物理牛顿第2定律练习.doc

PAGE  PAGE 16 物理演示实验的基本理论 1-1开设演示实验课的目的 定义： 物理演示实验一般是指密切配合物理课堂教学内容由教师操作让学生观察的实验。 目的：可以使学生对所讲授的内容加深理解、巩固记忆、纠正错误概念、建立正确图像。 可以激发学生观察物理现象的兴趣和培养学生分析、解决问题的能力。 1-2 物理演示实验的分类 单一性实验是指为配合一个物理现象、概念或一个物理定律的讲解而演示的一个单一内容的实验。 例如：质心运动定律、电磁感应实验。 综合性实验是指同时包含了几个物理内容、其物理现象彼此交织、相互联系的一个实验。 例如：偏振、旋光、散射综合实验。 组合式实验是为配合一个物理现象、概念或规律的讲解而做的题目和目的相通、内容相互补充、逐渐深化的一组实验。 例如：角动量守恒组合实验。 实验目的：演示在合外力矩为零的条件下，物体的角动量守恒。 实验仪器：茹可夫斯基凳；直升飞机模型；车轮转台；离心节速器式演示仪；离合器式演示仪；电动式演示仪等等。 设计思想：用组合式实验来验证角动量守恒定律。 避免重复，由简到繁，渐进组合。选其三项： 离心器式定性说明在合外力矩为零的条件下角动量保持不变。 离合器式定量演示在合外力矩为零的条件下角动量的代数和守恒。 电动式定量说明在合外力矩为零的条件下角动量的矢量和守恒。 在组合式实验中，层次分明，环环相扣，逐步深化，达到了实验目的。 另外： ★体现了全面验证、对称验证：离合器式演示仪一个附属盘。 电动式演示仪换向开关。 ★体现了仪器的组合设计：离心器式和离合器式合二为一。 ★体现了仪器的功能扩展：电动式增加陀螺，演示陀螺的定轴性。 1-3 物理演示实验的原则 科学性原则：原理正确，主题突出，因果明确。 简便性原则：装置简单、操作简便，携带方便。 直观性原则：现象直观，效果明显、重复性好。 可见性原则：结构可见，观察范围大。 趣味性原则: 贴近生活，生动有趣。 6. 规范性原则：操作规范，成功率高。 1-4 物理演示实验的发展 新内容、新技??、新仪器、新材料、先进手段： 力学：气垫技术--气垫导轨、气垫平台、气垫转盘、滑轮 光学：He-Ne激光--全息照相、激光通讯、衍射、光杠杆 电学：高温超导、半导体集成电路、多功能示波器、光电器件 多媒体：扩大观察范围、仿真（虚拟）实验 1-5 课堂演示实验的做法 1、充分准备 预做实验，检查仪器。仪器摆放，位置站立。步骤层次，讲做配合。预料故障，万无一失。 2、周密演示 点明题目和目的，介绍仪器和装置，强调条件和方法，分析总结出结论。 例1 题目：自感现象 目的：演示自感现象，观察当线圈自身电流变化时要产生自感电动势，自感电动势的方向总要阻碍原来电流的变化。 装置 如右图所示 通电自感： 条件： 方法： 接通k，看 与是否同时亮？哪个先亮？ 现象： k接通瞬间，迟亮。稳定后，与同样亮。 分析： k通，L中从零增大，产生阻碍增大，故迟亮。 断电自感： 条件： 方法：断K, 观察的亮度变化 现象：在熄灭之前，发出短暂强光 分析： K断，突然减小，产生较大的，以暂时维持中的电流，由于，当流过支路时，发出短暂强光。 分析结论 ：当线圈中的电流变化时，要产生自感电动势，自感电动势的方向，总是阻碍（或反抗）原来电流的变化。 3、规范操作 （天平、砝码，气垫导轨、温度计、光学元件表面、电表读数、量程选择太小，电源开关直接拔下插头） 第二章 物理演示实验的方法 2—1一般方法 1.直接演示法 直接了当地演示某一物理现象和规律。 例如：电荷的相互作用，电磁感应现象、扬氏双缝干涉等。 2.对比演示法 利用对比的方法演示某一物理现象或规律。 有的实验内容，无法直接观察，必须做对比显示，才能观察到这种现象。 有的物理现象，本来可以直接演示，但为了改善演示效果或丰富实验内容，而采用对比演示法。 对比形式： 同时对比：例如通电自感中，与同时对比，通过看谁先亮谁后亮判断通电自感存在。 先后对比：例如断电自感中，先后对比，通过暗-亮-灭的现象判断断电自感存在。 复合对比：趋肤效应。 趋肤效应：在交流电路里，随着频率的增加，在均匀导体横截面上,电流分布越来越向导体表面集中，这种现象称为趋肤效应。 趋肤效应使导线的有效截面积减小，从而使它的等效电阻增加。 困难：第一，必须使导线电阻随频率的增加有明显的增大； 第二，必须能证明电阻的增大是由于电流的趋肤而不是趋心。 装置： 直流和交流两种电源； 电源 频率计 R1 R2 两个规格完全相同的 小灯泡并联在电源上； 用纯铜导线连接； 用同样粗细的镀铁 铜导线连接； 现象 接通直流电源，、一样亮， 直流电阻一样大。 接通交流电源，升高频率，亮度