四節(jié)儀器的初態(tài)和安全地點好多儀器在正式實驗操作前，需要處于正確的“初態(tài)”和“安全地點”，以便保證明驗順利進(jìn)行和儀器使用安全。光學(xué)儀器中有好多調(diào)理螺釘，如邁克耳孫干預(yù)儀動鏡和定鏡的調(diào)理螺釘和光學(xué)測角儀中望遠(yuǎn)鏡的俯仰角調(diào)理螺釘?shù)?，在調(diào)整這些儀器前，應(yīng)先將這些調(diào)整螺釘處于適中狀態(tài)，使其擁有足夠的調(diào)整量。移測顯微鏡在使用前也應(yīng)使顯微鏡處于主尺的中間地點。在電學(xué)實驗中則需要考慮一個安全地點。比方連好線路而未合開關(guān)接通電源前，應(yīng)使電源處于最小電壓輸出地點，使滑線變阻器構(gòu)成的制流電路處于電路電流最小狀態(tài)和構(gòu)成的分壓電路處于電壓輸出最小狀態(tài)；電路均衡調(diào)理前，要使接入指零儀器的保護(hù)電阻處于阻值最大地點，等等。電路的安全地點不只保護(hù)了儀器的安全，還可以夠使實驗順利進(jìn)行。第五節(jié)逐次迫近調(diào)整“反向逐次迫近”調(diào)理法是使儀器裝置較快調(diào)整到規(guī)定狀態(tài)的一種方法?？稍谔炱?、電橋、電位差計等均衡調(diào)理中應(yīng)用，也可在光路共軸調(diào)整、分光計調(diào)整中應(yīng)用。比方，輸入量為x1時，指零器左偏若干格，輸入第二個量ｘ２時應(yīng)使指零器右偏若干格，這樣即可以判斷指零的均衡地點對應(yīng)的輸入量ｘ應(yīng)在x1＜x＜x2范圍內(nèi)。此后輸入x3（x2＜x3＜x1），x3的大小約為xx12x，再輸入x4（x2＜x4＜x3），x4大小約為13xx32x。這樣反向逐23次迫近就會很快找到均衡點。第六節(jié)消視差調(diào)理在光學(xué)實驗中，像與叉絲（或分劃板標(biāo)尺）不在一個平面上的狀況常常出現(xiàn)。此時，若眼睛在察看地點左右或上下的挪動，即可見像和叉絲的相對地點也隨之改動，這就是視差現(xiàn)象。憂如平常用尺量物，尺和物必然貼緊才能丈量正確的道理相同，在光路中為了準(zhǔn)確立位和丈量，必然把像與叉絲或分劃板標(biāo)尺調(diào)到一個平面上，即作消視差調(diào)理。在比較像與叉絲兩者離眼睛的遠(yuǎn)近時，可據(jù)下述實驗規(guī)律作出判斷：把自己左右手的食指挺直，一前一后立在視平線周邊，眼睛左右挪動時即可看出，離眼近者，其視地點改動與眼睛移動方向相反，而離眼遠(yuǎn)者，其視地點改動與眼睛挪動方向相同。12第三章中學(xué)物理實驗數(shù)據(jù)辦理規(guī)范第一節(jié)偏差分析物理實驗中，絕大部分實驗都波及到物理量的丈量和物理規(guī)律的研究，要修業(yè)生能應(yīng)用所選擇的適合儀器，盡可能獲得令人滿意的結(jié)果。一個待測物理量，在客觀上擁有真值。但因為遇到丈量儀器、丈量方法、丈量條件和察看者生理反應(yīng)能力、操作水相同要素的限制，測得的結(jié)果只可能是一個近似值。丈量值與真值之差稱為絕對偏差，簡稱偏差，即誤差=丈量值-真值。在實驗中進(jìn)行丈量和數(shù)據(jù)辦理時，都應(yīng)著眼于減少偏差，盡可能使實驗結(jié)果湊近真值。偏差產(chǎn)生的原由是多方面的，從偏差的性質(zhì)和根源上可分為系統(tǒng)偏差和偶然偏差兩大類。實驗中常用精巧度、正確度和精準(zhǔn)度來討論實驗結(jié)果中偏差的大小。這三個見解的涵義不一樣樣，應(yīng)加以差別。精巧度表示丈量結(jié)果中有時偏差大小的程度。精巧度高是指在多次丈量中，數(shù)據(jù)的失散性小，有時偏差小。正確度表示丈量結(jié)果中系統(tǒng)偏差大小的程度。準(zhǔn)確度高表示多次丈量數(shù)據(jù)的均勻值偏離真值的程度小，系統(tǒng)偏差小。精準(zhǔn)度是對丈量結(jié)果中系統(tǒng)偏差和有時偏差大小的綜合討論。精準(zhǔn)度高是表示在多次丈量中，數(shù)據(jù)比較集中，且迫近真值，即丈量結(jié)果中的系統(tǒng)偏差和有時偏差都比較小。其余，在討論丈量結(jié)果時，常用到精度這個見解。精度是一個泛指的見解，有時，它是表示系統(tǒng)偏差的大小，即正確度的高低；有時它是表示有時偏差的大小，即精巧度的大??；同時，它也可用來綜合評定系統(tǒng)偏差和有時偏差的大小，即表示丈量結(jié)果的精準(zhǔn)度。一、有時偏差辦理1．丈量結(jié)果的最正確值——多次丈量取均勻值對某一物理量進(jìn)行丈量時，最好進(jìn)行多次重復(fù)丈量。依據(jù)多次重復(fù)丈量的結(jié)果，可能獲得一個最湊近真值的最正確值。在相同條件下，對某物理量x進(jìn)行了n次重復(fù)丈量，其測量值分別為x1，x,,2x。用x表示它們的算術(shù)均勻值（簡稱均勻值），得：nx1n(x1x2xn1n)xini1當(dāng)丈量次數(shù)無量增添時，依據(jù)有時偏差的性質(zhì)能夠證明：該均勻值將無量湊近于真值。所以，均勻值x又稱為丈量結(jié)果的最正確值，常把它作為丈量的結(jié)果。2．算術(shù)均勻絕對偏差真值沒法獲得，偏差也就沒法預(yù)計。因為均勻值是最正確值，能夠把它作為近真值來估算偏差。一般定義丈量值與均勻值之差為“偏差”或“離差”，它們與偏差是有區(qū)其余?？墒钱?dāng)丈量次數(shù)好多時，“偏差”會湊近偏差。在以下討論中，不去嚴(yán)格劃分“偏差”和偏差，把它們統(tǒng)稱為偏差。在多次重復(fù)丈量中，每次丈量值與均勻值的差，取絕對值，用ΔXi表示，則有13x1xx,x2x2x,xnxnx1;取xn1ni1xi稱ΔX(均勻)為算術(shù)均勻絕對偏差，簡稱為算術(shù)均勻偏差或均勻絕對偏差。丈量結(jié)果表達(dá)式可寫為xxx二、系統(tǒng)偏差辦理系統(tǒng)偏差的除去和修正是指派其影響減小到儀器丈量的精度之內(nèi)。不然，精準(zhǔn)的丈量便失掉意義。下面介紹對于系統(tǒng)偏差進(jìn)行除去和修正常常采納的幾種方法。1．修正法對于有些零值偏差，如千分尺使用時間較長后產(chǎn)生的磨損，可引入一個修正當(dāng)，在測量時進(jìn)行修正。對于儀器的示值偏差，可經(jīng)過與高精度儀器比較，或依據(jù)理論分析導(dǎo)出修正當(dāng)，予以修正。2．互換法在丈量中對某些條件(如被測物的地點)進(jìn)行互換，使產(chǎn)生系統(tǒng)偏差的原由對丈量結(jié)果起相反的作用。比方，為了除去天平不等臂偏差，可采納“復(fù)秤法”，即互換被測物和砝碼的地點再測一次，取兩次結(jié)果的均勻值。3．賠償法比方在量熱學(xué)實驗中，采納加冰降溫，使系統(tǒng)的初溫低于環(huán)境溫度而吸熱，以賠償在升溫時的熱損失。4．對于實驗中，因為方法(比方伏安法測電阻)或人員(比方察看者瞄準(zhǔn)目標(biāo)時習(xí)慣偏向一方)惹起的系統(tǒng)偏差，應(yīng)逐項進(jìn)行分析、并予以修正。第二節(jié)有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則一、儀器正確測讀的原則儀器正確測讀的原則是：讀出有效數(shù)字中靠譜數(shù)部分是由被丈量的大小與所用儀器的最小分度來決定?？梢蓴?shù)字由介于兩個最小分度之間的數(shù)值進(jìn)行估讀，估讀取數(shù)一位(這一位是有偏差的)。對于注明偏差的儀器，應(yīng)依據(jù)儀器的偏差來確立丈量值中可疑數(shù)的位置。丈量結(jié)果的有效數(shù)字由偏差確立。不論是直接丈量仍是間接丈量，其結(jié)果的偏差一般只取一位。丈量結(jié)果有效數(shù)字的最后一位與偏差所在的一位對齊。二、對于“0”的問題對于“0”的問題:有效數(shù)字的位數(shù)與十進(jìn)制的單位變換沒關(guān)。末位“0”和數(shù)字中間的“0”均屬于有效數(shù)字。如23.20cm；10.2V等，此中出現(xiàn)的“0”都是有效數(shù)字。14小數(shù)點前面出現(xiàn)的“0”和它此后緊接著的“0”都不是有效數(shù)字。三、數(shù)值表示的標(biāo)準(zhǔn)形式數(shù)值表示的標(biāo)準(zhǔn)形式是用10的方冪來表示其數(shù)目級。前面的數(shù)字是測得的有效數(shù)字，并只保存一位數(shù)在小數(shù)點的前面。第三節(jié)數(shù)據(jù)辦理方法一、列表法在記錄和整理數(shù)據(jù)時，常常把數(shù)據(jù)列成表格，能夠簡潔地表示有關(guān)物理量之間的對應(yīng)關(guān)系，以便得出正確的結(jié)論或獲得經(jīng)驗公式。在列表辦理實驗數(shù)據(jù)時應(yīng)做到：1．簡單了然，便于看出有關(guān)量之間的關(guān)系。2．表示所列表格中各符號所代表的物理量，寫明其單位。物理量的單位應(yīng)寫在標(biāo)題欄目中，不要重復(fù)地寫在各個數(shù)值的后邊。3．表格中的數(shù)據(jù)要正確反應(yīng)被測物理量的有效數(shù)字。4．必需時能夠加注說明所列表中數(shù)據(jù)的其余狀況。5．寫清表名、實驗日期。二、作圖法物理實驗中得出的一系列數(shù)據(jù)，若用圖線來表示，能夠比較直觀地表達(dá)所測物理量之間的關(guān)系。有時還可以夠夠不經(jīng)過計算讀得某種狀況下各物理量的對應(yīng)關(guān)系值。假如圖線是根據(jù)好多半據(jù)點描出的圓滑曲線，則作圖法擁有求出多次丈量值均勻見效的作用，并能對平均值進(jìn)行修正。圖線還可以夠夠幫助發(fā)現(xiàn)個別察看量的錯誤，并可經(jīng)過圖線對系統(tǒng)偏差進(jìn)行分析。有的狀況下，能簡單地從圖線中求出實驗所需的某些結(jié)論。用圖示法表達(dá)物理量之間的關(guān)系，要注意以下作圖方法。1．要作好一張實驗圖線，第一要選擇適合的圖紙，最常用的圖紙是直角坐標(biāo)紙。圖紙的大小，原則上以不損失實驗數(shù)據(jù)的有效數(shù)字和能包含全部的實驗點為最低限度，即圖紙上最小分格最少應(yīng)與實驗數(shù)據(jù)中最后一位正確數(shù)相當(dāng)。2．合理選軸，正確分度。一般以自變量為橫軸、因變量為縱軸，并且順軸的方向注明該軸所代表的物理量和單位。坐標(biāo)軸確立此后，還要在軸上均勻地注明坐標(biāo)分度，分度應(yīng)使每一個點的坐標(biāo)值能快速方便地讀出，并應(yīng)使作出的圖線比較對稱地充滿整個圖紙而不偏于一邊或一角。坐標(biāo)的起點能夠不從零開始，兩軸的比率也能夠不一樣樣。3．正確標(biāo)出實驗數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點。丈量數(shù)據(jù)點常用“+”符號標(biāo)出，并使交叉處正好落在數(shù)據(jù)點上。4．連結(jié)實驗圖線。連結(jié)實驗圖線有兩種方法：一種是直接將各點用直線連結(jié)起來，成為一條折線。這一般在數(shù)據(jù)點過少，并且自變量和因變量的關(guān)系難以確準(zhǔn)時采納。多半15狀況下，因為物理量之間的關(guān)系在某必然范圍內(nèi)是連續(xù)的，所以應(yīng)依據(jù)圖上各數(shù)據(jù)點的分布和趨向，作出一條連續(xù)且圓滑的曲線或直線。因為實驗有必然的偏差，所以圖線不用然要經(jīng)過每一個數(shù)據(jù)點，只需求它們離圖線很近且均勻，合理地散布在圖線雙側(cè)。5．圖注和說明。作完圖后，在圖紙上顯然的地點注明圖名、作者和作圖日期。有時還可附上簡要的說明，照實驗條件、數(shù)據(jù)根源等。三、逐差法逐差法是相同間距丈量的有序數(shù)據(jù)進(jìn)行逐項或相等間隔項相減獲得結(jié)果。它計算簡便，并可充分利用丈量數(shù)據(jù)，實時發(fā)現(xiàn)錯誤，總結(jié)規(guī)律，是物理實驗中常用的數(shù)據(jù)辦理方法之一。在中學(xué)物理實驗中，固然沒有提出逐差法這個名詞，但在好多地方都用到了這類數(shù)據(jù)辦理方法。如在考證牛頓第二定律的實驗中，在考證質(zhì)量必然情境下a與F的關(guān)系時，用avnvn3T1求出各個加快度，此后取均勻值，用的就是逐差法。1．逐差法應(yīng)用說明(以拉伸法測彈簧的勁度系數(shù)為例)設(shè)實驗中等間隔地在彈簧下加砝碼(如每次加1g)，共加9次，分別記下對應(yīng)的彈簧下端點的地點L0、L1、,、L9?，F(xiàn)計算每加1g砝碼時彈簧的均勻伸長量，由下式：LL1LL299(L1L0)(L2L1)(L9L8)L9L099則知中間的丈量值全部被抵消了，這樣就不可以夠充分利用丈量數(shù)據(jù)了。為保證多次丈量的長處，只需在數(shù)據(jù)辦理方法上作一些組合，則仍可達(dá)到多次丈量減小誤差的目的。所以可將等間隔所丈量的值分紅前后兩組，前一組為L0到L4，后一組為L3到L9。隔4項逐差得：ΔL′1=L5－L0,ΔL′5=L9－L4再取均勻值：41'( )LLiL5i5i0所以可知，與上邊一般求均勻值的方法不一樣樣，這時每個數(shù)據(jù)都派上用途了(自然，這里的'L是增添5g砝碼時彈簧的均勻伸長量)。故對應(yīng)項逐差可充分利用丈量數(shù)據(jù)，擁有對數(shù)據(jù)求均勻和減小偏差的目的。2．逐差法應(yīng)用條件（1）自變量x是等間距變化的。（2）被測物理量之間的函數(shù)關(guān)系形式能夠?qū)懗蓌的多項式，即yMmamxm0163．用逐差法求y=a0+a1x的系數(shù)a0、a1設(shè)實驗數(shù)據(jù)共有2l(偶數(shù))組，即xl、x2、,、x2l，對應(yīng)的有yl、y2、,、y2l。且xy1a0a(1x0x)作等間距變化，則有：y2a0a(1x02x)y2la0a1(x2l0x)y1yl1y1al1x隔(l—1)項逐差，則有：y2yl2y2al1xyly2lylal1x故a1均勻值為：a11lilly1iyi2lxlx1i1由式①及式②可求出系數(shù)a0的均勻值，a012l(i2l12lyiax1ii1)四、最小二乘法把實驗結(jié)果經(jīng)過前面的作圖法，固然能夠求出函數(shù)關(guān)系，表示出某種物理規(guī)律，可是由圖像求出的方程——函數(shù)關(guān)系，不如用丈量數(shù)據(jù)直接求函數(shù)關(guān)系更合理、正確、方便，在圖線的繪制上常常帶有較大的隨意性，所得的結(jié)果也常常因人而異，并且很難對它作進(jìn)一步的偏差分析。為了戰(zhàn)勝這些弊端，希望從實驗的數(shù)據(jù)求經(jīng)驗方程(函數(shù)關(guān)系)。在數(shù)理統(tǒng)計中研究了直線的擬合問題，此類問題稱為方程的回歸問題。最小二乘法是總結(jié)經(jīng)驗公式的最常用方法之一。它是由一組實驗數(shù)據(jù)找出一條最正確的擬合直線(或曲線)的常用方法，所得的變量之間的有關(guān)函數(shù)關(guān)系稱為回歸方程。所以最小二乘法線性擬合也稱為最小二乘法線性回歸。17附錄1：中學(xué)物理典型實驗（初中物理部分）一、二力均衡實驗?zāi)康模赫J(rèn)識二力均衡的條件。實驗原理：二力均衡原理。實驗器械：帶羊眼圈的小木塊（6厘米×8厘米×2厘米）（參看圖1），測力計2支，刻度尺，粉筆，小車，線，定滑輪2個，等質(zhì)量小盤2個，砝碼若干。實驗步驟：1．在實驗桌上用粉筆劃一條直線，直線兩頭桌子邊沿處安上兩個定滑輪。將小車放在直線中段，用粉筆在桌面上畫出小車的四邊。此后將小車兩頭用線系好繞過定滑輪后下端各吊一個質(zhì)量相等的小盤。往兩個小盤里分別放上質(zhì)量不相等的砝碼，可看到小車向砝碼較重的一方運(yùn)動。圖12．往兩個小盤里放上質(zhì)量相等的砝碼，可看到小車保持靜止（圖2）。這時小車遇到的兩個小盤及其所載砝碼的重力相等。這樣，又能夠得出上述的二力均衡條件。圖23．將小車一端撤去掛線及重物，換成用手握持測力計。讓小車保持靜止，記下測力計示數(shù)。此后用測力計測出另一端小盤及掛線和砝碼的總重，可看到兩次讀數(shù)相等，由此再一次證了然二力的均衡條件。二、做功過程就是能量轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)移的過程實驗?zāi)康模貉芯抗湍芰康年P(guān)系。實驗原理：能量守恒原理。實驗器械：一端關(guān)閉的銅管一個、橡皮塞一個、粗棉繩一根、乙醚、鐵夾一個。實驗步驟：1.先將銅管固定在鐵夾上如圖3。2.在銅內(nèi)注入約1/3管高的乙醚，蓋上橡皮塞，不要塞太緊。183.把棉繩套在銅管上，雙手頻頻拉動棉繩使銅管變熱，連續(xù)摩擦銅管即可看到橡皮塞跳出。圖3注意事項：1.乙醚易燃，使用時注意安全。2.實驗完成將乙醚倒入原瓶。三、阿基米德定律實驗?zāi)康模嚎甲C阿基米德定律。實驗儀器：阿基米德定律演示器，自制圓柱體，小石塊，染色水，煤油，自制的“氣體的浮力實驗裝置”。實驗步驟：1．重做“浮力的大小”一節(jié)實驗，復(fù)習(xí)“圓柱體排開水的體積與浸入水中體積相等”的結(jié)論。2．在測力計與圓柱體之間加掛塑料小桶，按圖4分步進(jìn)行演示，察看圓柱體浸入水中前，浸入一部分（如1/2）、全部淹沒和每次浸入后圓柱體排開的水倒入塑料小桶時，測力計上視重的變化，得出圓柱體所受浮力的大小等于圓柱體排開的水重。圖4193．用自制圓柱體代替塑料圓柱體重做一次，察看測力計視重的變化，再次證明浮力的大小跟圓柱體自己的資料性質(zhì)沒關(guān)。4．將水換成煤油，察看圓柱體浸入前、淹沒后和圓柱體排開的煤油倒入塑料小瓶，測力計上視重的變化，得出圓柱體所受浮力的大小跟排開的液體的密度有關(guān)；浮力的大小等于圓柱體排開的煤油重，同時指引學(xué)生將結(jié)論中的“水”改為“液體”。5．用細(xì)線系住小石塊代替圓柱體，重復(fù)做一遍，使結(jié)論中的“圓柱體”擴(kuò)展為隨意形狀的一般物體。圖56．用圖5裝置演示物體在氣體中所受浮力的大小。調(diào)理重物，使杠桿均衡．在燒瓶中放入石灰石，注入鹽酸，把發(fā)生的二氧化碳?xì)怏w用橡皮管注入水槽，當(dāng)水槽內(nèi)充滿二氧化碳?xì)怏w時，察看密封紙筒遇到二氧化碳?xì)怏w的浮力而浮起，杠桿失掉均衡。再把二氧化碳?xì)怏w注入上邊的空心紙桶內(nèi)，當(dāng)注滿時，杠桿又恢復(fù)均衡。說明浸入二氧化碳?xì)怏w的密封紙桶，遇到二氧化碳?xì)怏w的浮力，浮力的大小等于排開的二氧化碳?xì)怏w遇到的重力。注意事項1．實驗方法要交代清楚，不要一開始就把全套儀器端出來，先不掛小桶演示，再加掛小桶演示，要指出加掛小桶的企圖；要演示圓柱體的體積與塑料小桶的容積相等；要說明溢水杯的作用；要指出浸入體積與排開體積和浮力大小與排開液體（氣體）遇到的重力之間的數(shù)目關(guān)系。學(xué)生對實驗裝置、原理、方法、步驟明確認(rèn)識是本實查收到預(yù)期見效的要點，教師必然交代清楚。2．實驗層次要分明。如浸入前、底面剛接觸液面、浸入一部分、全部淹沒、淹沒在不一樣樣深度、沉終歸部，每步都要有明確的察看要點，存心澄清一些錯覺，得出正確結(jié)論。20四、不一樣樣物質(zhì)的比熱容不一樣樣實驗?zāi)康模貉芯坎灰粯訕游镔|(zhì)的吸熱本事能否相同。實驗原理：1、不一樣樣的物質(zhì)汲取熱量的本事不一樣樣；2、知道什么是物質(zhì)的比熱容；3、研究質(zhì)量相同的不一樣樣物質(zhì)高升相同溫度汲取熱量的不一樣樣，要采納控制變量法。實驗器械：鐵架臺兩個，500ml的燒杯兩個，相同規(guī)格的加熱器兩個，攪拌器兩個，秒表，量筒，水，煤油，溫度計兩支。實驗步驟：取兩個相同的燒杯，甲杯里裝400克水，乙杯里裝200克水，使它們都處于室溫，給它們加熱到沸騰，察看加熱的時間能否相同。此后取相同多的水400克，甲杯加熱到100oC，乙杯加熱到80oC，察看加熱的時間是否相同。圖6取400克的水和煤油分別加到燒杯中(圖6)，給它們加熱相同的時間，察看它們高升的溫度能否相同。實驗結(jié)論：給相同質(zhì)量和相同溫度的水和煤油加熱，使它們汲取相同的熱量，煤油上升的溫度高。要使它們上漲的溫度相等，對水的加熱時間更長些?？梢姡灰粯訕拥奈镔|(zhì)，吸熱的本事不一樣樣（水和煤油比較，水的吸熱本事強(qiáng)）。五、研究焦耳定律實驗?zāi)康模貉芯侩娏鹘?jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些要素有關(guān)。實驗原理：依據(jù)煤油在玻璃管里上漲的高度來判斷電流經(jīng)過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少。實驗采納煤油的目的：煤油比熱容小，在相同條件下吸熱溫度高升得快；煤油是絕緣體。實驗器械：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、燒瓶兩個、電熱絲（阻值不一樣樣）兩個、煤油、秒表等。實驗步驟：如圖7所示，把兩個阻值相同的電阻絲接入電流不一樣樣的電路中，察看相同時間內(nèi)溫度計的示數(shù)變化狀況。21圖7把阻值不一樣樣的兩個電阻絲串聯(lián)在電路中，察看相同時間內(nèi)溫度計的示數(shù)變化狀況。實驗結(jié)論：電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：2QIRt。六、滑動變阻器的結(jié)構(gòu)及使用實驗?zāi)康模褐阑瑒幼冏杵鞯慕Y(jié)構(gòu)和原理，練習(xí)使用滑動變阻器改變電路中的電流。實驗器械：滑動變阻器，小燈泡，電流表，開關(guān)，電池組，導(dǎo)線若干。1．介紹滑動變阻器的原理和結(jié)構(gòu)。（1）原理：經(jīng)過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻。（2）結(jié)構(gòu)：電阻線是由電阻率大的合金線制成。（3）銘牌：滑片上標(biāo)出的數(shù)字“50Ω2A”，此中50Ω表示最大阻值，2A表示贊成通過的最大電流。（4）元件符號：2．滑動變阻器的使用方法：(1)串聯(lián)在電路中，連結(jié)時要接“一上一下”的接線柱。(2)弄清滑片挪動時，變阻器接入電阻線長度如何變化，電阻如何改變，電路中電流如何變化？(3)使用前應(yīng)將滑片放在變阻器阻值最大地點。(4)使用前要認(rèn)識銘牌。銘牌上標(biāo)有變阻器的最大電阻值和變阻器贊成經(jīng)過的最大電流值。實驗步驟：1.按圖8連結(jié)電路圖9。22圖8圖92.閉合開關(guān)，挪動滑動變阻器的滑片，察看電流表的示數(shù)變化狀況。3.分析電流表的示數(shù)變化與滑片挪動方式的關(guān)系。實驗結(jié)論：1.滑動變阻器連結(jié)的方法是一上一下，各接一個。2.滑動變阻器是靠改變接入電路電阻線的長度，來改變電阻進(jìn)而改變電流。七、研究電流與電壓、電阻的關(guān)系實驗?zāi)康模貉芯侩娏髋c電壓的關(guān)系；研究電流與電阻的關(guān)系。實驗原理：研究電流與電壓關(guān)系時，采納控制變量法，控制電阻不變，改變電壓察看電流與電壓的關(guān)系；研究電流與電阻關(guān)系時，采納控制變量法，控制電壓不變，改變電阻，察看電流與電阻的關(guān)系。實驗器械：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表、定值電阻、滑動變阻器。實驗步驟：研究1：（1）按圖10連結(jié)電路，注意在連電路時，開關(guān)斷開。連結(jié)好電路，閉合開關(guān)以前，檢查電路，并將滑動變阻器的滑片置于阻值最大處。ARV圖10（2）挪動滑動變阻器的滑片，改變電阻R兩頭的電壓，記錄電流值和電壓值。重復(fù)實驗步驟。記錄三組對應(yīng)的電壓和電流值。23（3）完成表1表1次數(shù)定值電阻(R)/Ω電壓(U)/V電流(I)/A123（4）察看表中數(shù)據(jù)，得出電流與電壓的關(guān)系。研究2：（1）仍依據(jù)圖8所示電路實驗。（2）采納適合的電壓值，并保持電壓值不變，變化電阻R的阻值，挪動滑動變阻器的滑片，保持電壓不變，記錄相應(yīng)的電阻和電流值。（3）完成表2表2次數(shù)電壓(U)/V電阻(R)/Ω電流(I)/A123（4）察看表中數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。總結(jié)：綜合分析兩個實驗表格中的數(shù)據(jù),找尋電流,電壓和電阻三者之間的數(shù)目關(guān)系。注意事項：電流表電壓表連結(jié)時注意電流從電表的正極進(jìn)入，負(fù)極流出。注意合理使用電流表電壓表的量程。八、平面鏡成像特色實驗?zāi)康模貉芯科矫骁R成的是實像仍是虛像，是放大的仍是減小的，所成的像的地點是在什么地方。實驗原理：光的反射定律。實驗器械：蠟燭（兩只），平面鏡（能透光的），刻度尺，白紙，火柴。實驗步驟：1.在桌面上平鋪一張16開的白紙，在白紙的中線上用鉛筆劃上一條直線，把平面鏡垂直立在這條直線上。242.在平面鏡的一側(cè)點燃蠟燭，從這一側(cè)能夠看到平面鏡中所成的點燃蠟燭的像，用不透光的紙遮擋平面鏡的反面，發(fā)現(xiàn)像仍舊存在。說明光芒并無透過平面鏡，所以證明平面鏡背后所成的像其實不是實質(zhì)光芒的匯聚，是虛像。3.拿下遮光紙，在平面鏡的背后放上一只未點燃的蠟燭，當(dāng)所放蠟燭大小高度與點燃蠟燭的高度相等時，能夠看到背后未點燃蠟燭也憂如被點燃了(如圖11)。說明平面鏡背后所成像的大小與物體的大小相等。圖114.用鉛筆分別記下點燃蠟燭與未點燃蠟燭的地點，移開平面鏡和蠟燭，用刻度尺分別量出白紙上所做的記號，量出點燃蠟燭到平面鏡的距離和未點燃蠟燭（即像）到平面鏡的距離。比較兩個距離的大小，發(fā)現(xiàn)是相等的。實驗結(jié)論：物體在平面鏡中所成的像是虛像，像的大小與物體的大小相等，像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等，像與物體的連結(jié)被平面鏡垂直均分。注意事項：1.盡可能選薄一些的玻璃，不然會看到兩個不重合的像。2.平板玻璃必然要保證垂直擱置，兩只蠟燭大小應(yīng)相同并垂直擱置以方便察看和研究。3.如何判斷蠟燭A與它的像B重合：手挪動B，當(dāng)看見B與A的像變?yōu)橐恢稽c燃的蠟燭，從不一樣樣的角度看，都看到B的芯上有火焰，B正好跟A的像重合。這時，用筆切近A和B的下端，描出它們與紙的接觸線，獲得兩個小圓。這兩個小圓的圓心，就是A和B的地點。九、反射定律實驗?zāi)康模嚎偨Y(jié)光射到物體表面上發(fā)生反射的規(guī)律。1.反射光芒跟入射光芒和法線在同一平面內(nèi)，反射光芒和入射光芒分居法線雙側(cè)；2.反射角等于入射角。實驗原理：反射定律。25實驗器械：光的反射演示器，其結(jié)構(gòu)如圖12所示。圖12M是一塊平面鏡，鑲在一塊木板上，白色光屏E垂直固定在木板上，白色光屏F能夠繞垂直于鏡面的ON軸轉(zhuǎn)動，E、F屏上畫有以O(shè)為圓心的圓弧，上邊標(biāo)有刻度。平行光源，低壓電源。實驗步驟：1.調(diào)整光源的地點，使一束光沿平面E內(nèi)任向來線AO射到平面鏡上的O點。繞ON軸轉(zhuǎn)動平面F，追求由O點反射的光芒，只有當(dāng)平面F和平面E在同一平面內(nèi)時，才能在F上見到反射光芒，平面F在其余地點時，F(xiàn)上都沒有反射光芒。得出反射光芒跟入射光芒和法線在同一平面內(nèi)，反射光芒和入射光芒分居法線雙側(cè)的結(jié)論。2.平面F和E處在同一平面時，察看到光的反射，從E、F屏上讀進(jìn)出射角、反射角的值，得出反射角等于入射角。3.在平面E內(nèi)改變?nèi)肷涔饷⒌慕嵌龋貜?fù)步驟2?？偨Y(jié)得出反射定律。4.先使平面F和E成任一夾角。轉(zhuǎn)動光源的地點，在E平面內(nèi)看到反射光芒。轉(zhuǎn)動平面E找到入射光芒和法線所在的平面，加深對反射定律的理解。實驗結(jié)論：光射到物體表面上發(fā)生反射的規(guī)律：1.反射光芒跟入射光芒和法線在同一平面內(nèi)，反射光芒和入射光芒分居法線雙側(cè)；2.反射角等于入射角。注意事項：1.初中學(xué)生缺少空間想象力，理解反射定律中線和面的空間關(guān)系是一個難點。實驗過程中應(yīng)注意幫助學(xué)生成立空間見解，直觀地成立起光的反射圖象。2.入射光芒是擁有必然寬度的光帶，為了在光屏上顯示出光流傳的路線，入射光帶的軸線與光屏需成一個較小的角度。相同，反射光芒也是擁有必然寬度的光帶，所以，當(dāng)平面E與F有較小的角度時，光屏F上還可以夠有短的亮線。實驗時要注意盡量減小光帶的寬度，并且避開這個較小角度的地點，省得造成紛亂。26十、研究凸面鏡成像規(guī)律實驗?zāi)康模貉芯客姑骁R成像規(guī)律。試驗器械：蠟燭、光具座、凸面鏡、光屏。實驗步驟：1.將凸面鏡、蠟燭、光屏放在同向來線上。調(diào)整凸面鏡、蠟燭、光屏的高度，使它們的中心大概在同一高度(如圖13)。圖132.把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，使物距u>2f，使?fàn)T焰在光屏上成清楚的實像，察看實像的大小和正倒，測出物距和像距v(像到凸面鏡的距離)。3.把蠟燭移到距離透鏡2倍的焦距處，使?fàn)T焰在光屏上成清楚的實像，察看實像的大小和正倒，測出物距和像距v(像到凸面鏡的距離)。4.把蠟燭向凸面鏡移近，使物距在2f和f之間，即2f>u>f，重復(fù)以上操作，進(jìn)行察看和丈量。5.連續(xù)移近蠟燭，使物距u<f，在屏上還可以夠獲得蠟燭的像嗎？如何才能察看到蠟燭的像？是虛像仍是實像？察看像的大小、正倒，測出物距，估測出像距（透過透鏡在蠟燭的同一側(cè)察看蠟燭的像）。實驗結(jié)論：表3物距像的性質(zhì)像距應(yīng)用倒、正放、縮虛、實u>2f倒立減小實像f<v<2f照相機(jī)f<u<2f倒立放大實像v>2f幻燈機(jī)u<f正立放大虛像V>u放大鏡注意事項：實驗時點燃蠟燭，要使?fàn)T焰、凸面鏡、光屏的中心大概在同一高度，目的是使?fàn)T焰的像成在光屏中央。若在實驗時，不論如何挪動光屏，在光屏都得不到像，可能的原由有：1.蠟燭在焦點之內(nèi)。2.燭焰在焦點上。273.燭焰、凸面鏡、光屏的中心不在同一高度。4.蠟燭到凸面鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光具座的光屏沒法移到該位置。28附錄2：中學(xué)物理典型實驗（高中物理部分）一、考證力的合成的平行四邊形定章實驗?zāi)康目甲C互成角度的兩個共點力合成的平行四邊形定章。實驗原理結(jié)點受三個共點力作用途于均衡狀態(tài)，則F、F2協(xié)力必與橡皮條拉力均衡。改用一1個拉力'F使結(jié)點仍到O點，則'F必與F1和F2的協(xié)力等效，以F1和F2為鄰邊作平行四邊形求出協(xié)力F。比較F和'F的大小和方向，以考證互成角度的兩個共點力合成時的平行四邊形定章能否正確。實驗器械方木板、白紙、彈簧秤（兩只）、三角板、刻度尺、圖釘（若干）、細(xì)芯鉛筆、橡皮條、細(xì)繩套（兩個）。實驗步驟1.組裝實驗器械①在方木板上固定好白紙；②用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上，另一端拴上兩個細(xì)繩套，各掛上一個彈簧秤，木板平放于桌面上。2.測定分力F、F21①兩彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使其伸長到適合地點O點處；②使用彈簧秤方法正確，示數(shù)適合；③兩彈簧數(shù)保持靜止，用鉛筆正確標(biāo)出O點地點、表示分力作用線的點，并實時記錄兩彈簧秤示數(shù)F、F2（要求估讀一位）；1④改變F和F2夾角和大小，仍將橡皮條拉到O點，再重復(fù)實驗。13.用平行四邊形定章求協(xié)力F①選定適合標(biāo)度，在記錄白紙上做F、F2的圖示；1②按平行四邊形定章求出協(xié)力F。'4.測定協(xié)力F①用一個彈簧秤掛在一個繩套上拉橡皮條，使其伸長到O點；②記下彈簧秤示數(shù)，標(biāo)出細(xì)繩方向；③按上述選定的標(biāo)度，沿記錄的方向作出這個彈簧秤的拉力'F的圖示，比較協(xié)力F和'F的大小和方向。注意事項1.彈簧秤的精選29將兩只彈簧秤鉤好后對拉，若在拉的過程中讀數(shù)相同，則可選；若不一樣樣，應(yīng)另換，直至相同為止。2.在知足協(xié)力不超出彈簧秤量程及橡皮條形變不超出彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，使用中彈簧秤應(yīng)向來與平板平行。3.畫力的圖示時，應(yīng)選定適合的標(biāo)度，盡量使圖畫得大一些，并嚴(yán)格按力的圖示要求作出協(xié)力。4.同一次實驗中，橡皮條拉長的結(jié)點O地點必然要相同。5.兩分力F1、F大小及夾角采納要適合。實驗中不要把夾角獲得太大（拉力適合大2些可減少偏差；夾角過大會使協(xié)力F大小或方向偏差較大，過小易使F的方向產(chǎn)生偏差）。二、牛頓第二定律實驗?zāi)康?.學(xué)會用控制變量法研究物理規(guī)律。2.學(xué)會如何由實驗結(jié)果得出結(jié)論。3.研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系。①質(zhì)量一準(zhǔn)時，加快度與作使勁成正比。②作使勁一準(zhǔn)時，加快度與質(zhì)量成反比。實驗原理Fma實驗器械打點計時器、紙帶及復(fù)寫紙片、小車、一端附有定滑輪的長木板、小桶和砂、細(xì)繩、低壓溝通電源、兩根導(dǎo)線、天平（帶有一套砝碼）、刻度尺、砝碼。實驗步驟1.用天平測出小車和盛有砂的小桶的質(zhì)量m和'm。2.安裝實驗器械。3.均衡摩擦力。將木板一端墊起，小車一端先不掛小桶，打出紙帶的點跡散布均勻，即可表示均衡了摩擦力。4.小桶繞過滑輪系于小車上，先接通電源后松開小車，停止后先斷開電源再取下紙帶編號碼。5.保持小車的質(zhì)量m不變，改變砂和小桶的質(zhì)量'm，重復(fù)4。6.在每條紙帶上采納一段比較理想的部分，測加快度a。7.作aF圖像，描點作圖，若這些點在一條直線上，證了然加快度與力成正比。8.保持砂和小桶的質(zhì)量'm不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)4、6，作a1m圖像，若圖像為向來線，則證明加快度與質(zhì)量成反比。30注意事項1.整個實驗均衡了摩擦力后，不論此后是改變砂和小桶的質(zhì)量仍是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要從頭均衡摩擦力。均衡摩擦力是指小車所受動力（重力沿斜面方向的分力）與小車所受阻力（包含小車所受摩擦力和打點計時器對小車所拖紙帶的摩擦力）大小相等。實驗中，應(yīng)在小車后拖上紙帶，先接通電源，再用手給小車一個初速度。若在紙帶上打出的點的間隔基本均勻，才表示均衡了摩擦力，不然必然從頭調(diào)整小木板的地點。2.均衡摩擦力后，打每條紙帶必然知足在小車上所加砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量的條件下進(jìn)行。只有這樣，砂和小桶的總重力才能夠視為小車遇到的拉力。3.改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量湊近打點計時器（或盡量遠(yuǎn)離帶滑輪的一端），并應(yīng)先接通電源，再松開小車，且在小車達(dá)到滑輪前應(yīng)按住小車。4.各紙帶上的加快度a都應(yīng)是該紙帶的均勻加快度。5.作圖像時，要盡可能多的點在所作的直線上，不在直線上的點應(yīng)盡可能對稱散布在所作直線雙側(cè)。三、考證機(jī)械能守恒定律實驗?zāi)康目甲C機(jī)械能守恒定律實驗原理利用物體做自由落體運(yùn)動時，重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芮铱倷C(jī)械能守恒，經(jīng)過測定重力勢能的減少許和動能的增添量加以考證。為便于考證，可選物體的初速度為零，此時需驗證的關(guān)系為12mghmv，即2gh122v實驗器械打點計時器、低壓溝通電源、帶有鐵夾的鐵架臺、紙帶、復(fù)寫紙、帶夾子的重錘、刻度尺、導(dǎo)線。實驗步驟1.安裝實驗器械，沿豎直方向架穩(wěn)打點計時器，將紙帶固定在重錘上并穿過打點計時器。2.用手握住紙帶，讓重物靜止于湊近打點計時器的地方，此后接通電源，松開紙帶。讓重物自由落下，打點計時器在紙帶上打下一系列的點。3.改換幾條紙帶，重復(fù)上述步驟4.從幾條打下點的紙帶中精選第一、第二兩點間距離湊近2mm且點跡清楚的紙帶進(jìn)行丈量。先記下第一個點的地點，再用刻度尺測出其余各計數(shù)點到第一個點間的距離h、h2、1h、,hn1、hn、hn1。3315.由公式hhnn22計算出各計數(shù)點的剎時速度vn2Tv、v2、v3、,、vn，再計算出1相應(yīng)的動能及動能的增添量。6.利用公式Emghp計算出各計數(shù)點與第一個點比較時，重力勢能的減少許。7.比較動能增添量及重力勢能的減少許的大小，考證機(jī)械能能否守恒。注意事項開始實驗時，需保持提紙帶的手不動，同時先接通電源，讓打點計時器正常工作后再松開紙帶讓重物著落，以保證第一個點是一個清楚的小點。實驗偏差的主要根源及分析1.丈量長度帶來的偏差該偏差屬于有時偏差，減少的方法是：①測距離時都應(yīng)從0點量起，且采納的點離0遠(yuǎn)些。②多丈量幾次此后取均勻值。2.實質(zhì)上重物和紙帶著落過程中要戰(zhàn)勝阻力做功（主假如打點計時器的阻力），故動能的增添量E必然稍小于勢能的較少許Ep，這屬于系統(tǒng)偏差。減少的方法是：k①安裝打點計時器時要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以減少重物帶著紙帶著落時所遇到的阻截作用。②其余選擇“重物”時，應(yīng)選擇資料密度較大的“重物”，使其在等質(zhì)量條件下，體積較小。這樣“體積小，重物重力大”的條件下，可減少偏差。四、光的折射定律實驗?zāi)康恼J(rèn)識光在兩種物質(zhì)界面上發(fā)生的折射現(xiàn)象，并總結(jié)折射現(xiàn)象的初步規(guī)律。實驗器械光具盤，低壓電源實驗方法1.如圖14所示，將光具盤的平行光源，矩形光盤和圓形光盤部署好，半圓柱透鏡用緊固螺釘卡在圓形光盤上。透鏡的毛面向里和光盤平面貼緊，半圓柱透鏡的直徑面MN和光盤上的90°連線重合，圓心O和圓形光盤的中心重合。調(diào)整平行光源，使中央一束平行光垂直于MN射到半圓柱透鏡的圓心O，光盤上清楚地顯示進(jìn)出射光芒、反射光芒和折射光線在一條直線上。轉(zhuǎn)動圓形光盤，入射點O的地點向來不變。32圖142.光的折射現(xiàn)象①將圓形光盤轉(zhuǎn)一個角度，使一束平行光射到MN上的0點，光盤上能夠看入射光芒AO，反射光芒OC和折射光芒OB（圖15）。圖15②轉(zhuǎn)動圓形光盤，使入射光芒AO垂直于MN平面，能夠看到經(jīng)過分界面此后的光芒OB和AO在一條直線上，即不改變光芒的流傳方向。③轉(zhuǎn)動圓形光盤，使入射光芒從圓弧面射入玻璃中，沿半徑射到MN上的O點，當(dāng)光線斜射到MN界面上時，光由玻璃進(jìn)入空氣，流傳方向發(fā)生改變；垂直射到MN界面上時，流傳方向不改變。察看要點：在半圓柱透鏡的MN界面上，光從空氣進(jìn)入玻璃，或許從玻璃進(jìn)入空氣，斜射時流傳方向改變；垂直入射時流傳方向不改變。3.光發(fā)生折射的初步規(guī)律①重復(fù)光從空氣斜射進(jìn)入玻璃的狀況，察看兩種媒質(zhì)交界面上的入射點、法線、入射光芒、折射光芒、入射角和折射角。指出光在折射時，折射光芒跟入射光芒和法線在同一平面內(nèi)，折射光芒和入射光芒分居法線雙側(cè)。33②轉(zhuǎn)動圓形光盤，改變?nèi)肷浣堑拇笮?，能夠看到，光從空氣進(jìn)入玻璃時，入射角越大，折射角也越大，并且折射角總小于入射角。③轉(zhuǎn)動圓形光盤，使得在MN界面上，光從玻璃進(jìn)入空氣。改變?nèi)肷浣堑拇笮。ㄈ肷浣菓?yīng)小于臨界角），能夠看到，折射角跟著入射角的增大而增大，并且折射角總大于入射角。④若光芒垂直入射到MN界面上時，不論光從空氣進(jìn)入玻璃，仍是從玻璃進(jìn)入空氣。經(jīng)過界面此后光的流傳方向都不變。察看要點：光從空氣進(jìn)入玻璃時，折射角小于入射角；光從玻璃進(jìn)入空氣時，折射角大于入射角。兩種狀況下，折射角都隨入射角增大而增大。注意事項1.實驗裝置要在課前組裝調(diào)整好。調(diào)整時還要注意：①半圓柱透鏡的底面（毛面）要和圓形光盤貼緊。在用緊固螺釘將透鏡壓緊在光盤上時，圓弧面那一側(cè)簡單翹起，造成由這一側(cè)射出的光芒在光盤上顯示的亮線出現(xiàn)斷開的現(xiàn)象。②從半圓柱透鏡的正面有時看到如圖16所示的光芒OE。這是因為從光盤左邊空隙透過的光帶較寬，一部分光芒直接照到半圓柱透鏡的前表面上造成的。能夠在透光空隙上插入一半攔光片，擋住這部分光芒。圖162.在玻璃內(nèi)光芒流傳的方向能夠由半圓柱透鏡的圓弧側(cè)面之外的光芒表示。這是因為沿著半徑方向流傳的光芒總和圓弧界面垂直，所以經(jīng)過界面時不改變流傳方向。沿半徑方向的光芒在圓弧面里、外面分總在一條直線上，能夠直接從實驗察看獲得。3.演示光的折射現(xiàn)象要注意給學(xué)生圓滿的圖景，光抵達(dá)兩種媒質(zhì)的交界面時，既存在著折射現(xiàn)象，又存在著反射現(xiàn)象。初中階段不要求表達(dá)全反射現(xiàn)象，實驗時，光從玻璃進(jìn)入空氣或許從水進(jìn)入空氣時，入射角都應(yīng)小于臨界角。五、描述小燈泡的伏安特色曲線實驗?zāi)康拿枋鲂襞莸姆蔡厣€，并分析曲線變化的規(guī)律和原由。34實驗原理一般金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的高升而增大。用鎢絲做成的小燈泡通電后，因為電流的熱效應(yīng)，溫度會高升，電阻會變大，燈泡在常溫下和正常發(fā)光時的電阻值能夠相差幾倍或幾十倍，所以小燈泡的伏安特性曲線不是直線。曲線上某一點和坐標(biāo)原點（0，0）圖17的連線的斜率就反應(yīng)了該電流時的電阻狀況。為了全面認(rèn)識經(jīng)過小燈泡的電流隨它兩頭所加的電壓變化而變化的規(guī)律，必然讓加在小燈泡兩頭的電壓從零開始漸漸增添，所以滑動變阻器應(yīng)接成分壓電路。又因為小燈泡的電阻一般都較小，所以電流表應(yīng)外接。即本實驗一般采納圖17所示的電路圖。實驗器械電流表、電壓表、滑動變阻器、低壓直流電源、電鍵、小燈泡及導(dǎo)線若干。實驗步驟1.用導(dǎo)線把實驗器械按圖17所示電路圖連成實驗電路，此中電鍵應(yīng)斷開。2.挪動滑動變阻器的滑動端，使輸出電壓最小。閉合電鍵，挪動滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)U為0.2V，讀出此時電流表的示數(shù)I1,并記入表格內(nèi)。13.再挪動滑動變阻器的滑片P，漸漸增大輸出電壓，在小燈泡的額定電壓范圍內(nèi)改變12次左右電壓U和電流I的值，并逐個記錄在表格內(nèi)。4.斷開電鍵。依據(jù)表格內(nèi)記錄的丈量數(shù)據(jù)，以電壓U為橫軸，電流I為縱軸在座標(biāo)值上記下12個左右的點，盡量使畫出的點占滿整個坐標(biāo)紙，把這些點連成圓滑的曲線，但若某點偏差整個曲線太大，可舍去。這樣的曲線即為小燈泡的UI曲線。5.分析由實驗得出的UI曲線的變化規(guī)律，找出變化的原由。6.翻開實驗電路，把器械整理好。表4：次數(shù)123456789101112電壓U/V電流I/A35六、用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻實驗?zāi)康?.掌握用電壓表和電流表測定電源電動勢及內(nèi)阻的方法和原理；2.學(xué)習(xí)掌握用UI圖像辦理數(shù)據(jù)的方法實驗原理依據(jù)閉合電路的歐姆定律EUIr可知，只需改變圖18中的R的阻值，測出兩組I、U的數(shù)據(jù)。代入方程組EU1Ir1圖18EUI2r2在理論上，利用兩組數(shù)據(jù)即可求出電源的電動勢E和內(nèi)電阻r。但這樣做偏差會比較大。為此，我們能夠多測幾組I、U，求出幾組E、r值，算出它們的均勻值作為最后的丈量結(jié)果。也能夠?qū)⒍嘟M數(shù)據(jù)描在圖上，【即電源的外伏安特色曲線（UI）圖】，如圖19所示利用作圖法來辦理數(shù)據(jù)，解決問題。必然明確：1．圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反應(yīng)該電流強(qiáng)度I增大時，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系UEIr，也就是說它反應(yīng)的是電源的性質(zhì)，所以也圖19叫電源的外特色圖線。2．電阻的伏安特色曲線中，U與I成正比，前提是R保持必然，而這里的UI圖線中，E、r不變，外電阻R改變。正是R的變化，才有I和U的變化。實驗中最少丈量5組數(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。要求使多半點落在直線上，并且散布在直線雙側(cè)的數(shù)據(jù)點的個數(shù)要大概相同；這樣，可使有時偏差獲得部分抵消，進(jìn)而提升精準(zhǔn)度。實驗器械電流表、電壓表、電池、滑動變阻器、電阻箱或定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實驗步驟1.按圖18連結(jié)好實物電路。2.挪動滑動變阻器的滑動觸片，使它的阻值最大。此后閉合開關(guān)S，讀出電壓表和電流表的示數(shù)U、I1，并填入自己設(shè)計的表格內(nèi)，斷開開關(guān)。13.多次挪動滑動變阻器的滑動觸頭，一次一次地減小電阻器的阻值，每次都讀出電壓表和電流表的示數(shù)，并一一記錄在表格內(nèi)。364.斷開開關(guān)S，拆掉電路，整理好器械。5.取坐標(biāo)紙，以電流I為橫軸，路端電壓U為縱軸，描述所記錄的各組U、I值的對應(yīng)點，連成UI圖像，延伸UI圖像，它與坐標(biāo)有兩個交點，讀取E、I的值，進(jìn)一步確立r。偏差根源1.由讀數(shù)視差和電表線性不良惹起偏差。2.因為導(dǎo)線未焊接在電池的正負(fù)兩極及其兩電池之間，所以接觸不良造成電池內(nèi)阻不牢固。3.每次讀完電表示數(shù)未馬上斷電，而是長時間閉合電鍵S，甚至改變滑動變阻器阻值全過程中向來放電，造成電池電動勢E降落，內(nèi)阻r增大。4.丈量電路存在系統(tǒng)偏差，I真I測I中未考慮電壓表的分流作用。v5.用圖像法求E、r時，因為作圖禁止造成的有時偏差。數(shù)據(jù)記錄、辦理表5：次數(shù)123456物理量電流I/A電壓U/V七、用單擺測定重力加快度實驗?zāi)康?.學(xué)會用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓涌於?.能正確使用秒表3.牢固和加深對單擺周期公式的理解4.學(xué)慣用積累法減小相對偏差的方法實驗原理物理學(xué)中的單擺是指在細(xì)線的一端系一小球，另一端固定于懸點，若線的伸縮和質(zhì)量可忽視，小球的直徑遠(yuǎn)小于線長，這樣的裝置稱為單擺。單擺發(fā)活力械振動時，若擺角小于5，這時的振動能夠看作是簡諧振動。由簡諧運(yùn)動知識能夠?qū)С鰡螖[的振動周期：T2Lg式中L是擺長，g是當(dāng)?shù)氐闹亓涌於?，將上式變形?4Lg2T37能夠看出，只需能測定出單擺的擺長和對應(yīng)的振動周期，就很簡單計算出重力加快度g的數(shù)值了。因為一般單擺的周期都不長，比方擺長1m左右的單擺周期為2s。所以依賴人為秒表計時器時產(chǎn)生的相對偏差會很大。針對這一問題本實驗采納積累法記時。即不是測定一個周期，而是測定幾十個周期，比方30個或50個周期。這樣一來，人用秒表計時過程中產(chǎn)生的偏差與幾十個周期的總時間比較就不足掛齒了。這類用積累法減小相對偏差的方法在物理實驗中會常常遇到，希望讀者要仔細(xì)領(lǐng)悟其精神實質(zhì)，為此后的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。實驗器械長約1m的細(xì)絲線一根；球心開有小孔的金屬小球一個；帶有鐵夾的鐵架臺一個；毫米刻度尺一根；秒表一塊；游標(biāo)卡尺一把。實驗安裝和實驗步驟1.安裝①讓線的一端穿過小球的小孔，此后打一個比小孔大一些線結(jié)，做成單擺。②把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面之外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡地點處做個標(biāo)志，如圖20所示。實驗時以這個地點為基礎(chǔ)。2.實驗步驟圖20①用米尺測出懸線長度L（正確到毫米），用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑d。②將擺球從均衡地點拉開一個很小角度，（不超出5），此后松開擺球，使擺球在豎直平面內(nèi)搖動。③用秒表測出單擺完成30次或50次全振動的時間t（注意記振動次數(shù)時，以擺線通過標(biāo)志為準(zhǔn)）。④計算出均勻完成一次全振動所用的時間，這個時間就是單擺的振動周期。⑤改變擺長，重做幾次實驗，每次都要記錄擺線長度L，振動次數(shù)n和振動總時間t。3.實驗記錄表6：實驗次數(shù)擺線長L/m擺球直徑d/m振動次數(shù)n振動時間t/sT1nt123①依據(jù)單擺的周期公式，計算出每次實驗的重力加快度，求出幾次實驗獲得的重力加速度的均勻值，即是當(dāng)?shù)赜虻闹亓涌於鹊木鶆蛑怠?8②將測得的重力加快度數(shù)值與當(dāng)?shù)氐闹亓涌於葦?shù)值加以比較，分析產(chǎn)生偏差的可能原由。注意事項1.實驗所用的單擺應(yīng)符合理論要求，即擺線要細(xì)且彈性要小，擺球用密度和質(zhì)量較大的小球，并且要在擺角小于5的狀況下進(jìn)行實驗。2.要使單擺在豎直平面內(nèi)振動，不可以夠使其形成圓錐擺或擺球轉(zhuǎn)動，方法是擺球拉到一定地點后由靜止開釋。3.丈量擺長時，不可