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设计性实验在高中物理的应用探讨
摘要：实验是物理学的基础，是检验物理理论的标准。实验教学是高中物理教学中的重要方式之一。但是随着新课标的改进和教学要求的提高，传统的物理实验教学已经无法适应现有的教学需求。将设计性实验从大学引入高中物理实验中能促进学生主动地学习和思考，有利于培养和提高学生的科学实验能力及综合素养。关键词：实验；设计性实验；高中物理
中图分类号：g642 文献标识码：b 文章编号：1002-7661（2013）12-011-01
随着科学技术的高速发展，社会对人才素质的要求越来越高。在物理教学中，实验是物理学的基础，是检验物理理论的标准，是增强学生创新精神，创造能力的重要方式之一。然而，新课改后，传统的中学物理实验教学方式没有进行实质性的变革，已经难以适应整个当代物理教学，制约了学生实验能力的发展。现行中学物理教材的实验内容绝大多数都是验证性实验，实验结果往往是唯一的或是理想化的结果，与结果的多种可能性脱节，因而学生的思维缺乏应有的多向性和灵活性，发散性思维受到压抑，扼杀了学生探索的欲望和创新实践能力。传统的实验教学普遍是在教师具体的引导下进行的，学生并不能发挥主观能动性，培养不了自主探究的意识，只是了解了器材的使用，没有完整的体会到物理探究的过程。
为进一步提高对学生能力的培养，建议将高等院校中的设计性物理实验教学方式引入到中学物理实验教学中。所谓设计性物理实
高中电学实验第一讲：电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表，即 R V=∞，R A=0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？ 若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表内接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大内小外”。 2、误差分析 （1）、电流表外接法
由于电表为非理想电表，考虑电表的内阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) （ 2）、电流表内接法 其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和 电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和， 故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即" 大内"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择 （一）比值比较法
高中物理实验的创新性设计 令狐文艳 摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创新性的实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法 一、物理实验创新性设计的意义 作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。
作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。 物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。 二、物理实验创新性设计的方法 那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢？ 创新需要丰富的创造力，而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计，教师要有终身学习的意识，力求在专业上不断进步，不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的，创造性思维能力的培养也绝非一日之事，因此要想在短时间提高创造力，掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。 创新技法的种类非常之多，本文将结合《感应电流的方向》（鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节）中的两个实
高中物理实验设计原则 1实验的设计 最初的高中物理实验手册对验证机械能守恒实验的设计，是让重锤连接一条纸带，纸带穿过竖直固定的电火花计时器的限位孔(如图1所示)，接通计时器电源，手提纸带从高处静止释放重锤，重锤和纸带一起加速下落，打点计时器在纸带上记录了重锤的运动情况．重复做多次试验，然后选择一条打点清晰的纸带(如图2所示)来研究重锤下落是否机械能守恒．重锤从静止开始下落，要求出减少的机械能mgh，首先要找到开始下落时的那个纸带上的那一个打点O点．设计者利用理论计算。所以把距离为2mm的两个打点的那一个点记做是静止下落的起始点O点．这样就可以用刻度尺测量出重锤下落的高度hOB，算出减少的机械能．再利用短时间内AC平均速度约等于B点的瞬时速度．实验分析从以上试验设计原理上去分析以上的实验设计，似乎都一一满足了．而且此实验设计简便，测量数据较少，数据处理也很方便，这样也同时提高了实验的精确性．只是实验中纸带下落过程受到打点计时器和空气的阻力，但重锤的重力远大于阻力．因此数次的实验结果也比较符合设计者的预想．粗略看来此实验的设计较为成功，但问题出在初始点O点的确定上，即2mm的推导上． 2实验的改进 设计者为了避开因寻找起始点而犯的科学性错误，现行的物理实验手册中在处理纸带时，实验不再确定起始点，而是随机取了纸带中较为清晰的两点A、B(如图3所示)，验证重锤从A到B的过程中机械能是否守恒．实验要量出AB的距离，然后用短时间内平均速度约等于瞬时速度。实验分析实验的操作过程没有发生变化，只是在纸带打点处理上进行了改进，而改进后的实验没有了科学性错误，并且也是切实可行的．从实验设计原则上看都满足了七大原则，那这样的实验设计是不是完美了呢?不需要做任何的优化了呢?其实我们可以发现这实验设计也有它的缺陷存在．①实验至少需要测量三段距离，要计算两个瞬
高中物理实验的创新性设计 摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创 新性的实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。 关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法 一、物理实验创新性设计的意义 作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。 作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。 物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。 二、物理实验创新性设计的方法 那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢？ 创新需要丰富的创造力，而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计，教师要有终身学习的意识，力求在专业上不断进步，不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的，创造性思维能力的培养也绝非一日之事，因此要想在短时间提高创造力，掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。 创新技法的种类非常之多，本文将结合《感应电流的方向》（鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节）中的两个实验介绍缺点列举法、希望点列举法和信息交合法三种创新技法在物理实验创新性设计中的应用。 （一）缺点列举法
漠河高级中学物理实验综合测试题 命题人:滕鹏 1. 实验：为了测量某一被新发现的行星的半径和质量，一艘宇宙飞船飞近它的表面进行实验。飞船在引力作用下进入该行星表面的圆形轨道，在绕行中做了第一次测量。绕行数圈后，着陆在该行星上，并进行了第二次测量。依据测量的数据，就可以求出该星球的半径和星球的质量。已知万有引力恒量为G。飞船上备有以下实验器材： A. 一只精确秒表 B. 一个已知质量为m的物体 C. 一个弹簧秤 D. 一台天平（附砝码） 请根据题意回答以下问题： （1）第一次测量所选用的实验器材为______________________， 测量的物理量是______________________。 （2）第二次测量所选用的实验器材为______________________， 测量的物理量是______________________。 （3）试推导出行星的半径、质量的表达式。（用已知量和测出的物理量表示） 2. （1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件长度，如图甲所示。图示的读数是_________cm。 （2）如图乙，将一打点计时器固定在斜面上某处，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 用米尺测得斜面的高度与长度之比为1 4 。一辆质量为400g的小车拖着穿过打点计时器的纸 带从斜面上滑下。图丙是打出纸带的一段，相邻记数点间还有四个点未画出。由图可知，打点计时器打纸带上B点时小车的瞬时速度v B=_________m/s，打纸带上E点时小车的瞬时速度v E=_________m/s。 3. 科学实验是人们认识自然的重要手段。在电学实验中经常需要测量某负载的电阻。测量电阻的方法有多种。现需要测量一只标有“220，100W”灯泡的电阻。 （1）这只灯泡正常工作时的电阻为_____________Ω。若用多用电表中的欧姆挡直接接在灯泡两端测量它的电阻，则测出的电阻应_____________灯泡正常工作时的电阻。（填“大于”、“小于”或“等于”） （2）现在提供以下的实验器材： A. 220V的交流电源 B. 单刀双掷开关一只 C. 电阻箱一只（0~999Ω，额定电流1A） D. 交流电流表一只（0~0.6A） E. 导线若干 请你用以上的器材设计一个实验，能较为准确地测出灯泡工作时的电阻值。请画出电路原理图，并简述实验步骤。 4. 甲、乙两位同学在一次应用伏安法测量电阻R x的实验中进行了如下操作：第一步用万用表粗测电阻R x的阻值，第二步用伏安法测量电阻R x的阻值。
电学实验(经典) 实验设计的基本思路 （一）电学实验中所用到的基本知识 , 电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是 考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为： Ir U E I U R +== ,。 可见，对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。 1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 （1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 （2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 （3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 （4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： （1）选择电表：首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 — （2）选择滑动变阻器：注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 （3）应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。
2020～2021学年度第一学期高一物理实验教学计划 一、总的情况分析 1.学生情况分析 学生在学习的参差不齐。学生自身的各种毛病根深蒂固，没有天长地久的恒心和毅力，很难改正。学生经过以前已有的学习和锻炼，都或多或少的有了一定的进步和基础。随着时间的推移，学生到了新的环境，会很快适合环境，学生的紧迫感日益强烈。同时学生经过初中的学习，更有目的性。这些对学习有利。 2.教情分析 从自身的来讲，这届学生是从高一入学就开始接触，比较熟悉，有利于教学的实行。但是也有不足之处，教材刚刚换过，内容比较新颖，再熟悉教材和备课、以及实验的准备的过程中会走一些弯路，对各种实验习题的处理把握可能不恰当。 二、具体措施： 针对这种情况，我们经研究决定，在新学期采取新措施： 1. 巩固学生良好的实验习惯，提升学习效率。 学生在高一开始的时候，就要培养学生对物理学科的兴趣，提升学生理解事物的敏锐观察力，培养学生实行物理实验的的探究水平，实验对教学的促动作用有一个全面的了解，学生学习实验的积极性更加高涨。 2. 安排预习、备课、上课、实验指导等一条龙活动。 课前认真指导学生作出充分的预习，上课即时检查，备课的过程中对于学生出现的问题心中有数，备好课，认认真真准备好每一堂课，课上即时指导实验、即时指导学生的操作，发现学生出现的问题，课后即时实行辅导，争取每一节课的问题当堂解决，尽量不给下一节课留下尾巴。即时批改好学生的实验报告，对于实验报告中出现的问题在下一节课的教学科中即时作出阐述。 3. 做好学生思想工作，进一步实行学习方法指导。 学生当前多数不明确学习的目的，针对这个情况，我们应即时做好学生的思想工作，即时改正学生的学习态度、方法，使其尽快进入学习的真正轨道。有些学生受社会不良风气的影响，还应该严格管理，防止影响整个班级的学习风气。 4. 调整教学进度，顺利完成学校下达的教育教学任务。 根据教学进度，在保证教学效果的前提下，适当的调整教学及实验进度，顺利并即时认真完成教委交给我们的各种教学任务。在保证学生学会的前提下，适当的提升照顾一下基础比较扎实的、脑瓜子比较聪明的成绩比较好的学生，让他们的各种技能水平（包含实验操作技能）也进一步提升，避免出现高分低能现象。 5. 精研教材、新课程大纲，学习先进教育教学理论，进一步提升自身的业务素质。
高中物理实验题的类型及解决方法 近年来，高中物理实验题，出现了迁移类实验、应用型实验、设计型实验、探究型实验，甚至还出现了“研究性学习”类实验。这类试题要求考生能将学过的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，能深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，还要具有较强的创新能力。 1、迁移类实验 这类实验题具有如下特点：它们基本上都不是课本上现成的实验，但其原理、方法以及所要求的知识均是学生所学过的，即用“学过的实验方法”、“用过的仪器”进行新的实验，以考查其基本实验能力和理解、推理、迁移的能力。 解决这类问题的基本思路和方法是：仔细阅读题目，理解题意，在了解所介绍的实验仪器的基本原理、使用方法的基础上，运用以前所学过的知识、使用过的仪器和做过实验的方法，进行情景迁移、联想类比，就可解决问题。 【例1】在一些实验中需要较准确地测量物体转过的角度，为此人们在这样的仪器上设计了一个可转动的圆盘，在圆盘的边缘标有刻度(称为主尺) ，且每一刻度对应圆心角l °，圆盘外侧有一个固定不动的圆弧形的游标尺，如右图所示(图中画出了圆盘的一部分和游标尺)．圆盘上刻有对应的圆心角的度数，游标尺上把与主尺上9°对应的圆心角等分为10格，试根据图中所示的情况读出此时游标尺上的零刻线与圆盘上的零 刻线之间的夹角为． 【解析】这是游标卡尺拓展应用．圆弧形的游标尺相当于游标卡尺的游标尺，圆盘的边缘标有的刻度相当于主尺．在游标尺 0刻度前读出 19°，游标尺的第 5条刻度线与主尺上的刻度对齐，在游标尺上读出 0.5°．因此测量的夹角为 19.5°． 【解析】这是游标卡尺拓展应用．圆弧形的游标尺相当于游标卡尺的游标尺，圆盘的边缘标有的刻度相当于主尺．在游标尺 0刻度前读出 19°，
物理实验的设计及解题研究 姓名学号班级物理学是一门实验学科，为了再现物理规律的发现过程，或者测量某个物理量，或者研究某个物理问题，需要设计对应的物理实验。故课本依据学习的需要设计了学生实验（11个高考必考实验） 一、物理实验的设计原则： 1．科学性：科学的方案应有正确的物理规律为依据。 2．安全性：设计的方案应安全可靠，不会对仪器、器材、环境造成危害。 3．精确性：实验误差应控制在允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案。 4．方便性：设计方案应便于操作、读数，便于进行数据处理和观察。 二、高考“考试大纲”对实验能力的要求 “三能”：能明确实验目的；能理解实验原理和方法；能控制实验条件。 “三会”：会使用仪器；会观察、分析实验现象；会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价。 三、解决实验题（设计性实验题）思路方法 1．能独立地完成11个高考必考实验题。要对照“三能”、“三会”落实好。并理解课本实验的设计的技巧。 2．增强表述的准确性，会使用学科语言进行表述。规范书写答案，规范作图。 比如规范描点作图的要求： ⑴用铅笔和刻度尺作图。⑵建立坐标系，标出坐标轴的物理符号和单位。 ⑶选择合适的表度。⑷描点准确，清晰。 ⑸画图曲线要平滑、要细，若为一次函数关系，图像必须为直线，线的两测点迹分布均匀，让其尽可能多的点在这条线上，离线较远的点可不考虑。 ⑹图象的完整性，即图像要延长到坐标轴上。 3．基本实验改进型题：借助学过的物理理论、实验方法和实验仪器的使用去处理问题。4．设计型实验题：往往题目本身阐述实验的方法、使用的器材等。要认真研究题意，并结合物理过程及物理规律形成实验原理，解决控制实验条件、处理实验数据等问题。5．技巧性认识： ⑴减少误差的方法：数据处理方法有公式法的改变为图像法；多次测量求平均值。 ⑵对实验结果的评价要注意科学性、有效性，要大胆答题。 ⑶有些创新实验题其实是物理题，依据实验的物理过程，结合物理规律寻找物理量的关系，形成实验方法等。
高中物理实验的创新性设 计 Newly compiled on November 23, 2020
高中物理实验的创新性设计 摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创新性的 实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。 关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法 一、物理实验创新性设计的意义 作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。 作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。 物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。 二、物理实验创新性设计的方法
实验：探究加速度与力、质量的关系 教学目标： 知识与技能 1．理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关． 2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系． 3．培养学生动手操作能力． 过程与方法 1．指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验． 2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验． 3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题， 情感态度与价值观 1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度． 2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神． 3．培养与人合作的团队精神． 教学重点、难点： 教学重点 1．控制变量法的使用． 2．如何提出实验方案并使实验方案合理可行． 3．实验数据的分析与处理． 教学难点 1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行． 2．实验数据的分析与处理． 教学方法： 探究、讲授、讨论、练习 教学手段： 教具准备 多媒体课件，小轧一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格： 10 g ＼20 g， 用作牵引小车的力)；砝码(规格：50e＼100 g＼200g，用来改变小车的质量)；刻度尺；文件夹；粗线绳(用来牵引小车)．打点计时器、学生电源、纸带、气垫导轨、微机辅助实验系统一套． 课时安排： 新授课（1课时） 教学过程： [新课导入] 利用多媒体投影图4—2—1； 分组定性讨论 组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同? 组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同? 师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果． 组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大． 师：请组2的代表回答你们组讨论的问题，
高中物理实验 基本知识 （一）常用实验原理的设计方法 1．控制变量法：如：在“验证牛顿第二定律的实验”中，加速度、力和质量的关系控制。 2．理想化方法：用伏安法测电阻时，选择了合适的内外接方法，一般就忽略电表的非理想性。 3．等效替代法：验证力的平行四边形定则 4．模拟法：当实验情景不易创设或根本无法创设时，可以用物理模型或数学模型等效的情景代替，尽管两个情景的本质可能根本不同。“描绘电场中的等势线”的实验就是用电流场模拟静电场。 5．微小量放大法：微小量不易测量，勉强测量误差也较大，实验时常采用各种方法加以放大。卡文迪许测定万有引力恒量，采用光路放大了金属丝的微小扭转； （二）常见实验数据的收集方法 1．利用测量工具直接测量基本物理量 2．常见间接测量的物理量及其测量方法 有些物理量不能由测量仪器直接测量，这时，可利用待测量和可直接测量的基本物理量之间的关系，将待测物理量的为基本物理量的测量。 测量转化 ⑴天平在进行测量前应先调平衡。 ⑵电磁打点计时器所用电源要求为4～6V的交流电源。 ⑶多用电表的欧姆档每次换档后要重新调零，被测电阻要与电路断开，使用完毕要将选择开关转至交流电压最高档或“OFF”档。 ⑷滑动变阻器、电阻箱和定值电阻使用过程中要考虑其允许的最大电流。滑动变阻器采用限流接法时，滑动触片开始应位于变阻器阻值最大的位置；滑动变阻器采用分压接法时，滑动触片开始应位于分压为零的位置。 ⑸电阻箱开始应处于阻值最大状态，调整电阻箱的阻值时，不能由大到小发生突变，以免因为阻值过小而烧坏电阻箱。不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。 ⑴游标卡尺的读数：游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为1mm)，和游标尺两部分组成。按照游标的精度不同可分为三种：（a）10分游标，其精度为0.1mm；（b）20分游标，其精度为0.05mm；（c）50分游标，精度为0.02mm。游标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L1，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数L2，则总的读数为：L1+ L2。 ⑶电阻箱：能表示出接入电阻值大小的变阻器；读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它
新课标高中物理 实验教学教案资料汇总
物理实验的目的与要求 1、实验目的 (1)教会学生用实验研究物理现象与规律，包括： A.正确选择实验方法与实验器材。 B.学会控制实验条件。 C.知道如何实验、判断结果的可靠程度。 (2)帮助学生理解和掌握有关课程内容和重要的物理概念，以形成物理思想， 培养解决物理问题的能力 (3)通过实验培养掌握基本物理量的测量方法，以培养实验技能。 (4)培养学生严谨的实验态度、科学的实验方法及良好的实验习惯。 2、做好实验的基本要求 (1)实验前必须做好如下准备： ①明确实验目的，弄懂实验原理 ②了解仪器性能，熟悉操作步骤 ③设计记录表格，掌握注意事项 (2)实验中必须手脑并用，做到心到、眼到、手到。
①仔细调整实验装置，正确使用实验仪器 ②保证满足实验条件，注意规范实验操作 ③认真观察实验现象，客观记录实验数据 (3)实验后必须对数据进行处理： ①尊重实验客观事实，正确分析记录数据 ②合理做出实验结论，独立完成实验报告 常用基本仪器的使用与读数 物理《考试说明》中要求学生熟练掌握的基本仪器有13种，除打点计时器和滑动变阻器不需要读数外，其余11种都涉及到读数问题。 （一）测量仪器使用常规 对于测量仪器的使用，首先要了解测量仪器的量程、精度、使用注意事项和读数方法。 1．关于量程问题：这是保护测量仪器的一项重要参数，特别是天平、弹簧秤、温度计、电流表、电压表和多用电表等，超量程使用会损坏仪器，所以实验时要根据实验的具体情况选择量程适当的仪器。在使用电流表、电压表时，选用量程过大的仪器，采集的实验数据过小，会造成相对误差较大，应选择使测量值位于电表量程的1/3以上的电表；使用多用电表测电阻时，应选择适当的档位，使欧姆表的示数在电表的中
１．长度的测量 会使用游标卡尺和螺旋测微器，掌握它测量长度的原理和方法. ２．研究匀变速直线运动 打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O,然后(每隔５个间隔点)取一个计数点Ａ、B、C、D …。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s３…利用打下的纸带可以： ⑴求任一计数点对应的即时速度ｖ：如 (其中T=5×0．０2s＝0.1s） ⑵利用“逐差法”求ａ： ⑶利用任意相邻的两段位移求a：如 ⑷利用ｖ-t图象求a:求出Ａ、Ｂ、C、Ｄ、E、F各点的即时速度,画出v-ｔ图线,图线的斜率就是加速度a。 注意事项 １、每隔5个时间间隔取一个计数点，是为求加速度时便于计算。 2、所取的计数点要能保证至少有两位有效数字 ３.探究弹力和弹簧伸长的关系(胡克定律)探究性实验 利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重量)的多组对应值，填入表中。算出对应的弹簧的伸长量。在坐标系中描点,根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象，从而发确定F-x间的函数关系。解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。
该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系。(这一点和验证性实验不同。) 4．验证力的平行四边形定则 目的:实验研究合力与分力之间的关系,从而验证力的平行四边形定则。 器材：方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤(2个）、直尺和三角板、细线 该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的合成的平行四边形定则。 注意事项: 1、使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度),拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。 2、实验时应该保证在同一水平面内 3、结点的位置和线方向要准确 5.验证动量守恒定律 （O /N-２r）即可。 OM+m２ ＯP=m１ 由于ｖ1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平
电路设计实验（培优） 1.要测定一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A．待测干电池E （电动势约为1.5V ） B.电流表A （量程1 mA ，内阻r1=599Ω） C.电压表V （量程3V ，内阻约3kΩ） D.滑动变阻器R1 (0 20Ω,1A) E.滑动变阻器R2 (0 200Ω,1A) F.定值电阻R=1Ω G.开关和导线若干 （1）该实验可以将电流表A和定值电阻R （填“串联”或“并联”），改装成量程为的电流表； （2）请根据提供器材，在图甲所示的方框内画出实验电路图 ，要求实验尽可能减小实验误差．电路中滑动变阻器应选用（填器材前面的字母）． （3）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，测出多组干路电流I 及 电压表示数U ，根据测得的数据作出U -I 图像，如图乙所示，由此得到干电池的电动E=V ，内阻r =Ω．（结果 均保留两位小数） （4）该实验（填“存在”或“不存在”）由于电表内阻引起的系统误差．
【答案】并联600mA（或0.6A） D 1.50（1.48—1.52 均对）0.84（0.75—0.90 均对）不存在 【解析】 (1)[1][2]电流表改装较大量程的电流表需要并联定值电阻，电流表能够通过的最大电流为1mA，假设改装后电流表的最大量程为I，根据 并联分流规律： 1mA = R I -1mA r 1 解得：I = 600mA = 0.6A (2)[3][4]电流表的量程为0.6A，电源电动势 为1.5V，选择最大量程为20Ω的滑动变阻器 即可，采用限流接法，因为改装后的电流表 内阻已知，所以改装后的电流表接在电压表 外边，可以进行准确测量： (3)[5][6]电源和改装后的电流表可以等效为一个新电源，内阻为： r 0 = R r 1 R +r 1 +r 电源 根据闭合电路欧姆定律：U =E -Ir0 图像和纵轴的截距为电源电动势，大小为 1.50V，图像的斜率为电源
高中物理-实验：用打点计时器测速度教学设计 一、学习目标： 1.知识与技能: (1)了解两种打点计时器的构造( 2)学会利用打点计时器测速度 2.过程与方法:(1)培养学生的实验技能和技巧(2)利用v－t图象分析数据,描述物体的运动 3.情感态度与价值观: 培养学生分析和解决 问题的能力 二、重点难点： 1.打点计时器的使用 2.用打点计时器测速 度 三、学法指导：实验法分析法 四、讲述要点：瞬时速度的计算 五、学讲过程： 一.两种打点计时器 1. 电磁打点计时器是一种 仪器，它使用_____电源，由学生电源供 电，工作电压在___V以下。当电源 频率是50Hz时，它每隔s打一个点。通电前，把纸 带穿过，再把套在轴上的________压在纸带上面。 2.电火花计时器的计时原理与电磁打点计时器相同，不 过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是 ________和。 3.两种计时器的比较 （1）两种计时器使用的都是______电源，当电源的频率是50Hz时，都每隔_______s打一个点。不过它们使用的工作电压不同，电磁打点计时器的工作电压在_____V以下，电火花计时器的工作电压是V （2）电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力比较_____， 实验误差也 就比较____。 二．实验目的： 用打点计时器测物体运动的______速度和______速度。 三．实验器材： 打点计时器、复写纸（墨粉纸）、纸带、_____电源、导线、_______ 四．实验步骤： 1.把打点计时器_____好 2.安装纸带（纸带应装在复写纸或墨粉纸的_____） 3.启动电源，用手_____地拉动纸带，打完后，立即__________. 4.取下纸带，从____________的某个点开始，往后数出n个点，纸带从第一个点到第n个点的运动时间是____________s 5.计算出两点之间的_______速度和某点的_______速度。 六、限时训练 1．某同学打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D、…依次表示点O以后连续的各点．已知交流电的频率为50Hz．则OG间的距离为_____cm,O到G的平均速度为________m/s,DG段的平均速度为______m/s,DF段的平均速度为_______m/s,E点的瞬时速度为______m/s 位置1234 5 时间/s v/(m.s-1)
1、度的量 会使用游卡尺和螺旋微器, 掌握它量度的原理和方法. 2、研究匀速直运 打点器打下的。点迹清楚的一条，舍掉开始比密集的点迹，从便于量的地方取一个开始点O，然后（每隔 5 个隔点）取一个数点A、 B、 C、D ?。出相数点的距离s1、s2、 s3?利用打下 的可以： ⑴求任一数点的即速度v：如 ( 其中 T=5×=） ⑵利用“逐差法”求a： ⑶利用任意相的两段位移求a：如 ⑷利用 v-t象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即速度，画出v-t ，的斜率就是加速度a。注意事： 1、每隔 5 个隔取一个数点，是求加速度便于算。 2、所取的数点要能保至少有两位有效数字 3、探究力和簧伸的关系（胡克定律）探究性 利用右装置，改个数，出簧度和所受拉力（重量）的多，填入表中。算出 的簧的伸量。在坐系中描点，根据点的分布作出力 F 随伸量 x 而的象，从而确定 F-x 的函数关系。解函数表 达式中常数的物理意及其位。 要注意区分簧度和簧伸量。探索性，要根据描出的点的走向，判定函数关系。（一点和性不同。） 4、力的平行四形定 目的：研究合力与分力之的关系，从而力的平行四形定。 器材：方木板、白、、橡皮条、簧秤（ 2 个）、直尺和三角板、 是要用互成角度的两个力和另一个力生相同的效果，看其用平行四形定求出的合力与一个力是否在差 允范内相等，如果在差允范内相等，就了力的合成的平行四形定。注意事： 1、使用的簧秤是否良好（是否在零刻度），拉尽可能不与其它部分接触生摩擦，拉力方向与 方向相同。 2、保在同一水平面内 3、点的位置和方向要准确 5、量守恒定律 因此只需： m1OM+m2OP=m1OM＇+m2 OP v1、v1＇、v2＇均水平方向，且它的直下落高度 都相等，所以它行相等，若以位，那么小球的水平射程的数就等于它的水平速度。在右中分用 OP、 OM表示。
高中物理电学实验方案设计 物理是一门应用试验来探索真理的学科，高中物理电学部分涉及很多实验，为方便考生复习，下面是整理的高中物理电学实验，希望大家喜欢。 高中物理电学实验 1 用描迹法画出电场中平面上等势线 实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表，在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的关系：将电流表、 电池、电阻、导线按图1或图2 连接，其中R是阻值大的电阻，r是阻值小的电阻，用导线的a端试触电流表另一端，就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。与电池正极相连的A电极相 当于正第一文库网点电荷，与电池负极相连的B相当于负点电荷。白纸应放在最下面，导电纸应放在最上面(涂有导电物质的一面必须向上)，复写纸则放在中间。 2 伏安法测电阻 1伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫(安培计)内接法。外接法的系统误差是由电压 表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法;内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用
试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压 表的变化，若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接 法测量;若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。(这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U)。 (1)滑动变阻器的连接 滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：a叫限流接法，b叫分压接法。分压接法被测电阻上电压的调节范围大。当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的;用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。 (2)实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极 开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)。 对分压电路，应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。
高中物理实验的创新性 设计 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
高中物理实验的创新性设计 摘要：为了更好地培养学生的科学素养与创新能力，教师需要在教学中设计创新性的 实验。这要求教师提高自身的知识储量，培养自身的创新意识，掌握一定的创新方法。缺点列举法、希望点列举法、信息交合法等创新技法可为物理实验的创新性设计提供广阔的思路，但不应忘记创新性设计的目的——为教学目标的实现服务。同时，安全性、科学性、实用性、适用性等原则仍是物理创新性设计时所要考虑的最基本原则。 关键词：物理实验；创新性设计；缺点列举法；希望点列举法；信息交合法 一、物理实验创新性设计的意义 作为一门建立在实验基础上的基础自然学科，物理学在研究物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律之外，也注重对所采用的实验手段和思维方法的研究。因此，物理的教学始终离不开物理实验的教学：有趣的实验现象是激发学生探索自然、理解自然的兴趣与热情的催化剂，亲手的操作是培养学生物理技能和实践能力的最佳途径；此外亲身的实验经历能让学生体验科学探究的过程、了解科学研究的方法，有助于提高学生的科学素养。 作为教学活动的主导者，教师首先要对实验在物理教学中的重要性有足够的认识，其次要充分利用教材中已有的实验资源，并能够够根据教学实际设计一些创新性的实验。这种创新性的实验设计可以是对教材已有实验的改进，以解决个别实验取材不易、操作不便、实验效果不明显等弊端；也可以是基于教学需要的全新设计，以弥补教材的不足，帮助学生构建一些重要的物理概念和物理规律。 物理实验的创新性设计，是教师秉承新课程标准课程开放性理念，由课程的复制者走向课程的创造者的有效尝试。它可以有效地促进学生自主地、富有个性地学习，对学生的科学探究能力、实践能力和创新意识的培养大有裨益。 二、物理实验创新性设计的方法 那么我们该如何在教学实践中进行创新性的实验设计呢？ 创新需要丰富的创造力，而一个人的创造力由他所拥有的知识储量、创造性思维能力和创新技法三个因素共同决定。因此要进行创新性的实验设计，教师要有终身学习的意识，力求在专业上不断进步，不断提高自身的知识储量和创造性思维能力。然而知识是无穷无尽的，创造性思维能力的培养也绝非一日之事，因此要想在短时间提高创造力，掌握必要的创新技法是简单而有效的方法。 创新技法的种类非常之多，本文将结合《感应电流的方向》（鲁科版高中物理选修3-2第2章第1节）中的两个实验介绍缺点列举法、希望点列举法和信息交合法三种创新技法在物理实验创新性设计中的应用。 （一）缺点列举法 缺点列举法，顾名思义，就是列举事物的缺点或不足之处，再针对性地提出解决方法和措施。其中，找到事物的缺点或不足之处是本方法应用的重点。
高考要求的学生实验（19个）按广东高考考点编制 1.长度的测量 会使用游标卡尺和螺旋测微器,掌握它测量长度的原理和方法. 2. 研究匀变速直线运动 右图为打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后（每隔5个间隔点）取一个计数点A、B、C、D …。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 … 利用打下的纸带可以： ⑴求任一计数点对应的即时速度v：如 (其中T=5×0.02s=0.1s） ⑵利用“逐差法”求a： ⑶利用上图中任意相邻的两段位移求a：如 ⑷利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。 注意事项1、每隔5个时间间隔取一个计数点，是为求加速度时便于计算。 2、所取的计数点要能保证至少有两位有效数字 3.探究弹力和弹簧伸长的关系（胡克定律）探究性实验 利用右图装置，改变钩码个数，测出弹簧总长度和所受拉力（钩码总重量）的多组对应值，填入表中。算出对应的弹簧的伸长量。在坐标系中描点，根据点的分布作出弹力F随伸长量x而变的图象，从而发确定F-x间的函数关系。解释函数表达式中常数的物理意义及其单位。 该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。对探索性实验，要根据描出的点的走向，尝试判定函数关系。（这一点和验证性实验不同。） 4..验证力的平行四边形定则 目的：实验研究合力与分力之间的关系，从而验证力的平行四边形定则。 器材：方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤（2个）、直尺和三角板、细线 该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果，看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的合成的平行四边形定则。 注意事项： 1、使用的弹簧秤是否良好（是否在零刻度），拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。 2、实验时应该保证在同一水平面内 3、结点的位置和线方向要准确 5..验证动量守恒定律 (O /N-2r）即可。 OM+m2 OP=m1 由于v1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O /N表示。因此只需验证：m1 注意事项：