第一部分高中物理实验研究的思想.pptVIP

1 1 第一部分 高中物理实验如何教学 一、对教材实验如何实现再创造 1. 创造新的演示项目 2. 对现有实验设计进行创新 做功与速度变化的关系 ◆教材的实验方案 ◆改进的实验方案 橡皮筋 细线 △改用一根橡皮筋，减小劲度，又稳定了方向。 △前面连一根细线，可以使小车前进一段路程。 探究功与速度变化的关系 ◆另一种改进的实验方案（恒力做功） △测出小车质量、加速度，可计算细线对小车的拉力。 探究功与速度变化的关系 △在纸带上取不同长度作为做功距离（初速度为零），计算小车运动这些距离后的速度。 △改变砝码，增加细线拉力，得到另外多组做功和速度数据。 △在v－W坐标系中描出以上数据的点，发现在同一曲线上。 △换用v2－W坐标系，得到的图线为直线，说明v2∝W W 0 v W 0 v2 二、 怎样加强高中物理实验教学的思考 1. 对不同的学生使用不同的实验方案 2. 在原理、现象、应用等方面全面发掘实验潜力 3. 把习题教学跟物理实验结合起来（体验性实验） 4. 选择恰当的实验器材体现教材的实验方案 案例：测量电池的电动势和内阻 基本要求： △实验原理：根据闭合电路欧姆定律，测出电路中除电动势、内阻以外有关物理量，利用图象或计算，求出电动势和内阻。 △数据处理：用U－I图象分析时，什么表示电动势？什么表示内阻？怎样减小实验的偶然误差？ 方法（多种）： 通过外电路U、I、R关系的变换，闭合电路欧姆定律可以写成多种方式。因此，通过测量U和I、或者U和R、或者I和R都可以求得电动势和内阻。实验方法的多样性可以拓展学生的思路，可以避免死记实验步骤，有利于灵活把握实验原理，也有利于因地制宜选择实验器材。 实验：测定电池的电动势和内阻 教学建议：用水果电池作为被测电源。 （1）用水果电池作为被测电源的优点 △内阻大。有几百到几千Ω。有利于测量。 △材料容易获得。土豆、铜片（丝）、铁片（丝）。 △安全、环保、无污染。 △激发兴趣，消除对电池的神秘感。 实验：测定电池的电动势和内阻 （2）测量方法 A J0415型电流表内阻已知：878Ω 土豆电池电动势约0.8V，短路电流约不到1mA，因此可选用J0415型电流表(量程200μA)配合电阻箱进行测量。 教学建议：用水果电池作为被测电源。 实验：测定电池的电动势和内阻 （2）测量方法 土豆电池电动势约0.8V，短路电流约不到1mA，因此可选用J0415型电流表(量程200μA)配合电阻箱进行测量。 教学建议：用水果电池作为被测电源。 实验：测定电池的电动势和内阻 （3）实验数据 根据实测数据计算路端电压U，作出U－I图象如右。 教学建议：用水果电池作为被测电源。 实验：测定电池的电动势和内阻 60 80 100 120 140 160 180 200 220 400 450 500 550 600 650 700 U / mV I I /μA 三、让学生亲身体验实验 单摆周期公式的应用 头发丝——衍射 第二部分 精彩实验设计的教育价值 一、化难为易 二、奇思妙想 一、化难为易 目的：提高实验教学的能力 案例：光路的演示 如何让学生发现电池有内电阻 单摆 案例1：发现电池的内电阻的实验教学设计 起因：前概念造成的结果 学习初中物理之后，往往给学生形成了一种错误的思维定势：电源给定后，电源的电压就是不变的了。 这一定势对学生学习闭合电路欧姆定律带来障碍。 创设情境，发现问题 演示与讨论：将开关逐一闭合（选用旧的干电池），观察现象，提出一个你感兴趣而却不能回答的问题。 案例1：发现电池的内电阻的实验教学设计 学生的问题 ：U一定，并联电阻变小，电流变大；电流变大，为什么灯泡变暗呢？ 学生的问题 ：U一定，通过每一个灯泡的电流不变，每个灯泡的亮度应当不变。 那么，什么情况下可能使灯泡变暗呢？ 可能电源的输出电压变小。 讨论后的想法 案例1：发现电池的内电阻的实验教学设计 实验验证与再讨论 测量电源两端的电压，验证了上述猜想。 那么，为什么并联灯泡增多（并联电阻变小）时加在灯泡两端的电压（电源两端的电压）会减小呢？ 案例1：发现电池的内电阻的实验教学设计 讨论 如果在电路中串联一个电阻，能解释灯泡变暗的现象吗？ 灯泡合电阻变小，导致串联电阻上的电压变大，灯泡两端电压变小，所以灯泡变暗。 案例1：发现电池的内电阻的实验教学设计 再猜想和验证 原来电路中的串联电阻可能在电池内部，即电池内有电阻存在。 用可调电阻电池实验，可验证内电压的存在，由此可知，电池有内电阻。 案例1：发现电池的内电阻的实验教学设计 案例2：用单摆法测定重力加速度 这是一个传统的经典实验，有许多巧妙的思想方法和技术细节必须通过学生的动手操作二体现出来。如： 用间接测量的方法测量物理常数；