数字化物理实验演示ppt课件

高中物理数字化实验教学作者：***来源：《新课程》2024年第16期一、教学目标1.理解机械能守恒定律的基本原理，能够通过数字化实验平台深化对能量转换和守恒概念的认识。

2.学习设计具体的实验方案，清晰界定实验中需观测的物理量，并运用合适的数字化工具进行精确测量。

3.增强控制实验变量的能力，通过准确操作获得关键数据，如下落高度和速度，能够分析数据差异，并通过改进实验方案来降低误差，锻炼科学探究技能。

4.培养实事求是的科研态度和对数据真实性的尊重意识。

二、思维导图（见图1）三、实验思路1.实验满足的条件：为了验证机械能守恒定律，实验设计中应确保系统只受保守力（如重力和弹力）的作用，以排除非保守力（如摩擦力和空气阻力）对实验结果的干扰。

在没有外力做功的情况下，物体的机械能（动能与势能的总和）应当是守恒的。

2.减少阻力的方法：为了降低空气阻力和滑动摩擦力对实验结果的影响，可以采用以下减少阻力的方法。

使用光滑的轨道或斜面、应用润滑剂、使用滚动而非滑动、减小接触面积、设计流线型的物体形状、选用质量较大的物体。

四、实验过程（一）研究自由下落物体的机械能1.实验准备与设定教师检查并确保所有实验设备完备且状态良好，这包含铁架台、电磁打点计时器、配重、纸带、复写纸、导电线、精确的毫米尺和低压AC电源（见图2）。

在此基础之上，借助数字化设施，如计算机程序、感应器以及数据搜集装置等，这些有助于提升数据搜集与分析的准确性。

2.实验原理说明在解释实验原理前，教师要向学生明确机械能守恒定律的定义和适用状况。

学生通过观察并比较自由落体过程中重物的势能与动能之间的转换，深入了解机械能守恒定律是否在实验中得以验证。

3.实验步骤（1）势能变化测量为了深入理解力学基本概念，学生需用精准的天平来测定重物的质量，确保实验结果的精确性。

然后，他们会把这个重物安装到铁架台上，为接下来的实验步骤做准备。

电磁打点计时器是此次实验的核心工具。

当设备开启，重物开始自铁架台自由落体时，计时器会定期在穿过的纸带上标记点位。

中学物理实验报告 实验名称数字化（DIS ）实验研究班级姓名学号实验日期2013/4/28同组人一、 实验目的1、熟悉DIS 的使用方法，熟练DIS 的操作步骤要领；2、明确DIS 实验的原理，能够感知实验的设计过程；3、参与DIS 的操作过程，获得实验的体会；4、在实验过程中探讨教学方法，提高自己的教学技能；二、 实验过程实验一：摩擦力（1）实验器材朗威?DISLab 数据采集器、力传感器、配重块、摩擦力实验器、计算机、砝码、弹簧测力计。

（2）实验操作1、将力传感器接入数据采集器，并与摩擦力实验器相连。

2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“用DIS 研究摩擦力与哪些因素有关”，打开该软件。

3、点击“开始记录”，对传感器进行软件调零。

4、选择摩擦力大的滑块，打开摩擦力实验器电动机电源开关，使滑块下底板在电动机的牵引下由静止状态变为匀速运动状态过程，点击“停止记录”，观察实验曲线。

5、选择100g 的滑块，重复上述操作，得到滑动摩擦力与时间的关系。

6、将实验获得的f -t 图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段 f -t 图线即可得到相应的摩擦力数值。

7、在100g 滑块上添加不同质量的砝码，重复实验后得到一组摩擦力数据。

8、点击“Ff-Fn 图像”，得到一组数据点，对数据点进行“直线拟合”，总结摩擦力与 正压力的关系。

（3）实验数据（最大砝码由静止变匀速）（“选择区域”相应摩擦力数值）（一组不同质量砝码摩擦力数据） 由实验数据可知：摩擦力随着正压力的变大而变大，所以摩擦力与正压力成正比 实验二：气体压强与体积的关系及烛光光强的测定（1）实验目的1、了解气体压强与体积的关系；2、研究烛光的光强。

（2）实验原理在使用“cd ”（坎德拉）作为光强单位之前，“烛光”曾经作为光强度的标准计量单位被使用多年。

探照灯、照明弹等都以“×图13-1气体压强与体积关系实图26-1研究摩擦力与哪些×万烛光”来说明其亮度。

数字化物理实验与案例数字化学物理实验是指利用计算机和相关软件技术，通过模拟和仿真等方法进行的一种虚拟实验。

它可以在计算机上模拟各种实验环境和条件，进行物理实验过程的模拟和数据分析，以及对实验结果的预测和解释。

实验名称一：弹簧振子的周期与质量关系实验实验目的：验证弹簧振子的周期与质量之间的关系，并探究其物理规律。

实验步骤：1.在计算机上打开相应的数字化化学物理实验软件，进入弹簧振子实验界面。

2.准备弹簧、质量块和计时器等实验装置，并将其安装在模拟实验界面中。

3.调整质量块的质量和弹簧的劲度系数，设置实验参数。

4.点击开始按钮，启动实验过程的模拟。

5.记录实验过程中弹簧振子的周期，并将数据保存到计算机中。

6.根据实验数据，绘制周期与质量之间的关系曲线。

7.分析实验结果，验证周期与质量之间的关系，并解释其物理规律。

该案例通过数字化实验软件模拟了弹簧振子的实验过程，可以根据不同的质量和劲度系数设置实验参数，并记录实验数据。

通过分析实验数据，可以得出周期与质量之间的关系曲线，并验证其物理规律。

数字化化学物理实验的优势：1.可以在虚拟环境中进行实验，避免了实际实验过程中的安全隐患。

2.节省实验材料和设备成本，方便实验教学资源的共享和传播。

3.可以进行多次重复实验，提高实验结果的可靠性和准确性。

4.可以对实验参数进行灵活调整，探究不同条件下的实验现象和规律。

5.提供了直观的实验界面和数据分析工具，方便实验数据的记录和处理。

总之，数字化化学物理实验为学生提供了一个便捷、安全和高效的实验学习平台，能够加深对物理规律的理解和掌握。

实验名称二：光的折射与反射实验实验目的：通过模拟实验验证光的折射定律和反射定律，并探究其物理规律。

实验步骤：1.打开数字化物理实验软件，在光的折射与反射实验界面中设置实验参数。

2.准备一束光源、玻璃板、三棱镜等实验装置，并将其安装在模拟实验界面中。

3.调整光源的位置和角度，设置入射光线的方向和强度。

、数字化实验验证小车匀变速直线运动规律说课稿【教学设计思路】本实验是高中时期第一个探究性实验——《探究小车速度随时间变化的规律》之后特别增加的数字化实验,是为了加深学生对运动规律理解。

目的是从观察实验,理论结合实验,操作实验和分析实验结果等方面培养学生的综合实验能力、通过直观的数字化实验加深学生对匀变速直线运动规律的理解、【学习目标】本节课的学生学习目标有:①明白位移传感器和光电门的工作原理和使用方法;②明白匀变速直线运动的位移时间图像是一条抛物线;③学会通过两个光电门计算物体的加速度;④学会分组合作实验,提升交流能力,对科学实验产生兴趣。

【学情分析】学生在之前的课程中差不多学习了用打点计时器研究小车速度随时间的运动规律,也学习了匀变速直线运动速度和时间的关系以及位移和时间的关系。

能理解匀变速直线运动的位移时间图象是抛物线,也明白如何以两个时刻的瞬时速度来计算加速度。

ﻩ教师主要应该在实验过程中引导学生观察数字化软件处理得到的位移时间图象的特点、【重点与难点】重点:学习通过位移传感器和光电门研究匀变速直线运动规律难点:对数据进行分析,总结实验现象【教学方法】演示实验,学生实验【教学过程】【教学情境设计】教师活动:“同学们,我们上一次实验利用打点计时器研究了小车速度随时间变化的运动规律,这一节课将用数字化实验去验证小车的运动规律。

数字化实验将物理信号转化为电信号通过计算机处理直截了当显示在电脑软件上。

通过传感器的周密信息采集能力和计算机高速的数据处理能力,使得我们可用更精确的手段去验证小车的运动规律。

这次实验主要目的是通过位移传感器验证小车匀变速直线运动的规律,并利用光电门计算小车的加速度。

在实验进行之前,先介绍一下今天我们所要使用的实验仪器:小车,小车轨道,位移传感器(含收发装置),光电门,挡光板,传感器信息收集器,笔记本电脑。

以上是最主要的实验器件。

先通过演示实验,了解一下实验的规范步骤以及各个仪器的基本使用方法、首先我们要进行的是用位移传感器验证小车的匀变速直线运动。