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物理实验易错题剖析

佛山市高明区第一中学  秦静梅

物理实验在高考中占有重要地位，根据《高考大纲》要求，2007年物理实验占总分的比例由原来的13%增加到16%，高考强化了对实验的考查力度。纵观历年学生有关实验的答题情况，其中错解问题比较多，也是高考中失分的重点，易错题也是易做题，哪么如何减少考试中的错误，首先同学们要知道什么地方错，为什么错，怎样避免错。

易错点1：对实验原理不清楚所引起的错解

例1．某同学在研究匀变速直线运动的实验中，从若干纸带中选中的一条记录小车运动情况的纸带，如图1所示，图10中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻计数点间有四个点没有画出，打点计时器频率为50Hz.图中注明了他对各个计数点间距离的测量结果。请你判断小车是否做匀变速直线运动？如果是匀变速直线运动，求加速度a=             m/s².

【错解】⑴s₁=2.80cm,s₂-s₁=4.40-2.80=1.60cm,s₃-s₂=5.95-4.40=1.55cm,s₄-s₃=7.57-5.95=1.62cm， s₅-s₄=9.13-7.57=1.56cm,s₆-s₅=10.81-9.13=1.68cm,各位移差的平均值为：△s=1.60cm;可见各位移差与平均值最多差0.08cm，即可见各位移差与平均值最多相差5％，根据s₂-s₁=s₃-s₂=s₄-s₃=s₅-s₄=s₆-s₅=恒量，可判定小球做匀变速直线运动；

所求加速度大小为：

【正解】⑴s₁=2.80cm,s₂-s₁=4.40-2.80=1.60cm,s₃-s₂=5.95-4.40=1.55cm,s₄-s₃=7.57-5.95=1.62cm， s₅-s₄=9.13-7.57=1.56cm,s₆-s₅=10.81-9.13=1.68cm,各位移差的平均值为：△s=1.60cm;可见各位移差与平均值最多差0.08cm，即可见各位移差与平均值最多相差5％，根据s₂-s₁=s₃-s₂=s₄-s₃=s₅-s₄=s₆-s₅=恒量，可判定小球做匀变速直线运动；

⑵,所求加速度大小为：

,代入数据得：

【精评】“错解”求加速度平均值的结果，仅由两段T内的位移s₆、s₁决定，达不到减小偶然误差的目的。“正解”求加速度平均值的结果，就把各段位移都利用上了，有效地减小了仅由两次测量带来的偶然误差。这种方法被称为逐差法。这一考点历来是高考命题的热点，主要考查如何处理纸带记录的数据。

例2.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的频率为50Hz，取当地的重力加速度g=9.8m/s²,设所用的重物的质量为m，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量表示为            ；动能的增加量表示为                  。试判断机械能是否守恒？

【错解】重力势能的减少量为：△E_P=mgh_C=9.8×77.76×10^-2m=7.62m

根据公式

动能的增加量为： 

可见△E_P=△E_k，故机械能守恒。

【正解】先判定D点的可靠性，即判定，如相等（或在误差范围内相等），D点就可靠（即在D之前做自由落体运动），就可利用。

可见D点是可靠的。

重力势能的减少量为：△E_P=mgh_C=9.8×77.76×10^-2m=7.62m

C点的速度大小为：

动能的增加量为：

在误差范围内机械能守恒。

在验证机械能守恒定律的实验中，误差的一部分来自空气阻力及纸带和打点计时器限位孔之间的摩擦，故重力势能的减小应等于动能的增加和克服阻力做功之和，所以此题在计算结果上肯定是重力势能减少量大于动能的增加量。

【精评】“错解”中求速度的方法是根据机械能守恒定律得到的，而我们的目的是验证机械能守恒定律，显然不能用，根据这一定律得到的结论再去验证，因而不可取。正确的方法应该是根据纸带上数据直接用公式求出物体的实际下落速度，而不能用理论值进行计算。对实验数据进行正确的处理从而得出正确的实验结果，是实验过程的一个重要的环节。也是高考命题的热点。